兒童重癥支原體肺炎MRI特征及彌散加權成像研究

王蓓, 于彤, 呂艷秋, 徐保平, 趙順英, 彭蕓

支原體肺炎是兒童肺部感染常見類型。近來其發病率呈上升趨勢，重癥病例數逐漸增多[1]。影像學對重癥支原體肺炎診斷及其并發癥評估和預后有重要作用。壞死性肺炎是重癥支原體肺炎嚴重并發癥。肺壞死早期缺血期在平掃圖像中表現的密度與肺實變相似，不能及時被發現[2，3]。如果能早期發現有助于臨床醫生及時調整治療方案。增強CT檢查是診斷壞死性肺炎金標準，但增強CT檢查存在電離輻射和對比劑對人體有不容忽視傷害，尤其是對兒童而言[4]。

MRI無輻射優勢，已成為評估兒童肺部疾病潛在成像方式[5]。擴散加權成像(DWI)是MRI的一種功能成像序列，用于肺部感染性疾病與肺癌鑒別[6]，但尚未應用于兒童重癥支原體肺炎。本研究目的是顯示兒童重癥支原體肺炎MRI特征及利用DWI序列定量鑒別肺實變和壞死灶，特別是對早期缺血時期肺組織評估，為進一步研究肺部MRI在兒童肺部感染臨床應用鋪平道路。

材料與方法

本研究得到醫院倫理委員會批準，患兒家長簽署知情同意書。

1．研究對象

入組標準[6]：血支原體抗體陽性或咽拭子支原體聚合酶鏈反應檢測陽性；胸部CT示肺葉或肺段實變，無空洞及囊泡形成。排除標準：肺先天性囊性病變。

入組對象：42名重癥支原體肺炎患兒，19名男童和23名女童,平均年齡為6.01±2.58歲，年齡范圍4～9歲。

2．掃描設備及參數

所有兒童在增強CT檢查結束后48h內行MRI平掃檢查。

胸部增強CT：采用64排CT掃描機(Discovery CT750 HD；GE Healthcare)，掃描范圍從胸腔入口至膈肌水平。掃描參數：管電壓80～120 kV，自動毫安，球管轉速0.65 s/r，螺距1.375，層厚5 mm，層間距1 mm。對比劑碘克沙醇(320 mg I/mL)，1.0～2.0 mL/kg。

MRI檢查：采用3.0T MR(發現 Discovery CT 750 HD；GE Healthcare)，八通道心臟線圈，患兒呈仰臥位掃描。掃描序列：①軸面T2SSFSE序列：TR 1591.1 ms,TE 68.0 ms，矩陣352×254，層厚4.0 mm，間距1.0 mm，激勵次數1。②T2加權PROPELLER 序列：TR 11429 ms,TE 109 ms，層厚4.0 mm，間距1.0 mm，矩陣320×320，激勵次數1.5。 ③軸面T1加權脂肪抑制LAVA序列：TR 4.2 ms,TE 2.0 ms,層厚3.0 mm，矩陣256×224，激勵次數1。④脂肪抑制單次回波平面成像(EPI)序列：b值分別為0和600 s/mm2，TR 2341 ms,TE Min，層厚4.0 mm，層間距1.0 mm，層數24，矩陣320×160，激勵次數2。b值0和600 s/mm2對所有患者重新計算ADC圖。

3．實驗室檢查

所有兒童在入院后接受C反應蛋白、D-2聚體及支氣管鏡灌洗檢查。CRP正常參考值<8 mg/L，D二聚體用免疫比濁法,正常參考值0～0.243 ng/mL。

4.隨訪

2012年11月 起，五建每隔三年開展一輪“情系千里，愛暖身邊”異地慰問活動，對分布于甘肅、陜西、四川、河南、吉林、上海等14個省市的離退休老同志進行入戶和集中慰問，累計行程5萬余公里136個縣市地區。

42名患兒進行隔期復查直至病灶吸收。

5．圖像評估

根據重癥支原體是否出現并發癥壞死肺炎，將病例分為無壞死性重癥支原體肺炎和壞死性重癥支原體肺炎。壞死病灶為肺實變強化程度彌漫減低或實變內出現無強化灶低密度。兩位兒科影像醫生(10年和5年CT和MR診斷經驗)分別對患兒胸部增強CT圖像行獨立閱片,確定了肺實變和壞死位置和范圍，以增強CT作為金標準，觀察MR相應層面圖像病灶信號表現，總結肺實變和壞死在MR上影像特征。DWI圖像對比骨骼肌信號強度，觀察病灶信號強度。

使用工作站軟件(AW4.6 Functool，GE Healthcare)，在表觀彌散系數(apparent diffusion coefficient，ADC)圖像上勾畫病灶，獲得病變ADC值。由兩位兒科影像醫生根據增強CT圖像中肺實變和壞死灶位置在相應ADC圖上進行感興趣的區域(regions of interest，ROI)勾畫。ROI面積>100 mm2，避開肺內大血管、支氣管。每個病灶ROI測量3次，求出平均值。

6.統計分析

使用統計軟件(SPSS,版本21.0)進行統計分析。臨床信息計量資料采用獨立樣本t或t’檢驗進行組間比較。計數資料采用χ2檢驗和Fisher確切概率法進行組間比較，P<0.05表示差異具有顯著性意義。受試者工作特征曲線(receiver operating characteristic curve，ROC)曲線分析用ADC值來鑒別肺實變和壞死病灶診斷能力，找到最佳截斷點。高于最佳截斷點值，被認為是肺實變,低于最佳截斷點值被認為是壞死病變。

結 果

1.臨床特征

無壞死灶重癥支原體肺炎13例，壞死性重癥支原體肺炎29例(表1)。

重癥支原體肺炎多發生在學齡期兒童，壞死性重癥支原體肺炎發生平均年齡小，發熱時間長。6例支氣管鏡檢查正常,4例為無壞死重癥支原體肺炎。

圖1 無壞死重癥支原體肺炎。女，10歲。a)軸面增強CT圖示左上肺均勻強化肺實變，實變內有支氣管充氣征；b)對應增強CT相應層面，軸面SSFSE T2加權圖像示左上肺實變為略高信號。 圖2 壞死性重癥支原體肺炎。男，8歲。a) 軸面增強CT圖示左上肺累及肺葉壞死病變，強化程度減弱；b)相應MRI層面，軸面PROPELLER T2加權圖示左上肺壞死病變呈略低信號。 圖3 男，9歲，壞死性重癥支原體肺炎。a)軸面增強CT圖示左下肺實變不均勻強化，其內見條狀、斑片狀低密度影；b)軸面PROPELLER T2加權圖示同層面壞死病灶為低信號及高信號(箭)。

表1 兒童重癥支原體肺炎臨床特征

1.無壞死重癥支原體肺炎

13例肺實變在LAVA 圖像表現為略低信號，SSFSE T2及PROPELLER T2圖像表現為略高信號，信號均勻(圖1)。

8例患兒在T2圖像有18枚淋巴結腫大，淋巴結的大小和位置與CT一致，8枚位于上腔靜脈后方，6枚位于肺門區域，4枚位于氣管隆突下方。6例患兒在T2圖像為條狀高信號胸腔積液。

2.壞死性重癥支原體肺炎

CT增強圖像16例壞死灶沿著肺葉/肺段分布，表現為肺實變強化減弱，強化減低區域內見條狀增強血管影。16例壞死病灶MRI圖像信號不均勻。LAVA圖像6例為略低信號，10例為等信號。T2WI圖像3例表現為不均勻略低信號(圖2)和13例為略高信號，信號強度與肺實變相似。

13例壞死性支原體肺炎患兒在增強CT圖像示沿肺葉/段分布肺實變不均勻強化，23個壞死病變表現為未強化或強化減低。壞死灶大小不等，直徑約2～20 mm，信號不一致(圖3)。LAVA T1加權圖像8個壞死灶為等信號，15個壞死灶為低信號。T2加權圖像15個壞死灶表現為高信號，信號同腦脊液信號；3個壞死灶為略高信號，同肺實變相似；5個壞死灶為略低信號。

20例患兒T2加權圖像發現38枚腫大淋巴結，大小與位置和CT一致，20枚位于腔靜脈后方，10枚位于肺門區域，8枚位于氣管隆突下方。18例患兒出現胸腔積液，在T2加權圖像為條狀及帶狀高信號。

3.肺實變和壞死DWI圖像特征及ADC值

DWI圖像肺實變及壞死灶為稍高信號。重癥支原體肺炎中肺實變ADC平均值為(1.59±0.26)×10-3mm2/s。壞死病變ADC值(0.94±0.35)×10-3mm2/s。肺實變與壞死病變ADC值(P<0.001)之間存在顯著差異(圖4)。ROC曲線分析表明曲線下面積0.931(CI:0.855～1)(圖5),最佳截斷點1.31×10-3mm2/s，最佳截斷點時靈敏度93.8%,特異度90%。

圖4 框圖示實變與壞死ADC值。肺實變和壞死病變ADC平均值分別為(1.59±0.26)×10-3mm2/s，(0.94±0.35)×10-3mm2/s。圖5 ROC曲線分析示ADC值診斷性能。

4.隨訪

13例無壞死重癥支原體肺炎中肺實變吸收時間(15±2.3)d，6例在病灶區域殘留索條影。

16例累及肺葉或肺段壞死灶在CT增強檢查后7d，12例壞死病灶出現空洞,4例顯示為單一空洞(直徑大小約4～15mm)，8個病例顯示多發小空洞(直徑為<2mm)。肺內病變吸收時間范圍約0.5～5個月。 16例都殘留后遺癥，原壞死病灶累及肺葉體積縮小，7例出現閉塞性支氣管炎，9例局部殘留纖維索條。

13例小片狀壞死灶吸收時間范圍約0.5～2月,其中9例在壞死病變隨訪中出現小空洞，6例有纖維索條殘留。

討 論

本研究顯示了重癥支原體肺炎及其并發癥壞死性肺炎MR特征，并根據ADC值來鑒別肺實變和壞死。利用MRI對兒童重癥支原體肺炎患兒進行有效地診斷和評估可避免射線和對比劑帶給兒童的危害。

支原體肺炎是兒童社區獲得性呼吸道感染重要病原體[8]。近年,肺炎支原體感染發病率呈上升趨勢[1]，重癥病例逐漸增多，臨床癥狀重,是我國學齡期兒童中導致壞死性肺炎最常見病原菌之一。本研究中發現年齡越小，持續發熱時間越長，越容易出現壞死，考慮可能與兒童年齡小, 免疫功能發育不完善有關。本研究還發現患兒CRP水平與病情輕重呈正相關，這與以往研究結果相似[9,10]。重癥支原體肺炎兒童血液處于高凝狀態，容易形成微血栓阻塞肺內小血管引起肺實質缺血、壞死[9,11]。本研究中壞死性支原體肺炎患兒血漿中D2聚體升高，提示臨床醫生如D2聚體升高，則需要及時進行影像學檢查除外出現壞死性肺炎。

肺實變在MR圖像信號表現和文獻報道一致[5,11]，T2圖像顯示不同程度稍高信號，考慮可能和肺泡內含有嗜中性粒細胞和滲出物有關。壞死病變信號是多種多樣的,可能是處于壞死不同階段，含有不同成分。

本研究中壞死病灶在T2加權圖像顯示為略低信號。T2加權圖像低信號顯示病變可能含有鈣化、纖維組織、膠原蛋白和順磁性物質。本研究中壞死灶在T2加權圖像顯示略低信號原因尚不清楚，考慮病變內可能存在出血。但這種T2加權圖像示為略低信號病灶需要與其他肺部感染相鑒別，如Kwaku等[12]發現干酪性肺結核中壞死灶在T2/FS-T2WI上也顯示為低信號。他們認為可能是巨噬細胞吞噬了大量順磁性自由基[13]。另外研究中一些壞死病灶在T2加權圖像上表現為稍高信號，與肺實變相二者不能鑒別，因此這種單純依靠影像醫生用肉眼根據病灶信號不同來鑒別肺實變及壞死病灶是非常困難的。

依靠肺實變和壞死灶在DWI序列的信號進行鑒別也是無法準確區分。我們定量分析了肺實變和壞死灶ADC值發現二者的值是不同的。本研究中肺實變ADC值高于壞死病變ADC值。這可能是由于壞死病變是由大量蛋白含量物質和細胞組成，細胞密度高，細胞之間粘度高，限制了水分子運動，致使ADC值低。利用ADC值定量診斷肺實變和壞死敏感度及特異度均達到90%以上，彌補主觀診斷不能鑒別肺實變和壞死。由于DWI加權序列可提供疾病某些病理過程中分子特性信息。文獻研究利用ADC值來幫助臨床判斷炎癥嚴重程度及肺部良、惡性腫瘤鑒別且ADC值測量值是可靠且可重復的[14]。

本研究局限性首先是病例數量較少，其次是呼吸和心臟運動引起圖像偽影，影響病變觀察和ADC測量準確性，需要進一步增加病例數量，改善圖像質量。另外重癥支原體肺炎肺部并發癥包括肺不張、壞死性肺炎、肺栓塞及閉塞性支氣管炎等。我們只研究壞死性肺炎，其他并發癥并未研究，需要進一步用MRI來評估重癥支原體肺炎及其他并發癥。

本研究表明MRI可有效診斷兒童重癥支原體肺炎，及時發現并發癥壞死性肺炎，避免了X線輻射和對比劑對兒童的傷害。