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本综述聚焦肺部磁共振纵向弛豫率（R1），分析其在健康及疾病状态下受场强（B0）、采集方法等影响，拟合关系式R1=B?(B0A)，评估各类方差，为跨中心研究标准化提供参考，助力肺部疾病诊疗及生物标志物应用。
研究背景与目的
肺部磁共振纵向弛豫率（R1，R1≡T1?1）对正常及炎症实质、血液、黏液和纤维化比例敏感，可在几乎所有 MR 扫描仪上测量，无需注射或吸入对比剂，被提议作为评估局部肺部疾病的生物标志物，在诊断、预后、预测或药物安全等医疗场景有潜在应用。然而，健康受试者中报道的R1值在不同研究间差异显著，且疾病状态下的R1变化虽有研究，但缺乏对文献中R1一致性的评估。因此，本研究旨在系统评估报道的肺部R1均值和方差，特别关注场强、采集方法和疾病的影响，为未来研究者提供参考并推动多中心研究的测量协调。
材料与方法
- 文献检索：遵循 PRISMA 指南，在 PubMed 进行系统文献检索，使用 “lung”“T1”“MRI” 等相关术语，无日期和语言限制，检索时间分别为 2022 年 10 月 24 日和 2024 年 5 月 16 日，同时筛查参考文献列表获取额外文献。纳入标准为在人类、猪或啮齿类动物肺部测量R1或T1的研究，排除R1未报告、仅测量肿瘤病变、离体测量、非英语或德语及综述类文章。
- 数据提取与分析：提取研究中的均值μ、组间标准差σwsbs等数据，对于未报告标准差但提供范围的情况，使用范围规则估算。将数据分为健康和疾病受试者，提取研究参与者信息（物种、人数、吸烟史、年龄等）、研究方法和成像参数（场强、回波时间（TE）、呼吸方法、T1 mapping 方法等）。分析场强与R1的关系，拟合启发式方程R1=B?(B0A)，评估组间、组内受试者间和组内受试者内的方差，研究R1与 TE 的线性相关性。
结果
- 文献筛选结果：共检索到 1901 条记录，经筛选最终纳入 59 篇文献，其中 50 篇量化健康受试者的R1，20 篇涉及疾病受试者，涵盖 1559 名人类和非人类受试者，场强范围为 0.2T 至 9.4T。
- 健康受试者结果：
- 场强与R1关系：拟合得到A=?0.227±0.020 s?1 T?1，B=0.923±0.014 s?1，其他拟合策略结果相似。
- 方差评估：组间方差（σL,bs2）大于组内受试者间方差（σL,wsbs2）大于组内受试者内方差（σL,wsws2）。
- R1与 TE 相关性：在 1.5T 使用反转恢复（IR）方法时，采用自旋回波（SE）读出的研究中未观察到R1与 TE 的相关性，而采用梯度回波（GRE）、超短回波时间（UTE）或零回波时间（ZTE）读出的研究中存在显著负相关。
- 疾病受试者结果：慢性阻塞性肺疾病（COPD）患者的R1倾向于升高，囊性纤维化（CF）患者的R1倾向于降低，但需注意 COPD 患者年龄较大而 CF 患者年龄较小可能对结果产生偏倚。此外，还涉及哮喘、间质性肺纤维化（IPF）、COVID-19 感染等多种疾病的R1测量。
讨论
- 参考值与场强依赖性：提供了常用场强下肺部R1的参考值，验证了R1随场强变化的依赖性，与既往离体研究结果斜率相似，但因体内外环境差异存在偏移。
- 方法学影响：不同采集方法对R1测量有显著影响，梯度回波类采集因肺部快速横向弛豫和磁敏感差异，信号随 TE 延长衰减，可能导致测量偏差，提示使用梯度回波读出时 TE 需极短。
- 方差与标准化需求：组间方差显著超过组内受试者间方差，表明方法学不可重复性，多中心研究需标准化测量方法以减少中心间差异，研究者对比数据时需考虑这种不可重复性。
- 局限性与未来方向：研究中少数研究使用体模，难以评估准确性，理想的肺组织体模需包含多组织成分和微观几何结构，目前尚无法实现。未来需进一步优化测量方法，推动标准化，以提高R1作为肺部生物标志物的可靠性和应用价值。
结论
本系统综述和 Meta 分析系统评估了肺部R1在不同场强、采集方法和疾病状态下的表现，提供了参考值，揭示了方法学差异对结果的影响，强调了多中心研究标准化的重要性，为肺部疾病的磁共振成像研究和生物标志物开发提供了重要依据。
