胎兒顱腦磁共振安全性與檢查優(yōu)化的探討

曹 樂，劉 婷，孫親利，郭建新，楊 健

(西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，陜西西安 710061)

磁共振檢查于1983年首次報(bào)道可用于孕婦，然而由于無法解決胎動(dòng)產(chǎn)生偽影的問題，胎兒磁共振發(fā)展受到制約。近年來，隨著快速掃描序列的發(fā)展，這一難題已被攻克，胎兒磁共振迅速發(fā)展。盡管超聲仍是產(chǎn)前篩查的首選影像學(xué)方法，但因其受操作者技術(shù)水平、母體脂肪厚度、胎盤位置、羊水、子宮肌瘤、胎兒顱骨等因素的干擾，檢查的準(zhǔn)確性會(huì)受到較大的影響[1]，尤其在無腦回、胼胝體發(fā)育不全等腦實(shí)質(zhì)畸形診斷方面有明顯的局限性。磁共振檢查具有軟組織分辨率高、掃描視野大、可多方位精確掃描的特點(diǎn)，是超聲檢查的重要補(bǔ)充，已成為產(chǎn)前篩查尤其是胎兒顱腦畸形篩查方面的重要檢查手段[2]。由此可見，胎兒顱腦磁共振具有廣泛的發(fā)展應(yīng)用前景。本文就胎兒顱腦磁共振的安全性、適應(yīng)證、掃描序列、臨床應(yīng)用及檢查注意事項(xiàng)等做一綜述。

1 胎兒磁共振檢查的安全性

1.1 電磁場的影響 磁共振檢查不產(chǎn)生電離輻射，可能產(chǎn)生電磁輻射。美國食品與藥品管理局(Food and Drug Administration, FDA)曾經(jīng)建議為防止胚胎形成和發(fā)育階段受電磁場影響而致畸，在妊娠的前3個(gè)月應(yīng)避免進(jìn)行磁共振檢查[3]。RAY等[4]回顧性分析超過140萬個(gè)嬰兒的臨床數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)孕婦在懷孕前3個(gè)月行磁共振掃描不會(huì)增加死胎、先天缺陷、聽覺損失、兒童癌癥的風(fēng)險(xiǎn)，磁共振檢查產(chǎn)生的電磁場不會(huì)增加不良妊娠結(jié)局的風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 SAR值對胎兒的影響 特殊吸收比率(specific absorption rate, SAR)是計(jì)量電磁波輻射能量被人體實(shí)際吸收的計(jì)量尺度，過高的SAR值易引起溫度升高而造成灼傷。FDA指出人體暴露于磁場中的SAR要控制在4 W/kg以下；國際非電離輻射防護(hù)委員會(huì)(ICNIRP)要求孕婦全身SAR控制在2 W/kg[5]。VICTORIA等[6]研究發(fā)現(xiàn)，采用1.5T及3.0T進(jìn)行胎兒MRI檢查的SAR值均在安全范圍內(nèi)。

1.3 梯度場噪聲對于胎兒的影響 梯度場產(chǎn)生的噪聲可達(dá)120 dB，3.0T甚至高達(dá)131 dB。噪聲透過腹部、子宮壁、羊水到達(dá)胎兒時(shí)可衰減20～30 dB。ETZEL等[7]于1997年研究認(rèn)為，懷孕期間暴露于99 dB以上的噪聲中可能會(huì)使胎兒聽力損失、妊娠時(shí)間縮短和出生體質(zhì)量減少。目前線圈的使用以及隔音罩[8]、隔音被的研發(fā)應(yīng)用，能夠有效降低胎兒接收到的噪音。已有證據(jù)顯示1.5T磁共振對胎兒的聽力無不良影響[9]。然而3.0T磁共振噪聲是否對胎兒聽力有不良影響還缺乏大數(shù)據(jù)臨床研究證據(jù)。由此可見，有效的噪聲防護(hù)措施仍是胎兒磁共振亟需解決的問題。

1.4 釓類對比劑對于胎兒的影響 目前普遍認(rèn)為，妊娠期孕婦應(yīng)避免注射釓類對比劑。RAY等[4]對397名妊娠期注射釓類對比劑孕婦的臨床資料分析結(jié)果顯示，孕期注射釓類對比劑與風(fēng)濕免疫、炎癥、浸潤性皮膚疾病、死產(chǎn)或新生兒死亡的風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)。所以，目前不推薦孕婦使用釓類對比劑，期待未來出現(xiàn)孕婦安全可用的對比劑。

2 適應(yīng)證

美國放射學(xué)會(huì)指南及兒科放射學(xué)會(huì)(Society for Pediatric Radiology, SPR)2015年指出以下幾種情況可選擇胎兒顱腦磁共振檢查，但并不完全局限于以下幾種情況：①超聲懷疑或不能充分診斷的腦部或顱骨先天畸形，包括腦室擴(kuò)大、胼胝體發(fā)育不全、透明隔異常、前腦無裂畸形、顱后窩異常、大腦皮層異常、神經(jīng)元移行障礙、囊性或?qū)嵭哉嘉?、腦膨出；②有家族性中樞神經(jīng)系統(tǒng)異常病史，包括結(jié)節(jié)性硬化、胼胝體發(fā)育不全、無腦回畸形等；③超聲懷疑或不能充分診斷的腦脈管畸形，包括血管異常、積水性無腦、腦梗塞、腦出血、單絨毛膜囊性雙胎并發(fā)癥[10]。

對于檢查孕周的選擇，美國放射學(xué)會(huì)(American College of Radiology, ACR)指南指出，為避免因胎兒發(fā)育不全而影響疾病的檢出率，通常建議孕周≥18周行磁共振檢查。此外2015版ACR還說明，不超過3.0T場強(qiáng)的磁共振不會(huì)影響胎兒的生長發(fā)育。1.5T及3.0T胎兒磁共振均已在臨床推廣使用。

3 掃描常用條件及優(yōu)化

3.1 常用序列 胎兒MRI檢查因掃描時(shí)間長，胎動(dòng)會(huì)產(chǎn)生偽影，難以獲得清晰的圖像?？焖賿呙栊蛄袉螌訄D像采集時(shí)間小于1 s，整個(gè)檢查時(shí)間約0.5 min就可完成，極少產(chǎn)生胎動(dòng)偽影，解決了這一問題。T2WI作為胎兒MRI檢查基本序列，診斷價(jià)值最高，目前T2WI快速序列主要包括單次激發(fā)快速自旋回波序列、穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng)序列等；此外，T1WI快速梯度回波序列及一些特殊序列如彌散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging, DWI)、彌散張量成像(diffusion tensor imaging, DTI)、磁敏感加權(quán)成像(susceptibility weighted imaging, SWI)等都對胎兒顱腦MRI檢查有著重要價(jià)值(表1)。

3.2 掃描參數(shù) 目前，胎兒顱腦MRI的掃描參數(shù)沒有嚴(yán)格限制，原則上在得到高對比度圖像的同時(shí)，SAR也要控制在合理的范圍內(nèi)，文獻(xiàn)指出常規(guī)序列單個(gè)掃描時(shí)間一般在17～25 s[2]。1.5T掃描參數(shù)參考見表2[17-19]；3.0T掃描參數(shù)參考見表3[20]。3.0T在獲得高信噪比的同時(shí)偽影也相對增加，VICTORIA等認(rèn)為3.0T高信噪比圖像對胎兒顱腦細(xì)節(jié)的顯示至關(guān)重要，而偽影可通過一些方法盡量避免或減輕，包括：①使用并行采集技術(shù)及多組相控陣線圈來減少回波鏈的長度從而降低圖像的模糊效應(yīng)來提高圖像的信噪比、去除卷積偽影并加快掃描速度；②T1WI選擇相對較小的翻轉(zhuǎn)角度，降低SAR值；③腹部采用電解質(zhì)墊子或鹽水溶液袋減輕羊水帶來的駐波偽影；④對于EPI序列可減少TE，減輕電解質(zhì)偽影與化學(xué)位移偽影。

4 胎兒顱腦MR的臨床應(yīng)用

磁共振對于胎兒中樞神經(jīng)系統(tǒng)異常的診斷最有價(jià)值，它不僅能夠顯示胎兒正常腦發(fā)育、髓鞘形成過程，更能發(fā)現(xiàn)腦部結(jié)構(gòu)的異常，如腦室擴(kuò)大、胼胝體發(fā)育不全、皮層發(fā)育畸形、后顱窩畸形等病變，其診斷效能高于超聲(表4)。

5 檢查注意事項(xiàng)

5.1 檢查前 檢查前與孕婦及家屬交流，告知檢查前準(zhǔn)備事項(xiàng)并簽署知情同意書；講解檢查流程減緩其緊張、憂慮和恐懼的情緒；胎動(dòng)于孕中期29～38周最頻繁，30～32周達(dá)高峰[26]，預(yù)約檢查前必須詢問孕婦胎動(dòng)情況，盡量選擇胎動(dòng)少的時(shí)間檢查；因胎動(dòng)頻繁導(dǎo)致的圖像運(yùn)動(dòng)偽影較大應(yīng)重新選擇掃描時(shí)間；檢查前評估孕婦基本情況，避免激烈運(yùn)動(dòng)，提前排尿，從而減輕膀胱尿液太多產(chǎn)生的偽影；訓(xùn)練孕婦的平穩(wěn)呼吸[27]。有文獻(xiàn)指出對于孕周小的孕婦盡量練習(xí)屏氣，減少腹式呼吸導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)偽影，提高圖像質(zhì)量。但因孕婦屏氣會(huì)導(dǎo)致胎兒短暫性宮內(nèi)缺氧，可使胎動(dòng)明顯，目前中期妊娠檢查是否屏氣仍存在爭議。

表1 胎兒顱腦MRI常規(guī)序列的比較

Tab.1 Generic sequence of fetal head MRI

序列優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用單次激發(fā)快速自旋回波序列GE:SSFSE;西門子:HASTE;飛利浦:SSTSE采集迅速、掃描時(shí)間短信噪比低,SAR值偏高重T2加權(quán)圖像,顯示胎兒軟組織[11];SSFSE灰白質(zhì)對比度優(yōu)于FIESTA穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng)序列GE:FIESTA西門子:True-Fisp飛利浦:B-FFE采集迅速、掃描時(shí)間短,信噪比高軟組織對比度差,易形成磁敏感偽影后顱窩等部位細(xì)微結(jié)構(gòu)顯示FI-ESTA優(yōu)于SSFSE[12]T1梯度回波序列GE:SPGR西門子:FLASH飛利浦:FFE易發(fā)現(xiàn)鈣化、出血性病變、脂肪組織掃描時(shí)間長,信噪比略差發(fā)現(xiàn)鈣化、出血性病變、脂肪組織[13]三維內(nèi)插快速擾相GRET1WI序列GE:FAME,LAVA西門子:VIBE飛利浦:THRIVE掃描速度更快,對比度高信噪比略差發(fā)現(xiàn)鈣化、出血性病變、脂肪組織DWI對缺血性腦損傷敏感度高SAR值較高對胎兒急性缺血缺氧具有高敏感性,ADC值的改變能夠預(yù)測胎兒產(chǎn)后結(jié)局[14]DTI示蹤技術(shù)輔助展示腦發(fā)育、腦白質(zhì)微小病變掃描時(shí)間長腦發(fā)育、白質(zhì)點(diǎn)狀損傷等方面的診斷及研究[15]SWI對靜脈內(nèi)的去氧血紅蛋白和血管外的血液產(chǎn)物敏感掃描時(shí)間長易檢出超聲易漏診的小血管畸形、微小出血灶[16]

SSFSE(single-shot fast spin echo，單次激發(fā)快速自旋回波)；HASTE( half-Fourier acquisition single-shot turbo spin echo，半傅里葉采集單次激發(fā)快速自旋回波)；SSTSE(single-shot turbo spin echo，單次激發(fā)快速自旋回波)；FIESTA(fast imaging employing steady-state acquisition，穩(wěn)態(tài)采集快速成像)；True-Fisp(true fast imaging with steady-state precession，真穩(wěn)態(tài)進(jìn)動(dòng)快速采集)；B-FFE(balance fast field echo，平衡式快速場回波)；SPGR(spoiled gradient recalled echo，擾相梯度回波)；FLASH(fast low angle shot，快速小角度激發(fā))；FFE(fast field echo，快速場回波)；FAME(fast acquisition with multi-phase enhanced fast GRE，多時(shí)相增強(qiáng)快速采集梯度回波)；LAVA(liver acquisition with volume acceleration，肝臟容積加速采集)；VIBE(volume interpolated body examination，容積內(nèi)插體部檢查)；THRIVE(T1 high resolution isotropic volume excitation，T1高分辨各向同性容積激發(fā))。

表2 1.5T胎兒顱腦掃描參數(shù)參考

Tab.2 Scanning parameters for fetal head MRI in 1.5T

序列FOV(mm)矩陣層厚/間距(mm)TR(ms)TE(ms)翻轉(zhuǎn)角(°)層數(shù)掃描時(shí)間(s)采集次數(shù)SSFPSurvey400224×2097.03.131.56604226.21T2SSH-TSE200256×1534.0/0.4-4.0/-1.0∞140901816.01T2SSH-TSE230256×1534.0/0.4-4.0/-1.0∞140901816.01T2SSH-TSE200256×1534.0/0.4-4.0/-1.0∞100901813.51T2SSH-TSE300256×1534.0/0.4.0∞100901813.51T2SSH-TSE275320×2554.0/0.4.0∞250901713.51SSFP260192×2196.0/-3.0-5.0/-2.5∞∞802520.91SSFP300192×2556.0/-3.0-5.0/-2.5∞∞902021.91T1FFE325208×1655.0/0.5-4.0/0.0∞4.6801515.61DWI(b=700)250128×815.01470125901620.11DTI(b=1000)230112×675.016499090121132

表3 3.0T胎兒顱腦掃描參數(shù)參考

Tab.3 Scanning parameters for fetal head MRI in 3.0T

表4 臨床應(yīng)用

Tab.4 The clinical application of fetal head examination

病種臨床應(yīng)用側(cè)腦室增寬平均值約為7.6mm;生理性變異:10～12mm;輕度擴(kuò)張:12～15mm;中度擴(kuò)張:15～20mm,重度擴(kuò)張:>20mm。雙側(cè)側(cè)腦室的大小差距>2mm,可能與智力發(fā)展遲緩有關(guān)[21]。胼胝體發(fā)育不全正中矢狀位上顯示胼胝體的全貌,可發(fā)現(xiàn)超聲容易漏診的胼胝體局部發(fā)育異常。皮層發(fā)育畸形診斷腦裂畸形、無腦回、多小腦回、巨腦回和灰質(zhì)異位方面優(yōu)于超聲[22]。后顱窩異常妊娠24周后,清晰準(zhǔn)確地顯示胎兒后顱窩的發(fā)育變化[23];C線位—平行于丘腦與小腦蚓部的斜冠狀位的測量接近超聲測量數(shù)值[24]。其他診斷獲得性胎兒腦部疾病:腦缺血,腦出血,腦水腫,腦組織鈣化,腦室旁白質(zhì)軟化等[25]。

5.2 檢查時(shí) 胎兒顱腦磁共振檢查一般選用腹部或心臟線圈，盡量貼近掃描部位并以胎頭為中心，選擇左側(cè)或右側(cè)臥位，減輕下腔靜脈的壓迫，使胎兒更接近線圈，膝下可墊軟枕以減小腹部張力，增加舒適度，減少孕婦不自主運(yùn)動(dòng)，戴好耳塞，減少機(jī)器噪音干擾。定位時(shí)先三平面定位像確定胎兒頭顱的位置，再小FOV胎頭定位，由于胎兒活動(dòng)，掃描過程中應(yīng)實(shí)時(shí)定位，以每一層所采集的圖像作為下一層掃描的定位參考，隨時(shí)對掃描區(qū)域和方位進(jìn)行調(diào)整。

6 展望

磁共振成像有高軟組織分辨率，不受胎兒及母體等相關(guān)因素的影響，可對胎兒顱腦做任意方位成像，清晰顯示病變與周圍組織的關(guān)系，彌補(bǔ)了超聲的不足，大大提高了產(chǎn)前畸形的檢出率?，F(xiàn)今隨著磁共振功能成像技術(shù)的發(fā)展，對胎兒顱腦磁共振成像的研究不會(huì)僅僅停留在形態(tài)學(xué)層面，未來在胎兒顱腦發(fā)育、功能及某些疾病的發(fā)病機(jī)制方面也會(huì)有突破性的進(jìn)展，為產(chǎn)前胎兒精準(zhǔn)的影像學(xué)診斷提供強(qiáng)有力的保障。

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