磁共振技术在胎盘异常诊断中的应用进展

廖卫彬，张大伟，杨伟超，郑佩榆（通讯作者）

（南方医科大学附属佛山妇幼保健院 广东 佛山 528000）

胎盘是妊娠期胎儿与母体间进行物质交换的重要器官胎盘，其正常与否对母婴健康有着直接影响。超声作为首选产前诊断影像检查手段，具有无创、快速、实时、廉价、准确等优点，所有孕妇应在妊娠18 至20 周时行“解剖扫描”，以评估胎盘和胎儿情况。但超声对胎盘植入的诊断敏感度和特异度存在一定局限性，当患者体型肥胖，或者胎盘附着于子宫底部或子宫后壁时，容易出现假阴性而漏诊，且超声难以判断胎盘植入的深度和面积[1，2]。随着国内医学影像技术的迅速发展，胎盘磁共振检查（MRI）得以广泛的开展，对胎盘成熟度、胎盘解剖、胎盘出血等方面较超声具有更高的特异性和敏感性。本文旨在对近年来磁共振技术在胎盘异常诊断中的应用进展做一综述。

1 胎盘磁共振检查概述

1.1 胎盘磁共振检查的安全性

磁共振检查通过磁场进行成像，是一种具有无辐射、多平面成像及软组织分辨率高等特点的影像学方法，适用于孕妇的产前诊断与产前筛查。美国食品药品管理局 （FDA）、英国国家放射防护委员会等权威机构均表明其安全性及可行性，并制定了胎儿、胎盘磁共振检查白皮书。目前国内外普遍主张：对于怀孕3 个月以内的孕妇不建议行MRI 检查，且有动物实验研究表明磁共振造影剂中的金属钆能通过胎盘进入胎儿体内，会对胎儿发育有不良影响，故不主张行增强扫描。

1.2 胎盘磁共振检查对前置胎盘的应用

前置胎盘是最常见的胎盘异常情况之一，可致孕妇妊娠晚期大出血而危及母儿生命，是产科的急重症。目前超声是胎盘疾病的首选检查手段，但其容易受产妇腹部脂肪、肠道积气过多、膀胱充盈过度、胎儿位置等影响导致误诊[3]。MRI 具有大视野、多平面成像、软组织分辨率高等优点，羊水、肠气及腹部脂肪厚度等因素对图像质量影响不大，能够清晰显示胎盘与宫颈的位置[4]，使得MRI 检查在前置胎盘诊断中有一定的优势。在胎盘磁共振检查中快速自旋回波（shot fast spin-echo，FSE）序列具有良好的软组织分辨率，不仅能够清楚显示胎盘内信号变化，更能够清楚显示底蜕膜、子宫肌层、浆膜层三层结构，对于胎盘与子宫肌层的关系显示清晰[5]，平衡稳态自由进动（Fast Imaging Employing STeady-state Acquisition，FIESTA）及单次激发快速自旋回波（sin- gle-shot fast spin-echo，SSFSE）属于快速扫描序列， 能最大程度降低胎动对图像质量的影响，即使在胎动频繁或孕妇呼吸不规律的情况下能快速完成检查。弥散加权成像（diffusion-weighted imaging，DWI）能显示组织内水分子弥散的范围，胎盘组织在DWI 加权像表现为高信号，能够清新显示胎盘的位置及分布情况。梯度回波（T1W）加权成像作为胎盘磁共振检查的常规序列，对判定胎膜下出血具有特异性。

1.3 胎盘磁共振检查对胎盘植入的应用

2014 年调查显示，我国剖宫产率达到了54.9%。随着我国二胎政策的全面放开，二胎产妇骤增，这使得瘢痕子宫、高龄产妇数量剧增。超高的剖宫产率及其他宫腔操作术应用的增加，使得胎盘植入的发生率呈上升趋势，已成为产科常见病、多发病。胎盘植入是围手术期出血和子宫切除术的主要原因，术前明确胎盘植入的情况，对手术方案的实施有着重要指导意义。目前，超声仍是胎盘植入的最常用检查手段，但超声对胎盘植入的诊断敏感度和特异度存在一定局限性，当患者体型肥胖，或者胎盘附着于子宫底部或子宫后壁时，容易出现假阴性而漏诊，而且超声难以判断胎盘植入的深度和面积[1，2]。磁共振作为其重要补充手段，不仅能检出发生于子宫底部及子宫后壁的胎盘植入，且较超声具有更高的敏感性及准确性[6]。胎盘植入在MRI 影像中表现为：胎盘与子宫肌层界限模糊／消失，胎盘与子宫肌层交界处结节妆、条带状T2 低信号影；子宫肌层变薄、胎盘突入宫颈、胎盘信号不均匀等是胎盘植入典型的影响特征。胎盘植入影像征象有助于提高诊断的精确度，但MRI 征象受孕周、子宫肌层厚度及胎动等因素的影响，对植入深度的诊断水平有待进一步提高。

1.4 胎盘磁共振常用扫描序列

目前，胎盘MRI 常用扫描序列为：FIESTA、SSFSE、T1W 等快速序列；其次是自由呼吸DWI 和FSE。由于孕妇的特殊体质，使其无法长时间坚持平躺体位，再加上幽闭恐惧症、胎动等因素，使得常规序列难以实施，因此主要以快速扫描序列为主；特别是扫描一层出一层图像的序列， 即逐层（1 ～2 秒）出图像的序列，如FIESTA、SSFSE 序列，在孕妇基本情况良好时可扫描时间较长的T2 序列及功能序列。在扫描方位选择中，主要以矢状位和矢～轴位为主，当胎盘附着侧壁时以矢以冠～轴位最佳，具体扫描方位要根据患者的实际情况作调整。

2 胎盘磁共振成像技术新进展

随着磁共振技术快速发展，MRI 在成像速度及质量有较大提高；部分功能成像序能够在胎盘磁共振扫描中得以应用，关于胎盘磁共振功能成像序列的开发和研究也逐渐变多。但大部分功能序列研究尚处于动物实验阶段和探索阶段，其余主要以胎盘磁共振三维建模、多模态MRI 技术、IVIM 成像定量技术、ASL、BOLD、波普等研究方向为主。前者可以理解为主要是扫描方式的研究，后者可以理解为主要是定量功能成像的研究。

2.1 三维建模技术

随着先进的数字化仪器及设备不断投入实际应用，计算机辅助下的三维建模技术在各个领域研究与应用中不断扩大和深入。何泓[7]等学者利用快速自旋回波T2 加权序列获得的胎盘影像学数据，并利用数字化医疗三维设计系统构建出胎盘三维模型；依据构建的三维模型及3D 打印模型设计手术方案，并成功指导在体手术。研究还发现通过三维重建技术及3D打印技术对胎盘进行不同角度观察，能够给诊治医生一个更完整、直观的视野图像，使胎盘的产前诊断更加精准。常规胎盘磁共振检查为二维图像，用于诊断胎盘植入价值较高，却不能直观展示胎盘整体形态；临床医生在读片时通过肉眼观察及空间想象来判断胎盘的情况，可能出现主观失误。曹艳文[8]等学者通过对胎盘数字化三维模型构建研究发现：通过构建出数字胎盘三维模型，可对胎盘进行立体观察，了解胎盘对具体、大小和形态，是否有植入、植入对具体位置、范围、深度、与临近组织、器官的关系，并可以客观的测量出各组织之间的距离。但目前由于重建软件、3D 打印硬件价格昂贵，使得此类技术难以在各大医院推广与应用，但我们仍然相信随着临床需求变大及该技术不断普及，三维建模技术将会为今后胎盘的诊治提供了新思路，从而达到减少剖宫产围手术期出血、降低子宫切除率及产妇死亡率。

2.2 多模态MRI 技术

多模态MRI 技术是由传统磁共振成像技术发展而来，它通过多种加权模式以能综合分析检查部位的形态和功能状况。陶辉[9]等学者通过研究多模态MRI 技术在评价胎盘植入的效能中发现，多模态MRI 诊断胎盘植入的敏感度和特异性高达91.3%和83.3%，对胎盘植入中植入深度的准确率可达75%。研究还发现对于分娩后怀疑胎盘植入患者行增强扫描，发现残留胎盘组织明显强化等征象。该研究显示多模态MRI 扫描技术能显示更多胎盘植入的影像征象，有助于提高诊断精度。

3 胎盘磁共振功能成像技术进展

由于孕妇的特殊体质难以完成采集时间较长的功能成像序列，但随着陶哲轩、Donoho 等人提的压缩感知（简称CS）技术被运用到MRI 中，磁共振扫描速度得到10 倍以上提升；其原理是在非线性迭代重建中，利用图像结构的内在稀疏性和欠采样K 空间数据重建获得逼近全采样的图像质量，从而大大缩短采集时间，降低胎动伪影的影响；压缩感知技术的使用明显提高了胎儿、胎盘MRI 检查的成功率，使更多复杂的功能成像在磁共振产前诊断中得以实现[10]。

3.1 体素内不相干运动（IVIM）成像与共振动脉自旋标记示踪法灌注成像（ASL）

体素内不相干运动（IVIM）成像是DWI 的衍生技术，它无需使用外源性对比剂，即可对生物体微观的灌注和扩散两种运动现象通过不同扩散系数进行表达。有学者通过研究IVIM 成像定量评估晚孕期凶险前置胎盘血流灌注的价值发现，凶险性前置胎盘组患者灌注计数（f）值明显高于非凶险性前置胎盘组（P＜0.05），非凶险性前置胎盘伴胎盘植入组患者f 值明显低于凶险性前置胎盘伴胎盘植入组、凶险性前置胎盘不伴胎盘植入组及非凶险性前置胎盘不伴胎盘植入组（P＜0.05）具有统计学意义，研究显示IVIM 成像定量技术中的f 值可以用于胎盘灌注功能的定量评价[11]。

磁共振动脉自旋标记示踪法（ASL）灌注成像，它是利用磁性标记的动脉血内水质子流入成像层面和组织交换产生的信号降低进行成像而显示血流的变化，因无需打药、能定量测量、可重复检查等优势，现已成为探究胎盘组织病理、生理状态下血流动力学改变的重要研究方向及功能成像方法。大部分研究仍在动物实验阶段，这可能与人类胎盘信噪比、胎盘内血流延迟等因素限制；但Liu D 等[12]学者通过研究伪连续动脉自旋标记（pCASL）MRI 预测缺血性胎盘（IPD），研究对受试者进行两次MRI 扫描（第一次14 ～18 周；第二次19 ～24 周），研究结果发现：正常人和IPD 患者之间的差异，与正常妊娠相比，在妊娠14 ～18 周时IPD 的高灌注相关图像参数显着降低。

3.2 胎盘BOLD 功能成像与波普成像

BOLD 是功能磁共振成像常用的方法之一。其原理是：人体血液中的氧合血红蛋白是抗磁性物质，脱氧血红蛋白是顺磁性物质，综合效应导致T2 弛豫时间延长，MR 信号增强。Sinding M[13]等学者通过给胎盘功能异常患者吸入高氧，研究其吸氧前后胎盘横向松弛时间T2*差异，发现在对照组中，妊娠期间相对ΔBOLD 反应从妊娠20 周的5%增加到40 周的20%。在病例组中，相对ΔBOLD 反应显着更高。研究还发现：妊娠合并胎盘功能异常时出现的高氧高ΔBOLD 反应可能仅反映基线状况的改变，而两组间胎盘氧合的绝对增加（ΔT2*）没有差异。另外有学检测母体给氧能否增加胎儿的脑氧合，使用血氧合水平依赖性（BOLD）功能性MRI 检查了母体高氧对胎盘和胎儿脑血氧合的影响。发现在高氧时胎盘信号升高，在产妇高氧6 分钟会增加健康胎儿和先天性心脏病胎儿的胎盘氧合，并选择性地增加单心室或主动脉梗阻胎儿的胎盘氧合[14]。

磁共振波谱（MRS）是目前唯一能无创伤地测定活体内某一特定组织区域化学成分的无损伤技术，是磁共振成像和磁共振波谱技术完美结合的产物。目前胎盘MRS 分析的原子核主要是31P 和1H。胎盘功能不全是子宫内生长受限（IUGR）的主要原因，发生胎盘功能不全时，水分子的扩散受到限制，胎盘的代谢平衡被破坏。Song[15]等学者通过DWI 和1H MRS 计算N-乙酰天门冬氨酸（NAA）、胆碱和脂质的代谢及其在胎盘中的比率，发现IUGR 胎盘的NAA和胆碱峰降低，而脂质峰显示相反的趋势；此外研究还发现：降低的ADC 和NAA/脂质和胆碱/脂质比率可以作为IUGR 胎盘功能不全的潜在标志，ADC 值和胆碱/血脂比的组合可较大提高诊断价值。

4 小结

胎盘是娠期间胎儿与母体进行物质交换的重要器官，由于国内超高的剖宫产率及其他宫腔操作术应用的增加， 使得胎盘疾病呈增长趋势，对母婴生命安全造成极大威胁。磁共振作为产前诊断的重要手段，具有良好的软组织分辨力和较高的诊断敏感度、特异度等优点，已在胎盘产前诊断中已经凸显它独有的优势；但在胎盘功能成像的研究多数处于动物实验阶段和临床科研阶段，主要的问题在于功能成像序列扫描时间长，大多数患者因胎动或呼吸波动而使扫描失败，其次胎盘特殊的结构使得图像信号及时间分辨率比较低，致使胎盘功能成像技术难以开展。但随着影像设备的升级以及功能序列的优化，相信胎盘磁共振功能成像将在临床得以推广应用，为诊治医生提供更多、更精准的产前诊断信息及临床科研数据。