儿童重症支原体肺炎MRI特征及弥散加权成像研究

王蓓, 于彤, 吕艳秋, 徐保平, 赵顺英, 彭芸

支原体肺炎是儿童肺部感染常见类型。近来其发病率呈上升趋势，重症病例数逐渐增多[1]。影像学对重症支原体肺炎诊断及其并发症评估和预后有重要作用。坏死性肺炎是重症支原体肺炎严重并发症。肺坏死早期缺血期在平扫图像中表现的密度与肺实变相似，不能及时被发现[2，3]。如果能早期发现有助于临床医生及时调整治疗方案。增强CT检查是诊断坏死性肺炎金标准，但增强CT检查存在电离辐射和对比剂对人体有不容忽视伤害，尤其是对儿童而言[4]。

MRI无辐射优势，已成为评估儿童肺部疾病潜在成像方式[5]。扩散加权成像(DWI)是MRI的一种功能成像序列，用于肺部感染性疾病与肺癌鉴别[6]，但尚未应用于儿童重症支原体肺炎。本研究目的是显示儿童重症支原体肺炎MRI特征及利用DWI序列定量鉴别肺实变和坏死灶，特别是对早期缺血时期肺组织评估，为进一步研究肺部MRI在儿童肺部感染临床应用铺平道路。

材料与方法

本研究得到医院伦理委员会批准，患儿家长签署知情同意书。

1．研究对象

入组标准[6]：血支原体抗体阳性或咽拭子支原体聚合酶链反应检测阳性；胸部CT示肺叶或肺段实变，无空洞及囊泡形成。排除标准：肺先天性囊性病变。

入组对象：42名重症支原体肺炎患儿，19名男童和23名女童,平均年龄为6.01±2.58岁，年龄范围4～9岁。

2．扫描设备及参数

所有儿童在增强CT检查结束后48h内行MRI平扫检查。

胸部增强CT：采用64排CT扫描机(Discovery CT750 HD；GE Healthcare)，扫描范围从胸腔入口至膈肌水平。扫描参数：管电压80～120 kV，自动毫安，球管转速0.65 s/r，螺距1.375，层厚5 mm，层间距1 mm。对比剂碘克沙醇(320 mg I/mL)，1.0～2.0 mL/kg。

MRI检查：采用3.0T MR(发现 Discovery CT 750 HD；GE Healthcare)，八通道心脏线圈，患儿呈仰卧位扫描。扫描序列：①轴面T2SSFSE序列：TR 1591.1 ms,TE 68.0 ms，矩阵352×254，层厚4.0 mm，间距1.0 mm，激励次数1。②T2加权PROPELLER 序列：TR 11429 ms,TE 109 ms，层厚4.0 mm，间距1.0 mm，矩阵320×320，激励次数1.5。 ③轴面T1加权脂肪抑制LAVA序列：TR 4.2 ms,TE 2.0 ms,层厚3.0 mm，矩阵256×224，激励次数1。④脂肪抑制单次回波平面成像(EPI)序列：b值分别为0和600 s/mm2，TR 2341 ms,TE Min，层厚4.0 mm，层间距1.0 mm，层数24，矩阵320×160，激励次数2。b值0和600 s/mm2对所有患者重新计算ADC图。

3．实验室检查

所有儿童在入院后接受C反应蛋白、D-2聚体及支气管镜灌洗检查。CRP正常参考值<8 mg/L，D二聚体用免疫比浊法,正常参考值0～0.243 ng/mL。

4.随访

2012年11月 起，五建每隔三年开展一轮“情系千里，爱暖身边”异地慰问活动，对分布于甘肃、陕西、四川、河南、吉林、上海等14个省市的离退休老同志进行入户和集中慰问，累计行程5万余公里136个县市地区。

42名患儿进行隔期复查直至病灶吸收。

5．图像评估

根据重症支原体是否出现并发症坏死肺炎，将病例分为无坏死性重症支原体肺炎和坏死性重症支原体肺炎。坏死病灶为肺实变强化程度弥漫减低或实变内出现无强化灶低密度。两位儿科影像医生(10年和5年CT和MR诊断经验)分别对患儿胸部增强CT图像行独立阅片,确定了肺实变和坏死位置和范围，以增强CT作为金标准，观察MR相应层面图像病灶信号表现，总结肺实变和坏死在MR上影像特征。DWI图像对比骨骼肌信号强度，观察病灶信号强度。

使用工作站软件(AW4.6 Functool，GE Healthcare)，在表观弥散系数(apparent diffusion coefficient，ADC)图像上勾画病灶，获得病变ADC值。由两位儿科影像医生根据增强CT图像中肺实变和坏死灶位置在相应ADC图上进行感兴趣的区域(regions of interest，ROI)勾画。ROI面积>100 mm2，避开肺内大血管、支气管。每个病灶ROI测量3次，求出平均值。

6.统计分析

使用统计软件(SPSS,版本21.0)进行统计分析。临床信息计量资料采用独立样本t或t’检验进行组间比较。计数资料采用χ2检验和Fisher确切概率法进行组间比较，P<0.05表示差异具有显著性意义。受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve，ROC)曲线分析用ADC值来鉴别肺实变和坏死病灶诊断能力，找到最佳截断点。高于最佳截断点值，被认为是肺实变,低于最佳截断点值被认为是坏死病变。

结 果

1.临床特征

无坏死灶重症支原体肺炎13例，坏死性重症支原体肺炎29例(表1)。

重症支原体肺炎多发生在学龄期儿童，坏死性重症支原体肺炎发生平均年龄小，发热时间长。6例支气管镜检查正常,4例为无坏死重症支原体肺炎。

图1 无坏死重症支原体肺炎。女，10岁。a)轴面增强CT图示左上肺均匀强化肺实变，实变内有支气管充气征；b)对应增强CT相应层面，轴面SSFSE T2加权图像示左上肺实变为略高信号。 图2 坏死性重症支原体肺炎。男，8岁。a) 轴面增强CT图示左上肺累及肺叶坏死病变，强化程度减弱；b)相应MRI层面，轴面PROPELLER T2加权图示左上肺坏死病变呈略低信号。 图3 男，9岁，坏死性重症支原体肺炎。a)轴面增强CT图示左下肺实变不均匀强化，其内见条状、斑片状低密度影；b)轴面PROPELLER T2加权图示同层面坏死病灶为低信号及高信号(箭)。

表1 儿童重症支原体肺炎临床特征

1.无坏死重症支原体肺炎

13例肺实变在LAVA 图像表现为略低信号，SSFSE T2及PROPELLER T2图像表现为略高信号，信号均匀(图1)。

8例患儿在T2图像有18枚淋巴结肿大，淋巴结的大小和位置与CT一致，8枚位于上腔静脉后方，6枚位于肺门区域，4枚位于气管隆突下方。6例患儿在T2图像为条状高信号胸腔积液。

2.坏死性重症支原体肺炎

CT增强图像16例坏死灶沿着肺叶/肺段分布，表现为肺实变强化减弱，强化减低区域内见条状增强血管影。16例坏死病灶MRI图像信号不均匀。LAVA图像6例为略低信号，10例为等信号。T2WI图像3例表现为不均匀略低信号(图2)和13例为略高信号，信号强度与肺实变相似。

13例坏死性支原体肺炎患儿在增强CT图像示沿肺叶/段分布肺实变不均匀强化，23个坏死病变表现为未强化或强化减低。坏死灶大小不等，直径约2～20 mm，信号不一致(图3)。LAVA T1加权图像8个坏死灶为等信号，15个坏死灶为低信号。T2加权图像15个坏死灶表现为高信号，信号同脑脊液信号；3个坏死灶为略高信号，同肺实变相似；5个坏死灶为略低信号。

20例患儿T2加权图像发现38枚肿大淋巴结，大小与位置和CT一致，20枚位于腔静脉后方，10枚位于肺门区域，8枚位于气管隆突下方。18例患儿出现胸腔积液，在T2加权图像为条状及带状高信号。

3.肺实变和坏死DWI图像特征及ADC值

DWI图像肺实变及坏死灶为稍高信号。重症支原体肺炎中肺实变ADC平均值为(1.59±0.26)×10-3mm2/s。坏死病变ADC值(0.94±0.35)×10-3mm2/s。肺实变与坏死病变ADC值(P<0.001)之间存在显著差异(图4)。ROC曲线分析表明曲线下面积0.931(CI:0.855～1)(图5),最佳截断点1.31×10-3mm2/s，最佳截断点时灵敏度93.8%,特异度90%。

图4 框图示实变与坏死ADC值。肺实变和坏死病变ADC平均值分别为(1.59±0.26)×10-3mm2/s，(0.94±0.35)×10-3mm2/s。图5 ROC曲线分析示ADC值诊断性能。

4.随访

13例无坏死重症支原体肺炎中肺实变吸收时间(15±2.3)d，6例在病灶区域残留索条影。

16例累及肺叶或肺段坏死灶在CT增强检查后7d，12例坏死病灶出现空洞,4例显示为单一空洞(直径大小约4～15mm)，8个病例显示多发小空洞(直径为<2mm)。肺内病变吸收时间范围约0.5～5个月。 16例都残留后遗症，原坏死病灶累及肺叶体积缩小，7例出现闭塞性支气管炎，9例局部残留纤维索条。

13例小片状坏死灶吸收时间范围约0.5～2月,其中9例在坏死病变随访中出现小空洞，6例有纤维索条残留。

讨 论

本研究显示了重症支原体肺炎及其并发症坏死性肺炎MR特征，并根据ADC值来鉴别肺实变和坏死。利用MRI对儿童重症支原体肺炎患儿进行有效地诊断和评估可避免射线和对比剂带给儿童的危害。

支原体肺炎是儿童社区获得性呼吸道感染重要病原体[8]。近年,肺炎支原体感染发病率呈上升趋势[1]，重症病例逐渐增多，临床症状重,是我国学龄期儿童中导致坏死性肺炎最常见病原菌之一。本研究中发现年龄越小，持续发热时间越长，越容易出现坏死，考虑可能与儿童年龄小, 免疫功能发育不完善有关。本研究还发现患儿CRP水平与病情轻重呈正相关，这与以往研究结果相似[9,10]。重症支原体肺炎儿童血液处于高凝状态，容易形成微血栓阻塞肺内小血管引起肺实质缺血、坏死[9,11]。本研究中坏死性支原体肺炎患儿血浆中D2聚体升高，提示临床医生如D2聚体升高，则需要及时进行影像学检查除外出现坏死性肺炎。

肺实变在MR图像信号表现和文献报道一致[5,11]，T2图像显示不同程度稍高信号，考虑可能和肺泡内含有嗜中性粒细胞和渗出物有关。坏死病变信号是多种多样的,可能是处于坏死不同阶段，含有不同成分。

本研究中坏死病灶在T2加权图像显示为略低信号。T2加权图像低信号显示病变可能含有钙化、纤维组织、胶原蛋白和顺磁性物质。本研究中坏死灶在T2加权图像显示略低信号原因尚不清楚，考虑病变内可能存在出血。但这种T2加权图像示为略低信号病灶需要与其他肺部感染相鉴别，如Kwaku等[12]发现干酪性肺结核中坏死灶在T2/FS-T2WI上也显示为低信号。他们认为可能是巨噬细胞吞噬了大量顺磁性自由基[13]。另外研究中一些坏死病灶在T2加权图像上表现为稍高信号，与肺实变相二者不能鉴别，因此这种单纯依靠影像医生用肉眼根据病灶信号不同来鉴别肺实变及坏死病灶是非常困难的。

依靠肺实变和坏死灶在DWI序列的信号进行鉴别也是无法准确区分。我们定量分析了肺实变和坏死灶ADC值发现二者的值是不同的。本研究中肺实变ADC值高于坏死病变ADC值。这可能是由于坏死病变是由大量蛋白含量物质和细胞组成，细胞密度高，细胞之间粘度高，限制了水分子运动，致使ADC值低。利用ADC值定量诊断肺实变和坏死敏感度及特异度均达到90%以上，弥补主观诊断不能鉴别肺实变和坏死。由于DWI加权序列可提供疾病某些病理过程中分子特性信息。文献研究利用ADC值来帮助临床判断炎症严重程度及肺部良、恶性肿瘤鉴别且ADC值测量值是可靠且可重复的[14]。

本研究局限性首先是病例数量较少，其次是呼吸和心脏运动引起图像伪影，影响病变观察和ADC测量准确性，需要进一步增加病例数量，改善图像质量。另外重症支原体肺炎肺部并发症包括肺不张、坏死性肺炎、肺栓塞及闭塞性支气管炎等。我们只研究坏死性肺炎，其他并发症并未研究，需要进一步用MRI来评估重症支原体肺炎及其他并发症。

本研究表明MRI可有效诊断儿童重症支原体肺炎，及时发现并发症坏死性肺炎，避免了X线辐射和对比剂对儿童的伤害。