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常或其他綜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[2]，18-三體綜合征胎兒則常伴短肢畸形、足內翻、勾狀手等[3]，約60%唐氏綜合征的胎兒伴有小指中節指骨發育不良或缺失[4]。因此及早檢出胎兒的體表畸形，對優生優育意義重大。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對曲率復雜的結構如肢體、顏面的表面細節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。筆者嘗試性應用3D穩態進動快速成像(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學院附屬同濟醫院和湖北省婦幼保健院2009年12月到2011年4月共34例行產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，彩色超聲發射能量＜200 mW/cm2，2D US發射能量＜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，中心線置于胎兒區域。所采用的序列：(1)單次激發快速自旋回波序列(SSFSE)，掃描參數：TR 2000 ms，TE 86 ms，FOV 42 cm×42 cm，矩陣224×224，帶寬62.5 kHz，激勵次數0.5；層厚及層距根據胎兒的孕周和大小來決定。(2)重T2加權水成像也采用SSFSE序列，掃描參數：TR 6000 ms，TE 950～960 ms，FOV 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0.5，反轉角55°。(3)三維快速成像穩態進動(3D-FIESTA)序列行胎兒三維成像，掃描參數：TR 2.6 ms，TE 1.3 ms，FOV 40 cm×40 cm，矩陣224×224，激勵次數0.5。3D-FIESTA掃描使用零填充內插處理技術(zerofi ll interpolation processing,ZIP)和陣列空間敏感性編碼技術(array spatial sensitivity encoding technique,ASSET)。

1.3 三維MR圖像后處理

將原始數據傳入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仿真內窺鏡(MRVE)技術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內進行，以引產標本和隨訪觀察的結果為標準，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為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 引產和出生后隨訪結果及MRI表現

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。經過尸檢和隨訪發現胎兒體表畸形42處，唇裂6例，其中雙側唇裂2例，單側4例(圖1)，表現為胎兒唇部軟組織不連續(圖1A)，被長T2信號的羊水填充(圖1B)，部分伴牙槽弓裂，表現為牙槽弓的低信號結構不連續，腭裂(圖1B)；鼻翼塌陷2例，表現為鼻翼扁平寬大畸形，向外擴張(圖1A)；面部贅生物1例，表現為左側臉頰近口角區疣狀軟組織小結節影(圖2)；小耳畸形1例，表現為左耳廓體積明顯小于正常(圖2A)；小下頜1例(圖2B)，表現為下頜骨前后徑、左右徑減小；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，表現為胎兒四肢僵直，馬蹄內翻足4例，表現為雙足明顯內翻，與脛腓骨主干夾角＜90°；上肢缺如3例，臍尿管憩室1例，表現為腹中線區囊腔，一側與臍帶相連，一側與膀胱相通，并隨著膀胱排空而發生大小變化；面部血管瘤2例，小頭畸形5例，表現為頭圍小于正常值2個標準差以上；連體雙胎1例。

2.2 3D MRI、2D MRI、3D US檢出胎兒畸形統計結果

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唇裂，鼻翼塌陷；1B：2D MRI SSFSE T2WI軸面圖示胎兒唇部不連續，稍偏右側可見缺口，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可見贅生物，鼻骨短小，小下頜，左側小耳畸形。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計結果見表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 應用3D MRI觀察胎兒的概況

用3D MRI觀察胎兒發育狀況的研究工作[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構的體積、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。國外也有根據胎兒3D US、CT和MR圖像，通過計算機進行一系列轉化，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]。

要想形成質量較高的3D MRI，對成像有3點要求：第1，保持胎兒體表結構圖像的空間連貫性[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”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技術加上并行采集技術(ASSET)，采集圖像時間較短，憋氣1次，十幾秒鐘內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對胎兒體表正常結構的顯示和評價

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構，四肢、臍帶、外生殖器等，不受感興趣結構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。

足夠的羊水襯托是獲得優質3D容積圖像的必備條件，羊水不充足時，胎兒和周圍結構缺乏良好的對比和組織分辨率，難以獲得優質的三維圖像，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發現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勢和缺陷

與常規2D MRI比較，3D MRI具有以下優勢：(1) 3D MRI所形成的圖像直觀立體，不受感興趣結構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圖可以把感興趣區尤其是復雜的體表畸形旋轉到最佳觀察角度。(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具有以下優勢：(1)視野較大，孕中晚期，3D US只能對胎兒感興趣區局部成像，而3D MRI可以對胎兒整體顯示，易于展示病變和毗鄰結構之間的關系。(2)不受孕婦肥胖和骨性結構的影響[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、關節的顯示欠佳[15]。(2) 3D MRI不能動態成像，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構的顯示可出現假陽性和假陰性，這主要與3D MRI易受多種影響因素有關，如羊水量、胎動及胎兒姿勢等[13]，但是3D US圖像質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，應該進一步制定更加嚴格的標準，如對圖像的質量分級評分，進行定量比較。且本組病例在行MRI檢查之前，已經知道超聲診斷結果，這些結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。鑒于考慮到3D MRI不能實時、動態成像，在胎兒肢體運動功能的檢查方面尚有待進一步發掘，隨著MRI技術的發展，一些快速電影序列可以嘗試應用于此研究。胎兒3D FIESTA序列應用于胎兒體表畸形在國內外的研究均較少，本研究尚處于探索階段，有待進一步改進掃描技術，豐富診斷經驗。

總之，雖然3D MRI具有以上優點，但是并不能取代US成為產前篩選的首選方法。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將發揮重要的補充診斷的作用[17]。

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