韓瑞,黃璐,夏黎明,孫子燕,張蔚,張東友
隨著MRI診斷技術(shù)水平的發(fā)展,擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion-weighted imaging,DWI)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于成人顱腦疾病的診斷與鑒別診斷。然而到目前為止,有關(guān)胎兒顱腦DWI的報(bào)道較少,國(guó)內(nèi)尚未見報(bào)道,國(guó)外有使用鎮(zhèn)靜劑對(duì)胎兒顱腦進(jìn)行DWI檢查,但是無疑使用鎮(zhèn)靜劑對(duì)胎兒發(fā)育是有一定的損害的。筆者通過改變常規(guī)DWI的某些參數(shù),結(jié)合孕婦屏氣,對(duì)胎兒DWI成像技術(shù)進(jìn)行初步探討。
對(duì)2011年5月-2012年10月的60例孕婦進(jìn)行產(chǎn)前胎兒顱腦DWI掃描,檢查前與孕婦及家人進(jìn)行溝通,所有病例均獲得患者的知情與同意,并簽署知情同意書。孕婦平均年齡(27.88±5.01)歲,孕周24~41周,平均(31.35±3.86)周。60例胎兒經(jīng)產(chǎn)前超聲檢查未發(fā)現(xiàn)顱腦異常,41例有除顱腦以外的其他疾病。
采用GE Healthcare HD 1.5T 超導(dǎo)型MR 儀。所有孕婦掃描前訓(xùn)練呼吸,無需鎮(zhèn)靜處理,檢查時(shí)仰臥位。采用八通道相控陣體部線圈(Torso線圈)放于孕婦下腹部至盆腔,呼吸門控放置于孕婦胸部。掃描方法:在胎兒顱腦三平面定位的基礎(chǔ)上行常規(guī)胎兒顱腦橫軸面T2WI成像(圖1a),采用單次激發(fā)快速自旋回波 序 列(SSFSE),TR 2000 ms,TE 87 ms,視 野42cm×42cm,矩陣288×256,激勵(lì)次數(shù)0.53,層厚為5mm,間隔為1mm。DWI的圖像獲取:定位方法與橫軸面T2WI相同,層厚為5mm,間隔為1mm,在掃描的開始前進(jìn)行預(yù)掃描,然后呼氣末屏氣掃描獲取胎兒顱腦DWI,DWI所使用的脈沖序列為自旋回波的平面回波序列(EPI),TR 2000ms,TE 90ms,視野42cm×42cm,矩陣128×128,激勵(lì)次數(shù)1.5,頻率方向?yàn)镾/I,擴(kuò)散方向?yàn)锳LL,b值為0和600s/mm2,掃描時(shí)間為10s。
采用改良的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[1]對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估,由兩名放射科醫(yī)師獨(dú)立對(duì)每個(gè)胎兒顱腦DWI圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)分??偡譃?分,評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如下:雙側(cè)側(cè)腦室顯示清晰,1分;腦實(shí)質(zhì)顯示清楚,1分;顱腦邊緣與周圍顯示清楚,1分;無運(yùn)動(dòng)偽影,1分;以>3分為圖像質(zhì)量良好(圖1b)。兩名放射科醫(yī)生評(píng)分的一致性的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
60例胎兒顱腦DWI均采集成功,其中5 例由于胎動(dòng)較平凡,經(jīng)過讓孕婦休息后第二次掃描獲得成功,6例由于孕婦屏氣配合較差一次采集未獲得成功,經(jīng)過再次訓(xùn)練孕婦呼吸后,第二次采集獲得成功。每個(gè)胎腦DWI圖像評(píng)分均>3分,圖像質(zhì)量良好。兩名放射科醫(yī)生圖像評(píng)分具有較好的一致性,ICC=0.998(P<0.001)。
圖1 28歲,孕婦,孕32周。a)胎兒顱腦T2WI圖像;b)胎兒顱腦DWI圖像,b=600s/mm2。
近年來隨著磁共振硬件及軟件的發(fā)展,MRI已經(jīng)廣泛應(yīng)用于胎兒產(chǎn)前診斷[2-4],常規(guī)磁共振成像在胎兒顱腦疾病的檢查中應(yīng)用日益增多[5-8],但是由于未成熟的胎兒顱腦水分含量較多,加上腦白質(zhì)很大程度上未髓鞘化,這就造成了胎兒腦實(shí)質(zhì)的組織對(duì)比度較低,無論是超聲還是常規(guī)MRI都無法對(duì)胎兒顱腦早期病變進(jìn)行診斷。使用DWI對(duì)胎兒顱腦疾病進(jìn)行診斷以及定量評(píng)價(jià)胎兒顱腦發(fā)育[9-10]是極具前景的一項(xiàng)新課題。目前應(yīng)用于成人DWI圖像的獲取所使用的SEEPI序列,此序列較易受到運(yùn)動(dòng)的影響,胎兒在母體中是運(yùn)動(dòng)的,加上母體腹部的運(yùn)動(dòng),極易產(chǎn)生較重的運(yùn)動(dòng)偽影,圖像質(zhì)量無法達(dá)到診斷的要求,而且胎兒顱腦較小,沒有較為配套的專門線圈,臨床上一般使用腹部線圈,由于其空間較大,使得胎兒顱腦離線圈較遠(yuǎn),信噪比較差,使得獲得良好的胎兒顱腦DWI圖像較為困難。
要獲得能夠滿足診斷需求的胎兒顱腦DWI圖像,必須克服以下幾個(gè)關(guān)鍵問題:①掃描時(shí)間盡可能短。應(yīng)用于成人的DWI掃描時(shí)間大約需要32s左右,顯然這個(gè)時(shí)間過長(zhǎng),時(shí)間越長(zhǎng)胎動(dòng)及孕婦的腹部運(yùn)動(dòng)幾率就越大,如何降低掃描時(shí)間成為關(guān)鍵,應(yīng)用于成人顱腦的DWI成像的TR 一般在5000ms以上,原則上TR 越長(zhǎng),可以掃描的層數(shù)越多,由于胎兒顱腦較小,通常并不需要過多的層數(shù),這樣就可以通過降低TR來減少掃描時(shí)間。在本研究60 例胎兒顱腦DWI的TR 均設(shè)置為2000ms,同時(shí)將激勵(lì)次數(shù)降低到1.5,就能夠把時(shí)間控制在10s左右。由于降低了激勵(lì)次數(shù),時(shí)間減少了三分之一左右,但是圖像的信噪比降低,再通過增大視野(本研究為42cm×42cm)來彌補(bǔ)由NEX 降低所造成的信噪比下降。通過更改上述參數(shù),使得在較短的時(shí)間內(nèi)(10s)完成圖像采集,同時(shí)信噪比又能達(dá)到診斷要求,還可以大大降低了胎兒的胎動(dòng)幾率。
②減少孕婦的呼吸運(yùn)動(dòng)。一般在成人及兒童的DWI掃描上無需患者進(jìn)行屏氣,但是胎兒在子宮內(nèi)是時(shí)刻運(yùn)動(dòng)的,而且母體的腹部運(yùn)動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生一定的運(yùn)動(dòng)偽影,所以在掃描過程中讓孕婦屏氣進(jìn)行掃描,一方面減少孕婦腹部運(yùn)動(dòng)造成的運(yùn)動(dòng)偽影,另一方面一定程度的限制了胎兒的活動(dòng),可以獲得良好的圖像質(zhì)量。經(jīng)過我們改良的胎兒顱腦DWI只需要孕婦屏氣10s左右,易于被孕婦的接受。對(duì)于此過程中的呼吸門控的位置,筆者提倡放置于孕婦的胸部,這樣效果較好。
③b值的選擇。常規(guī)成人顱腦DWI所取的b值一般要高于1000s/mm2,原則上說b值越大就越能體現(xiàn)水分子的彌散程度,但是b值在1000s/mm2以上所獲得的胎兒顱腦DWI圖像效果較差,無法滿足診斷要求。國(guó)外有學(xué)者對(duì)新生兒的顱腦DWI進(jìn)行研究認(rèn)為使用較低的b值可以提高圖像質(zhì)量[11]。本研究也使用較低的b值(b=600s/mm2)。較低b值可以提高圖像質(zhì)量可能與胎兒顱腦水分含量較多且很大程度上沒有髓鞘化有關(guān),但是目前沒有關(guān)于此方面的報(bào)道。
本研究中,有11 例胎兒是經(jīng)過兩次采集才得到滿意的DWI圖像,其中5 例是由于胎動(dòng)過于平凡,運(yùn)動(dòng)偽影較重,這是由于MR掃描儀噪聲較大。一般在孕27周時(shí)胎兒聽力基本發(fā)育完成[12],易受到聲音刺激的影響,這種情況下經(jīng)過讓孕婦放輕松,間隔一段時(shí)間再進(jìn)行掃描,一般可以獲得成功。對(duì)于本研究中的6例孕婦呼吸配合較差而造成的二次采集的情況,可能是由于大多數(shù)孕婦是第一次做MR 檢查,MR 的噪聲大空間小,造成其心理緊張,經(jīng)過解釋與溝通,最終可完成檢查。
本研究的不足在與所選取的研究對(duì)象都是正常的胎腦,雖然都成功獲得了良好的DWI圖像,但是它在胎腦疾病的診斷的應(yīng)用上還需要進(jìn)一步的證明。另外是否存在能獲得質(zhì)量更好的胎兒顱腦DWI圖像的b值,有待進(jìn)一步探討研究。
總之,胎兒顱腦DWI成像技術(shù)是可行的,合理的參數(shù)改良以及孕婦呼吸的良好配合,可以能夠獲得滿意的圖像,對(duì)于找出更優(yōu)的參數(shù)設(shè)置,得到更好好的DWI圖像,同時(shí)應(yīng)用于胎兒顱腦疾病的診斷還有待進(jìn)一步研究。
[1] 段盈盈.醫(yī)學(xué)圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法研究[D].廣州:南方醫(yī)科大學(xué),2007:1-79.
[2] Linduska N,Dekan S,Messerschmidt A,et al.Placental pathologies in fetal MRI with pathohistological correlation[J].Placenta,2009,30(6):555-559.
[3] Moreira NC,Teixeira J,Themudo R,et al.Measurements of the normal fetal brain at gestation weeks 17to 23:a MRI study[J].Neuroradiology,2011,53(1):43-48.
[4] Gholipour A,Estroff JA,Barnewolt CE,et al.Fetal brain volume-try through MRI volumetric reconstruction and segmentation[J].Int J Comput Assist Radiol Surg,2011,6(3):329-339.
[5] Kuklisova-Murgasova M,Quaghebeur G,Rutherford MA,et al.Reconstruction of fetal brain MRI with intensity matching and complete outlier removal[J].Med Image Anal,2012,16(8):1550-1564.
[6] Gholipour A,Estroff JA,Barnewolt CE,et al.Fetal brain volumetry through MRI volumetric reconstruction and segmentation[J].Int J Comput Assist Radiol Surg,2011,6(3):329-339.
[7] 董素貞,朱銘,鐘玉敏,等.胎兒胼胝體發(fā)育不全的MRI診斷[J].磁共振成像,2011,(1):33-37.
[8] 陶國(guó)偉,馮德朝,展新風(fēng),等.超聲聯(lián)合MRI技術(shù)在診斷胎兒中樞神經(jīng)系統(tǒng)畸形中的價(jià)值[J].中華婦產(chǎn)科雜志,2012,47(4):299-300.
[9] Righini A,Kustermann A,Parazzini C,et al.Diffusion-weighted magnetic resonance imaging of acute hypoxic-ischemic cerebral lesions in the survivor of a monochorionic twin pregnancy:case report[J].Ultrasound Obstet Gynecol,2007,29(4):453-456.
[10] Kasprian G,Del RM,Prayer D.Fetal diffusion imaging:pearls and solutions[J].Top Magn Reson Imaging,2010,21(6):387-394.
[11] Mulkern RV,Vajapeyam S,Robertson RL,et al.Biexponential apparent diffusion coefficient parametrization in adult vs newborn brain[J].Magn Reson Imaging,2001,19(5):659-668.
[12] 柯肖枚,顧之中,吳蓉,等.胎兒聽力監(jiān)測(cè)中的聲振刺激試驗(yàn)[J].中華耳鼻咽喉科雜志,1995,(5):264-266.