胎兒顱腦擴散加權成像技術的初步探討

韓瑞，黃璐，夏黎明，孫子燕，張蔚，張東友

隨著MRI診斷技術水平的發展，擴散加權成像（diffusion-weighted imaging，DWI）已經廣泛應用于成人顱腦疾病的診斷與鑒別診斷。然而到目前為止，有關胎兒顱腦DWI的報道較少，國內尚未見報道，國外有使用鎮靜劑對胎兒顱腦進行DWI檢查，但是無疑使用鎮靜劑對胎兒發育是有一定的損害的。筆者通過改變常規DWI的某些參數，結合孕婦屏氣，對胎兒DWI成像技術進行初步探討。

材料與方法

1.臨床資料

對2011年5月-2012年10月的60例孕婦進行產前胎兒顱腦DWI掃描，檢查前與孕婦及家人進行溝通，所有病例均獲得患者的知情與同意，并簽署知情同意書。孕婦平均年齡（27.88±5.01）歲，孕周24～41周，平均（31.35±3.86）周。60例胎兒經產前超聲檢查未發現顱腦異常，41例有除顱腦以外的其他疾病。

2.檢查設備及方法

采用GE Healthcare HD 1.5T 超導型MR 儀。所有孕婦掃描前訓練呼吸，無需鎮靜處理，檢查時仰臥位。采用八通道相控陣體部線圈（Torso線圈）放于孕婦下腹部至盆腔，呼吸門控放置于孕婦胸部。掃描方法：在胎兒顱腦三平面定位的基礎上行常規胎兒顱腦橫軸面T2WI成像（圖1a），采用單次激發快速自旋回波 序 列（SSFSE），TR 2000 ms，TE 87 ms，視 野42cm×42cm，矩陣288×256，激勵次數0.53，層厚為5mm，間隔為1mm。DWI的圖像獲?。憾ㄎ环椒ㄅc橫軸面T2WI相同，層厚為5mm，間隔為1mm，在掃描的開始前進行預掃描，然后呼氣末屏氣掃描獲取胎兒顱腦DWI，DWI所使用的脈沖序列為自旋回波的平面回波序列（EPI），TR 2000ms，TE 90ms，視野42cm×42cm，矩陣128×128，激勵次數1.5，頻率方向為S／I，擴散方向為ALL，b值為0和600s／mm2，掃描時間為10s。

3.圖像質量評估

采用改良的評分標準［1］對圖像質量進行評估，由兩名放射科醫師獨立對每個胎兒顱腦DWI圖像質量進行評分。總分為4分，評分標準如下：雙側側腦室顯示清晰，1分；腦實質顯示清楚，1分；顱腦邊緣與周圍顯示清楚，1分；無運動偽影，1分；以＞3分為圖像質量良好（圖1b）。兩名放射科醫生評分的一致性的統計學分析采用組內相關系數進行評價。

結 果

60例胎兒顱腦DWI均采集成功，其中5 例由于胎動較平凡，經過讓孕婦休息后第二次掃描獲得成功，6例由于孕婦屏氣配合較差一次采集未獲得成功，經過再次訓練孕婦呼吸后，第二次采集獲得成功。每個胎腦DWI圖像評分均＞3分，圖像質量良好。兩名放射科醫生圖像評分具有較好的一致性，ICC＝0.998（P＜0.001）。

圖1 28歲，孕婦，孕32周。a）胎兒顱腦T2WI圖像；b）胎兒顱腦DWI圖像，b＝600s／mm2。

討 論

近年來隨著磁共振硬件及軟件的發展，MRI已經廣泛應用于胎兒產前診斷［2-4］，常規磁共振成像在胎兒顱腦疾病的檢查中應用日益增多［5-8］，但是由于未成熟的胎兒顱腦水分含量較多，加上腦白質很大程度上未髓鞘化，這就造成了胎兒腦實質的組織對比度較低，無論是超聲還是常規MRI都無法對胎兒顱腦早期病變進行診斷。使用DWI對胎兒顱腦疾病進行診斷以及定量評價胎兒顱腦發育［9-10］是極具前景的一項新課題。目前應用于成人DWI圖像的獲取所使用的SEEPI序列，此序列較易受到運動的影響，胎兒在母體中是運動的，加上母體腹部的運動，極易產生較重的運動偽影，圖像質量無法達到診斷的要求，而且胎兒顱腦較小，沒有較為配套的專門線圈，臨床上一般使用腹部線圈，由于其空間較大，使得胎兒顱腦離線圈較遠，信噪比較差，使得獲得良好的胎兒顱腦DWI圖像較為困難。

要獲得能夠滿足診斷需求的胎兒顱腦DWI圖像，必須克服以下幾個關鍵問題：①掃描時間盡可能短。應用于成人的DWI掃描時間大約需要32s左右，顯然這個時間過長，時間越長胎動及孕婦的腹部運動幾率就越大，如何降低掃描時間成為關鍵，應用于成人顱腦的DWI成像的TR 一般在5000ms以上，原則上TR 越長，可以掃描的層數越多，由于胎兒顱腦較小，通常并不需要過多的層數，這樣就可以通過降低TR來減少掃描時間。在本研究60 例胎兒顱腦DWI的TR 均設置為2000ms，同時將激勵次數降低到1.5，就能夠把時間控制在10s左右。由于降低了激勵次數，時間減少了三分之一左右，但是圖像的信噪比降低，再通過增大視野（本研究為42cm×42cm）來彌補由NEX 降低所造成的信噪比下降。通過更改上述參數，使得在較短的時間內（10s）完成圖像采集，同時信噪比又能達到診斷要求，還可以大大降低了胎兒的胎動幾率。

②減少孕婦的呼吸運動。一般在成人及兒童的DWI掃描上無需患者進行屏氣，但是胎兒在子宮內是時刻運動的，而且母體的腹部運動也會產生一定的運動偽影，所以在掃描過程中讓孕婦屏氣進行掃描，一方面減少孕婦腹部運動造成的運動偽影，另一方面一定程度的限制了胎兒的活動，可以獲得良好的圖像質量。經過我們改良的胎兒顱腦DWI只需要孕婦屏氣10s左右，易于被孕婦的接受。對于此過程中的呼吸門控的位置，筆者提倡放置于孕婦的胸部，這樣效果較好。

③b值的選擇。常規成人顱腦DWI所取的b值一般要高于1000s／mm2，原則上說b值越大就越能體現水分子的彌散程度，但是b值在1000s／mm2以上所獲得的胎兒顱腦DWI圖像效果較差，無法滿足診斷要求。國外有學者對新生兒的顱腦DWI進行研究認為使用較低的b值可以提高圖像質量［11］。本研究也使用較低的b值（b＝600s／mm2）。較低b值可以提高圖像質量可能與胎兒顱腦水分含量較多且很大程度上沒有髓鞘化有關，但是目前沒有關于此方面的報道。

本研究中，有11 例胎兒是經過兩次采集才得到滿意的DWI圖像，其中5 例是由于胎動過于平凡，運動偽影較重，這是由于MR掃描儀噪聲較大。一般在孕27周時胎兒聽力基本發育完成［12］，易受到聲音刺激的影響，這種情況下經過讓孕婦放輕松，間隔一段時間再進行掃描，一般可以獲得成功。對于本研究中的6例孕婦呼吸配合較差而造成的二次采集的情況，可能是由于大多數孕婦是第一次做MR 檢查，MR 的噪聲大空間小，造成其心理緊張，經過解釋與溝通，最終可完成檢查。

本研究的不足在與所選取的研究對象都是正常的胎腦，雖然都成功獲得了良好的DWI圖像，但是它在胎腦疾病的診斷的應用上還需要進一步的證明。另外是否存在能獲得質量更好的胎兒顱腦DWI圖像的b值，有待進一步探討研究。

總之，胎兒顱腦DWI成像技術是可行的，合理的參數改良以及孕婦呼吸的良好配合，可以能夠獲得滿意的圖像，對于找出更優的參數設置，得到更好好的DWI圖像，同時應用于胎兒顱腦疾病的診斷還有待進一步研究。

［1］ 段盈盈.醫學圖像質量評價方法研究［D］.廣州：南方醫科大學，2007：1-79.

［2］ Linduska N，Dekan S，Messerschmidt A，et al.Placental pathologies in fetal MRI with pathohistological correlation［J］.Placenta，2009，30（6）：555-559.

［3］ Moreira NC，Teixeira J，Themudo R，et al.Measurements of the normal fetal brain at gestation weeks 17to 23：a MRI study［J］.Neuroradiology，2011，53（1）：43-48.

［4］ Gholipour A，Estroff JA，Barnewolt CE，et al.Fetal brain volume-try through MRI volumetric reconstruction and segmentation［J］.Int J Comput Assist Radiol Surg，2011，6（3）：329-339.

［5］ Kuklisova-Murgasova M，Quaghebeur G，Rutherford MA，et al.Reconstruction of fetal brain MRI with intensity matching and complete outlier removal［J］.Med Image Anal，2012，16（8）：1550-1564.

［6］ Gholipour A，Estroff JA，Barnewolt CE，et al.Fetal brain volumetry through MRI volumetric reconstruction and segmentation［J］.Int J Comput Assist Radiol Surg，2011，6（3）：329-339.

［7］ 董素貞，朱銘，鐘玉敏，等.胎兒胼胝體發育不全的MRI診斷［J］.磁共振成像，2011，（1）：33-37.

［8］ 陶國偉，馮德朝，展新風，等.超聲聯合MRI技術在診斷胎兒中樞神經系統畸形中的價值［J］.中華婦產科雜志，2012，47（4）：299-300.

［9］ Righini A，Kustermann A，Parazzini C，et al.Diffusion-weighted magnetic resonance imaging of acute hypoxic-ischemic cerebral lesions in the survivor of a monochorionic twin pregnancy：case report［J］.Ultrasound Obstet Gynecol，2007，29（4）：453-456.

［10］ Kasprian G，Del RM，Prayer D.Fetal diffusion imaging：pearls and solutions［J］.Top Magn Reson Imaging，2010，21（6）：387-394.

［11］ Mulkern RV，Vajapeyam S，Robertson RL，et al.Biexponential apparent diffusion coefficient parametrization in adult vs newborn brain［J］.Magn Reson Imaging，2001，19（5）：659-668.

［12］ 柯肖枚，顧之中，吳蓉，等.胎兒聽力監測中的聲振刺激試驗［J］.中華耳鼻咽喉科雜志，1995，（5）：264-266.