胎盤磁共振功能成像技術(shù)的應(yīng)用及研究進(jìn)展

夏建峰

（欽州市第一人民醫(yī)院 廣西 欽州 535000）

以往胎盤疾病影像檢查首選超聲成像。而近年來(lái)，胎盤MRI 技術(shù)逐漸得到認(rèn)可，而MRI 胎盤功能的評(píng)估價(jià)值也逐步提高。以下針對(duì)磁共振各功能成像技術(shù)在胎盤中的應(yīng)用及進(jìn)展進(jìn)行逐一闡述。

1 擴(kuò)散加權(quán)成像（DWI）技術(shù)

DWI 是利用某一方向上有位移的質(zhì)子在該方向上人為施加正、反方向的兩個(gè)等擴(kuò)散敏感梯度場(chǎng)的作用下產(chǎn)生失相位而信號(hào)衰減的原理，從而能夠檢測(cè)水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的MRI 技術(shù)。由于該衰減信號(hào)還包含了其他運(yùn)動(dòng)形式、梯度場(chǎng)影響以及混雜了T2 穿透效應(yīng)等因素的影響。所以實(shí)用性以表觀擴(kuò)散系數(shù)（ADC）為最。Siauve 等[1]研究了早、中、晚各孕期胎盤發(fā)現(xiàn)全胎盤ADC 值與胎齡呈二次方相關(guān)，與胎兒體重呈線性相關(guān)。小于胎齡兒（SGA）[1]、中樞神經(jīng)系統(tǒng)異常胎兒[2]等異常妊娠胎盤ADC 值改變明顯。

2 擴(kuò)散張量成像（DTI）技術(shù)

DTI 是在 DWI 基礎(chǔ)上，同時(shí)施加三對(duì)（或三對(duì)以上）非線性方向的擴(kuò)散梯度場(chǎng)來(lái)獲取圖像，用于反映組織擴(kuò)散系數(shù)的各向異性。Javor 等[3]認(rèn)為DTI 參數(shù)可以反映胎盤微觀結(jié)構(gòu)改變，能可靠地區(qū)分功能性和非功能性胎盤組織。此外，Javor 等[3]發(fā)現(xiàn)胎兒宮內(nèi)生長(zhǎng)受限（IUGR）胎盤假定的功能性胎盤組織（PFPT）容量顯著減少。由于ADC 和DTI 將灌注、擴(kuò)散和限制作用結(jié)合到一個(gè)單獨(dú)的腔室中，限制了其各向異性，所以并不能完美的反映微觀解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜的胎盤擴(kuò)散信息。

3 體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)（IVIM）成像技術(shù)

體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)（IVIM）成像技術(shù)是在傳統(tǒng) DWI 基礎(chǔ)上,采用雙指數(shù)模型,在體素水平分離水分子擴(kuò)散和毛細(xì)血管微循環(huán)灌注兩種因素所獲得的DWI 影像，可以反映體素內(nèi)信號(hào)衰減與擴(kuò)散敏感系數(shù)（b 值）的關(guān)系。IVIM 通過(guò)慢擴(kuò)散系數(shù)（D）、快擴(kuò)散系數(shù)（D*）和 灌注分?jǐn)?shù)（f）三個(gè)定量參數(shù)來(lái)表達(dá)生物體水分子的擴(kuò)散和血液的微循環(huán)灌注這兩種運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象。由于胎盤同時(shí)含有大量的血液及豐富的血流灌注,故IVIM 非常適合用評(píng)價(jià)其功能狀態(tài)。Jakab等[4]利用IVIM測(cè)得平均胎盤f值為29%。Siauve等[1]認(rèn)為胎盤f 值與胎齡呈二次方相關(guān)，與胎兒體重呈線性相關(guān)。在SGA 妊娠[1,5]和FGR 妊娠[6]中，胎盤f 值均顯著降低。類似的，有IUGR 及先兆子癇（PE）的妊娠胎盤f 值顯著降低[7]。另外，胎盤f 值在植入型胎盤和粘連型胎盤婦女中減小[8]。子宮壁和絨毛膜板具有普遍的各向異性，所以各向異性IVIM 模型比各向同性IVIM 及ADC、DTI 模型更能描述活體人胎盤彌散MRI 信號(hào)，反映整個(gè)妊娠期胎盤微結(jié)構(gòu)的變化[9]。

4 動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)（DCE）技術(shù)

DCE是采用T1 加權(quán)成像序列,獲取感興趣區(qū)對(duì)比劑流入、流出過(guò)程的信號(hào)變化信息，通過(guò)藥物動(dòng)力學(xué)模型和濃度-時(shí)間曲線獲得通透性參數(shù)及灌注參數(shù)，用于反映血管通透性及組織灌注情況的技術(shù)。Drobyshevsky 等[10]認(rèn)為最陡斜率的DCE-MRI 方法是評(píng)估胎盤灌注簡(jiǎn)單、可靠而又穩(wěn)定的方法，但其存在系統(tǒng)性低估胎盤真實(shí)灌注的現(xiàn)象，且低估率約為33%。Yadav 等[11]發(fā)現(xiàn)在妊娠中期和晚期，胎盤各組成區(qū)的灌注率有顯著差異。Lo 等[12]認(rèn)為補(bǔ)充維生素C 可以減輕產(chǎn)前尼古丁暴露對(duì)胎盤血流動(dòng)力學(xué)和發(fā)育的有害影響。其外Lo 等[13]研究發(fā)現(xiàn)恒河猴胎兒IUGR 的胎盤灌注明顯減弱。而Lémery Magnin 等[14]發(fā)現(xiàn)PE并不總是表現(xiàn)為胎盤灌注減少。這可能是L-NAME模型胎盤迷路稀少引起的。DCE-MRI除了運(yùn)用于評(píng)估胎盤灌注功能外，還可以顯示子宮內(nèi)殘留胎盤組織（RPT）活性和血供，從而有助于臨床做出適當(dāng)?shù)闹委煕Q策[15]。

5 動(dòng)態(tài)葡萄糖增強(qiáng)（DGE）技術(shù)

化學(xué)交換飽和轉(zhuǎn)移（CEST）MRI 是利用射頻（RF）輻射選擇性地飽和一些可與水交換的特異頻率標(biāo)記質(zhì)子（例如葡萄糖），隨后這種飽和質(zhì)子通過(guò)交換轉(zhuǎn)移到水質(zhì)子中，由不飽和質(zhì)子取代。如此反復(fù)，導(dǎo)致水信號(hào)強(qiáng)度的降低。與1H-MRS 相比，CEST-MRI 可以將低濃度代謝物的信號(hào)放大102 至106 倍。DGE-MRI 是基于其原理，在對(duì)靜脈注射葡萄糖后，測(cè)量其信號(hào)的時(shí)間分辨率變化，它能反映生物組織中葡萄糖濃度的變化，從而體現(xiàn)出葡萄糖傳遞、轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝動(dòng)力學(xué)方面的信息。Wu 等[16]運(yùn)用無(wú)毒且可生物降解的對(duì)比劑（D-葡萄糖），行DGE-MRI 研究發(fā)現(xiàn)小鼠宮內(nèi)炎癥模型中受損胎盤的對(duì)比度顯著降低。相信不久的將來(lái)，該技術(shù)會(huì)運(yùn)用于臨床研究中，其臨床價(jià)值將得以體現(xiàn)。

6 動(dòng)脈自旋標(biāo)記（ASL）技術(shù)

ASL 是利用自旋標(biāo)記動(dòng)脈血液質(zhì)子引起組織信號(hào)衰減得到標(biāo)記圖像，并與未標(biāo)記圖像對(duì)比到差值像。根據(jù)標(biāo)記脈沖的方式不同可分為：連續(xù)ASL（CASL）、脈沖ASL（PASL）、偽/準(zhǔn)連續(xù)ASL（pCASL）及流速選擇ASL（VSASL）。Derwig 等[5]運(yùn)用由PASL 演變而來(lái)的血流敏感交替反轉(zhuǎn)恢復(fù)ASL（ASL‐FAIR）技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)：妊娠中期SGA 的胎盤灌注減低，并且以基底板最明顯。然而Zun 等[17]認(rèn)為pCASL 比ASL-FAIR 具有更高的信噪比（SNR），并可以檢測(cè)出胎盤的動(dòng)脈血液路徑。Shao 等[18]提出使用pCASL 序列結(jié)合快速三維內(nèi)容積梯度和自旋回波（GRASE）成像技術(shù)的方法，無(wú)創(chuàng)性同步量化評(píng)估孕婦胎盤血流（PBF）和動(dòng)脈運(yùn)輸時(shí)間（ATT）。Zun 等[17]認(rèn)為PCASL 和VSASL 之間存在明顯胎盤灌注差異，PCASL 只顯示胎盤小葉內(nèi)區(qū)域高ASL 信號(hào)，而在VSASL 能顯示胎盤小葉內(nèi)、外區(qū)高ASL信號(hào)，所以VSASL 可以覆蓋整個(gè)胎盤，并顯示出比PCASL更高的灌注測(cè)量值，獲得更高的SNR；研究證明使用兩個(gè)不同標(biāo)記位置PCASL 測(cè)量的表觀胎盤灌注僅為VSASL 的16%和9%，而且VSASL 具有高度可重復(fù)性，變異系數(shù)僅為3.5%。所以只有使用VSASL 才能實(shí)現(xiàn)非侵入性定量分析胎盤灌注功能[17，19]。Zun 等[17]及Derwig 等[5]都證明了胎盤灌注具有血液流入依賴性。此外Zun 等[19]研究表明，孕婦體位、孕婦氧合狀態(tài)、胎齡及胎盤附著位置均是影響胎盤灌注功能的因素，而且該研究還發(fā)現(xiàn)胎兒先天性心臟病（CHD）患者的胎盤灌注會(huì)升高。此外，ASL-MRI 還被用于評(píng)估妊娠稽留產(chǎn)物（RPOC），并對(duì)其治療后反應(yīng)進(jìn)行視覺(jué)和半定量評(píng)價(jià)[20]。ASL 在胎盤中有廣闊的應(yīng)用前景，但場(chǎng)強(qiáng)要求高、掃描速度慢、信噪比較低及無(wú)法獲取組織灌注血容量參數(shù)等不足因素，導(dǎo)致其在臨床應(yīng)用中有諸多限制。

7 血氧水平依賴f MRI（BOLD-f MRI）和氧增強(qiáng) MRI（OE-MRI）技術(shù)

血氧水平依賴f MRI（BOLD-f MRI）是利用具有縮短T2 作用的脫氧血紅蛋白為內(nèi)源性對(duì)比劑,采用T2 或T2*成像，以達(dá)到反映人體血氧代謝活動(dòng)目的技術(shù)。OE-MRI是采用T1 成像獲取吸氧后體內(nèi)氧水平改變的成像技術(shù)。Avni 等[21]獲得了孕鼠氧合血紅蛋白解離曲線數(shù)據(jù)以及氧合血紅蛋白的親和力信息。You 等[22]認(rèn)為BOLD-f MRI 可以無(wú)創(chuàng)性量化分析胎盤對(duì)氧化反應(yīng)的血流動(dòng)力學(xué)機(jī)制。包雨微等[23]認(rèn)為當(dāng)孕婦高氧狀態(tài)會(huì)引起胎盤氧分壓增高，進(jìn)而提高胎兒血氧濃度，正常情況下孕婦吸收高氧7 分鐘后，胎盤氧化水平趨于平穩(wěn)，并接近飽和。當(dāng)孕婦出現(xiàn)急性高碳酸血癥時(shí)，胎盤氧化水平顯著下降[24]。而妊娠早期乙醇暴露亦會(huì)顯著降低妊娠晚期胎盤灌注[25]。有趣的是，包雨微等[23]認(rèn)為胎盤植入對(duì)胎盤絨毛的氧合功能沒(méi)有明顯損害，這可能跟其組織學(xué)上血管增生有關(guān)。Ingram 等[26]發(fā)現(xiàn)OE-MRI 中?R1 與胎齡呈顯著負(fù)相關(guān)，F(xiàn)GR 的?R1 顯著降低，嚴(yán)重FGR 可以通過(guò)測(cè)定R1、R2*和ΔPO2來(lái)量化評(píng)估胎盤的氧合功能。Luo 等[27]提出以氧達(dá)峰時(shí)間（TTP）來(lái)定量評(píng)估胎盤氧合能力及胎兒預(yù)后。而Turk 等[28]提出調(diào)整MRI 時(shí)間序列，改善胎盤和胎兒器官的時(shí)空定位來(lái)更精確地定量研究胎盤功能。經(jīng)過(guò)研究，Sinding 等[29]認(rèn)為妊娠合并胎盤功能障礙的高氧?bold反應(yīng)可能僅僅反映基線條件（包括血氧和組織形態(tài)）的改變。不可否認(rèn)BOLD-f MRI 與OE-MRI 作為一種無(wú)創(chuàng)量化評(píng)估胎盤氧化功能的新技術(shù)，在評(píng)估胎盤氧化功能及胎兒宮內(nèi)發(fā)育遲緩有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

8 磁共振波譜（MRS）技術(shù)

MRS 是根據(jù)化學(xué)位移原理，通過(guò)對(duì)某一化學(xué)基團(tuán)的氫質(zhì)子進(jìn)行頻率采樣而獲得特定的頻率波峰變化譜線的技術(shù)，可以反映該化學(xué)基團(tuán)的組織代謝、生化改變以及對(duì)其濃度進(jìn)行定量分析。由于氫質(zhì)子這種化學(xué)位移產(chǎn)生的共振頻率異常輕微，所以對(duì)主磁場(chǎng)均勻性和系統(tǒng)信噪比要求很高，同時(shí)由于需要重復(fù)掃描來(lái)滿足信號(hào)采集要求，導(dǎo)致掃描時(shí)間延長(zhǎng)，所以一定程度上限制了MRS 在臨床中的應(yīng)用。Denison 等[30]利用1H-MRS 發(fā)現(xiàn)IUGR組胎盤細(xì)胞代謝減低。而13C-MRS 亦有進(jìn)行類似研究[31]。Sohlberg 等[32]運(yùn)用31P-MRS 研究發(fā)現(xiàn)早發(fā)先兆子癇和正常孕晚期胎盤中有更多細(xì)胞凋亡。這些研究都體現(xiàn)了MRS 用于診斷胎盤代謝功能的價(jià)值。

綜上所述，胎盤是短暫卻至關(guān)重要的器官，胎兒完全依賴胎盤存活，胎盤功能障礙直接影響胎兒生長(zhǎng)發(fā)育。近年來(lái)，隨著磁共振新技術(shù)不斷的開(kāi)發(fā)、發(fā)展和改進(jìn)以及新型對(duì)比劑的研發(fā)、改良和應(yīng)用，相信未來(lái)磁共振功能成像技術(shù)在胎盤功能評(píng)估中的應(yīng)用將更加廣泛。