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胎儿MRI水成像及三维结肠成像技术在产前诊断中的临床应用

【摘要】: 胎儿MRI正成为产前超声检查的重要辅助手段。胎儿MRI成像技术对胎儿结构异常和功能异常的检测具有相当重要的作用,本课题旨在研究和开发胎儿MRI扫描技术,评估其在产前诊断中的应用潜力。 第一部分单层厚块单次激发快速自旋回波重T2加权序列在胎儿MRI中的临床应用评估 目的:本研究利用磁共振胆胰管成像的原理,采用单次激发厚层快速自旋回波(single-shot turbo spin echo,SSTSE)重T2加权序列行磁共振胎儿成像(magnetic resonance fetography,MRF),评价其作为胎儿三维重建的一种替代方法的可能性,以及在胎儿MRI诊断中的价值。 材料和方法 2006年4月至2008年2月间,因产前超声筛查诊断或怀疑胎儿存在先天性缺陷以及染色体检查异常的孕妇164例,169个胎儿,羊水正常137例,其中中孕38例,晚孕99例,羊水过多18例,羊水过少9例。羊水正常者头位胎104例,臀位胎29例;横位胎4例。 使用常规方案行胎儿MRI检查。包括HASTE和true-FISP T2WI以及2D FLASH T1WI。在此基础上行MRF,并加入到所有MRI检查中。对MRF图像进行质量评价,分析图像质量与孕周、胎位和羊水的关系,在MRF表现基础上,对MRF图像中胎儿解剖及附属结构及其部分病理的显示进行质量评分,并比较MRF和多层T2WI序列的诊断结果 结果 1.所有胎儿常规扫描和MRF成像均一次成功。MRF成像质量与胎儿孕龄、胎位、羊水量无统计学差异。 2.在一幅MRF图像上可以很容易观察到宫内胎儿的比率,胎儿光滑的表面,突出于胎儿表面的正常结构(额、鼻、上下唇、下颌、耳廓、外生殖器等)以及胎儿的四肢。胎儿体内的含液器官(如眼球、脑室、脑池、蛛网膜下腔、口腔、口咽、气管支气管、双肺、胃泡、胆囊、肾盂、输尿管、膀胱)及其病理性扩张或萎陷,胎儿体内的病理性积液,囊性或囊变结构,羊膜腔内的脐带,以及母体的病理性积液和囊性病变在穿透胎儿表面后,也同时显示。 3.胎儿体内含水量丰富或者为液体环绕的结构、胎儿的囊性病变、病理性积液、胎儿体表的病理能够清晰显示,不受孕周和羊水量的影响,胎儿的椎管和脊髓、胃随着妊娠进展显示更清晰。胎儿双肺和小肠随妊娠进展而逐渐显示。咽气管支气管在不同孕周胎儿均能清晰显示,其显示质量与羊水量间有相当显著的统计学意义,羊水过少时显示质量下降。胎儿突出于体表的正常结构如耳、鼻、唇等随着妊娠进展越来越清晰,而与羊水含量有非常显著的统计学意义,羊水过少时显示质量有所降低。胎儿的肢体及肢端以及脐带在不同孕周均能清晰显示,但与羊水含量有显著的统计学意义,羊水过少的时候显示质量降低。胎儿的心影随着妊娠进展有所显示,但是其解剖细节仍难辨认。胎儿胆囊、大肠和胎儿体内的实质器官均无法清晰显示。 4. 7例(2.4%)胆道或输尿管扩张胎儿,MRF改变了HASTE和true-FISP序列做出的主要诊断;MRF发现额外24个(8.4%)胎儿病变,主要为肢体畸形,轻微的病理性积液和宫腔内粘连,以及33个母体囊性病变;175个高含水量病变(61.2%)由于MRF的使用,增强了T2WI诊断的信心,仍然有39个(13.6%)胎儿心血管异常或含水量较低的病变,10个母体含水量低的病变在MRF上不能显示,MRF对最后的胎儿畸形诊断没有帮助。 结论 1.利用胎儿的高含水量特征以及生活的羊水环境,可以将磁共振水成像原理应用于胎儿,对宫内胎儿进行整体成像。 2. MRF具有快速、多方位、多视角、多次重复优质成像的特点,图像质量不受孕周、胎位和羊水的影响。 3. MRF提供了一种具有三维立体感的胎儿整体图像,能在一幅图像上同时捕捉胎儿的解剖和病理,半透明状态和整体表现相结合是对胎儿的一种全新显示,可以作为胎儿三维成像的一种替代方法。 4. MRF对于胎儿肢体、充满液体器官的异常扩张、病理性积液以及胎儿囊性病变的评估具有重要价值,对多层T2WI起重要辅助诊断作用,能增强胎儿MRI的诊断信心,增加MRI诊断的可靠性,可以将其加入胎儿MRI常规扫描序列。 5.采用MRF所获取的胎儿图像,生动而容易理解,有助于小儿外科医师对宫内胎儿病理解剖的整体理解,利用它可以很容易和不熟悉断层解剖的人员交流信息,有利于胎儿父母及亲属的产前咨询。也有助于放射科、产科的年轻医生以及医学生对子宫内胎儿的形态学理解。 第二部分三维磁共振结肠成像技术及其在中晚孕胎儿胃肠道中的应用评估 目的:探索在2D FLASH序列T1WI成像基础上胎儿3D MR结肠成像(MR colonography,MRC)的可行性,及其在评估中晚孕胎儿正常胃肠道和一些胃肠道异常MRI表现中的作用。 材料和方法: 2006年4月至2008年2月间经超声筛查后行胎儿MRI检查的97例,尸检和出生后证实胃肠道正常胎儿76例,其中中孕21例,晚孕55例,胃肠道异常胎儿21例。使用常规方案行胎儿MRI检查,包括2D FLASH T1WI成像和HASTE和true-FIST T2WI成像。采用MIP,VR和MPR技术,从2D FLASH上产生3D MRC,评价不同孕周胃肠道正常胎儿3D MRC的图像质量,分析MRI上不同孕龄胎儿正常胃肠道的位置,形状和信号变化,测量各段结肠、直肠最宽处的直径,计算其最宽径的平均值。分析胎儿胃肠道异常的MRI表现。 结果: 1.所得3D MRC类似出生后X线钡剂灌肠造影的图像,整体显示结肠的分布和走行,中孕和晚孕胃肠道正常胎儿均能满意成像,两组间无统计学差异。 2.正常表现:所有胎儿的胃位于左中上腹,总是充满着吞咽的T1低信号,T2高信号的羊水,食管和十二指肠偶尔部分显示。近段小肠主要位于左上腹,远段小肠位于右下腹,随着孕龄的增加,近段小肠T1信号逐渐降低,T2信号逐渐增高,远段小肠T1信号强度逐渐增高,T2信号强度逐渐减低。18周孕甚至可能更早,胎儿直肠就已经有T1高信号T2低信号的胎粪充盈,且整个孕期持续存在,直肠紧贴膀胱后壁,直肠陷窝位置明显低于膀胱颈。胎粪从结肠远端到近端逐渐蓄积,到25周孕(gestationalweeks, GW)左右,整个结肠可为胎粪充盈,结肠直径随妊娠进展而逐渐增加,最宽不超过21mm,大肠平均直径最宽达16.6mm。升结肠在中孕时几乎与直肠乙状结肠交界段在同一平面,随着妊娠进展,升结肠逐渐下降,低于直肠乙状结肠交界水平,降结肠位置较固定,直肠乙状结肠交界段位置固定,位于中线附近,相对较高,乙状结肠走行和长度可变。到22GW时,MR上就可见到结肠袋。 3.胃肠道异常表现:(1)食管闭锁1例,表现为羊水过多,上段食管扩张,胃泡极小。(2)十二指肠闭锁2例,T2WI上表现为典型的“双泡征”,3D MRC显示闭锁以远正常管径的结肠以及横结肠受压。(3)上段空肠闭锁1例为右侧腹肝脏下方见肠袢扩张,为T1低信号,T2高信号,周围环以T1高信号T2低信号,3D MRC显示正常大小和信号的远段肠袢,以及受压向左侧移位的结肠。(4)结肠闭锁2例,升结肠闭锁表现为扩张肠袢位于肝脏下方的右侧腹,内为胎粪样T1高信号,T2低信号。降结肠闭锁表现为扩张肠袢几乎占据整个胎儿腹部,T1、T2均为高信号,3D MRC除了显示闭锁近端扩张的肠袢以外,还显示出闭锁远端的小结肠。(5)单纯性肛门闭锁1例,表现为膀胱后方未见高信号直肠,而无闭锁近端肠道大小和信号的异常。(6)永久性泄殖腔1例,显示含有胎粪信号的直肠扩张,位置升高,而膀胱后方、骶椎前方未见直肠显示。(7)VACTERL综合征1例,空肠上段闭锁表现为胃、十二指肠、近段空肠扩张,T1、T2均为高信号,同时合并乙状结肠闭锁,但其内无胎粪信号,巨大膀胱后方未见直肠显示。(8)胃肠道疝共12例,其中先天性膈疝6例,3例小肠部分或者大部分疝胸腔,3例升结肠和横结肠疝入胸腔,而降结肠、乙状结肠和直肠位置无异常,疝出的小肠结肠信号和大小均未见异常。2例腹裂畸形和4例脐膨出表现为部分小肠和结肠均可疝出,信号大小无异常,直肠位置固定。 结论 1.用于胎儿常规T1WI成像的2D FLASH序列能够产生高质量类似X线钡剂灌肠造影的胎儿3D MRC图像。 2.利用胎儿羊水和胎粪作为胃肠道显影的天然对比剂,MRI具有显示中晚孕胎儿胃肠道解剖发育以及胎粪生理移行过程的能力。 3. MRI上胎儿胃肠道异常表现为大小,信号和位置的异常,MRI不仅能根据扩张肠环的信号改变准确判断肠道梗阻的部位,而且还能评估闭锁远段的肠袢。直肠的形态、位置和信号异常是提示肛门直肠畸形伴直肠瘘的一个重要信息。因为处于研究初期,我们的经验有限,一些胎儿胃肠道异常的MRI表现尚未完全明确,但对于多发、复杂的胃肠道异常,胎儿MRI能提供更多的诊断信息,对产前US进行补充。 4.作为多层T1WI成像的一种辅助方法,3D MRC具有整体显示胎儿胃肠道的能力,有助于胎儿胃肠道发育的形态学评价,为胃肠道异常胎儿父母和新生儿专家以及儿外科医生提供更容易理解的胎儿肠道信息,有助于出生前的手术模拟及出生后的治疗方案设计。

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