比较超声和MRI评估正常胎儿胸廓发育

连细华，吕国荣,2*，黄 芳

(1.福建医科大学附属第二医院超声科，3.放射科，福建 泉州 362000；2.福建省泉州医学高等专科学校 母婴健康服务应用技术协同创新中心，福建 泉州 362000)

在胚胎和胎儿时期，胸廓结构正常发育是新生儿自主呼吸的重要基础。胎儿胸廓主要由骨性胸廓和胸廓内脏器构成，骨性胸廓是由胸椎、肋骨、胸骨借关节及软骨连接组成的上小下大形如倒置漏斗的腔隙，而胸廓内脏器主要有心、肺及气管等[1]。先天性胸廓畸形包括骨性胸廓畸形和胸廓内脏器畸形，任何一种畸形均可影响胎儿生命。目前鲜见有关超声和MRI评估胎儿胸廓发育的对比研究。本研究采用超声和MRI测量并对比分析胎儿胸廓横径、前后径、面积及胸围、胸廓体积及肺体积。

1 资料与方法

1.1 一般资料 随机选取2015年1—6月在福建医科大学附属第二医院接受产前超声检查的30名孕妇，孕龄20～35周，平均(26.1±3.5)周。纳入标准：①单胎妊娠，超声检查发现胎儿颅脑疾病，未见其他异常；②孕妇平素月经周期规律，身体健康，无吸烟、嗜酒史，孕前3个月内无服药史及放射线接触史；③胎儿超声孕龄与实际孕龄相符。排除标准：①多胎妊娠；②胎儿有先天性胸廓疾病。于常规超声检查后48 h内行胎儿MR检查。孕妇均知情同意并签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 超声检查：采用GE Voluson E8彩色多普勒超声诊断仪，三维超声容积探头，频率4～8 MHz。嘱孕妇仰卧或侧卧，首先对胎儿进行常规超声扫查以明确胎位，并测量双顶径，估算胎龄，确定胎儿除颅脑疾病外未见其他异常；后在胎儿安静状态下，取心脏四腔心切面(心尖部朝向探头)，使取样框覆盖整个胸腔，根据孕周调节容积扫描角度(45°～85°)，置最高质量低速模式(max模式)，嘱孕妇屏气，启动三维自动扫描，储存图像。

MR检查：采用GE HDxt 1.5T超导MR扫描仪，相控阵体部线圈。嘱孕妇仰卧，足先进，在孕妇腹盆腔三平面定位像基础上行胎儿胸廓轴位、冠状位、矢状位扫描，扫描范围包括整个胎儿胸廓。采用单次激发快速自旋回波序列(TR 4 000 ms、TE 230 ms)及快速稳态进动采集序列(TR 3.6 ms、TE 1.8 ms)，FOV 40 cm×40 cm，层厚6 mm，层距3 mm，每次检查时间均<30 min。

1.3 参数测量方法 由2名具有3年以上诊断经验的医师采用盲法独立测量各指标，连续测量3次，取平均值。每名医师两次测量间隔10 min。于MRI及声像图中选取胎儿心脏四腔心切面，测量脊柱前缘与胸骨后缘间的垂直距离为胸廓前后径(图1)，于双侧侧胸部肋骨内缘距离最宽处，取1条与胸廓前后径垂直的直线，为胸廓横径(图1)；沿肋骨、胸骨、脊柱内缘手动描记1圈，以所描记范围的面积为胸廓面积(图2)，沿肋骨、胸骨、脊柱外缘手动描记1圈，所描记范围的周长为胸围(图3)。

测量肺体积和胸廓体积：①超声测量，在声像图上，采用三维超声VOCAL技术，选择横断面(A平面)为初始断面，旋转角度为15°，沿肋骨、脊柱、胸骨内缘和膈肌上缘手动描记相应12个切面的胸廓轮廓，系统自动获得胎儿胸廓形态的三维重建及体积值(图4)；沿肺外缘手动描记相应12个切面的肺轮廓，系统自动获得胎儿肺形态的三维重建及体积值(图5)；②MR测量，采用GE AW 4.3的3D Volume软件，在胎儿胸廓长轴平面上，从肺尖平面开始至双侧肋膈角平面结束，沿肋骨、脊柱、胸骨内缘和膈肌上缘逐层进行手动描记，系统自动获得胎儿胸廓形态的三维重建及体积值(图6)，沿肺外缘进行逐层手动描记，系统自动获得胎儿肺形态的三维重建及体积值(图7)。

1.4 统计学分析 采用 SPSS 17.0统计分析软件。以组内相关系数(intraclass correlation coefficient,ICC)和Bland-Altman图分析同一医师及不同医师间测量结果的可重复性和一致性。采用Pearson相关分析观察超声与MRI测量胎儿肺体积和胸廓体积的相关性。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

30胎胎儿均获得满意的胸廓超声声像图及MR图像。

2.1 可重复性检验 同一医师及不同医师超声测量的胎儿胸廓横径、前后径、面积、胸围的ICC值均高于MRI，而MRI测量胎儿胸廓体积和肺体积的ICC值均高于超声；同一医师超声测量胎儿胸廓横径的可重复性最好[ICC=0.996 4，95%CI(0.992 5，0.998 3)]，见表1。

图1 胸廓横径和前后径的测量 A.超声;B.MRI 图2 胸廓面积的测量 A.超声;B.MRI 图3 胸围的测量 A.超声;B.MRI

2.2 一致性检验 同一医师及不同医师，超声测量胎儿胸廓横径、前后径、面积、胸围的95%一致性界限宽度均较MRI窄，而MRI测量胎儿胸廓体积和肺体积的95%一致性界限宽度均较超声窄；同一医师利用超声测量胎儿胸廓横径的一致性最好[界限宽度-0.004 7±0.057 3，95%CI(-0.026 1，0.016 7)]，见表2。

2.3 超声与MRI测量的相关性分析 超声测量胎儿肺体积和胸廓体积与MRI测量值呈正相关(r=0.915、0.957，P均<0.001)。

3 讨论

胚胎发育易受外界各种因素的影响，导致胎儿在发育过程中出现形态、结构、生理功能等异常。目前超声和MR是临床筛查胎儿畸形的主要手段。产前超声是筛查胎儿畸形的首选方法，具有经济、无创、无辐射、可动态观察等优势，但测量结果与操作者经验有关，且常受孕妇腹壁脂肪厚度、胎儿胎位、羊水量及骨骼衰减等因素的影响。随着MRI逐渐用于检查胎儿各种结构异常，并大大弥补了超声检查的不足，在产前诊断胎儿畸形中起到重要的补充作用。Hubbard[2]指出，先天性胎儿胸廓畸形比较罕见，而MRI是辅助产前超声诊断胎儿胸部畸形的重要工具，且鲜见MR检查影响胎儿生长发育的报道，但MRI受胎儿活动影响较大，较超声昂贵，目前不能被患者普遍接受[3]。

表1 胎儿胸廓指标在同一医师及不同医师间测量的ICC值(95%CI)

表2 胎儿胸廓指标在同一医师及不同医师间的Bland-Altman分析95%一致性界限(95%CI)

图4 超声胸廓体积的测量 图5 超声肺体积的测量

图6 MRI胸廓体积的测量 图7 MRI肺体积的测量

Kul等[4]将超声和MR检出的胎儿畸形与出生后物理检查、影像学检查及手术结果进行对比，发现MRI对先天性胎儿畸形的总检出率为84.7%，明显高于超声(53.0%)，且在先天性胸廓畸形方面，MRI检出超声难以诊断的先天性膈疝。有学者[3]认为联合应用超声和MRI可提高胎儿畸形的诊断率，尤其在超声检查发现异常的情况下，加行MRI可以协助诊断并判断预后。

作为一种新的三维技术，三维超声VOCAL技术已广泛用于临床诊断的各领域。本研究采用三维超声VOCAL技术测量胎儿肺体积和胸廓体积。笔者前期研究[5]利用超声建立了不同孕周胎儿的胸廓横径、前后径、面积及胸围、胸廓体积、肺体积的正常值范围，发现正常胎儿胸廓各指标均随孕周增加而增加，且相关性较高，故三维超声VOCAL技术测量胎儿胸廓指标具有较高可信度，且与二维超声相比，更有助于鉴别胎儿胸廓畸形类型。陈骊珠等[6]研究证明，与二维超声比较，三维超声VOCAL技术可重复性好，测量容积的误差更小，系统偏倚也较小，其测量的体积与实际体积相关性好。与三维超声平行面积法比较，三维超声VOCAL技术测量体积耗时少，且可较精确、方便地测量不规则脏器的体积。凌乐文等[7]采用三维超声VOCAL技术测量了胎儿肺、甲状腺、脾脏等脏器的体积。

MRI在测量胎儿脏器体积方面的应用越来越广泛。本研究采用超声和MRI测量30胎胎儿的胸廓横径、前后径、面积及胸围、胸廓体积和肺体积，发现无论是同一医师还是不同医师，超声测量胎儿胸廓横径、前后径、面积、胸围等二维数据时，可重复性和一致性均高于MRI，这可能是因为超声较MRI更容易获得标准的胎儿心脏四腔心切面，且在测量二维数据时，胎儿心脏四腔心切面的声像图较MRI更大、更直观，在机器上测量也更加方便。而测量胎儿胸廓体积和肺体积时，MRI的可重复性和一致性均高于超声，可能因利用三维超声VOCAL技术旋转测量的过程中，受孕妇腹壁脂肪、羊水量及肋骨衰减等因素影响，膈肌在某些旋转面上显示不清晰，在确定胸廓下界时误差较大，而MRI软组织分辨率高，能在各切面清晰显示膈肌，且MRI测量胸廓及肺体积时对胎位要求不高，于任何胎位下均可获得胎儿胸廓长轴位、冠状位及矢状位图像。多数关于胎儿的MRI研究[8]中，图像层厚5～6 mm，层间距0～1 mm，而本研究图像层厚6 mm，但层间距为-3 mm，即图像实际层厚为3 mm，使得胸廓长轴面上每个切面层厚更薄，测量胸廓和肺的总体积更加准确。

综上所述，超声和MRI评价胎儿胸廓发育情况可靠性较高。超声在测量胸廓二维指标时具有更高的可重复性和一致性，而在测量胸廓三维体积时虽然其可重复性和一致性较MRI低，但两者有高度相关性。目前筛查胎儿畸形仍以超声检查为主，必要时应联合应用MRI，可以提高胎儿畸形的检出率。