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,胎盤MRI 技術逐漸得到認可,而MRI 胎盤功能的評估價值也逐步提高。以下針對磁共振各功能成像技術在胎盤中的應用及進展進行逐一闡述。
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、反方向的兩個等擴散敏感梯度場的作用下產(chǎn)生失相位而信號衰減的原理,從而能夠檢測水分子擴散運動的MRI 技術。由于該衰減信號還包含了其他運動形式、梯度場影響以及混雜了T2 穿透效應等因素的影響。所以實用性以表觀擴散系數(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,與胎兒體重呈線性相關。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。
DTI 是在 DWI 基礎上,同時施加三對(或三對以上)非線性方向的擴散梯度場來獲取圖像,用于反映組織擴散系數(shù)的各向異性。Javor 等[3]認為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、擴散和限制作用結(jié)合到一個單獨的腔室中,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)復雜的胎盤擴散信息。
體素內(nèi)不相干運動(IVIM)成像技術是在傳統(tǒng) DWI 基礎上,采用雙指數(shù)模型,在體素水平分離水分子擴散和毛細血管微循環(huán)灌注兩種因素所獲得的DWI 影像,可以反映體素內(nèi)信號衰減與擴散敏感系數(shù)(b 值)的關系。IVIM 通過慢擴散系數(shù)(D)、快擴散系數(shù)(D*)和 灌注分數(shù)(f)三個定量參數(shù)來表達生物體水分子的擴散和血液的微循環(huán)灌注這兩種運動現(xiàn)象。由于胎盤同時含有大量的血液及豐富的血流灌注,故IVIM 非常適合用評價其功能狀態(tài)。Jakab等[4]利用IVIM測得平均胎盤f值為29%。Siauve等[1]認為胎盤f 值與胎齡呈二次方相關,與胎兒體重呈線性相關。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,反映整個妊娠期胎盤微結(jié)構(gòu)的變化[9]。
DCE是采用T1 加權成像序列,獲取感興趣區(qū)對比劑流入、流出過程的信號變化信息,通過藥物動力學模型和濃度-時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。Drobyshevsky 等[10]認為最陡斜率的DCE-MRI 方法是評估胎盤灌注簡單、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]認為補充維生素C 可以減輕產(chǎn)前尼古丁暴露對胎盤血流動力學和發(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除了運用于評估胎盤灌注功能外,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?shù)闹委煕Q策[15]。
化學交換飽和轉(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記質(zhì)子(例如葡萄糖),隨后這種飽和質(zhì)子通過交換轉(zhuǎn)移到水質(zhì)子中,由不飽和質(zhì)子取代。如此反復,導致水信號強度的降低。與1H-MRS 相比,CEST-MRI 可以將低濃度代謝物的信號放大102 至106 倍。DGE-MRI 是基于其原理,在對靜脈注射葡萄糖后,測量其信號的時間分辨率變化,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)運和代謝動力學方面的信息。Wu 等[16]運用無毒且可生物降解的對比劑(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比度顯著降低。相信不久的將來,該技術會運用于臨床研究中,其臨床價值將得以體現(xiàn)。
ASL 是利用自旋標記動脈血液質(zhì)子引起組織信號衰減得到標記圖像,并與未標記圖像對比到差值像。根據(jù)標記脈沖的方式不同可分為:連續(xù)ASL(CASL)、脈沖ASL(PASL)、偽/準連續(xù)ASL(pCASL)及流速選擇ASL(VSASL)。Derwig 等[5]運用由PASL 演變而來的血流敏感交替反轉(zhuǎn)恢復ASL(ASL‐FAIR)技術研究發(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]認為pCASL 比ASL-FAIR 具有更高的信噪比(SNR),并可以檢測出胎盤的動脈血液路徑。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)成像技術的方法,無創(chuàng)性同步量化評估孕婦胎盤血流(PBF)和動脈運輸時間(ATT)。Zun 等[17]認為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,而在VSASL 能顯示胎盤小葉內(nèi)、外區(qū)高ASL信號,所以VSASL 可以覆蓋整個胎盤,并顯示出比PCASL更高的灌注測量值,獲得更高的SNR;研究證明使用兩個不同標記位置PCASL 測量的表觀胎盤灌注僅為VSASL 的16%和9%,而且VSASL 具有高度可重復性,變異系數(shù)僅為3.5%。所以只有使用VSASL 才能實現(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)患者的胎盤灌注會升高。此外,ASL-MRI 還被用于評估妊娠稽留產(chǎn)物(RPOC),并對其治療后反應進行視覺和半定量評價[20]。ASL 在胎盤中有廣闊的應用前景,但場強要求高、掃描速度慢、信噪比較低及無法獲取組織灌注血容量參數(shù)等不足因素,導致其在臨床應用中有諸多限制。
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)源性對比劑,采用T2 或T2*成像,以達到反映人體血氧代謝活動目的技術。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。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]認為BOLD-f MRI 可以無創(chuàng)性量化分析胎盤對氧化反應的血流動力學機制。包雨微等[23]認為當孕婦高氧狀態(tài)會引起胎盤氧分壓增高,進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。當孕婦出現(xiàn)急性高碳酸血癥時,胎盤氧化水平顯著下降[24]。而妊娠早期乙醇暴露亦會顯著降低妊娠晚期胎盤灌注[25]。有趣的是,包雨微等[23]認為胎盤植入對胎盤絨毛的氧合功能沒有明顯損害,這可能跟其組織學上血管增生有關。Ingram 等[26]發(fā)現(xiàn)OE-MRI 中?R1 與胎齡呈顯著負相關,F(xiàn)GR 的?R1 顯著降低,嚴重FGR 可以通過測定R1、R2*和ΔPO2來量化評估胎盤的氧合功能。Luo 等[27]提出以氧達峰時間(TTP)來定量評估胎盤氧合能力及胎兒預后。而Turk 等[28]提出調(diào)整MRI 時間序列,改善胎盤和胎兒器官的時空定位來更精確地定量研究胎盤功能。經(jīng)過研究,Sinding 等[29]認為妊娠合并胎盤功能障礙的高氧?bold反應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BOLD-f MRI 與OE-MRI 作為一種無創(chuàng)量化評估胎盤氧化功能的新技術,在評估胎盤氧化功能及胎兒宮內(nèi)發(fā)育遲緩有獨特優(yōu)勢。
MRS 是根據(jù)化學位移原理,通過對某一化學基團的氫質(zhì)子進行頻率采樣而獲得特定的頻率波峰變化譜線的技術,可以反映該化學基團的組織代謝、生化改變以及對其濃度進行定量分析。由于氫質(zhì)子這種化學位移產(chǎn)生的共振頻率異常輕微,所以對主磁場均勻性和系統(tǒng)信噪比要求很高,同時由于需要重復掃描來滿足信號采集要求,導致掃描時間延長,所以一定程度上限制了MRS 在臨床中的應用。Denison 等[30]利用1H-MRS 發(fā)現(xiàn)IUGR組胎盤細胞代謝減低。而13C-MRS 亦有進行類似研究[31]。Sohlberg 等[32]運用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值。
綜上所述,胎盤是短暫卻至關重要的器官,胎兒完全依賴胎盤存活,胎盤功能障礙直接影響胎兒生長發(fā)育。近年來,隨著磁共振新技術不斷的開發(fā)、發(fā)展和改進以及新型對比劑的研發(fā)、改良和應用,相信未來磁共振功能成像技術在胎盤功能評估中的應用將更加廣泛。