MRI測量正常中晚孕胎兒大腦主要徑線的價值

嚴(yán) 靜，嚴(yán)高武，王 微，楊國慶，李 勇，付泉水，趙林偉， 陳 洪，秦 偉，楊漢豐

(1.遂寧市中心醫(yī)院放射科，四川 遂寧 629000；2.川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院放射科，四川 南充 637000)

胎兒大腦是其中樞神經(jīng)系統(tǒng)成熟程度的組織學(xué)指標(biāo)[1]。近年來，MRI在評估胎兒腦部方面取得了重要成就。本研究采用3.0T高場強MR設(shè)備測量胎兒顱骨和腦內(nèi)徑線正常值，并分析其與孕周的關(guān)系，旨在提出不同孕齡胎兒顱腦徑線值的范圍，為進一步臨床應(yīng)用提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2017年9月—2018年5月遂寧市中心醫(yī)院超聲檢查提示胎兒腦解剖結(jié)構(gòu)正常的單胎妊娠孕婦223名，年齡23～36歲，平均(28.9±5.3)歲，孕齡24～38周，平均(30.7±6.2)周。其中4胎因胎動偽影顯著被排除，最終納入胎兒219胎。按孕齡分為3組：Ⅰ組，孕24～28周(n=76)；Ⅱ組，孕29～33周(n=67)；Ⅲ組，孕34～38周(n=76)。對3組胎兒均行MR檢查。本研究經(jīng)醫(yī)學(xué)倫理委員會審查通過，所有受檢孕婦均知曉研究目的，并簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用GE Discovery MR 750型3.0T超導(dǎo)型MR掃描儀，腹部32通道相控陣線圈。以胎頭為中心，依次進行軸位、矢狀位、冠狀位掃描。掃描序列及參數(shù)：單次激發(fā)快速自旋回波序列T2WI，TR 4 000 ms，TE 130 ms，矩陣400×383，層厚6 mm；快速反轉(zhuǎn)恢復(fù)運動抑制序列T1WI，TR 7.2 ms，TE 3.0 ms，矩陣320×225，層厚5 mm。

1.3 圖像分析 由2名放射科醫(yī)師采用Image J(1.40 g，National Institutes of Health)軟件在T2WI上以盲法測量胎兒顱腦徑線，每名醫(yī)師測量2次，取平均值。腦雙頂徑(brain biparietal diameter, BBD)：軸位時胎兒最大腦寬[2](圖1A)；腦額枕徑(brain fronto-occipital length, BFOL)：正中矢狀位時胎兒額枕葉間的最長距離[2](圖1B)；骨雙頂徑(skull biparietal diameter, SBD)：軸位時胎兒頂骨的最寬距離(圖1C)；骨額枕徑(skull fronto-occipitoal diameter, SFOD)：軸位時胎兒額骨和枕骨間的最大距離(圖1C)；頭圍(head circumference, HC)：胎兒顱骨外邊界的橢圓形ROI(圖1D)；胼胝體長度(length of the corpus callosum, LCC)：正中矢狀位時胎兒胼胝體的內(nèi)徑(前內(nèi)緣-后內(nèi)緣[3]，圖1E)；小腦橫徑(cerebellar transverse diameter, CTD)：冠狀位時胎兒小腦半球最長軸的長度(圖1F)。

圖1 采用T2WI測量胎兒顱腦各徑線示意圖 A.軸位腦雙頂徑測量； B.正中矢狀位腦額枕徑測量； C.軸位骨雙頂徑和骨額枕徑測量； D.軸位使用Image J工具測量頭圍； E.正中矢狀位胼胝體長度測量； F.冠狀位小腦橫徑測量

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS 23.0統(tǒng)計分析軟件。計量資料以±s表示。通過組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(interclass correlation coefficient, ICC)評價2名醫(yī)師間測量值的可重復(fù)性,ICC<0.4為可重復(fù)性較差，ICC為0.4～0.7為可重復(fù)性一般，ICC>0.7為可重復(fù)性好。采用Spearman秩相關(guān)系數(shù)分析胎兒顱腦各徑線與孕周的相關(guān)性，并獲得擬合曲線，得出回歸方程，檢驗水準(zhǔn)：α=0.05。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2名醫(yī)師測量相同孕齡胎兒各顱腦徑線的可重復(fù)性好(表1)，故胎兒各顱腦徑線MR測值取兩者的平均值。不同組別胎兒顱腦徑線值見表2。

相關(guān)分析結(jié)果顯示，胎兒BBD、BFOL、SBD、SFOD、HC、LCC、CTD均與孕周呈正相關(guān)(r=0.957、0.974、0.949、0.959、0.971、0.887、0.985，P均<0.001)。回歸方程：BBD=-0.075孕周2+7.145孕周-75.703(R2=0.930,P<0.01);BFOL=-0.011孕周2+3.805孕周-16.814(R2=0.951，P<0.01)；SBD=-0.096孕周2+8.162孕周-79.942(R2=0.927，P<0.01)；SFOD=-0.066孕周2+6.517孕周-38.516(R2=0.915，P<0.01)；HC=-0.260孕周2+23.736孕周-192.125(R2=0.950,P<0.01)；LCC=-0.062孕周2+4.928孕周-54.372(R2=0.813，P<0.01)；CTD=0.014孕周2+0.790孕周+3.311(R2=0.931，P<0.01)。胎兒顱腦各徑線與孕齡的二項式擬合圖見圖2。

3 討論

MRI可清晰顯示胎兒腦形態(tài)和細(xì)微結(jié)構(gòu),且不受孕婦體型、羊水量、胎位等因素的影響[4]。超聲是胎兒中樞神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)前檢查的首選方法[5]，但對操作者水平依賴性高，且隨妊娠進展，胎兒顱骨骨化形成聲障，導(dǎo)致圖像質(zhì)量和測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率下降。本研究利用MRI測量正常中晚孕胎兒腦內(nèi)和顱骨的形態(tài)學(xué)指標(biāo)，以更全面地評價胎兒腦發(fā)育情況。

本研究結(jié)果顯示，不同觀察者在不同孕周階段測量胎兒顱腦各徑線值的可重復(fù)性好，ICC均>0.7，高于Tilea等[6]對孕26～40周胎兒大腦徑線測量結(jié)果的觀察者間ICC值，可能是由于Tilea等[6]采用1.5T低場強MR掃描儀，所獲測量數(shù)據(jù)的精確度相對較低。

本研究對于胎兒BBD、SBD的MRI測值與Kyriakopoulou等[2]的結(jié)果相似，但普遍小1～3 mm，原因可能為：①人種差異(高加索人vs黃種人)、飲食習(xí)慣不同等導(dǎo)致胎兒脂肪分布、骨骼發(fā)育不同；②本研究采用3.0T MR，較Kyriakopoulou等[2]采用的1.5T MR具有更高的信噪比、圖像分辨率及更短的掃描時間，測量可能更為準(zhǔn)確；③Kyriakopoulou等[2]采用3D重建圖像測量，本研究為2D線性測量；④本研究為前瞻性研究，能夠保證數(shù)據(jù)的完整性和同質(zhì)性。

本研究發(fā)現(xiàn)胎兒BBD、SBD與孕周呈正相關(guān)，所得回歸函數(shù)與Pier等[7]的研究結(jié)果相似，各項系數(shù)符號相同。BBD可反映胎兒腦橫徑方向的發(fā)育情況，可通過超聲測量2個頂骨隆突之間的距離[8]進行評估，但其并非真正的腦內(nèi)測量。在某些病理情況下，如皮質(zhì)發(fā)育不全時，額顳葉形態(tài)已經(jīng)異常、腦內(nèi)組織已經(jīng)受壓而SBD可能并無改變，此時測量單一骨徑不能反映真實的發(fā)育不良范圍。使用MRI測量具有重要臨床意義。

超聲較難測量胎兒BFOL。本研究進行MR測量時參照Vasung等[9]的方法，即選取正中矢狀位確定額枕最長徑，此方位有利于顯示額枕葉最凸點；但本研究胎兒BFOL測值較Kyriakopoulou等[2]的研究結(jié)果更小，其原因可能是由于Kyriakopoulou等[2]采用矢狀位分別測量每個大腦半球的額枕長度，取最長徑作為額枕徑，而本研究選取正中矢狀位測量BFOL，且并未探討兩大腦半球間的差異。

表1 2名醫(yī)師測量不同孕周胎兒顱腦徑線的可重復(fù)性評價

表2 不同組別胎兒顱腦徑線MR測值(mm，±s)

表2 不同組別胎兒顱腦徑線MR測值(mm，±s)

組別腦雙頂徑腦額枕徑骨雙頂徑骨額枕徑頭圍肼胝體長度小腦橫徑Ⅰ組(n=76)59.48±4.6275.79±5.7067.89±4.9786.76±5.94247.44±18.9132.16±3.2933.60±2.56Ⅱ組(n=67)73.31±3.8789.47±4.7638.80±3.04100.21±3.47291.90±9.3841.75±3.1480.05±4.25Ⅲ組(n=76)84.90±3.38107.37±4.4142.77±2.51110.93±4.43326.18±9.0650.16±3.7790.07±2.76

圖2 二項式擬合曲線 A.腦雙頂徑與孕周； B.腦額枕徑與孕周； C.骨雙頂徑與孕周； D.骨額枕徑與孕周； E.頭圍與孕周； F.胼胝體長度與孕周； G.小腦橫徑與孕周

本研究結(jié)果顯示，胎兒BFOL、SFOD均與孕周呈正相關(guān)。由于骨盆入口前后徑小，而斜徑、橫徑較寬，胎頭常以額枕徑銜接于骨盆的斜徑或橫徑上，故額枕徑的測量有助于臨床選擇分娩方式。

本研究發(fā)現(xiàn)HC與孕周呈正相關(guān)，且呈二次多項式曲線增長。HC是反映胎兒腦容積發(fā)育的標(biāo)準(zhǔn)，過大或增長過快常見于腦積水、腦腫瘤，過小或增長緩慢見于小頭畸形、大腦發(fā)育不全等。本組MR測量胎兒HC時，采用了與超聲測量一致的平面。目前國內(nèi)鮮見關(guān)于胎兒HC的MRI數(shù)據(jù)的報道。黃小云等[10]通過超聲測量16 877胎孕周為27～42周胎兒的HC，但由于成像方法不同及超聲的局限性，未能將超聲測量的指標(biāo)與本研究所獲MRI測值相比較。

超聲測量胎兒LCC較為困難，需取得胎兒腦正中矢狀切面，才可觀察測量其整體長度。Cignini等[11]通過超聲測量19～37周胎兒LCC、胼胝體厚度。本研究結(jié)果顯示，LCC與孕周呈正相關(guān)，且呈二次多項式曲線增長,與Cignini等[11]的結(jié)果基本一致。胼胝體是連接左右兩側(cè)大腦半球的重要結(jié)構(gòu)，也是標(biāo)志胎腦發(fā)育成熟的敏感指標(biāo)，胼胝體發(fā)育不全包括胼胝體全部或部分缺如，其與中樞神經(jīng)系統(tǒng)其他畸形，如Dandy-Walker畸形、Chiari Ⅱ畸形和灰質(zhì)異位癥也有較高相關(guān)性。因此，在常規(guī)產(chǎn)前檢查中，盡早對胼胝體進行評估，具有重要臨床意義。

本研究中，胎兒CTD與孕周呈正相關(guān)。da Gra?a等[12]通過超聲檢測，證實CTD對預(yù)測孕周有較強的獨特性，是估計胎齡的理想指標(biāo)。Behrman等[13]進行胎猴實驗，發(fā)現(xiàn)動物胚胎處于窒息時大腦皮質(zhì)血流減少，但小腦血供未受影響，這種血流調(diào)節(jié)方式能夠保證在胎猴發(fā)育遲緩的情況下，小腦的發(fā)育速度不變。劉菲等[14]測量14～40周胎兒標(biāo)本的小腦徑線和體積，并進行直線回歸分析(R2=0.786)；與之比較，本研究使用二項式曲線描述CTD的增長趨勢更好(R2=0.931)。CTD是描述小腦形態(tài)的指標(biāo)之一，胎兒MRI可在3個正交平面上直接顯示小腦半球、小腦蚓部，以評估各種后顱窩疾病的幕上異常，如Dandy-Walker 畸形、小腦發(fā)育不全、小腦發(fā)育異常、小腦出血以及Chiari畸形。

本研究的局限性：測量數(shù)據(jù)來自于醫(yī)院周邊地區(qū)人群，可能存在地域偏倚；未考慮胎兒性別因素的影響；樣本量較小。

綜上所述，3.0T MR用于測量正常中晚孕胎兒大腦主要徑線具有較好的可重復(fù)性。測量腦實質(zhì)和顱骨可為診斷胎兒中樞神經(jīng)系統(tǒng)異常提供依據(jù)。MRI在評估不同妊娠時期胎兒腦發(fā)育過程中具有重要作用。