胎盘磁共振功能成像技术的应用及研究进展

夏建峰

（钦州市第一人民医院 广西 钦州 535000）

以往胎盘疾病影像检查首选超声成像。而近年来，胎盘MRI 技术逐渐得到认可，而MRI 胎盘功能的评估价值也逐步提高。以下针对磁共振各功能成像技术在胎盘中的应用及进展进行逐一阐述。

1 扩散加权成像（DWI）技术

DWI 是利用某一方向上有位移的质子在该方向上人为施加正、反方向的两个等扩散敏感梯度场的作用下产生失相位而信号衰减的原理，从而能够检测水分子扩散运动的MRI 技术。由于该衰减信号还包含了其他运动形式、梯度场影响以及混杂了T2 穿透效应等因素的影响。所以实用性以表观扩散系数（ADC）为最。Siauve 等[1]研究了早、中、晚各孕期胎盘发现全胎盘ADC 值与胎龄呈二次方相关，与胎儿体重呈线性相关。小于胎龄儿（SGA）[1]、中枢神经系统异常胎儿[2]等异常妊娠胎盘ADC 值改变明显。

2 扩散张量成像（DTI）技术

DTI 是在 DWI 基础上，同时施加三对（或三对以上）非线性方向的扩散梯度场来获取图像，用于反映组织扩散系数的各向异性。Javor 等[3]认为DTI 参数可以反映胎盘微观结构改变，能可靠地区分功能性和非功能性胎盘组织。此外，Javor 等[3]发现胎儿宫内生长受限（IUGR）胎盘假定的功能性胎盘组织（PFPT）容量显著减少。由于ADC 和DTI 将灌注、扩散和限制作用结合到一个单独的腔室中，限制了其各向异性，所以并不能完美的反映微观解剖结构复杂的胎盘扩散信息。

3 体素内不相干运动（IVIM）成像技术

体素内不相干运动（IVIM）成像技术是在传统 DWI 基础上,采用双指数模型,在体素水平分离水分子扩散和毛细血管微循环灌注两种因素所获得的DWI 影像，可以反映体素内信号衰减与扩散敏感系数（b 值）的关系。IVIM 通过慢扩散系数（D）、快扩散系数（D*）和 灌注分数（f）三个定量参数来表达生物体水分子的扩散和血液的微循环灌注这两种运动现象。由于胎盘同时含有大量的血液及丰富的血流灌注,故IVIM 非常适合用评价其功能状态。Jakab等[4]利用IVIM测得平均胎盘f值为29%。Siauve等[1]认为胎盘f 值与胎龄呈二次方相关，与胎儿体重呈线性相关。在SGA 妊娠[1,5]和FGR 妊娠[6]中，胎盘f 值均显著降低。类似的，有IUGR 及先兆子痫（PE）的妊娠胎盘f 值显著降低[7]。另外，胎盘f 值在植入型胎盘和粘连型胎盘妇女中减小[8]。子宫壁和绒毛膜板具有普遍的各向异性，所以各向异性IVIM 模型比各向同性IVIM 及ADC、DTI 模型更能描述活体人胎盘弥散MRI 信号，反映整个妊娠期胎盘微结构的变化[9]。

4 动态对比增强（DCE）技术

DCE是采用T1 加权成像序列,获取感兴趣区对比剂流入、流出过程的信号变化信息，通过药物动力学模型和浓度-时间曲线获得通透性参数及灌注参数，用于反映血管通透性及组织灌注情况的技术。Drobyshevsky 等[10]认为最陡斜率的DCE-MRI 方法是评估胎盘灌注简单、可靠而又稳定的方法，但其存在系统性低估胎盘真实灌注的现象，且低估率约为33%。Yadav 等[11]发现在妊娠中期和晚期，胎盘各组成区的灌注率有显著差异。Lo 等[12]认为补充维生素C 可以减轻产前尼古丁暴露对胎盘血流动力学和发育的有害影响。其外Lo 等[13]研究发现恒河猴胎儿IUGR 的胎盘灌注明显减弱。而Lémery Magnin 等[14]发现PE并不总是表现为胎盘灌注减少。这可能是L-NAME模型胎盘迷路稀少引起的。DCE-MRI除了运用于评估胎盘灌注功能外，还可以显示子宫内残留胎盘组织（RPT）活性和血供，从而有助于临床做出适当的治疗决策[15]。

5 动态葡萄糖增强（DGE）技术

化学交换饱和转移（CEST）MRI 是利用射频（RF）辐射选择性地饱和一些可与水交换的特异频率标记质子（例如葡萄糖），随后这种饱和质子通过交换转移到水质子中，由不饱和质子取代。如此反复，导致水信号强度的降低。与1H-MRS 相比，CEST-MRI 可以将低浓度代谢物的信号放大102 至106 倍。DGE-MRI 是基于其原理，在对静脉注射葡萄糖后，测量其信号的时间分辨率变化，它能反映生物组织中葡萄糖浓度的变化，从而体现出葡萄糖传递、转运和代谢动力学方面的信息。Wu 等[16]运用无毒且可生物降解的对比剂（D-葡萄糖），行DGE-MRI 研究发现小鼠宫内炎症模型中受损胎盘的对比度显著降低。相信不久的将来，该技术会运用于临床研究中，其临床价值将得以体现。

6 动脉自旋标记（ASL）技术

ASL 是利用自旋标记动脉血液质子引起组织信号衰减得到标记图像，并与未标记图像对比到差值像。根据标记脉冲的方式不同可分为：连续ASL（CASL）、脉冲ASL（PASL）、伪/准连续ASL（pCASL）及流速选择ASL（VSASL）。Derwig 等[5]运用由PASL 演变而来的血流敏感交替反转恢复ASL（ASL‐FAIR）技术研究发现：妊娠中期SGA 的胎盘灌注减低，并且以基底板最明显。然而Zun 等[17]认为pCASL 比ASL-FAIR 具有更高的信噪比（SNR），并可以检测出胎盘的动脉血液路径。Shao 等[18]提出使用pCASL 序列结合快速三维内容积梯度和自旋回波（GRASE）成像技术的方法，无创性同步量化评估孕妇胎盘血流（PBF）和动脉运输时间（ATT）。Zun 等[17]认为PCASL 和VSASL 之间存在明显胎盘灌注差异，PCASL 只显示胎盘小叶内区域高ASL 信号，而在VSASL 能显示胎盘小叶内、外区高ASL信号，所以VSASL 可以覆盖整个胎盘，并显示出比PCASL更高的灌注测量值，获得更高的SNR；研究证明使用两个不同标记位置PCASL 测量的表观胎盘灌注仅为VSASL 的16%和9%，而且VSASL 具有高度可重复性，变异系数仅为3.5%。所以只有使用VSASL 才能实现非侵入性定量分析胎盘灌注功能[17，19]。Zun 等[17]及Derwig 等[5]都证明了胎盘灌注具有血液流入依赖性。此外Zun 等[19]研究表明，孕妇体位、孕妇氧合状态、胎龄及胎盘附着位置均是影响胎盘灌注功能的因素，而且该研究还发现胎儿先天性心脏病（CHD）患者的胎盘灌注会升高。此外，ASL-MRI 还被用于评估妊娠稽留产物（RPOC），并对其治疗后反应进行视觉和半定量评价[20]。ASL 在胎盘中有广阔的应用前景，但场强要求高、扫描速度慢、信噪比较低及无法获取组织灌注血容量参数等不足因素，导致其在临床应用中有诸多限制。

7 血氧水平依赖f MRI（BOLD-f MRI）和氧增强 MRI（OE-MRI）技术

血氧水平依赖f MRI（BOLD-f MRI）是利用具有缩短T2 作用的脱氧血红蛋白为内源性对比剂,采用T2 或T2*成像，以达到反映人体血氧代谢活动目的技术。OE-MRI是采用T1 成像获取吸氧后体内氧水平改变的成像技术。Avni 等[21]获得了孕鼠氧合血红蛋白解离曲线数据以及氧合血红蛋白的亲和力信息。You 等[22]认为BOLD-f MRI 可以无创性量化分析胎盘对氧化反应的血流动力学机制。包雨微等[23]认为当孕妇高氧状态会引起胎盘氧分压增高，进而提高胎儿血氧浓度，正常情况下孕妇吸收高氧7 分钟后，胎盘氧化水平趋于平稳，并接近饱和。当孕妇出现急性高碳酸血症时，胎盘氧化水平显著下降[24]。而妊娠早期乙醇暴露亦会显著降低妊娠晚期胎盘灌注[25]。有趣的是，包雨微等[23]认为胎盘植入对胎盘绒毛的氧合功能没有明显损害，这可能跟其组织学上血管增生有关。Ingram 等[26]发现OE-MRI 中∆R1 与胎龄呈显著负相关，FGR 的∆R1 显著降低，严重FGR 可以通过测定R1、R2*和ΔPO2来量化评估胎盘的氧合功能。Luo 等[27]提出以氧达峰时间（TTP）来定量评估胎盘氧合能力及胎儿预后。而Turk 等[28]提出调整MRI 时间序列，改善胎盘和胎儿器官的时空定位来更精确地定量研究胎盘功能。经过研究，Sinding 等[29]认为妊娠合并胎盘功能障碍的高氧∆bold反应可能仅仅反映基线条件（包括血氧和组织形态）的改变。不可否认BOLD-f MRI 与OE-MRI 作为一种无创量化评估胎盘氧化功能的新技术，在评估胎盘氧化功能及胎儿宫内发育迟缓有独特优势。

8 磁共振波谱（MRS）技术

MRS 是根据化学位移原理，通过对某一化学基团的氢质子进行频率采样而获得特定的频率波峰变化谱线的技术，可以反映该化学基团的组织代谢、生化改变以及对其浓度进行定量分析。由于氢质子这种化学位移产生的共振频率异常轻微，所以对主磁场均匀性和系统信噪比要求很高，同时由于需要重复扫描来满足信号采集要求，导致扫描时间延长，所以一定程度上限制了MRS 在临床中的应用。Denison 等[30]利用1H-MRS 发现IUGR组胎盘细胞代谢减低。而13C-MRS 亦有进行类似研究[31]。Sohlberg 等[32]运用31P-MRS 研究发现早发先兆子痫和正常孕晚期胎盘中有更多细胞凋亡。这些研究都体现了MRS 用于诊断胎盘代谢功能的价值。

综上所述，胎盘是短暂却至关重要的器官，胎儿完全依赖胎盘存活，胎盘功能障碍直接影响胎儿生长发育。近年来，随着磁共振新技术不断的开发、发展和改进以及新型对比剂的研发、改良和应用，相信未来磁共振功能成像技术在胎盘功能评估中的应用将更加广泛。