总肺体积、肺-肝信号强度比及ADC 值评价胎儿肺成熟度的应用价值

何永财，严杰文，曾亦如，崔运能

广东省佛山市妇幼保健院放射科，广东 佛山528099

胎儿肺发育良好是围产期新生儿存活的重要决定因素之一，因肺发育不良导致新生儿死亡率高达70%～91%［1］。因此，产前准确评价胎儿肺部发育情况具有重要的临床意义［2］。既往产前评估胎儿肺成熟度的金标准是羊膜腔穿刺术，但其有创，且有羊水感染、羊膜囊出血及早产等风险［3］。美国妇产科学院和母胎医学会最新指南指出，羊水检测的临床价值越来越低，建议终止以羊水检测来评估胎儿肺成熟度［4］。

胎儿的肺成熟度与胎龄呈强相关，在产前通过分析胎儿肺的生长参数可评估肺发育成熟度［5］。目前，基于MRI 评估胎儿肺发育的影像参数较多，如总肺体积、肺-肝信号强度比、肺长径、肺宽径、肺高度、心胸比、胸围、胸围腹围比、肺最大截面积、肺最大截面积与腹部最大截面积比、左右胸腔比等，其中总肺体积及肺-肝信号强度比应用最广泛且准确［6-7］，但国内相关研究较少。此外，有研究证明，利用ADC 评价胎儿大脑成熟度的可信度高［8］，但目前国内外相关性研究较少，结果也存在较大争议［9-11］。本研究回顾性分析42 例胎儿总肺体积、肺-肝信号强度比及肺平均ADC 值，探讨其在评价胎儿肺成熟度中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2019 年3 月至2020 年9 月因超声疑诊其他系统异常（16 例侧脑室轻度增宽、9 例透明隔偏小、7 例头围偏小、5 例腹腔囊肿、3 例胆囊未显示、1 例颈部淋巴管囊肿、1 例单脐动脉）并排除呼吸系统异常或肺发育不良在我院行产前MRI 检查的胎儿42 例，胎龄26～39 周，平均（32.98±3.64）周。

纳入标准：①连续超声产检提示胎儿双肺发育未见异常；②单胎妊娠，既往无不良妊娠史；③孕妇月经规律，胎龄按末次月经计算，自然妊娠者；④产后Apgar 新生儿评分8～10 分，出生后3 d 内无吸氧史；⑤产后随访1 年未发现肺发育异常。

1.2 仪器与方法

采用GE Signa 1.5 T MRI 扫描仪，8 通道体部线圈。孕妇足先进，行胎儿肺轴位及冠状位单激发自旋回波序列（single shot fast spin echo，SSFSE）、轴位T1WI 及DWI 扫描，b 值800 s/mm2，层厚5 mm，层距0.5 mm。扫描时间10～15 min。

1.3 图像处理

扫描完成后图像传入PACS，由2 名具有5 年以上MRI 诊断经验的医师独立观察图像并测量。

肺体积测量参考Raafat 等［12-13］的测量方法，在胎儿肺部轴位SSFSE 图像上，利用PACS 自带分析工具，通过描点法分别勾勒出每一层面左、右肺轮廓，确定后自动得出相应层面肺的面积（图1），测量2 次取平均值。计算公式：总肺体积=各层肺面积之和×（层厚+层距）。

图1～3 总肺体积、肺-肝信号强度比、肺ADC 值测量方法示意图 注：图1 通过描点法勾勒出肺组织轮廓（实线区域），确认后自动获得单层肺面积，根据公式得出总肺体积；图2 分别在右肺下叶、肝右叶区画ROI（实线圆圈），确认后自动获得相应区域信号强度平均值，两者相比后获得肺-肝信号强度比；图3 通过描点法勾勒出肺组织轮廓（实线区域），确认后自动获得单层肺ADC值，根据公式得出肺平均ADC 值

肺-肝信号强度比参考叶鹏飞等［14-15］的测量方法，在胎儿肺部冠状位SSFSE 图像上，于同一层面上分别在右肺下叶及肝右叶取一面积约15 mm2的圆形ROI，尽量避开血管及气管，不同层面测量3 次取平均值。计算肺-肝信号强度比（图2）。

肺平均ADC 值测量参考Victoria 等［16］的测量方法，采用描点法在ADC 图上描绘每个层面左、右肺轮廓，尽量避开胸腺、心脏及肺门处大血管、气管，自动计算得出左、右肺ADC 值（图3），测量2 次取平均值。计算公式：肺平均ADC 值=各层肺ADC 值之和/层数。

1.4 统计学方法

采用SPSS 15.0 软件进行数据分析。对数据行K-S 正态检验，符合正态分布的计量资料以表示，不符合正态分布以M（QL，QU）表示。总肺体积、肺-肝信号强度比及肺平均ADC 值与胎龄的相关性行Pearson 相关分析，0≤r≤0.2 为极弱相关或无相关，0.2＜r≤0.4 为弱相关；0.4＜r≤0.6 为中等程度相关；0.6＜r≤0.8 为强相关；0.8＜r≤1.0 为极强相关。左、右肺平均体积及肺平均ADC 值比较行配对样本t 检验。以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各参数与胎龄的相关性分析

42 例胎儿的总肺体积为26.33～110.74 cm3，平均（42.46±16.58）cm3，与胎龄呈强正相关（r=0.615，P＜0.001）（图4）。肺-肝信号强度比为1.45～5.34，平均2.90±0.95，与胎龄呈强正相关（r=0.671，P＜0.001）（图5）。肺ADC 值为（1.54～3.23）×10-3mm2/s，平均（2.91±0.37）×10-3mm2/s，与胎龄无相关性（P=0.685）（图6）。

图4 胎龄与总肺体积的散点图 注：胎龄（x）与总肺体积（y）之间的回归方程为：y=-58.15+3.53x图5 胎龄与肺-肝信号强度比的散点图 注：胎龄（x）与肺-肝信号强度比（y）之间的回归方程为：y=-2.88+0.18x图6 肺ADC 值与胎龄的散点图 注：胎龄与肺平均ADC 值无相关性

2.2 左、右肺平均体积及平均ADC 值比较

42 例胎儿的左、右肺平均体积分别为（26.40±8.94）cm3、（34.34±11.10）cm3，差异有统计学意义（t=-11.26，P＜0.001）。左、右肺平均ADC 值分别为（2.51±0.48）×10-3mm2/s、（2.31±0.50）×10-3mm2/s，差异无统计学意义（P=0.211）。

3 讨论

目前，超声仍是评价胎儿肺发育成熟度首选的检查手段，但其易受胎儿骨骼影响（特别是孕中晚期），对孕妇过于肥胖、合并子宫肌瘤、羊水过少或多胎等情况评价准确性欠佳。MRI 具有良好的空间分辨力和软组织分辨力，可多方位、大视野显示胎儿全貌，多序列的应用更利于病变定性。胎儿MRI 检查的安全性已得到了医学界的公认，其场强、噪声及特异性吸收率均不会对胎儿发育造成影响［17］。因此，MRI现已成为产前评估胎儿发育及疾病诊断的一种安全、重要的补充手段。

胎儿肺发育不良会造成支气管、肺组织血管、肺泡的减少，胎儿肺体积相应减小。肺体积作为量化评估胎儿肺发育的客观指标，可为产前早期干预和产后及时处理提供有力的影像学支持。超声可利用虚拟器官计算机辅助分析旋转技术对肺体积进行准确而有效的评估［18］。与超声相比，MRI 可获得同样甚至更准确的胎儿肺体积［12］。在MRI 序列中，T2WI 可清晰显示胎儿肺部解剖，胎儿肺部疾病的诊断大多依靠T2WI［19］。T2WI 序列中SSFSE 较FIESTA 更能清晰显示肺的形态、边界及内部结构［20］。Ward 等［13］收集30 例正常胎儿（胎龄17～36 周），利用描点法分别在轴位、矢状位及冠状位测量肺体积，3 个平面上的测量结果均与胎龄有良好的相关性，但轴位上测量所得的相关性最高（r=0.85）。因此，本研究采用轴位T2WI SSFSE 测量肺体积，结果显示，总肺体积与胎龄呈强相关（r=0.615）。Keller 等［21］利用3D 建模软件对35 例胎儿（孕龄22～42 周）肺体积进行估算，结果显示总肺体积与胎龄有极强的相关性（r=0.89）。因此，总肺体积可评价胎儿肺成熟度，两者具有较强的相关性，描点法与3D 建模软件估算均可获得一致的结果。且右肺平均体积大于左肺，推测与心脏偏于左侧胸腔有关。

肺-肝信号强度比与胎儿肺成熟度具有相关性［15］，特别是在晚孕期［6］。胎儿正常肺、气管及支气管内充满肺液，T1WI 呈低信号，T2WI 呈高信号。随着胎儿肺发育成熟，支气管及肺泡内羊水越积越多，其中还包含了大量的游离质子，作为限制水分子的透明质酸则相对减少，导致胎肺T1WI 信号逐渐减低，T2WI 信号逐渐增高。而胎儿时期肝脏作为造血器官，肝实质因含铁量丰富在T2WI 上呈稍低信号，且信号强度随胎龄增大而轻度减低［22］，故肺-肝信号强度比也随胎龄的增加而增大。本研究采用T2WI SSFSE 冠状位测量肺-肝信号强度比，肺、肝的ROI距离不能太远，因此选在同一层面的右肺下叶和肝右叶，尽量避开膈肌、心脏、胸腺、气管及血管的干扰。叶鹏飞等［14］测得肺-肝信号强度比为1.671～3.217，但与胎龄相关性极弱（r=0.149）。尚红磊等［15］测得肺-肝信号强度比为1.12～3.67，平均2.6±0.7，与胎龄呈强相关（r=0.74）。本研究肺-肝信号强度比与胎龄呈强相关（r=0.671），与尚红磊等［15］研究基本一致，提示肺-肝信号强度比可用于评价肺发育成熟度。但本研究肺-肝信号强度比最大值比文献报道的大，是否与个体差异、扫描设备或扫描参数有关有待研究。

DWI 以ADC 值定量表示水分子活动的自由度，是目前唯一可检测活体内水分子运动的方法。胎儿肺组织内水分子活动的自由度随肺成熟度而改变［23］，因此理论上可通过测量胎肺ADC 值评价肺发育情况。胎肺在DWI 呈低信号，ADC 图呈高信号，与等信号的胸壁之间形成良好对比。Levine 等［9］研究发现，肺ADC 值随胎龄增加而增大。Balassy 等［10］认为，肺ADC 值与胎龄无相关性。而Victoria 等［16］研究表明，肺ADC 值与胎龄存在极强相关性（r=0.816）。本研究显示，部分同胎龄或胎龄相近的胎肺ADC 值相差较大，可能与DWI 成像过程中母体和胎儿运动伪影有关［11］。DWI 对运动极为敏感，而MRI 检查时胎儿无法镇静，无法避免伪影，这也是该序列应用的最大限制。此外，个体发育差异、肺液的成分及流通、胎儿的呼吸运动及心脏搏动也会对ADC 值造成影响。尽管本研究已选用胎动伪影较少的图像并通过测量胎肺平均ADC 值以减少胎动的影响，统一在轴位图像测量以减少水分子扩散各向异性的影响，但结果显示肺平均ADC 值与胎龄无相关性，与Balassy 等［10］研究结果一致。因此，不能支持肺平均ADC 值可评估肺发育成熟度。

综上所述，基于MRI 测量总肺体积、肺-肝信号强度比均与胎龄呈强正相关性，联合应用这2 项参数能综合、客观、准确地量化评估胎儿肺发育情况，为产前早期干预和产后及时处理提供有力的影像学支持。本研究显示，肺平均ADC 值与胎龄无相关性，因此不能作为评价胎儿肺发育成熟度的一项参数。本研究的不足之处：样本量偏小、未与肺发育异常胎儿进行对比、未联合超声测量数据等，有待进一步分析。