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《华中科技大学》 2009年
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胎儿功能性磁共振成像研究

孙子燕  
【摘要】: 第一部分胎儿脑单体素氢质子波谱成像的可行性研究 目的结合磁共振动态成像探讨胎儿脑单体素磁共振波谱成像的可行性。材料和方法50例20—40孕周的胎儿按羊水量的多少分为三组(羊水量多组6例、正常羊水量组21例和羊水量少组23例),磁共振电影动态成像采用SSFSE矢状面观察胎儿头部运动,磁共振波谱成像在胎儿三个正交平面定位基础上使用单体素点分辨波谱(PRESS)序列行单体素磁共振波谱采集(TE=144ms),MRS采集使用呼吸触发技术。结果羊水量多组、正常羊水量组和羊水量少组的羊水指数分别为(8.0±0.7)cm、正常羊水量组和羊水量过少组的羊水指数分别为(5.7±1.4)cm和(3.8±1.4)cm,其差异有统计学意义(F=17.95,P<0.001),羊水过多组胎儿运动频繁,MR电影成像可以观察胎儿身体多部位的翻转、伸展和转头,磁共振波谱采集分辨力较低,代谢物在谱线上成锯齿状分裂的峰,波谱成功率为0(0/6),羊水量正常组胎儿头部运动减少,磁共振波谱采集分辨力较低,代谢物在谱线上可以分辨,但是有明显的噪声,波谱成功率为42.58%(9/21),羊水过少组胎头活动明显受限,磁共振波谱采集成功率高,代谢物在谱线上分辨率高.波谱成功率为95.65%(22/23),正常羊水量组和羊水量少组成功率差异有显著性意义(X~2=4.21,P<0.05)。结论胎儿脑氢质子波谱成像是可行的,在胎儿正常脑发育和疾病的诊断方面有重要的价值。 第二部分正常胎儿脑发育的磁共振波谱成像研究 目的探讨正常胎儿脑发育代谢物水平的变化。方法选取35例符合纳入标准的孕妇,其中中期妊娠12例,晚期妊娠23例,孕周20周~40周,平均孕周34.6周。超声检查后1-2天内使用单次激发快速自旋回波序列(SSFSE)行胎儿颅脑常规MR扫描,扫描平面包括胎儿脑轴面、冠状面和矢状面。在胎儿脑三个正交平面定位的基础上以基底节和半卵圆中心为兴趣区(VOI)分别使用呼吸触发技术,采用定点分辨波谱序列(PRESS)行单体素~1H MRS扫描,(TE分别为144ms和35ms)。MRS测量值由机器自动给出,所测定的代谢产物包括N-乙酰基天门冬氨酸(NAA)、胆碱复合物(Cho)、肌酸复合物(Cr)、肌醇(mI)、谷氨酸及谷氨酰胺(Glx)等,其他参数包括均方根噪声(RMS noise)和肌酸信号噪声比(Cr SNR)。选取与研究组各孕周段匹配的16例正常胎儿作对照。结果正常胎儿的头围,双顶径线、腹围、股骨长与对照组差异无统计学意义,脑部MRI和产后检查未发现异常,TE=144ms时,胎儿脑MRS可以检测出三个主要波峰,分别为Cho峰,位于3.2ppm,Cr峰,位于3.0ppm,NAA峰,位于2.02ppm。Cho峰为第一高峰,孕34周前,Cr峰为第二高峰,孕34周后,NAA峰为第二高峰,和出生后新生儿波谱类似,NAA峰在孕22周已经可以辨别,乳酸峰不能检测出或较低平,MI峰也可检测出,位于3.56ppm;TE=35ms,可以检测到Cho峰、Cr峰、MI峰、NAA峰和谷氨酸及谷氨酰胺峰(Glx)。随着孕周的增加,TE=144时,NAA/S增加(P=0.007,r~2=0.20),Cho/S减小(P=0.005,r~2=0.22),Cr/S随孕周变化不明显(P=0.96,r~2=0.001).TE=35ms时,NAA/S增加(P=0.05,r~2=0.21),Cho/S减小(P=0.014,r~2=0.17),MI峰减小(P=0.045,r~2=0.12),Cr/S随孕周变化不明显(P=0.2,r~2=0.049)。 第三部分正常胎儿脑发育的MRI和DTI研究 目的联合应用单次激发自旋回波序列和扩散张量成像观察正常胎儿脑发育表现。方法应用SSFSE序列和扩散张量成像检查17例20~39孕周的宫内正常胎儿大脑。根据胎龄评估脑回的成熟度、灰白质的分层情况、于ADC图和FA图测量不同部位脑组织平均扩散度和部分各向异性值,并对其进行统计分析。结果(1)胎儿20~23周时,脑结构形态基本形成,此孕周段可见大脑呈典型的5层结构,24~27孕周的胎儿呈典型的3层结构。27孕周后仅存留2层结构。(2)20周左右皮层光滑、外侧裂可见,随着胎龄的增加,皮层迂曲、内凹、脑回逐渐形成,随之脑沟也形成加深,30周左右脑回、脑沟比较明显。(3)额叶、枕叶脑白质和基底节ADC平均值分别是1.83±0.3μm~2/ms,1.75±0.1μm~2/ms和1.65±0.1μm~2/ms,脑脊液的平均ADC值是2.9±0.6μm~2/ms。基底节和额叶、枕叶脑白质平均ADC差异有统计学意义。额叶、枕叶和基底节平均ADC值随年龄增加而降低,与年龄呈线性负相关。(4)孕20周可以追踪到感觉运动纤维,位于脑室旁,定位于中间带区,随着孕周增加,双侧内囊后肢的感觉运动纤维可以清楚显示,呈头尾方向。孕20周以后可以追踪到胼胝体膝部和压部白质纤维,内囊后肢的FA值随孕周增加而增大。结论联合SSFSE序列和DTI成像可以准确全面评价胎儿大脑实质随着孕龄发育成熟过程中的变化规律。 第四部分胎儿三维磁共振成像研究 目的探讨三维磁共振成像在显示胎儿正常和异常结构方面的临床应用价值。方法50例超声诊断或怀疑胎儿先天畸形的孕妇行胎儿MRI,年龄21~32岁,平均25.4岁,胎龄20~38周,平均28.6周。MR成像采用单次激发快速自旋回波序列(SSFSE),在孕妇腹部三平面定位基础上常规行胎儿颅脑和胸腹部轴面,冠状面和矢状面扫描,41例使用三维快速成像稳态进动序列(3D—FIESTA)行胎儿三维成像。9例使用三维扰相梯度回波序列(3D-FSPGR)序列行胎儿结肠三维成像,图像传输到工作站进行三维图像后处理。MRI检查于超声检查后1~2天进行,MRI检查后对胎儿进行尸检和随访观察。二维及三维超声和MR图像分别由两位超声科医师和两位放射科医师采用双盲法进行分析。结果经过尸检和随访发现胎儿畸形58例,其中单发畸形为44例,4例为2处畸形,2例为3处畸形,(其中无脑畸形8例,脑膜脑膨出3例,小头畸形1例,颈部囊性淋巴管瘤9例,联体双胎4例,先天性膈疝5例,先天性巨结肠4例,脐膨出6例,A腹裂畸形4例,体蒂异常1例,马蹄内翻足5例),3D-US检查真阳性率为89.66%(52/58),特异性为98.11%(52/53),3D-MRI检查真阳性率为93.10%(54/58),特异性为98.18%,两者差异无统计学意义。但三维磁共振成像视野大,组织分辨率高,可以多平面观察胎儿表面结构和胎儿病变。讨论三维MRI可以清楚地对胎儿表面结构进行表面重建,能直观显示感兴趣结构的表面特征、立体形态和体表结构间的位置关系,可以作为二维成像的重要补充,尤其对于那些超声无法确诊或模棱两可的病例,在诊断方法上是一种有效的补充。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:R445.2;R714.5

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