1.哈爾濱市兒童醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科(黑龍江 哈爾濱 150010)

2.飛利浦醫(yī)療 (北京 10000)

張曉凡1 郝明珠1 張 旭1 王志偉1 卓芝政2 王 芳1 張 毅1

胎兒顱腦磁共振檢查優(yōu)化及功能成像的臨床研究?

1.哈爾濱市兒童醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科(黑龍江 哈爾濱 150010)

2.飛利浦醫(yī)療 (北京 10000)

張曉凡1郝明珠1張 旭1王志偉1卓芝政2王 芳1張 毅1

目的探討胎兒顱腦MR序列優(yōu)化聯(lián)合功能成像技術(shù)的臨床應(yīng)用價(jià)值。方法89例胎腦具有產(chǎn)前超聲、產(chǎn)前MR及產(chǎn)后MR檢查的孕婦作為研究對(duì)象。常規(guī)序列：2D T2W-TSE及3D T1W-TFE或2D T1W Balance TFE；功能序列：DWI、SWI。結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析采用以產(chǎn)后胎腦MR診斷結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)胎腦產(chǎn)前超聲和產(chǎn)前MR診斷結(jié)果進(jìn)行卡方檢驗(yàn)(χ2=35.814，P＜0.001)，兩組間存在顯著差異。產(chǎn)前超聲與產(chǎn)前MR診斷結(jié)果完全符合42例(56.0%)；產(chǎn)前MR與產(chǎn)后MR診斷結(jié)果完全符合71例(94.6%)。胎腦功能成像：DWI成像測(cè)量胎腦同側(cè)同部位白質(zhì)興趣區(qū)ADC值：24-29周胎齡約為(1.83±0.108)×10-3mm2/s；30-39周胎齡約為(1.71±0.025)×10-3mm2/s，兩組ADC值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t值=3.82，P＜0.05)；SWI對(duì)顯示腦出血量、范圍、部位較其他序列更精準(zhǔn)。結(jié)論胎兒顱腦MR技術(shù)優(yōu)化聯(lián)合功能成像對(duì)胎兒神經(jīng)系統(tǒng)疾病診斷具有顯著優(yōu)勢(shì)，可為臨床提供更詳細(xì)、更精準(zhǔn)的影像學(xué)信息，減低畸形及缺陷兒出生率。

磁共振成像；胎兒；顱腦；擴(kuò)散加權(quán)成像；磁敏感加權(quán)成像

中國每年約有100萬先天畸形或有缺陷的新生兒出生，占全部出生人數(shù)的4%～6%，其中樞神經(jīng)系統(tǒng)畸形的發(fā)生率位居前列[1]。隨著國家全面開放二胎政策的實(shí)施，及早準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)胎兒顱腦疾病，對(duì)臨床采取積極治療方案及優(yōu)生優(yōu)育均起到重要作用。近年來，磁共振在胎兒的應(yīng)用技術(shù)優(yōu)勢(shì)已逐步得到認(rèn)可，特別在胎兒中樞神經(jīng)系統(tǒng)的應(yīng)用[2]，也是最可能提供超聲額外影像學(xué)信息的成像手段。本文主要探討胎腦磁共振(MR)常規(guī)技術(shù)優(yōu)化聯(lián)合功能成像的臨床應(yīng)用。

1 材料和方法

1.1 臨床資料選取本院MR檢查的中晚期妊娠孕婦，于一周內(nèi)行產(chǎn)前胎兒超聲(Fetal Ultrasound，fetal US)全身三級(jí)篩查，胎腦超聲提示異常行MR檢查，并有產(chǎn)后(出生至3個(gè)月)MR復(fù)查的89例作為研究對(duì)象。孕婦年齡為18～39歲，平均(28±2.0)歲，孕齡為24～39周，平均孕齡為(31±3.0)周，孕期身體健康。MR檢查特異性吸收率(SAR)控制在3W/kg以下，該研究得到醫(yī)院倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)，并取得孕婦的知情同意。

1.2 影像學(xué)檢查設(shè)備使用Philips Ingenia 3.0T超導(dǎo)型MR儀，選用16通道體部相控陣線圈；孕婦采取仰臥位，足先進(jìn)，掃描時(shí)囑受檢者消除緊張情緒采用呼吸非心電門控掃描。胎腦MRI掃描由經(jīng)過培訓(xùn)的2名醫(yī)師完成，診斷由2名高職醫(yī)師采用盲法分析完成，若意見不一致時(shí)，共同討論達(dá)成一致。

1.2.1 掃描序列：常規(guī)序列2D T2W-TSE及3D T1W-TFE或2D T1W Balance TFE；功能序列包括DWI、SWI。研究對(duì)象均加DWI序列、對(duì)懷疑胎腦出血病例追加SWI序列，掃描層數(shù)根據(jù)胎兒大小決定。

1.2.2 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理分析：數(shù)據(jù)采用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件，計(jì)數(shù)資料采用卡方檢驗(yàn)。對(duì)于胎腦結(jié)構(gòu)異?；蚧尾±?樣本數(shù)＞40，最小理論頻數(shù)為17.5＞5)，采用卡方檢驗(yàn)(χ2=35.814，P ＜0.001)。分別對(duì)比分析產(chǎn)前超聲、產(chǎn)前MR及產(chǎn)后MR診斷符合性情況。

2 結(jié) 果

本組研究的89例孕婦均成功進(jìn)行常規(guī)MRI、DWI和13例SWI檢查，圖像信噪比良好，均獲得較理想的胎腦MR診斷信息，出生至3月成功隨訪MR。

2.1 產(chǎn)前胎腦MRI檢查結(jié)果89例孕婦，均單胎。MR診斷胎腦正常27例、胎腦異常62例。雙/單側(cè)腦室擴(kuò)張21例，輕度12例，中重度9例(圖1-2)；透明隔間腔增寬5例、透明隔缺如3例(圖3)；胼胝體部分發(fā)育不全或缺如8例(不全5例，缺如3例)(圖4-5)；后顱窩池異常擴(kuò)大11例(單純枕大池?cái)U(kuò)大8例、Dandy-walker畸形3例)(圖6)；腦出血9例(腦實(shí)質(zhì)出血5例、腦室內(nèi)血腫4例)(圖7-9)；室管膜下囊腫5例。

2.2 胎腦功能MR檢查結(jié)果產(chǎn)前DWI成像：選擇同層同側(cè)同部位的半卵圓中心區(qū)為感興趣區(qū)，面積大小為(25±5) mm2；測(cè)量顯示24-29周胎齡ADC值約為(1.83±0.108)×10-3mm2/s，30-39周胎齡ADC值約為(1.71±0.025)×10-3mm2/s，兩組間ADC值比較差異，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t值=3.82，P＜0.05)，提示ADC值可評(píng)估胎腦的成熟度，與胎齡密切相關(guān)，即胎齡越大，興趣區(qū)白質(zhì)的ADC值越低。

產(chǎn)前SWI成像顯示腦出血病例9例(圖7)，表現(xiàn)枕頂板下硬膜外/下血腫、單/雙側(cè)腦室內(nèi)血腫、基底節(jié)區(qū)及室管膜下血腫。較清晰顯示出血征象，呈斑點(diǎn)狀、類圓形、不規(guī)則形極低信號(hào)，腦室內(nèi)出血為鑄形的極低信號(hào)。SWI顯示腦出血灶數(shù)量、范圍、部位和性質(zhì)較其他序列更準(zhǔn)確和更清晰，對(duì)T1W高信號(hào)起到顯著定性作用。

2.3 統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析對(duì)于胎腦結(jié)構(gòu)異常或畸形病例，以產(chǎn)后MRI為標(biāo)準(zhǔn)的卡方檢驗(yàn)共計(jì)75例，結(jié)果顯示產(chǎn)前超聲和產(chǎn)前MR的診斷結(jié)果存在明顯差異(值=35.814，P＜0.001)。產(chǎn)前超聲與產(chǎn)前MR診斷結(jié)果對(duì)照：完全符合42例，不符合33例，檢出率為56.0%；產(chǎn)前超聲與產(chǎn)后MR診斷結(jié)果對(duì)照：完全符合42例，不符合33例，檢出率為56.0%；產(chǎn)前MR與產(chǎn)后MR結(jié)果對(duì)照：完全符合71例，不符合4例，檢出率為94.6%，詳見下表。(剔除胎腦出血和室管膜下囊腫二種疾病隨時(shí)間增加病情轉(zhuǎn)歸發(fā)生動(dòng)態(tài)變化的病例)。

3 討 論

胎兒顱腦MR成像檢查已成為超聲檢查的重要補(bǔ)充手段，具有廣闊的臨床應(yīng)用前景[3]。胎兒超聲聲像圖的空間分辨率和組織分辨率缺乏特異性，受視野相對(duì)小，受胎位胎齡、母體體型、成像區(qū)有無氣體、羊水量及檢查者技術(shù)水平等多因素影響，難以準(zhǔn)確全面觀察胎腦結(jié)構(gòu)情況[4]。本研究胎兒采用3.0T磁共振雙源射頻發(fā)射技術(shù)，有效保證孕婦與胎兒檢查過程中SAR(值)的安全控制。

圖1 孕29周，左側(cè)腦室增大(2D-Single Shot TSEz軸位)。圖2 孕29周，與圖1 同一病例 出生2月復(fù)查，左側(cè)腦室增大略加重（T2WI軸位）。圖3 孕28周，透明隔缺如(2DSingle Shot TSEz軸位)。圖4 孕33周，胼胝體缺如(2DSingle Shot TSEz矢狀位)。圖5 孕23周，胼胝體缺如(2DSingle Shot TSEz軸位)。圖6 孕32周，后顱窩池增寬(2DSingle Shot TSEz軸位)。圖7 孕31周，右側(cè)腦室血腫(SWI)。圖8 孕31周，與圖7同一病例，右側(cè)腦室血腫(2DSingle Shot TSEz軸位)。圖9 孕30周，兩側(cè)室額角室管膜下出血(DWI軸位)。

3.1 胎腦常規(guī)MRI成像技術(shù)優(yōu)化胎兒中樞神經(jīng)系統(tǒng)MR成像技術(shù)，主要采用的胎兒T2W-TSE、3D T1W-TFE以及快速Balance TFE快速成像序列。首先，T2W-TSE為類T2WI圖像，對(duì)含水分多組織顯示較好。此序列采集速度快，僅幾十秒即可完成圖像的采集，避免胎兒運(yùn)動(dòng)及孕婦呼吸偽影的影響；同時(shí)基于多源射頻發(fā)射技術(shù)和全數(shù)字影像鏈采集，保障了掃描速度和圖像信噪比[5]。胎兒MR成像技術(shù)獲得優(yōu)質(zhì)T1W圖像具有一定困難，3D T1W-TFE序列采集速度快，縮短采集時(shí)間，避免運(yùn)動(dòng)偽影，提供高分辨的胎兒圖像，顯示胎兒微細(xì)結(jié)構(gòu)，利于發(fā)現(xiàn)胎兒發(fā)育早期異常。Balance TFE序列掃描速度較快，20s完成掃描。該序列血管為高信號(hào)，圖像分辨率高，信噪比好，羊水信號(hào)較均勻，偽影少，使用無間隔或負(fù)間隔掃描，對(duì)于出血病灶有很高的特異性和敏感度。T1W對(duì)腦出血表現(xiàn)為高信號(hào)，利于臨床診斷[6]。9例胎腦出血病例中6例T1W較清晰顯示腦實(shí)質(zhì)出血或/和腦室內(nèi)血腫，極大彌補(bǔ)超聲檢查的不足。

3.2 胎腦MR功能成像初探磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像(DWI)主要采用單次激發(fā)的平面回波成像(EPI)，胎兒會(huì)不自主運(yùn)動(dòng)，需要EPI這種快速成像技術(shù)，獲取胎兒圖像相對(duì)較容易和敏感。研究表明DWI可用來評(píng)估胎腦成熟過程中白質(zhì)的變化，胎腦成熟的整體趨勢(shì)隨孕齡的增加，腦實(shí)質(zhì)水含量逐漸減少，脂肪含量逐漸增加。Oubel, E.,等[7]研究認(rèn)為DWI已成為一種監(jiān)測(cè)胎腦白質(zhì)發(fā)育的敏感工具，能夠提供髓鞘化前、髓鞘化進(jìn)程中及髓鞘化完成后的腦白質(zhì)發(fā)育的信息，證實(shí)胎腦基底節(jié)區(qū)、雙側(cè)側(cè)腦室旁白質(zhì)、腦橋、丘腦及小腦的ADC值隨著胎齡的增加而減小，從形態(tài)學(xué)上，甚至胎腦發(fā)育的微結(jié)構(gòu)水平上進(jìn)行評(píng)價(jià)。本組病例研究對(duì)正常胎腦的DWI圖及ADC值的初步分析，ADC值可評(píng)估胎腦的成熟度，與胎齡密切相關(guān)，即胎齡越大，腦白質(zhì)的ADC值越低，此外，Baldoli[8]等研究證實(shí)，DWI對(duì)胎兒急性缺血缺氧具有高敏感性，其ADC值的改變能夠預(yù)測(cè)胎兒產(chǎn)后結(jié)局，超聲及常規(guī)MRI對(duì)此類疾病的檢出率較低。本組研究DWI可敏感發(fā)現(xiàn)早期的缺氧缺血改變，DWI對(duì)檢測(cè)缺血損傷具有較高的敏感性，為急性缺血提供重要的診斷信息。此外，DWI對(duì)出血病變也有較好顯示。

磁敏感加權(quán)成像(SWI)，利用三維高分辨完全流動(dòng)補(bǔ)償?shù)奶荻然夭ㄐ蛄羞M(jìn)行掃描，生成幅度和相位兩組原始圖像，通過相位后處理顯示磁敏感物質(zhì)的磁性特點(diǎn)，可敏感的檢測(cè)靜脈內(nèi)的去氧血紅蛋白和血管外的血液產(chǎn)物。SWI可較早發(fā)現(xiàn)超聲易漏診的小血管畸形，減少將來導(dǎo)致胎兒或者新生兒顱內(nèi)出血的潛在危險(xiǎn)因素[9]。SWI采用3D-FFE序列，可得到高分辨率圖像，對(duì)于微小靜脈、出血及鐵沉積具有較高的特異性和敏感度。胎兒顱內(nèi)出血多發(fā)生在中晚孕期，發(fā)病機(jī)制可能與生發(fā)層發(fā)育有關(guān)，室管膜下區(qū)域?qū)θ毖酢⒌脱?、酸中毒、感染等因素極為敏感，導(dǎo)致該處血管易破裂出血，嚴(yán)重者可導(dǎo)致患兒出生后智力低下、癲癇、腦性癱瘓等[10]。文獻(xiàn)報(bào)道[11]證實(shí)了SWI在新生兒顱腦中的應(yīng)用研究，SWI與常規(guī)MRI相比，可檢測(cè)出新生兒顱腦內(nèi)更多、更小的出血病灶，較常規(guī)序列在顯示出血灶范圍，出血部位更準(zhǔn)確，尤其對(duì)微小出血灶定性及數(shù)量方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。本組病例研究表明SWI適用于胎兒顱腦出血的檢查，特別對(duì)T1WI高信號(hào)病灶做出較明確定性診斷，SWI技術(shù)聯(lián)合其他MRI序列進(jìn)行有效互補(bǔ)。

3.3 展望磁共振成像以其廣視野，不受胎兒體位及羊水量等因素影響，可對(duì)胎兒興趣區(qū)做任意方位成像，直觀顯示病變與周圍結(jié)構(gòu)的關(guān)系，組織分辨率高，在發(fā)現(xiàn)胎兒畸形方面受到顯著重視。特別隨著MR功能成像技術(shù)在未來的快速進(jìn)步，不僅可研究胎腦形態(tài)學(xué)，而且可無創(chuàng)性研究胎腦功能學(xué)，進(jìn)一步探討胎腦的發(fā)育過程和疾病的發(fā)生機(jī)制，為產(chǎn)前胎兒精準(zhǔn)的影像學(xué)診斷提供強(qiáng)有力保障，顯著減低畸形及缺陷兒出生率。

[1]Judas, M., 2011. Prenatal development of the human fetal telencephalon. In: Prayer,D. (Ed.),Fetal MRI[J]. Springer-Verlag,Berlin Heidleberg,pp. 81-146.

[2]朱銘.胎兒磁共振-磁共振檢查的新領(lǐng)域[J].磁共振成像,2011,2(1):7-12.

[3]Nadine J, Girard MD. Magnetic resonance imaging of fetal developmental anomalies[J]. Top MagnReson Imaging 2011,22(1):11-23.

[4]Tamara TC，Jodi SD，Richard CA，et al.Central nervous system findings on fetal magenetic resonance imaging and outcomes inchildren with spinabifida[J]. Obstet Gynecol，2010，116（2 Pt 1):323-329.

[5]Glenin OritA. MR imaging of the fetal brain[J].Pediatr Radiol 2010,40:68-81.

[6]Wedeen, V.J., Rosene, D.L., Wang, R., Dai, G., Mortazavi, F., Hagmann, P., Kaas, J.H.,Tseng, W.Y., 2012. The geometric structure of the brain fiber pathways[J]. Science,335,1628-1634.

[7]Oubel, E., Koob, M., Studholme, C., Dietemann, J.L., Rousseau, F., 2012. Reconstructionof scattered data in fetal diffusion MRI[J]. Medical Image Analysis 16, 28-37.

[8]Badoli C, Righini A, Parazzini, C,et al.Demonstration of Acute Ischemic Lesions in the Fetal Brain by Diffusion Magnetic Resonance Imaging[J].Ann Neurol,2008,52:243-246.

[9]Bosemani T,Poretti A,Huisman TA.Susceptibility-weighted imaging in pediatric neuroimaging[J]. J Magn Reson Imaging,2014,40(3):530-544.

[10]武璽寧,孟華,姜玉新,等.胎兒顱內(nèi)出血的產(chǎn)前超聲診斷[J].中華超聲影像學(xué)雜志，2012,21(1):42-44.

[11]張曉凡,曾立紅,王志偉.磁敏感加權(quán)成像評(píng)估早產(chǎn)兒腦損傷及預(yù)后[J].中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù)2014,30(8):1175-1178.

(本文編輯: 汪兵)

The Clinical Application of Combining Improved Structural and Functional MRI Examinations on Fetus Cerebral Disease*

ZHANG Xiao-fan, HAO Ming-zhu, ZHANG Xu,et al., Department of Radiology, Harbin Children's Hospital, Harbin 150010, Heilongjiang Province, China

ObjectiveTo evaluate the clinical application of combining functional MRI and optimized structural MRI on clinical diagnosis of fetal brain abnormities.Methods89 subjects (prenatal gestational woman and corresponding postnatal neonate) who have received a prenatal ultrasound examination (US), prenatal MRI examinations and postnatal neonate MRI examinations were enrolled in this study. MRI scan protocols include general structural imaging (2D T2W-TSE and 3D T1W-TFE/2D T1W Balance TFE) and functional imaging (DWI and optional SWI).ResultsThe prenatal US and prenatal MRI techniques were evaluated by comparing the examination results with postnatal neonate MRI. test results showed that the there is a significant difference between them. The MRI examinations of fetuses with abnormal structures showed that 42 (56.0%) fetuses diagnosis results were consistent between prenatal US and prenatal MRI and 71 (94.6%) fetuses diagnosis results were consistent between prenatal MRI and postnatal MRI. Functional MRI examination results showed that prenatal DWI demonstrated a significant difference (t-test: t value=3.82, P＜0.05) on ADC values within ipsilateral whiter matter ROIs between younger fetuses (gestational age: 24 to 29 weeks, ADC: (1.83±0.108)×10-3mm2/s) and older fetuses (gestational age: 30 to 39 weeks, ADC: (1.71±0.025)×10-3mm2/s). Prenatal SWI examination was more precise and sensitive than general structural MRI on the detection of volume, range, location of haemorrhage.ConclusionIt could be concluded that the combination functional MRI and optimized structural MRI have obvious advantages over prenatal US on clinical diagnosis of fetal brain abnormities. Prenatal MRI could provide more precise and reliable images which can help for the treatment of clinical abnormal and handicapped fetal.

Magnetic Resonance Imaging; Fetus; Central Nervous System; Diffusion Weighted Imaging; Suseptibility Weighted Imaging

R651.1

A

黑龍江省衛(wèi)生廳科研課題，2103-291

10.3969/j.issn.1672-5131.2016.06.035

張曉凡

2016-04-25