3D MRI診斷胎兒體表畸形的研究

龐 穎，夏黎明*，孫子燕，陳欣林，楊小紅

胎兒體表畸形種類繁多，主要包括顏面部畸形和肢體畸形，而這些畸形常是染色體異?；蚱渌C合畸形的一個重要指征[1]。10%～15%的胎兒唇腭裂與染色體異常如13-三體綜合征相關(guān)[2]，18-三體綜合征胎兒則常伴短肢畸形、足內(nèi)翻、勾狀手等[3]，約60%唐氏綜合征的胎兒伴有小指中節(jié)指骨發(fā)育不良或缺失[4]。因此及早檢出胎兒的體表畸形，對優(yōu)生優(yōu)育意義重大。3D超聲(ultrasonography,US)對提高體表畸形的檢出率有很大優(yōu)勢，但是也有其局限性,如孕晚期、羊水過少、胎兒畸形部位貼近子宮、胎盤等因素均可影響成像[5]，且超聲視野小，尤其是孕中晚期，單次3D US重組難以獲得胎兒整體印象觀。2D MRI對曲率復雜的結(jié)構(gòu)如肢體、顏面的表面細節(jié)顯示不直觀且不便臨床交流。因此用3D MRI模式進行胎兒體表畸形的研究就有一定的必要性。筆者嘗試性應(yīng)用3D穩(wěn)態(tài)進動快速成像(FIESTA)序列進行初步探索。

1 材料與方法

1.1 一般資料

搜集2009年12月至2011年4月華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬同濟醫(yī)院和湖北省婦幼保健院2009年12月到2011年4月共34例行產(chǎn)前超聲檢查并診斷或者懷疑有胎兒體表畸形的孕婦，年齡19～37歲，平均26歲。診斷有體表畸形的胎兒共有36例，其中單胎妊娠32例，2對為雙胎妊娠。此36例胎兒孕周18～38周，平均26周。于US檢查48 h內(nèi)行胎兒MRI檢查。所有孕婦和家屬均知情同意。

1.2 檢查方法

1.2.1 超聲檢查方法

3D US檢查采用Seauoia 512型彩色超聲多普勒顯像儀(德國西門子公司)，探頭的頻率為3.5～5.0 MHz。檢查過程中啟動胎兒保護鍵，彩色超聲發(fā)射能量＜200 mW/cm2，2D US發(fā)射能量＜100 mW/cm2。

1.2.2 MRI檢查方法

胎兒MR檢查使用HDxt 1.5 T超導型MR儀(美國GE公司)，孕婦仰臥位，采用相控陣體部線圈(Torso線圈)放于盆腔，中心線置于胎兒區(qū)域。所采用的序列：(1)單次激發(fā)快速自旋回波序列(SSFSE)，掃描參數(shù)：TR 2000 ms，TE 86 ms，F(xiàn)OV 42 cm×42 cm，矩陣224×224，帶寬62.5 kHz，激勵次數(shù)0.5；層厚及層距根據(jù)胎兒的孕周和大小來決定。(2)重T2加權(quán)水成像也采用SSFSE序列，掃描參數(shù)：TR 6000 ms，TE 950～960 ms，F(xiàn)OV 40 cm×40 cm，矩陣352×320，層厚50 mm，間距0 mm，帶寬62.5 kHz，激勵次數(shù)0.5，反轉(zhuǎn)角55°。(3)三維快速成像穩(wěn)態(tài)進動(3D-FIESTA)序列行胎兒三維成像，掃描參數(shù)：TR 2.6 ms，TE 1.3 ms，F(xiàn)OV 40 cm×40 cm，矩陣224×224，激勵次數(shù)0.5。3D-FIESTA掃描使用零填充內(nèi)插處理技術(shù)(zerofi ll interpolation processing,ZIP)和陣列空間敏感性編碼技術(shù)(array spatial sensitivity encoding technique,ASSET)。

1.3 三維MR圖像后處理

將原始數(shù)據(jù)傳入GE公司SUN ADW 4.4版本工作站，行三維圖像后處理。采用容積重組(VR)、多平面重組(MPR)和MR仿真內(nèi)窺鏡(MRVE)技術(shù)進行三維重組和分析。

1.4 資料分析

MR檢查于US檢查后2 d內(nèi)進行，以引產(chǎn)標本和隨訪觀察的結(jié)果為標準，對3D MRI分別和2D MRI、3D US診斷的敏感度、特異度、準確度進行比較。采用四格表χ2檢驗，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 引產(chǎn)和出生后隨訪結(jié)果及MRI表現(xiàn)

36例胎兒，單胎妊娠32例，2對為雙胎妊娠，其中3例胎兒合并有體表畸形2處，1例胎兒合并有體表畸形4處。經(jīng)過尸檢和隨訪發(fā)現(xiàn)胎兒體表畸形42處，唇裂6例，其中雙側(cè)唇裂2例，單側(cè)4例(圖1)，表現(xiàn)為胎兒唇部軟組織不連續(xù)(圖1A)，被長T2信號的羊水填充(圖1B)，部分伴牙槽弓裂，表現(xiàn)為牙槽弓的低信號結(jié)構(gòu)不連續(xù)，腭裂(圖1B)；鼻翼塌陷2例，表現(xiàn)為鼻翼扁平寬大畸形，向外擴張(圖1A)；面部贅生物1例，表現(xiàn)為左側(cè)臉頰近口角區(qū)疣狀軟組織小結(jié)節(jié)影(圖2)；小耳畸形1例，表現(xiàn)為左耳廓體積明顯小于正常(圖2A)；小下頜1例(圖2B)，表現(xiàn)為下頜骨前后徑、左右徑減??；畸胎瘤3例，少指(趾)畸形3例(圖3)，四肢短小畸形3例，手掌及手指缺失2例；肢體姿勢異常4例，表現(xiàn)為胎兒四肢僵直，馬蹄內(nèi)翻足4例，表現(xiàn)為雙足明顯內(nèi)翻，與脛腓骨主干夾角＜90°；上肢缺如3例，臍尿管憩室1例，表現(xiàn)為腹中線區(qū)囊腔，一側(cè)與臍帶相連，一側(cè)與膀胱相通，并隨著膀胱排空而發(fā)生大小變化；面部血管瘤2例，小頭畸形5例，表現(xiàn)為頭圍小于正常值2個標準差以上；連體雙胎1例。

2.2 3D MRI、2D MRI、3D US檢出胎兒畸形統(tǒng)計結(jié)果

圖1 孕38周。胎兒上唇唇裂，牙槽弓裂，鼻翼塌陷。1A：3D FIESTA重組VR圖清晰直觀顯示胎兒上唇稍偏右側(cè)唇裂，鼻翼塌陷；1B：2D MRI SSFSE T2WI軸面圖示胎兒唇部不連續(xù)，稍偏右側(cè)可見缺口，被長T2WI信號羊水填充；1C：胎兒出生后4個月照片 圖2 孕28.4周。胎兒左臉頰近口角區(qū)可見贅生物，鼻骨短小，小下頜，左側(cè)小耳畸形。2A：3D FIESTA重組VR圖；2B：2D MRI SSFSE T2WI冠狀面示小下頜畸形，對臉頰贅生物及小耳畸形顯示欠佳；2C：3D US圖圖3 23.2周。左手掌小，左手指可見兩個殘端。3A：3D FIESTA，VR圖顯示左手僅見2個手指殘端；3B：3D MR MPR圖，左手呈“叉狀”；3C：引產(chǎn)標本 圖4 胎兒整體觀。4A：3D FIESTA重組胎兒整體觀；4B：3D US重組胎兒整體觀Fig.1 Cleft upper lip in fetus at 38 weeks gestational age with cleft alveolar arch and flat nose.1A:VR image of 3D-FIESTA clearly shows cleft lip and the flat nose.1B:Axial T2 weighted 2D-MRI SSFSE image shows the defect of cleft lip filled with hyper intense amniotic fluid.1C:The photo of the fetus at four months.Fig.2 Outgrowth of left face,micromandible,flat nose,and microtia of the left side in fetus at 28.4 weeks.2A:VR image of 3D FIESTA.2B:Coronal T2 weighted 2D MRI SSFSE image demonstrates the micromandible clearly,but the ourgrowth and microtia can not be showed directly.2C:3D US image.Fig.3 Shortness of the palm in fetus at 23.2 weeks with only two fingers left.3A:VR image of 3D FIESTA demonstrates the fetus only have only two fingers left.3B:MPR image of 3D MRI shows the left hand of the fetus is bifurcate.3C:Pathologic photograph.Fig.4 The whole view of the fetus.4A:Reconstruction of 3D FIESTA,4B:Reconstruction of 3D-US.

2D MRI、3D MRI、3D US檢出胎兒體表畸形統(tǒng)計結(jié)果見表1。3D MRI漏診畸形4處，分別為唇裂，小頭畸形，上肢缺如，少指畸形。3D US誤診少指畸形1例，漏診2例，分別為唇裂和左上肢缺如。2D MRI共漏診病例11例。3D MRI正確診斷、誤診、漏診胎兒體表畸形分別為38、0、4處；敏感度、特異度、準確度分別為90.48%、100%、99.31%。2D MRI正確診斷、誤診、漏診胎兒體表畸形分別為29、0、13處，敏感度、特異度、準確度分別為69.05%、100%、97.74%。3D US正確診斷、誤診、漏診胎兒體表畸形分別為39、1、2處；敏感度、特異度、準確度分別為95.12%、99.81%、 99.48%。2D MRI與3D MRI比較，敏感度(χ2=5.9737)、準確度(χ2=4.8361)差異有統(tǒng)計學意義(P值均＜0.05)，而3D US與3D MRI比較，敏感度(χ2= 0.6677)、特異度(χ2=0.9991)、準確度(χ2=0.1437)差異無統(tǒng)計學意義(P值均＞0.05)。

表1 最終診斷和2D-MRI,3D-MRI，3D-US檢出胎兒體表畸形情況Tab.1 Final diagnosis vs.2D-MRI,3D-MRI and 3D-US diagnosis of fetal surface malformations

3 討論

3.1 應(yīng)用3D MRI觀察胎兒的概況

用3D MRI觀察胎兒發(fā)育狀況的研究工作[6-7]較少。國外有報道用零間隔的二維平面圖像重組形成三維立體圖像，去測量胎兒或者胎兒部分結(jié)構(gòu)的體積、面積、重量等，但費時、費力，且圖像周邊會有胎動形成的“階梯狀”偽影干擾，使所形成的三維圖像不滿意。國外也有根據(jù)胎兒3D US、CT和MR圖像，通過計算機進行一系列轉(zhuǎn)化，勾勒出胎兒的外表輪廓，形成類似于3D MRI的VR圖像的3D數(shù)字模型，但是所需造價較高，甚至達上千美金，難以為臨床所接受[8]。

要想形成質(zhì)量較高的3D MRI，對成像有3點要求：第1，保持胎兒體表結(jié)構(gòu)圖像的空間連貫性[9]。胎動是影響此連貫性的最重要因素，因此，為了達到這個要求，就必須使所使用的序列用來采集圖像的時間縮短，達到“凍結(jié)”胎動的目的。第2，圖像必須有較高的分辨率以準確界定胎兒的邊界[9]。第3，子宮壁、胎盤、羊水和胎兒間需有較高的對比度和信噪比(SNR)，以保證所形成的三維圖像邊緣清晰銳利[9]。FIESTA序列用于胎兒成像幾乎沒有運動偽影，且圖像清晰度高[10]。筆者所采用的3DFIESTA技術(shù)加上并行采集技術(shù)(ASSET)，采集圖像時間較短，憋氣1次，十幾秒鐘內(nèi)可完成全部的容積采集，受胎動影響較小，并有較高的組織分辨率和信噪比，在此基礎(chǔ)上三維重組的VR圖，邊緣比較清晰銳利，可信度較高[11-12]。

3.2 3D MRI對胎兒體表正常結(jié)構(gòu)的顯示和評價

在羊水充足的情況下3D FIESTA序列重組的VR圖可清晰直觀顯示胎兒頭面部結(jié)構(gòu)，四肢、臍帶、外生殖器等，不受感興趣結(jié)構(gòu)復雜曲率變化的影響，獲得類似于“胎兒照片”的整體印象觀，父母能在產(chǎn)前看到胎兒帶有表情的面容和肢體狀況[13]。如20周時會微笑，24周后會吮吸拇指，會向外伸舌頭。孕20周之前，胎手習慣于保持握拳姿勢，在孕中晚期時，可能看到張開的手掌和手指[8，14]。

3.3 3D FIESTA對胎兒體表畸形的顯示及漏診分析

本組中3D FIESTA漏診唇裂1例，與多次掃描過程中胎兒手始終置于面部、進行VR重組后面部信息被遮擋有關(guān)。

足夠的羊水襯托是獲得優(yōu)質(zhì)3D容積圖像的必備條件，羊水不充足時，胎兒和周圍結(jié)構(gòu)缺乏良好的對比和組織分辨率，難以獲得優(yōu)質(zhì)的三維圖像，尤其是肢體遠端。這個要求同時適用于3D MRI和3D US。本組中MRI發(fā)現(xiàn)3D US漏診上肢缺如1例，可能是孕周較大羊水較少時，胎兒受到胎盤、子宮壁壓迫，難以顯示完整所致。

3D MRI進行三維重組在刪除無用信息時可能使部分有益信息丟失，進而造成漏診，如本研究中1例缺指胎兒的漏診即是因為擦除子宮、胎盤等遮蓋物時，抹去了部分手指的信息。

3.4 3D MRI在診斷胎兒體表畸形中的優(yōu)勢和缺陷

與常規(guī)2D MRI比較，3D MRI具有以下優(yōu)勢：(1) 3D MRI所形成的圖像直觀立體，不受感興趣結(jié)構(gòu)復雜曲率變化的影響，獲得類似于“胎兒照片”的整體印象觀。(2) MPR圖可以把感興趣區(qū)尤其是復雜的體表畸形旋轉(zhuǎn)到最佳觀察角度。(3)不需采集標準的胎兒矢、冠、軸面，減少掃描時間，從而減少胎動對圖像干擾的可能[13]。

與3D US比較，3D MRI具有以下優(yōu)勢：(1)視野較大，孕中晚期，3D US只能對胎兒感興趣區(qū)局部成像，而3D MRI可以對胎兒整體顯示，易于展示病變和毗鄰結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。(2)不受孕婦肥胖和骨性結(jié)構(gòu)的影響[4,14]。(3)組織對比度更好(圖4)。

3D MRI的缺陷：(1)與3D US相比，3D MRI對骨骼、關(guān)節(jié)的顯示欠佳[15]。(2) 3D MRI不能動態(tài)成像，對觀察胎兒肢體運動功能方面略遜一籌[13,16]。(3)本組中的某些病例，3D MRI顯示欠佳，尤其對于體表細微結(jié)構(gòu)的顯示可出現(xiàn)假陽性和假陰性，這主要與3D MRI易受多種影響因素有關(guān)，如羊水量、胎動及胎兒姿勢等[13]，但是3D US圖像質(zhì)量同樣受此因素的干擾。(4)對于某些疾病如唇腭裂，畸胎瘤等，單憑3D MRI診斷的準確率欠佳，須要結(jié)合2D MRI以及3D US來診斷。

3.5 本研究的不足和進一步的研究方向

在3D MRI與3D US比較方面，應(yīng)該進一步制定更加嚴格的標準，如對圖像的質(zhì)量分級評分，進行定量比較。且本組病例在行MRI檢查之前，已經(jīng)知道超聲診斷結(jié)果，這些結(jié)果有助于進一步支持MRI的診斷。如本組中2D MRI和3D MRI的特異性均為100%，可能與此因素及樣本量比較小有關(guān)。鑒于考慮到3D MRI不能實時、動態(tài)成像，在胎兒肢體運動功能的檢查方面尚有待進一步發(fā)掘，隨著MRI技術(shù)的發(fā)展，一些快速電影序列可以嘗試應(yīng)用于此研究。胎兒3D FIESTA序列應(yīng)用于胎兒體表畸形在國內(nèi)外的研究均較少，本研究尚處于探索階段，有待進一步改進掃描技術(shù)，豐富診斷經(jīng)驗。

總之，雖然3D MRI具有以上優(yōu)點，但是并不能取代US成為產(chǎn)前篩選的首選方法。但是在超聲難以確診的情況下，尤其是對復雜的胎兒體表畸形，3D MRI將發(fā)揮重要的補充診斷的作用[17]。

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