作者：张梦奇，孙玉今，延边大学附属医院放射科；刘健男，吉林大学白求恩第一临床医学院

MRI为具有高软组织对比度、多序列和多参数成像能力的无创影像学技术，包括功能性MRI(functional MRI，fMRI)、超短回波时间(ultra short echo time，UTE)-MRI和弥散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)等，近年来广泛用于研究肺部疾病；MRI影像组学还可基于高通量数据分析技术从图像中提取特征，为精准诊断疾病和个体化治疗提供新思路。然而，由于肺部生理结构特殊及图像存在呼吸运动所致伪影等问题，MRI用于肺部疾病仍面临一定挑战。本文就MRI用于肺部疾病进展进行综述。

1. 肺癌

肺癌是我国乃至全球发病率和病死率均最高的恶性肿瘤，早期诊断和对症治疗对于降低患者死亡率至关重要。既往研究显示，基于UTE序列的3D梯度回波(gradient recalled echo，GRE)MRI对于直径4~29mm肺结节的检出率超过90%；而DWI鉴别良、恶性肺结节的敏感度和特异度分别为83% 和80%，其表观弥散系数(apparent diffusion coefficient，ADC)则有助于区分高、低级别肺癌。

LEE等选取71例于根治性手术前接受UTEMRI和CT检查的早期肺腺癌患者共74个病灶，经筛选获得5个UTE-MRI和4个CT影像组学特征，采用最小绝对收缩和选择算子(least absolute shrinkage and selection operator，LASSO)生成影像组学评分，并分别建立常规影像学模型、UTE-MRI影像组学模型、CT 影像组学模型、常规影像学+UTE-MRI影像组学模型、常规影像学+CT影像组学模型及常规影像学+UTE-MRI影像组学+CT影像组学模型，用于预测肺腺癌斑驳-渗透/实体(mottling permeation/solid，MP/S)阳性；结果显示，上述模型中，常规影像学+UTE-MRI影像组学+CT影像组学模型的曲线下面积(area under the curve，AUC)最高(0.879)，UTE-MRI影像组学模型及CT影像组学模型的AUC分别为0.840及0.841(P=0.980)，证实了UTEMRI影像组学的预测价值；且后续生存分析显示UTE-MRI影像组学与肺腺癌早期复发相关。

非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)早期检出常较困难，部分患者确诊时已处于Ⅲ期。一项研究纳入11例NSCLC患者，基于PET 全动力学、ADC、T1/T2 弛豫时间及动态对比增强(dynamic contrast enhanced，DCE)MRI开发3.0TPET/MRI多参数成像框架，生成基于12个参数向量的超级体素图，并采用高斯混合模型(Gaussian mixture model，GMM)聚类分析肿瘤区域多维PET/MRI特征；结果表明，通过上述方法可识别3类主要的多维肿瘤行为，并能根据4个关键参数(基于PET 的k2、k3和基于DCE MRI的ve、vp)预测超级体素行为(准确率97%)，且基于12个参数向量与基于4个关键参数的超体素图差异仅为16.7%，表明基于4个关键参数即可有效表征NSCLC特征。

目前主要根据组织学所见评估肺部疾病分级和类型，不仅有创且采样范围有限，无法反映肿瘤整体特征。一项研究基于多参数MRI筛选出肺癌的5个最优影像组学特征(2个基于DWI、2个基于T2WI及1个基于ADC图)并建立模型，用于评估肺癌分级的效能较佳(AUC=0.77)。KOO 等针对74个肺结节提取360个MRI影像组学特征，其中11个DWI灰度共生矩阵(gray level co-occurrence matrix，GLCM)特征对于评估肺结节类型的效能较高，AUC为0.73~0.81。此外，机器学习(machine learning，ML)对于评估MRI所示肺结节类型亦展现出良好效能，尤以极限梯度提升(extreme gradient boosting，XGBoost)模型表现较佳。

2. 慢性阻塞性肺疾病

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)可分为气道异常型(如支气管炎、细支气管炎)、肺泡异常型(如肺气肿)及混合表型，三者均可发展为持续性、进展性气流阻塞。肺功能测量(pulmonary function test，PFT)是诊断COPD的主要方法，但难以区分其不同表型，且重点关注持续气流受限而忽略了气道和肺实质异常。

MRI可直接量化通气血流比和肺灌注以评估COPD；但肺部常规MRI质子自旋密度较低，成像困难。随着MRI发展，利用新技术如灌注加权成像(perfusion weighted imaging，PWI)能针对肺灌注及通气情况进行功能成像，并利用Matrix Pencil算法加速成像，以提高图像质量；以129 Xe和3 He等为对比剂的超极化MRI技术可提高原子核极化水平，使信号显著增强；基于此，ADC、对比剂溶解相和通气缺损百分比(viscosity degradation percentage，VDP)等均有助于研究COPD。

不同于CT和PFT显像，129 Xe-MRI主要用于定量评估气体从肺泡到组织、从血浆到心脏的扩散情况，以反映COPD 患者肺功能；基于3 He-MRI的ADC有助于评估支气管扩张剂治疗后COPD患者通气改善。然而超级化气体纵向磁化具有不可再生性，且检查所需单次屏气时间较长，受试者难以完成且负担较大。压缩传感MRI(compressed sense MRI，CS-MRI)可在k空间中进行欠采样检查，以缩短扫描时间，但存在迭代计算复杂及伪影残留等问题，仍需探索新的快速重建方法。

DUAN等对72名志愿者采集871幅超极化129 Xe-MRI，采用C-net和F-net级联的CasNet模型、利于深度学习(deep learning，DL)重建图像，结果显示，CasNet重建图像与全采样图像的一致性较高，且其平均绝对误差显著低于、而结构相似度显著高于CS-MRI，可为定量评估肺部疾病提供可靠的技术支持。信噪比(signal-to-noise ratio，SNR)是肺通气超极化129 Xe-MRI的重要限制因素。

有学者采用DL以5个不同降噪级别重建哮喘和/或COPD患者肺通气129 Xe-MRI，发现DL重建图像可在保留原始图像结构相似度的基础上显著提高其SNR。然而MRI在COPD中的应用仍远落后于肺癌领域，主要受限于表型异质性、呼吸运动伪影及功能成像协议标准化不足等问题，均有待进一步探索。

3. 间质性肺疾病

间质性肺疾病(interstitial lung disease，ILD)是一组累及肺实质和肺泡的疾病，主要特点是广泛炎症和纤维化，其中以特发性肺纤维化(idiopathic pulmonary fibrosis，IPF)最常见。T2WI和DWI有助于评估ILD活动性炎症组织、反映肺部炎症变化。T2 快速自旋回波(fast spinecho，FSE)中的半傅里叶采集-单次激发-快速自旋回波(half-Fourier acquisition single-shot turbo spinecho，HASTE)序列可使含水分子的肺部病灶在低信号充气肺实质中表现为高信号，对诊断ILD、尤其显示磨玻璃影和支气管扩张等间质异常具有较高价值。

YANG等纳入36例IPF患者，于1日内分别行肺部高分辨率CT(high resolution CT，HRCT)、3DUTE及HASTE序列1.5TMR检查；结果显示，3DUTE-MRI质量虽低于HRCT，但用于识别IPF特征和评估肺纤维化程度具有高度可重复性，且识别IPF特征的效能明显优于HASTE。利用增强MRI可量化肺纤维化程度、评估肺部血流灌注情况，监测ILD纤维化进程；通过DCE MRI能量化ILD患者肺部结构和功能变化，以及膈肌运动情况。

有学者提出的基于钆对比剂DCE MRI的半定量肺灌注方法能以整个肺部动态对比曲线平均半值全宽(full width at half-maximum，FWHM)评估IPF患者肺灌注及疾病严重程度。一项纳入23例IPF患者的研究比较DCE MRI与HRCT对量化肺灌注的价值，结果显示，基于DCE MRI的FWHM 有望成为IPF疾病进展的定量标志物。有学者基于T2弛豫时间和质子密度(protondensity，PD)MRI鉴别寻常型间质性肺炎(usual interstitial pneumonia，UIP)与非特异性间质性肺炎(nonspecific interstitial pneumonia，NSIP)，结果表明，T2弛豫时间和PD对区分二者有一定潜力，且T2弛豫时间有助于鉴别NSIP中的活动性炎症与稳定纤维化病变。目前ILD相关MRI研究主要集中于分析IPF传统影像学特征；未来可进一步基于影像组学进行疾病分型和病程预测等，以推动临床精准诊疗。

4. 小结与展望

虽然CT为诊断肺部疾病的主要影像学方法，但MRI以其多序列成像及高软组织对比度等优势可提供更多微结构信息，且因无辐射而尤其适用于儿童、孕妇及需长期随访者。当前MR图像质量仍受肺部特殊生理结构等因素影响，且相关影像组学研究亟待进一步推进，从而为个体化诊疗肺部疾病提供支持。

来源：张梦奇，刘健男，孙玉今.MRI用于肺部疾病进展[J].中国医学影像技术，2025，41(05):839-842.DOI:10.13929/j.issn.1003-3289.2025.05.031.