三維磁共振成像在檢出胎兒結(jié)腸先天異常方面的應(yīng)用

孫子燕，夏黎明*，王承緣，楊小紅

超聲作為胎兒胃腸道畸形診斷的首選方法，有簡(jiǎn)便實(shí)用、費(fèi)用低廉等優(yōu)點(diǎn)，但是有許多局限和不足，例如操作者依賴性強(qiáng)，軟組織分辨率差、視野小，易受孕婦肥胖、腸氣、骨盆影響等。腸管擴(kuò)張、羊水過多、腸管回聲增強(qiáng)是胎兒胃腸道畸形超聲常見征象，但是診斷特異性差，而胎兒胃腸道異常的產(chǎn)前早期診斷對(duì)妊娠期胎兒監(jiān)測(cè)、妊娠方案選擇以及出生后手術(shù)介入和監(jiān)護(hù)意義重大[1-3]。盡管結(jié)腸病變?cè)谔簳r(shí)期發(fā)病率相對(duì)較低，但是產(chǎn)前超聲影像誤診率和漏診率相當(dāng)高，而早期診斷結(jié)腸閉鎖、胎糞性腹膜炎有重要的臨床價(jià)值，因?yàn)閮烧叱３Ｊ侵滤佬约膊4]。常規(guī)的快速擾相梯度回波序列(fast spoiled gradient echo，F(xiàn)SPGR) T1WI和單次激發(fā)快速自旋回波序列(single shot fast spin echo，SSFSE) T2WI可以顯示胎兒的結(jié)腸，但是呈節(jié)段性，整體性差。三維磁共振結(jié)腸成像(threedimensional MR imaging，3D-MRI)因其具有快速、直觀、整體觀強(qiáng)的特點(diǎn)，在胎兒檢查中具有較大的優(yōu)勢(shì)。筆者采用3D-FSPGR序列行胎兒三維磁共振結(jié)腸成像(three-dimensional MR colonography，3DMRC)，旨在探討3D-MRI技術(shù)在顯示胎兒結(jié)腸正常解剖和病變方面的價(jià)值。

1 材料和方法

1.1 病例資料

2008年3月-2010年1月，對(duì)我院92例產(chǎn)前超聲診斷和懷疑胎兒畸形的孕婦進(jìn)行MRI檢查，研究MRI在產(chǎn)前畸形診斷中的作用，其中外院78例，本院14例(注：本課題是和湖北省婦幼保健院的合作課題，病例大部分來源于湖北省婦幼保健院)。其中38例擬診腹部畸形(外院33例，本院5例)納入本研究，年齡22～35歲，平均24.7歲，孕周19～37周，平均為28.5周。入選標(biāo)準(zhǔn)為妊娠19周以上，經(jīng)外院和本院產(chǎn)前超聲擬診胎兒腹部先天畸形，需MRI進(jìn)一步檢查確診及了解結(jié)腸有無病變。所有胎兒的超聲和3D MRI檢查均得到孕婦家屬知情同意,并簽署知情同意書。

1.2 超聲檢查方法

二維及三維超聲檢查使用西門子公司Sequoia 512型彩色超聲多普勒診斷系統(tǒng)，探頭頻率3.5～5 MHz。啟動(dòng)胎兒保護(hù)鍵，二維超聲發(fā)射能量小于100 mW/cm2。38例胎兒在超聲檢查提示異常后，均在同一天由1名US主任醫(yī)師復(fù)查確認(rèn)診斷，并建議行MRI檢查。

1.3 MRI掃描方法

MRI檢查于超聲檢查后1～2天進(jìn)行，MRI檢查后對(duì)所檢查胎兒進(jìn)行隨訪觀察，隨訪時(shí)間在MRI檢查后1～10周以內(nèi)。6例電話隨訪證實(shí)，22例因?yàn)樘簢?yán)重畸形引產(chǎn)后經(jīng)產(chǎn)科追蹤尸檢情況，胎兒尸檢由湖北省婦幼保健院病理科負(fù)責(zé)。6例出生后進(jìn)一步檢查證實(shí)，4例檢查失敗者未進(jìn)行隨訪。

MR檢查使用美國(guó)GE公司HD、HDxt 1.5 T超導(dǎo)型MR成像儀，檢查前先做好解釋工作，消除孕婦緊張情緒，未使用鎮(zhèn)靜劑及腹帶。孕婦取仰臥位，平靜呼吸，采用相控陣體部線圈(Torso線圈)和8通道心臟線圈，在孕婦腹部三平面定位基礎(chǔ)上常規(guī)行胎兒顱腦和胸腹部冠狀面和矢狀面掃描，應(yīng)用SSFSE，掃描參數(shù)：TR 2100 ms，TE 90 ms，矩陣 224×224，視野44 cm×44 cm，激勵(lì)次數(shù)0.5，帶寬62.5 kHz。 3D-FSPGR序列行胎兒結(jié)腸三維成像，掃描參數(shù)：TR 3.4 ms，TE 1.4 ms，矩陣224×192，視野44 cm×44 cm，激勵(lì)次數(shù)1.0，帶寬62.5 kHz，翻轉(zhuǎn)角45°，層厚及層距根據(jù)胎兒的孕周和大小來決定，一般層厚為3～6 mm，層間重疊0～2 mm。3D-MRI掃描均使用陣列空間敏感性編碼(array spatial sensitivity encoding technique，ASSET)技術(shù)，即并行采集技術(shù)，加速因子為2和零填充內(nèi)插處理(zerofi ll interpolation processing，ZIP) 技術(shù)。

1.4 MR圖像后處理及胎兒結(jié)腸體積測(cè)量

將原始數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦ぷ髡臼褂肧UN ADW 4.4版本后處理軟件進(jìn)行三維圖像后處理。使用多平面重組(multiplanar planar reformartion，MPR)、容積重組(volume rendering，VR)、最大密度投影(maximum intensity projection，MIP)和MR仿真結(jié)腸鏡(magnetic resonance virtual colonoscopy，MRVC)等對(duì)結(jié)腸進(jìn)行三維后處理。由2名MR醫(yī)師共同閱片，無病變結(jié)腸體積和橫徑由兩位經(jīng)驗(yàn)豐富的技師在工作站上分別進(jìn)行4次圖像重組測(cè)量，取平均值。

2 結(jié)果

一次屏氣3D-MRC采集時(shí)間10～14 s，圖像重建時(shí)間5～10 min，成功率達(dá)89.47%(34/38)，2例因?yàn)樵袐D不適和胎動(dòng)頻繁，2例因?yàn)檠蛩^多孕婦無法屏氣采集失敗。本組病例25例胎兒經(jīng)閱片及追蹤證實(shí)結(jié)腸無異常，結(jié)腸先天性異常9例。

2.1 不同孕周胎兒正常結(jié)腸的表現(xiàn)

圖1～4 正常胎兒結(jié)腸三維MRI，MIP(圖1，孕24+5周)和MPR(圖2、3，孕37周)和VR(圖4，孕32+6周)顯示胎兒結(jié)腸和直腸Fig 1～4 3D-MR images of normal fetal colon.Fig 1: Coronal maximum intensity projection shows high signal intensity from ascending colon to rectum at 24 weeks 5 days' gestation.Fig 2, 3: Coronal and sagittal multiplanar planar reformartion shows high signal intensity from ascending colon to rectum at 37 weeks gestation.Fig 4: Volume-rendered image in anteroposterior view visualizes through ascending colon to rectum at 32 weeks 6 days' gestation.

圖5、6 泄殖腔外翻。圖5：矢狀面T2WI顯示胎兒肝臟外翻和骶管異常；圖6：3D-MRC未顯示結(jié)腸，提示閉鎖Fig 5, 6 Cloacal exstrophy.Fig 5: Sagittal T2-weighted image shows fetal liver exstrophy and sacral canal anomaly.Fig 6: 3D MR colonography shows colon is not visualized, which is suggestive of atresia.

圖7、8 左側(cè)先天性膈疝。圖7：胎兒胸部冠狀面T2WI顯示胃和小腸、結(jié)腸疝入左側(cè)胸腔；圖8：3DMRC顯示結(jié)腸疝入胸腔合并旋轉(zhuǎn)不良Fig 7, 8 Left congenital diaphragmatic hernia.Fig 7:Coronal T2-weighted image shows stomach, small intestine and colon are herniated into left thoracic space.Fig 8: 3D MR colonography shows extent of colon into left thoracic space combined with malrotation.

圖9、10 先天性巨結(jié)腸。圖9：SSFSE T2WI顯示胎兒腹部腸管擴(kuò)張(箭頭)，呈低信號(hào)；圖10：3D-MRC顯示結(jié)腸擴(kuò)張段(箭頭)和狹窄段Fig 9, 10 Congenital magacolon.Fig 9: T2-weighted image using single shot fast spin echo shows dilatatiion of intestinal canal that is low signal intensity.Fig 10: 3D MR colonography shows dilated and narrow segment of colon.

胎兒結(jié)腸在3D-MRC上表現(xiàn)為明顯高信號(hào)。MPR、VR和MIP模式可以清楚顯示不同孕周胎兒正常結(jié)腸走形、結(jié)腸袋和紆曲折疊部分(圖1～4)，類似出生后新生兒結(jié)腸鋇劑灌腸造影，7例MRC圖像顯示胎兒結(jié)腸不連續(xù)(圖1)。3例顯示結(jié)腸紆曲。19～37周胎兒正常結(jié)腸體積為5.1～69.2 ml，胎兒期正常結(jié)腸橫徑小于1.8 cm。在孕19～27周時(shí)，正常胎兒結(jié)腸和遠(yuǎn)段小腸均可見高信號(hào)，孕28～32周左右整個(gè)結(jié)腸均能充盈，各段結(jié)腸充盈不一致，遠(yuǎn)段小腸高信號(hào)逐漸減少，32周以后只有結(jié)腸內(nèi)顯示高信號(hào)。升結(jié)腸和盲腸位于右側(cè)腹肝臟下緣，長(zhǎng)度相對(duì)較短，充盈較其他各段差，信號(hào)較其他各段偏低(圖1、2)。隨著孕周增加，結(jié)腸管徑增大，升結(jié)腸和盲腸位置逐漸下降，一般低于直腸乙狀結(jié)腸交界水平(圖1、2、4)。橫結(jié)腸一般從左后向右前斜行。降結(jié)腸位置較固定，直腸乙狀結(jié)腸交界段位置固定，位于中線附近，相對(duì)較高，乙狀結(jié)腸長(zhǎng)度和形態(tài)變化多樣。所有正常胎兒直腸均可顯示，位于中線附近，膀胱和骶椎之間，緊貼膀胱后壁。3DMRC可以多平面顯示直腸的三個(gè)側(cè)方彎曲，上下兩個(gè)凸向右側(cè)，中間的彎曲較大，凸向左側(cè)(圖1)，在矢狀位上可以看到凸向后方的骶曲，接下來是凸向前方而較小的會(huì)陰曲(圖3)。

2.2 胎兒結(jié)腸先天性異常的超聲、3D-MRC和最后診斷

1例泄殖腔外翻畸形，超聲和SSFSE T2WI(圖5)顯示胎兒腹部臍膨出，單臍動(dòng)脈，膀胱顯示欠清，脊柱彎曲，骶椎排列紊亂，中斷處可見脂肪組織進(jìn)入椎管內(nèi)，脊髓圓椎位于第3～4骶椎，未能明確診斷結(jié)腸閉鎖，3D-MRC未顯示胎兒正常結(jié)腸(圖6)，引產(chǎn)后尸檢顯示胎兒全結(jié)腸和肛門閉鎖，呈條索狀。3例左側(cè)先天性膈疝，SSFSE T2WI(圖7)和3DMRC均清楚顯示胃和結(jié)腸的疝入，1例清楚顯示合并腸管異常旋轉(zhuǎn)(圖8)，后經(jīng)隨訪和尸檢證實(shí)。2例先天性巨結(jié)腸，超聲只能提示腸管擴(kuò)張，不能明確梗阻部位，SSFSE T2WI顯示擴(kuò)張腸管呈低信號(hào)(圖9)，3D-FSPGR序列清楚顯示Hirschsprung病擴(kuò)張段、移行段和狹窄段，從而明確診斷(圖10)。2例胎糞性腹膜炎，超聲提示腹部腸管擴(kuò)張和回聲增強(qiáng)，T2WI顯示腹部腸管擴(kuò)張和囊性占位，3D-MRC未顯示正常胎兒結(jié)腸，尸檢示胎兒小腸和結(jié)腸多發(fā)閉鎖。1例輸尿管異位開口合并擴(kuò)張積水，超聲未顯示結(jié)腸異常，3D-MRC顯示結(jié)腸弧形受推移(見表1)。

3 討論

磁共振成像在胎兒中樞神經(jīng)系統(tǒng)、胸部正常解剖和疾病診斷方面得到廣泛應(yīng)用[5-7]，但在胎兒腹部腸道疾病方面報(bào)道較少[1-4]。同時(shí)常規(guī)的二維磁共振斷層掃描并不能獲得感興趣區(qū)的完整三維影像。對(duì)一些復(fù)雜的胎兒畸形，即使是經(jīng)驗(yàn)豐富的觀察者也難以準(zhǔn)確判斷其解剖關(guān)系，因此，胎兒三維磁共振成像很有必要。早期的胎兒三維磁共振成像研究主要是測(cè)量宮內(nèi)發(fā)育遲緩和巨大胎兒的體積和體重來評(píng)估胎兒的預(yù)后和生產(chǎn)方式的選擇，而且采用二維無間隔掃描后三維重組，存在“階梯狀”偽影，用于胎兒正常解剖和疾病診斷方面的報(bào)道較少[8-11]。筆者采用目前最快速的3D-FSPGR技術(shù)加上并行采集技術(shù)(ASSET)行胎兒結(jié)腸三維圖像采集用于胎兒正常結(jié)腸解剖和病變的顯示，采集時(shí)間和后處理時(shí)間均較短，一次屏氣采集時(shí)間10～14 s，基本上克服了胎動(dòng)的影響，圖像重建時(shí)間5～10 min，因此可以滿足臨床的需要。

良好的組織對(duì)比是清楚顯示正常解剖和病變的前提。由于胎兒腹部腸管和周圍組織灰階差異不明顯，三維超聲不能顯示胎兒完整的結(jié)腸，不能區(qū)分小腸和結(jié)腸的擴(kuò)張，同時(shí)對(duì)于是否存在旋轉(zhuǎn)不良、細(xì)小結(jié)腸、腸管狹窄和閉鎖位置的判斷較差[4]。而在磁共振T1WI上胎兒的結(jié)腸呈明顯高信號(hào)，和周圍肝臟以及其他器官軟組織信號(hào)等存在明顯的差異，因此3D-MRI顯示胎兒完整結(jié)腸成為可能。胎兒結(jié)腸的T1WI高信號(hào)絕大部分來源于胎糞。有關(guān)研究表明[1-3]胎糞在孕13周左右在小腸產(chǎn)生，胎糞匯集在遠(yuǎn)段小腸和結(jié)腸，包括小腸分泌物、脫屑的腸黏膜上皮以及吞咽的羊水和上皮細(xì)胞，胎糞70%為水分，80%的干重成分為粘液物質(zhì)，含有很高的蛋白濃度和順磁性物質(zhì)，如銅、鐵和錳等，這些物質(zhì)可以明顯的縮短T1。由于胎兒在宮內(nèi)，不能進(jìn)行類似宮外新生兒的結(jié)腸造影，胎糞的存在是顯示胎兒腸道的天然對(duì)比劑，在顯示胎兒正常結(jié)腸和結(jié)腸病變方面有重要的價(jià)值。

本研究顯示三維磁共振結(jié)腸成像可以提供和鋇灌腸類似的圖像，三維MR多平面重組和容積再現(xiàn)技術(shù)可以顯示不同孕周正常胎兒結(jié)腸的走形和結(jié)腸袋，腸管分布、結(jié)腸曲和各段腸管包括位置不定的乙狀結(jié)腸能被清楚辨認(rèn)。與文獻(xiàn)報(bào)道[1-3]基本一致，本研究顯示在孕19～27周時(shí)，正常胎兒結(jié)腸和遠(yuǎn)段小腸均可見高信號(hào)，孕28～32周左右整個(gè)結(jié)腸均能充盈,各段結(jié)腸充盈不一致，遠(yuǎn)段小腸高信號(hào)逐漸減少，32周以后只有結(jié)腸內(nèi)顯示高信號(hào)。升結(jié)腸和盲腸位于右側(cè)腹肝臟下緣，長(zhǎng)度相對(duì)較短，充盈較其他各段差，信號(hào)較其他各段偏低。隨著孕周增加，結(jié)腸管徑增大，升結(jié)腸和盲腸位置逐漸下降，一般低于直腸乙狀結(jié)腸交界水平。和成人一樣，胎兒橫結(jié)腸和乙狀結(jié)腸的長(zhǎng)度和位置變化較大。橫結(jié)腸一般從左后向右前斜行。降結(jié)腸位置較固定，直腸乙狀結(jié)腸交界段位置固定，位于中線附近，相對(duì)較高，乙狀結(jié)腸長(zhǎng)度和形態(tài)變化多樣。所有正常胎兒直腸均可顯示，位于中線附近，膀胱和骶椎之間，緊貼膀胱后壁。3D-MRC可以多平面顯示直腸的三個(gè)側(cè)方彎曲，上下兩個(gè)凸向右側(cè)，中間的彎曲較大，凸向左側(cè)，在矢狀位上可以看到凸向后方的骶曲，接下來是凸向前方而較小的會(huì)陰曲。研究表明[2]結(jié)腸袋的發(fā)生從升結(jié)腸開始，最早可在孕10～11周顯示，結(jié)腸最大徑線隨孕周增加而增大(從20周的3～4 mm到出生時(shí)的8～15 mm)[3]。盡管胎糞從遠(yuǎn)及近依次充盈，有時(shí)由于部分階段腸管內(nèi)胎糞的缺乏可能顯示結(jié)腸不連續(xù)。中晚期胎兒結(jié)腸的最寬處位于直腸和乙狀結(jié)腸，反映了胎兒結(jié)腸由遠(yuǎn)及近逐漸充盈的動(dòng)態(tài)過程。

3D-MRC對(duì)于結(jié)腸閉鎖有較高的診斷價(jià)值，結(jié)腸閉鎖往往合并于其他復(fù)雜畸形，如泄殖腔畸形和其他綜合征。結(jié)腸閉鎖胎兒預(yù)后很差，早期診斷對(duì)于孕婦咨詢和妊娠結(jié)局的選擇有重要的指導(dǎo)價(jià)值，而超聲無法產(chǎn)前診斷胎兒結(jié)腸閉鎖，三維磁共振結(jié)腸成像無疑成為超聲診斷腸道病變的重要補(bǔ)充。對(duì)于腹腔囊性占位性病變，3D－MRC可以根據(jù)是否含有胎糞信號(hào)來鑒別是否來源于結(jié)腸，同時(shí)有研究[2]顯示在產(chǎn)前診斷腸系膜囊腫和腸道重復(fù)畸形方面，3D-MRC的結(jié)腸低信號(hào)可以為診斷和鑒別診斷提供有用的信息。本研究在國(guó)內(nèi)外首次報(bào)道MRI早期診斷胎兒先天性巨結(jié)腸，為圍產(chǎn)期手術(shù)提供了一種新的檢查胎兒結(jié)腸病變的診斷方法。先天性巨結(jié)腸的手術(shù)越來越提前進(jìn)行，Albanese報(bào)道[12]一組平均在出生后4天進(jìn)行經(jīng)肛一次拖出型根治手術(shù)的新生兒先天性巨結(jié)腸，其療效明顯優(yōu)于以往慣于較晚手術(shù)，因此早期診斷胎兒先天性巨結(jié)腸一方面可以為新生兒早期手術(shù)提供重要的臨床信息，另一方面可以讓新生兒盡量避免接受射線。對(duì)于左側(cè)膈疝的顯示，3D-MRC有明顯的優(yōu)勢(shì)。因?yàn)樽髠?cè)膈疝的內(nèi)容物多是小腸和結(jié)腸，除非顯示腸蠕動(dòng)，臨床上超聲很容易診斷為胸腔內(nèi)腫塊和先天性肺囊腺瘤樣畸形，3D-MRC可以利用結(jié)腸的高信號(hào)特點(diǎn)顯示結(jié)腸的疝入和旋轉(zhuǎn)情況，對(duì)于病變的鑒別和臨床手術(shù)治療和預(yù)后的判斷很有幫助。

本研究不足在于樣本和病種資料相對(duì)較少，因此大樣本的病例研究很有必要。不容置疑的是胎動(dòng)的影響可能導(dǎo)致胎兒結(jié)腸3D-MRI出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)偽影，重復(fù)掃描可以獲得優(yōu)質(zhì)的圖像。

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