单次激发快速自旋回波厚层重水序列在胎儿肺部发育畸形诊断中的应用

李鸿恩，吕培锋，李悦龙，曾益辉，张嫣，杨朝湘

广东省妇幼保健院放射科，广东 广州 511400； *通信作者 杨朝湘 yangchaoxiang@sina.com

胎儿肺发育良好是决定胎儿出生后能够成活的重要因素[1]。胎儿肺在发育中充满分泌液及吸入的羊水，孕早期胎肺相比周围羊水呈略低信号，孕晚期随着肺泡液分泌增多而信号增强，在T2WI呈高信号。其信号特征在评价肺成熟度方面有一定作用，肺未发育或发育不良及其他并发症是新生儿死亡的主要原因之一[2]。因此产前能否准确判断胎儿肺部发育疾病尤为重要。目前胎儿MRI序列主要采用常规快速序列如单次激发快速自旋回波（single-shot fast spin-echo，SSFSE）、快速成像稳态采集（fast imaging employing steady-state acquisition，FIESTA）、快速反转恢复运动抑制（fast inversion recovery motion insensitive，FIRM）、扩散加权成像（DWI）[3-5]，对于单次激发快速自旋回波厚层重水序列（single-shot fast spin-echo thick slab，SSFSE Thick Slab）的应用和报道较少。SSFSE Thick Slab序列是Brugger等[6]于2006年在常规胎儿序列基础上改进的重T2加权单激发序列，在显示整个胎儿、体表结构及四肢、胎儿比例评估方面有重要作用。本研究采用常规胎儿快速序列和SSFSE Thick Slab序列扫描，旨在探讨SSFSE Thick Slab序列在胎儿肺部发育畸形中的诊断价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象 前瞻性收集2019年1月—2020年6月经广东省妇幼保健院超声检查诊断或可疑胎儿肺部发育异常的孕妇，均在超声检查后1 d内行MRI检查。纳入标准：病例均经引产、生后证实或电话随访，超声及MRI图像资料齐全。排除标准：存在幽闭恐惧症或其他原因难以完成MRI，以及资料不全。共纳入110例孕妇，均为单胎妊娠，孕妇年龄24～44岁，平均（27.2±4.7）岁，孕周22～37周，平均（28.2±3.4）周。孕妇均签署知情同意书，本研究通过本院伦理委员会审批。

1.2 仪器及方法 采用GE 1.5T超导MR机，机型为MR355，8通道体部相控阵线圈。孕妇取仰卧位或侧卧位，足先进，两手置于胸前不交叉。应用胎儿常规快速扫描序列SSFSE、FIESTA、FIRM、DWI及SSFSE Thick Slab序列对胎儿肺部进行横、冠、矢三平面扫描，扫描范围从肺尖至肋膈角下缘，参数见表1。

表1 SSFSE、FIESTA、FIRM、DWI及SSFSE Thick Slab序列参数

1.3 特异性吸收率（specific absorption rate，SAR）值记录扫描时机器上自动显示的peak SAR值，进行数据分析。

1.4 统计学方法 采用SPSS 23.0软件。计量资料以±s表示，采用方差分析比较SSFSE Thick Slab序列与常规序列SAR值的差异，组间两两比较采用LSD-t检验；计数资料以频数表示，采用χ2检验比较SSFSE Thick Slab序列与常规序列对胎儿肺部病变的诊断效能；以病理结果为“金标准”，计算MRI诊断胎儿肺部病变的敏感度、特异度、准确度、阳性预测值和阴性预测值；P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 病理及随访结果比较 110个胎儿MRI肺部检查中，82个经引产后手术病理或产后临床复查证实，8个随访证实出生后儿童健康，11个因随访失联而无法证实，9个引产未尸解而无法证实。在82个病理或产后复查确诊病例中，支气管肺隔离症（bronchopulmonary sequestration，BPS）12例[MRI正确诊断11例（图1），误诊为先天性肺气道畸形（congenital pulmonary airway malformation，CPAM）1例]；CPAM 59例（MRI正确诊断58例，误诊为BPS 1例）（图2）；先天性肺过度膨胀4例（MRI正确诊断1例，误诊为CPAM 3例）（图3）；支气管源性囊肿2例（MRI正确诊断2例）（图4）；肺发育不全1例（MRI正确诊断1例）（图5）；CPAM合并BPS 3例（MRI正确诊断3例）；支气管源性囊肿合并先天性肺过度膨胀1例（MRI正确诊断1例）（图6）。8个随访证实儿童健康病例中，MRI诊断CPAM 7例，BPS 1例。

图1 女，孕27周，胎儿右肺下叶BPS。A：SSFSE Thick Slab序列冠状面示T2WI呈高信号，可见自腹主动脉右壁发出供血血管（箭）；B：SSFSE序列横断位图像，右肺下叶可见团片状异常信号影，T2WI呈高信号（箭）；C：FIESTA序列横断位图像，T2WI呈高信号（箭）；D：FIRM序列横断位图像，T1WI呈低信号（箭）；E：DWI序列横断位图像，DWI呈稍高信号（箭）

图2 女，孕26周，胎儿右下肺CPAM。SSFSE Thick Slab序列横断面示T2WI呈高信号，可见小囊泡状影（箭）

图3 女，孕25周，胎儿左肺先天性肺过度膨胀，SSFSE Thick Slab序列冠状面示T2WI呈高信号，其间可见横向粗条形分隔样低信号，肺组织信号正常（箭）

图4 女，孕29周，胎儿右上纵隔支气管源性囊肿。SSFSE Thick Slab序列横断面示右上纵隔近气管隆嵴处可见一类圆形囊性信号影，界清，与气管和气管分叉关系密切（箭）

图5 女，孕28周，胎儿双肺发育不全。SSFSE Thick Slab序列横断面示双肺体积较小，双肺容积仅约9.62 ml，双肺血管纹理正常（箭）

图6 女，孕27周，胎儿左肺支气管源性囊肿伴左上肺先天性肺气肿。SSFSE Thick Slab序列横断面示左上肺体积膨大并呈T2信号增高改变，左肺门侧可见一类圆形囊腔状更长T2信号影，边界清晰（箭）

2.2 SSFSE Thick Slab序列与常规序列对胎儿肺部病变诊断分析 在82个经引产后手术病理或产后临床复查证实、8个随访证实出生后健康儿童中，由胎儿常规序列（SSFSE、FIESTA、FIRM、DWI）诊断确定66例，不确定24例，不确定病例分别为BPS 3例，CPAM 19例，CPAM合并BPS 2例。由胎儿常规序列结合SSFSE Thick Slab序列诊断确定77例，不确定13例，不确定病例分别为BPS 2例，CPAM 10例，CPAM合并BPS 1例。两组比较，差异有统计学意义（χ2=4.116，P=0.042）。

2.3 MRI对胎儿肺部病变的诊断效能 以病理结果为“金标准”，MRI诊断胎儿肺部病变的敏感度为93.9%（77/82），特异度为0（0/8），准确度为85.6%（77/90），阳性预测值为90.1%（77/85），阴性预测值为0（0/5）。

2.4 SAR值比较 110个检查中SSFSE、FIESTA、FIRM、DWI及SSFSE Thick Slab序列SAR值分别为（0.45±0.08）、（1.12±0.05）、（0.02±0.01）、（0.20±0.02）和（0.63±0.05）W/kg。各序列间SAR值差异有统计学意义（F=8.532，P＜0.001），两两比较差异均有统计学意义（P均＜0.001）。

3 讨论

胎儿肺部的发育、生化和结构成熟度是决定胎儿出生后能否存活的重要决定因素。产前超声是评估胎儿的首选筛查方法，能准确筛查出部分胎儿肺部异常[7-8]，但超声容易受羊水、胎儿肋骨及体位的影响。MRI因多平面、多序列成像、大视野成像、软组织分辨率高、不受羊水、肋骨及体位影响、能较好地显示胎儿肺部正常解剖结构及异常病灶细节等优势[9]，已成为超声检查的重要补充。目前胎儿MRI可准确测量胎儿肺容积[10]，磁共振波谱功能成像能定量检测胎儿肺胆碱化合物成分评估胎肺成熟度，因此MRI常应用于复杂性胎儿肺部发育畸形诊断。胎儿肺部在发育过程中充满分泌液及羊水，在MRI图像上T2WI呈高信号，SSFSE Thick Slab序列因TE时间长，T2权重大，能增强显示胎儿肺部液体组织及肺部病灶情况，含水组织丰富的病灶在SSFSE Thick Slab序列中呈特征性的高信号，能清晰显示正常肺组织与病灶形态及边界。

3.1 SSFSE Thick Slab序列的原理及特点 SSFSE Thick Slab属于快速自旋回波序列的衍生序列，是在1次90°脉冲激发后，利用连续的180°聚焦脉冲采集填充K空间所需要的所有回波信号，有时也利用150°聚焦脉冲替代180°聚焦脉冲以缩短时间，由于能快速采集原始数据，大量采用180°聚焦脉冲，产生磁化传递作用及T2滤过效应，具有扫描速度快、图像信号强、分辨率高、对运动伪影不敏感等优势。该序列TR特别长，能得到重T2加权，除水组织外其他信号衰减明显，含水较多组织显示较好[11]。本研究主要采用适当增加层厚（5 mm）（提高图像信噪比，减少流动液体信号强度，但降低了空间分辨率）及单激发采集模式（扫描速度快），将序列改成长TE（800 ms），能提供更好的胎儿肺部组织内部结构。SSFSE Thick Slab序列背景图像几乎完全被抑制，仅显示病灶区，具有很强的组织对比度。本研究所采用常规序列+SSFSE Thick Slab序列联合扫描较常规序列组确定病例从66例升至77例，不确定病例从24例降至13例，有显著差异，表明胎儿SSFSE Thick Slab序列作为常规序列的补充，对于胎儿肺部病变诊断有一定意义，能提高病变诊断可靠性。该序列的劣势在于序列回波链长，容易导致图像模糊效应增加，软组织信号过于衰减而造成图像信噪比低[12]。

3.2 SSFSE Thick Slab序列在胎儿肺部发育畸形疾病中的表现 胎儿肺内充满液体，胎儿在宫腔内呈非呼吸状态。在孕24周以前，胎儿肺实质T2WI信号呈比肌肉稍高的双侧对称信号，在孕24周以后，随着肺泡自身持续分泌及羊水扩张肺的作用下，肺表面活性蛋白增多，肺实质T2WI信号逐步增强，与羊水及脑脊液信号接近。当肺实质信号不均匀或肺组织轮廓不均匀则提示肺内疾病可能。胎儿肺部发育畸形疾病常见如下，①BPS：Pryce[13]研究显示其病理表现为细支气管、肺泡及胸膜下淋巴管的弥漫性扩张，可伴随囊肿，是目前比较公认的理论。BPS在SSFSE Thick Slab序列上表现信号较正常肺组织高的肿块影，边界多清晰。一旦有显示体循环来源的供血血管即可明确诊断[14]，MRI血管影在SSFSE序列上显示为低信号，在FIESTA序列上显示线状高信号[15]，SSFSE Thick Slab序列对病灶的定位及测量更准确，本研究20例BPS胎儿中，SSFSE Thick Slab序列能清晰显示病变肺叶及范围，配合SSFSE及FIESTA序列显示体循环血管供血情况能确诊肺隔离症。②CPAM：病变组织学上以终末支气管过度增生和囊状扩张、缺乏正常肺泡组织结构为特征，在SSFSE Thick Slab序列上表现为不均匀高信号的多囊性肿块，或表现为信号相对均匀的高信号，信号强度明显高于邻近肺组织，稍低于羊水，边界清晰，其内可见短T2WI低信号分隔，占位效应明显纵隔常向对侧移位，常为单侧，95%以上仅限于一叶肺或一段肺，病变较小时也可自行消退[16]，本研究显示7个胎儿期诊断CPAM，出生后随访儿童健康，与文献研究一致[17]。通过评估病变大小、纵隔移位程度、是否胎儿水肿及羊水过多等指标，能预估CPAM预后情况。CPAM与BPS的鉴别点在于供血血管起源不同，CPAM供血血管多起源于肺动脉[18]，BPS供血血管多起源于主动脉。③先天性肺过度膨胀：病理特征为气腔扩大，但无发育不良，肺泡壁无损害，在SSFSE Thick Slab序列上表现病变肺叶信号均匀一致增高，信号较BPS低[19]，其内支气管分支及肺血管走行正常。④支气管源性囊肿：主要表现为从前肠分化沿支气管分支异常发出的芽孢形成的盲囊，在SSFSE Thick Slab序列上表现为类圆形液体样高信号，边清，多发囊肿可显示多房性结构，能确定囊肿的确切位置及与肺实质的关系。其诊断要点主要是判断囊内液体的蛋白含量和病灶定位，SSFSE Thick Slab序列结合FIRM和DWI序列具有重要诊断价值。⑤肺发育不全：表现为肺发育不完善、体积缩小、质量减轻，正式组织学诊断通过尸检测量确诊，MRI及超声只能帮助预测致死及非致死方面的肺发育不全，在SSFSE Thick Slab序列上信号下降，肺体积减小，相应正常肺组织均会减少，造成肺内羊水减少，双侧膈面抬高及心脏旋转上升移位[20]，在双侧胸腔积液情形下可显示“钟形”改变，从而造成胎儿肺内T2信号强度减低。

3.3 本研究的局限性 SSFSE Thick Slab序列软组织信号过分衰减，容易造成实质病灶漏诊，序列扫描时间较胎儿其他常规序列稍长。

3.4 MRI胎儿检查安全性 SAR值定义为单位质量的对象组织吸收的射频能量，研究规定胎儿MRI中SAR值在3.0 W/kg以下。本研究SSFSE Thick Slab序列SAR值为（0.63±0.05）W/kg，常规序列及SSFSE Thick Slab序列110例孕妇的SAR值均在安全值范围内，检查后未发现不良作用，因此MRI是相对安全的。

综上所述，SSFSE Thick Slab序列T2权重非常大，背景组织被抑制，对肺部液体组织显示效果较优，能更好地显示肺部囊性病灶情况，具有很强的组织对比度，结合胎儿常规序列能提高胎儿肺部疾病诊断确定性，可作为胎儿肺部常规序列的补充，对诊断肺部发育畸形、肺部受压等有重要意义。