兒童重癥支原體肺炎MRI特征及彌散加權(quán)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(lái)其發(fā)病率呈上升趨勢(shì)，重癥病例數(shù)逐漸增多[1]。影像學(xué)對(duì)重癥支原體肺炎診斷及其并發(fā)癥評(píng)估和預(yù)后有重要作用。壞死性肺炎是重癥支原體肺炎嚴(yán)重并發(fā)癥。肺壞死早期缺血期在平掃圖像中表現(xiàn)的密度與肺實(shí)變相似，不能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)[2，3]。如果能早期發(fā)現(xiàn)有助于臨床醫(yī)生及時(shí)調(diào)整治療方案。增強(qiáng)CT檢查是診斷壞死性肺炎金標(biāo)準(zhǔn)，但增強(qiáng)CT檢查存在電離輻射和對(duì)比劑對(duì)人體有不容忽視傷害，尤其是對(duì)兒童而言[4]。

MRI無(wú)輻射優(yōu)勢(shì)，已成為評(píng)估兒童肺部疾病潛在成像方式[5]。擴(kuò)散加權(quán)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(yīng)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(shí)變和壞死灶，特別是對(duì)早期缺血時(shí)期肺組織評(píng)估，為進(jìn)一步研究肺部MRI在兒童肺部感染臨床應(yīng)用鋪平道路。

材料與方法

本研究得到醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，患兒家長(zhǎng)簽署知情同意書。

1．研究對(duì)象

入組標(biāo)準(zhǔn)[6]：血支原體抗體陽(yáng)性或咽拭子支原體聚合酶鏈反應(yīng)檢測(cè)陽(yáng)性；胸部CT示肺葉或肺段實(shí)變，無(wú)空洞及囊泡形成。排除標(biāo)準(zhǔn)：肺先天性囊性病變。

入組對(duì)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(shè)備及參數(shù)

所有兒童在增強(qiáng)CT檢查結(jié)束后48h內(nèi)行MRI平掃檢查。

胸部增強(qiáng)CT：采用64排CT掃描機(jī)(Discovery CT750 HD；GE Healthcare)，掃描范圍從胸腔入口至膈肌水平。掃描參數(shù)：管電壓80～120 kV，自動(dòng)毫安，球管轉(zhuǎn)速0.65 s/r，螺距1.375，層厚5 mm，層間距1 mm。對(duì)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(fā)現(xiàn) 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(lì)次數(shù)1。②T2加權(quán)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(lì)次數(shù)1.5。 ③軸面T1加權(quán)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(lì)次數(shù)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(shù)24，矩陣320×160，激勵(lì)次數(shù)2。b值0和600 s/mm2對(duì)所有患者重新計(jì)算ADC圖。

3．實(shí)驗(yàn)室檢查

所有兒童在入院后接受C反應(yīng)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(wèn)活動(dòng)，對(duì)分布于甘肅、陜西、四川、河南、吉林、上海等14個(gè)省市的離退休老同志進(jìn)行入戶和集中慰問(wèn)，累計(jì)行程5萬(wàn)余公里136個(gè)縣市地區(qū)。

42名患兒進(jìn)行隔期復(fù)查直至病灶吸收。

5．圖像評(píng)估

根據(jù)重癥支原體是否出現(xiàn)并發(fā)癥壞死肺炎，將病例分為無(wú)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(shí)變強(qiáng)化程度彌漫減低或?qū)嵶儍?nèi)出現(xiàn)無(wú)強(qiáng)化灶低密度。兩位兒科影像醫(yī)生(10年和5年CT和MR診斷經(jīng)驗(yàn))分別對(duì)患兒胸部增強(qiáng)CT圖像行獨(dú)立閱片,確定了肺實(shí)變和壞死位置和范圍，以增強(qiáng)CT作為金標(biāo)準(zhǔn)，觀察MR相應(yīng)層面圖像病灶信號(hào)表現(xiàn)，總結(jié)肺實(shí)變和壞死在MR上影像特征。DWI圖像對(duì)比骨骼肌信號(hào)強(qiáng)度，觀察病灶信號(hào)強(qiáng)度。

使用工作站軟件(AW4.6 Functool，GE Healthcare)，在表觀彌散系數(shù)(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(yī)生根據(jù)增強(qiáng)CT圖像中肺實(shí)變和壞死灶位置在相應(yīng)ADC圖上進(jìn)行感興趣的區(qū)域(regions of interest，ROI)勾畫。ROI面積>100 mm2，避開肺內(nèi)大血管、支氣管。每個(gè)病灶ROI測(cè)量3次，求出平均值。

6.統(tǒng)計(jì)分析

使用統(tǒng)計(jì)軟件(SPSS,版本21.0)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。臨床信息計(jì)量資料采用獨(dú)立樣本t或t’檢驗(yàn)進(jìn)行組間比較。計(jì)數(shù)資料采用χ2檢驗(yàn)和Fisher確切概率法進(jìn)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(lái)鑒別肺實(shí)變和壞死病灶診斷能力，找到最佳截?cái)帱c(diǎn)。高于最佳截?cái)帱c(diǎn)值，被認(rèn)為是肺實(shí)變,低于最佳截?cái)帱c(diǎn)值被認(rèn)為是壞死病變。

結(jié) 果

1.臨床特征

無(wú)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(fā)生在學(xué)齡期兒童，壞死性重癥支原體肺炎發(fā)生平均年齡小，發(fā)熱時(shí)間長(zhǎng)。6例支氣管鏡檢查正常,4例為無(wú)壞死重癥支原體肺炎。

圖1 無(wú)壞死重癥支原體肺炎。女，10歲。a)軸面增強(qiáng)CT圖示左上肺均勻強(qiáng)化肺實(shí)變，實(shí)變內(nèi)有支氣管充氣征；b)對(duì)應(yīng)增強(qiáng)CT相應(yīng)層面，軸面SSFSE T2加權(quán)圖像示左上肺實(shí)變?yōu)槁愿咝盘?hào)。 圖2 壞死性重癥支原體肺炎。男，8歲。a) 軸面增強(qiáng)CT圖示左上肺累及肺葉壞死病變，強(qiáng)化程度減弱；b)相應(yīng)MRI層面，軸面PROPELLER T2加權(quán)圖示左上肺壞死病變呈略低信號(hào)。 圖3 男，9歲，壞死性重癥支原體肺炎。a)軸面增強(qiáng)CT圖示左下肺實(shí)變不均勻強(qiáng)化，其內(nèi)見條狀、斑片狀低密度影；b)軸面PROPELLER T2加權(quán)圖示同層面壞死病灶為低信號(hào)及高信號(hào)(箭)。

表1 兒童重癥支原體肺炎臨床特征

1.無(wú)壞死重癥支原體肺炎

13例肺實(shí)變?cè)贚AVA 圖像表現(xiàn)為略低信號(hào)，SSFSE T2及PROPELLER T2圖像表現(xiàn)為略高信號(hào)，信號(hào)均勻(圖1)。

8例患兒在T2圖像有18枚淋巴結(jié)腫大，淋巴結(jié)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(qū)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(hào)胸腔積液。

2.壞死性重癥支原體肺炎

CT增強(qiáng)圖像16例壞死灶沿著肺葉/肺段分布，表現(xiàn)為肺實(shí)變強(qiáng)化減弱，強(qiáng)化減低區(qū)域內(nèi)見條狀增強(qiáng)血管影。16例壞死病灶MRI圖像信號(hào)不均勻。LAVA圖像6例為略低信號(hào)，10例為等信號(hào)。T2WI圖像3例表現(xiàn)為不均勻略低信號(hào)(圖2)和13例為略高信號(hào)，信號(hào)強(qiáng)度與肺實(shí)變相似。

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

20例患兒T2加權(quán)圖像發(fā)現(xiàn)38枚腫大淋巴結(jié)，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(qū)域，8枚位于氣管隆突下方。18例患兒出現(xiàn)胸腔積液，在T2加權(quán)圖像為條狀及帶狀高信號(hào)。

3.肺實(shí)變和壞死DWI圖像特征及ADC值

DWI圖像肺實(shí)變及壞死灶為稍高信號(hào)。重癥支原體肺炎中肺實(shí)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(shí)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?cái)帱c(diǎn)1.31×10-3mm2/s，最佳截?cái)帱c(diǎn)時(shí)靈敏度93.8%,特異度90%。

圖4 框圖示實(shí)變與壞死ADC值。肺實(shí)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(wú)壞死重癥支原體肺炎中肺實(shí)變吸收時(shí)間(15±2.3)d，6例在病灶區(qū)域殘留索條影。

16例累及肺葉或肺段壞死灶在CT增強(qiáng)檢查后7d，12例壞死病灶出現(xiàn)空洞,4例顯示為單一空洞(直徑大小約4～15mm)，8個(gè)病例顯示多發(fā)小空洞(直徑為<2mm)。肺內(nèi)病變吸收時(shí)間范圍約0.5～5個(gè)月。 16例都?xì)埩艉筮z癥，原壞死病灶累及肺葉體積縮小，7例出現(xiàn)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(shí)間范圍約0.5～2月,其中9例在壞死病變隨訪中出現(xiàn)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(fā)癥壞死性肺炎MR特征，并根據(jù)ADC值來(lái)鑒別肺實(shí)變和壞死。利用MRI對(duì)兒童重癥支原體肺炎患兒進(jìn)行有效地診斷和評(píng)估可避免射線和對(duì)比劑帶給兒童的危害。

支原體肺炎是兒童社區(qū)獲得性呼吸道感染重要病原體[8]。近年,肺炎支原體感染發(fā)病率呈上升趨勢(shì)[1]，重癥病例逐漸增多，臨床癥狀重,是我國(guó)學(xué)齡期兒童中導(dǎo)致壞死性肺炎最常見病原菌之一。本研究中發(fā)現(xiàn)年齡越小，持續(xù)發(fā)熱時(shí)間越長(zhǎng)，越容易出現(xiàn)壞死，考慮可能與兒童年齡小, 免疫功能發(fā)育不完善有關(guān)。本研究還發(fā)現(xiàn)患兒CRP水平與病情輕重呈正相關(guān)，這與以往研究結(jié)果相似[9,10]。重癥支原體肺炎兒童血液處于高凝狀態(tài)，容易形成微血栓阻塞肺內(nèi)小血管引起肺實(shí)質(zhì)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(yī)生如D2聚體升高，則需要及時(shí)進(jìn)行影像學(xué)檢查除外出現(xiàn)壞死性肺炎。

肺實(shí)變?cè)贛R圖像信號(hào)表現(xiàn)和文獻(xiàn)報(bào)道一致[5,11]，T2圖像顯示不同程度稍高信號(hào)，考慮可能和肺泡內(nèi)含有嗜中性粒細(xì)胞和滲出物有關(guān)。壞死病變信號(hào)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(quán)圖像顯示為略低信號(hào)。T2加權(quán)圖像低信號(hào)顯示病變可能含有鈣化、纖維組織、膠原蛋白和順磁性物質(zhì)。本研究中壞死灶在T2加權(quán)圖像顯示略低信號(hào)原因尚不清楚，考慮病變內(nèi)可能存在出血。但這種T2加權(quán)圖像示為略低信號(hào)病灶需要與其他肺部感染相鑒別，如Kwaku等[12]發(fā)現(xiàn)干酪性肺結(jié)核中壞死灶在T2/FS-T2WI上也顯示為低信號(hào)。他們認(rèn)為可能是巨噬細(xì)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(quán)圖像上表現(xiàn)為稍高信號(hào)，與肺實(shí)變相二者不能鑒別，因此這種單純依靠影像醫(yī)生用肉眼根據(jù)病灶信號(hào)不同來(lái)鑒別肺實(shí)變及壞死病灶是非常困難的。

依靠肺實(shí)變和壞死灶在DWI序列的信號(hào)進(jìn)行鑒別也是無(wú)法準(zhǔn)確區(qū)分。我們定量分析了肺實(shí)變和壞死灶A(yù)DC值發(fā)現(xiàn)二者的值是不同的。本研究中肺實(shí)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(zhì)和細(xì)胞組成，細(xì)胞密度高，細(xì)胞之間粘度高，限制了水分子運(yùn)動(dòng)，致使ADC值低。利用ADC值定量診斷肺實(shí)變和壞死敏感度及特異度均達(dá)到90%以上，彌補(bǔ)主觀診斷不能鑒別肺實(shí)變和壞死。由于DWI加權(quán)序列可提供疾病某些病理過(guò)程中分子特性信息。文獻(xiàn)研究利用ADC值來(lái)幫助臨床判斷炎癥嚴(yán)重程度及肺部良、惡性腫瘤鑒別且ADC值測(cè)量值是可靠且可重復(fù)的[14]。

本研究局限性首先是病例數(shù)量較少，其次是呼吸和心臟運(yùn)動(dòng)引起圖像偽影，影響病變觀察和ADC測(cè)量準(zhǔn)確性，需要進(jìn)一步增加病例數(shù)量，改善圖像質(zhì)量。另外重癥支原體肺炎肺部并發(fā)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(fā)癥并未研究，需要進(jìn)一步用MRI來(lái)評(píng)估重癥支原體肺炎及其他并發(fā)癥。

本研究表明MRI可有效診斷兒童重癥支原體肺炎，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并發(fā)癥壞死性肺炎，避免了X線輻射和對(duì)比劑對(duì)兒童的傷害。