MRI診斷胎兒脊柱脊髓畸形及序列選擇

梁艷山, 張小安, 趙 鑫*,栗河舟

(1.鄭州大學第三附屬醫院醫學影像科，2.超聲科，河南 鄭州 450052)

胎兒脊柱、脊髓畸形是臨床較常見先天性畸形之一，常相互關聯、相互影響[1-2]，出生后引起脊柱側彎、下肢發育及行走異常、大小便失禁等嚴重并發癥[3-4]；胎兒期明確診斷，對于產前和產后早期干預均具重要意義。MRI以其無輻射、大視野、高分辨率，不受脂肪、羊水、胎位影響等特點而日益受到臨床重視[5]。目前半傅里葉采集單次激發快速自旋回波(half-fourier acquisition single-shot turbo spin-echo, Haste)和真實穩態進動快速成像(true fast imaging with steady-state precession, Trufi)已日漸成熟；磁敏感加權成像(susceptibility weighted imaging, SWI)能克服胎動的影響。本研究對比MR快速成像序列診斷胎兒脊柱脊髓畸形與產前超聲(ultrasound, US)的符合率，探討其應用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 搜集2017年1月—2018年11月鄭州大學第三附屬醫院產前US疑診胎兒脊柱和(或)脊髓異常、并于48 h內接受針對性MR檢查的孕婦資料。納入標準：胎兒US、MRI資料齊全，且有隨訪結果(產后影像學復查、手術病理或引產尸檢)。排除標準：資料不全或圖像質量不佳，無法用于診斷或失訪。30例孕婦納入研究，年齡21～43歲，平均(28.3±4.8)歲；均為單胎妊娠，孕齡22～38周，平均(31.6±3.5)周。

1.2 MRI檢查方法 采用 Siemens Magnetom Skyra 3.0T 超導型MR掃描儀，梯度場強度45 mT/ms，18通道相控陣體部表面線圈。囑孕婦仰臥，頭先進。先行孕婦中下腹部三正交平面定位掃描，再行胎兒目標脊柱定位掃描，最后以超聲疑診胎兒脊柱脊髓異常部位為中心，行矢狀位、冠狀位及軸位Haste和Trufi，SWI和T1二維快速小角度激勵(Flash)序列掃描。參數：①Haste，TR 1 400 ms，TE 63 ms，FA 120°，矩陣256×208，層厚3 mm，層間距0～10%，層數16～20層，FOV 380 mm×380 mm，1次激勵，掃描時間：每層0.5～1.0 s，1次10～20 s；②Trufi，TR 750 ms，TE 2.4 ms，FA 57°，矩陣256×220，層厚3 mm，層間距-20%～0，層數16～20層，FOV 380 mm×380 mm，1次激勵，掃描時間：每層0.5～1.0 s，1次10～20 s；③SWI，采用三維梯度回波序列，TR 10 ms，TE 5.54 ms，FA 15°，矩陣256×220，層厚2～3 mm，層間距0，層數16～20層，FOV 380 mm×380 mm，1次激勵，掃描時間：1次15～18 s；④T1W，采用二維Flash序列，TR 121 ms，TE 2.5 ms，FA 70°，矩陣256×220，層厚3 mm，層間距0～10%，層數16～20層，FOV 380 mm×380 mm，1次激勵，掃描時間：1次10～20 s。疑診脊柱畸形時，以冠狀位及矢狀位為主；疑診脊髓畸形則以矢狀位為主，同時注意冠狀位及軸位。Haste、Trufi和T1 Flash均于孕婦平靜呼吸狀態下掃描，SWI在孕婦1次屏氣的18 s內完成掃描，總用時7～15 min。各序列掃描均將特異性吸收率(specific absorption rate， SAR，生物體單位質量所吸收的電磁輻射功率) 嚴格控制在3 W/kg以下。

1.3 圖像分析 由兩名5年以上產科及新生兒科影像學診斷經驗的醫師進行胎兒MRI描述和診斷，意見不一致時經科室集體會診決定。以產后(生產或引產)6個月內隨訪結果(影像、手術或尸檢)為標準，分別將胎兒產前US及MRI診斷結果與之進行對照，計算并比較US及MRI診斷符合率。采用半定量分析法評價Haste、Trufi及SWI顯示胎兒脊柱脊髓畸形的圖像質量和診斷價值。“+”表示圖像顯示不滿意，不能做出診斷；“++”表示圖像顯示中等，可滿足一般診斷要求；“+++”表示圖像顯示滿意，能滿足最佳診斷要求。對不同序列對每種病變顯示滿意度的平均“+”數進行列表比較。

2 結果

本組30胎產前診斷明確后，6胎接受引產，之后對4胎行尸體外觀檢查及尸體影像學檢查、2胎行尸體解剖；24胎繼續妊娠并出生，出生后6個月內手術及病理證實10胎，14胎經MR和/或CT明確診斷。

隨訪結果顯示，7胎無畸形， 15胎椎體畸形(裂椎4胎、半椎體7胎、分隔不全2胎、骶尾椎發育不全2胎)，5胎脊髓低位(1胎伴脊髓縱裂)，3胎脊柱裂、脊髓脊膜膨出(脊膜膨出1胎，脊髓脊膜膨出2胎，伴脊髓空洞、脊髓縱裂各1胎)，4胎脊柱脊髓復合畸形(1胎伴單側腎積水)。見圖1～3。

產前US漏診2胎椎體畸形[13.33%(2/15)，1胎裂椎、1胎小半椎體]；漏診脊髓低位3胎[60.00%(3/5)]；漏診脊髓脊膜膨出1胎[33.33%(1/3)]；漏診脊髓空洞1胎[100%(1/1)]；漏診脊髓縱裂1胎[50.00%(1/2)]。產前US診斷胎兒椎體畸形的符合率為86.67%(13/15)，診斷脊髓畸形的符合率為50.00%(4/8)。另7胎正常脊柱因曲度異常、排列不規則或骨化欠均勻而疑診脊柱畸形或畸形待排，產前US診斷脊柱脊髓畸形的總符合率為56.67%(17/30)。產前MRI診斷與隨訪結果完全一致，診斷符合率達100%；MR于8胎[26.67%(8/30)]補充了US診斷，于7胎[23.33%(7/30)]明確或糾正了US診斷。

Haste、Trufiv 序列顯示脊柱脊髓結構和畸形較好，而SWI顯示椎體結構和畸形圖像清晰，效果滿意。見表1。

3 討論

3.1 胎兒脊柱脊髓的發育 受精后第17～30天，胚胎尾段神經管閉合，此時如某些因素導致閉合受阻，即可發生脊柱裂與脊髓脊膜膨出。胚胎第4～8周，脊柱椎骨開始由生骨節細胞遷移而來，向內側遷移包繞脊索，再經軟骨化骨而形成椎體；向背側遷移包繞神經管，形成椎骨左右椎弓。若此期間椎體一側骨化中心未形成、兩側骨化中心未融合或上下異常融合、椎弓骨化中心缺失、未融合，即可發生半椎體、裂椎(或稱蝴蝶椎)、融椎(或稱分割不全)及脊柱裂等畸形。胚胎第8～9周，椎體骨化中心在下段胸椎、上段腰椎首先骨化，而后以此為中心向脊柱頭尾側逐漸骨化，椎弓骨化晚于相應椎體。骶尾椎椎體約在孕17～18周骨化，骶尾椎椎弓在孕21周后方才骨化[6]。本組30胎，孕周22～38周，處于檢查胎兒脊柱的最佳時期；且隨孕周增長，脊柱骨化程度越來越高，成像越來越清晰。

表1 Haste、Trufi及SWI顯示胎兒不同脊柱脊髓病變的滿意度

注：*：包括裂椎、半椎體、椎體融合、骶尾椎發育不全等

圖1 孕婦31歲，孕26周，胎兒正常脊柱 A.冠狀位Trufi序列圖像； B.冠狀位SWI Mini IP圖像； C.矢狀位SWI Mini IP圖像 圖2 孕婦28歲，孕25周，胎兒T12裂椎 A.冠狀位Trufi序列圖像； B.冠狀位SWI 圖像 箭示裂椎 圖3 孕婦32歲，孕23周，胎兒骶尾部脊髓脊膜膨出 A.軸位Trufi序列圖像； B. 矢狀位Trufi序列圖像； C.矢狀位SWI圖像 箭示膨出

3.2 US與MRI對比 目前產前US仍是評價胎兒發育的首選方法[7]，但有其局限性。本組2胎裂椎及小半椎體，因胎盤前壁、胎兒脊柱后位時顯像質量差而致US漏診；2胎脊髓空洞、縱裂，US因軟組織分辨率及空間分辨率相對較低而漏診；1胎脊膜膨出，US因孕婦肥胖、羊水過少、合并子宮肌瘤且膨出物小而漏診；3胎脊髓低位，US因孕晚期胎兒臀位受母體骨盆及胎兒骨骼對聲波穿透性的影響而顯影不佳、脊髓圓錐定位不準。MRI不受上述因素的影響[8]，且視野大、軟組織分辨率及空間分辨率高，在顯示胎兒脊柱的同時，對顯示椎管內病變、膨出內容物有獨到之處，可直接觀察有無裂椎、半椎體、融椎、骶尾椎退化等畸形，清晰顯示脊膜膨出物內是否含有脊髓、馬尾等神經組織。本組7胎US疑診椎骨排列、曲度異常、骨化欠均勻，但MRI未見畸形而繼續妊娠；US漏診大部分胎兒脊髓低位、空洞及縱裂，提示其顯示胎兒椎管內脊髓存在不足。本研究通過選擇應用不同MR序列，清晰顯示了胎兒小的椎體裂隙、半椎體及椎管內骨性隔刺、脊髓低位、空洞、縱裂、膨出內容物成分及其與周圍軟組織的關系，及時補充或糾正了US診斷，提示其具有不受孕婦體型、羊水量、胎位及骨性結構影響的優勢。

3.3 MR序列選擇 MRI診斷胎兒脊柱脊髓畸形的優勢源于快速成像序列的發展及顯像能力的增強。Haste、Trufi及SWI序列在顯示胎兒脊柱脊髓畸形方面具有關鍵作用。

Haste及Trufi均屬T2序列，胎兒椎骨骨化中心呈低信號，椎間盤呈高信號，腦脊液呈高信號，脊髓呈中低信號。Haste序列軟組織分辨率較高，觀察椎管內結構、膨出物及與周圍軟組織關系較佳，但顯示椎骨骨化中心細節欠清晰。Trufi序列在保證軟組織分辨率的同時，顯示骨性結構的能力明顯增強，既可顯示脊髓、膨出內容物等軟組織成分，也能清晰顯示椎體輪廓等骨性結構。

SWI以血液產物、非血紅素鐵、靜脈結構等順磁性物質為基礎成像，既往主要用于診斷顱腦出血及血管性病變[9]。本研究中SWI以骨性結構中鈣質的強烈反磁性特點為成像基礎，骨骼中的鈣質是反磁體，可使體素內質子失相位、T2*值縮短，造成局部磁場不均勻和體素內信號降低，使骨質明顯發黑(即“黑骨”效應)，增強與周邊軟組織的對比而被清晰勾畫出來，對于顯示胎兒脊柱椎骨具有獨特優勢，還可同時顯示胎兒肋骨、顱骨、骨盆等骨性結構，雖然在一定程度上損失了軟組織對比度，但可通過Haste、Trufi加以彌補[10]。本研究SWI采用三維容積掃描，薄層、無間隔，實現了各向同性，使空間分辨率大為提高，支持多平面重建和最小強度投影等后處理，可僅經由一次冠狀位掃描而重建脊柱矢狀位圖像，也能將冠狀位圖像疊加投影，將脊柱頸胸腰骶各段及肋骨等同時完整地顯示在一個平面上，有利于顯示肋骨和定位椎體；對于裂椎、半椎體、脊柱裂等畸形，以冠狀位觀察為佳，對上下椎骨融合則冠狀位及矢狀位均可。SWI對運動較為敏感，前期需要進行解釋、溝通，于胎動較少時，囑孕婦吸氣后屏氣掃描約15～18 s，其多能較好完成掃描。

在上述序列之外，本研究常加掃T1 Flash序列，雖對顯示椎骨及脊髓等結構無優勢，但可清晰顯示出血、脂肪及胎糞等明顯高信號，有利于發現出血，鑒別骶尾部畸胎瘤、胎糞性腹膜炎等病變。

總之，綜合應用MR快速序列Haste、Trufi及SWI等，對于顯示胎兒脊柱脊髓畸形獨特優勢。當產前US篩查觀察胎兒脊柱脊髓不清或診斷不明確、不充分時，可以選擇進行胎兒MR檢查，往往能獲得更多診斷信息，為臨床處理提供更多依據和指導[11-12]。但本組樣本量較少，有待擴大樣本量進一步觀察。