先天性心脏病目前是胎儿期最常见的一个系统畸形,在活产新生儿中发病率高达 9‰。超声心动图一直是 CHD 的首选影像学检查手段,但 Echo 诊断结果受操作者影响较大,对检查孕周要求比较严格,这些都需要另一种影像学检查方法来弥补。随着 MRI 技术的发展,逐渐应用于胎儿先天异常的诊断。笔者回顾性对照分析 60 例 CHD 胎儿产前 MRI、Echo以及随访结果,初步探讨产前 MRI 诊断胎儿 CHD 的价值。
检查方法:
Echo 检查: 采用 Philips i U22 彩色多普勒超声诊断仪,凸阵探头,探头频率 C 2. 0 ~ 5. 0 MHz,选用胎儿心脏检查条件进行检查。
MRI 检查: 使用 GE Echospeed 1. 5 T 或 PhilipsAchieva Nova dual 1. 5 T MR 成像仪,梯度场 强 度 为33 mT·m -1·s - 1( GE) 或 60 mT·m - 1·s - 1( Philips) ,线圈 采 用 8 通道相控阵心脏线圈 ( GE) 或 16 通道sense-xl-torso 线圈( Philips) ,常规层厚 4 ~ 6 mm,常规层间距 0 ~ 0. 5 mm( GE) / - 4 ~ - 2 mm( Philips) ,视野( FOV)260 ~ 355 mm2,1 ~ 2 次激励。GE 采用快速平衡稳态 采 集 ( fast-imaging employing steady-state acquisition FIESTA) 序列、单激发快速自旋回波( single-shot fast spin-echo,SSFSE) 序列和非门控动态 FIESTA 电影序列,FIESTA 序列采用最小重复时间( repetition time,TR) 、回波时间( echo time,TE) ,TR 3. 6 ~ 4. 2 ms,TE1. 0 ~ 1. 8 ms,矩阵 224 × 224,反转角 55°,扫描时间每层 0. 5 ~2. 0 s,1 次 10. 0 ~20. 0 s; SSFSE 序列 TR 1150 ~1450 ms,TE 42 ~ 145 ms,矩阵 256 × 192,反转角 90°;Philips 相对应序列分别为快速平衡稳态梯度回波( balanced fast field echo,B-FFE) 序列、单次激发自旋回波( single shot turbo spin echo,SSTSE) 序列和实时 B-FFE序列,B-FFE 序列采用 TR 3. 6 ms,TE 1. 8 ms,矩阵 216× 218,反转角 80°; SSTSE 序列采用 TR 12 000 ms,TE80 ms,矩阵 236 × 220,反转角 90°。孕妇足先进,取仰卧位或左侧卧位,平静呼吸。先行孕妇中下腹冠状面定位扫描,再常规行胎儿颅脑、胸、腹横断、矢状、冠状 3 个平面扫描,最后着重采用FIESTA 或 B-FFE 序列进行胎儿胸部横断、冠状及斜矢状面扫描,胎儿心脏四腔及短轴扫描。SSFSE 或 SSTSE序列主要进行胎儿胸部冠状面成像显示支气管以确定心房的位置。非门控动态 FIESTA 电影或实时 B-FFE序列主要进行胸部横断面和心脏短轴成像。检查时不使用镇静剂、增强对比剂和胎儿心电门控技术。
心脏从受孕后第 3 周开始发育,一直持续到第 8周,贯穿整个器官形成期,最易受影响导致结构异常,并常合并其他脏器异常。
一、MRI 检查方法
胎儿心脏虽然在妊娠第 8 周已发育完整,随后至出生只是大小的变化。但 MRI 检查的合适时间是 20周以后直至出生,20 周时心脏可以认为是成人心脏的缩小版,心脏所有结构均已形成。20 周以前心脏体积太小,所得 MR 图像分辨率较低,一般孕周越大,所得图像质量越佳。SSFSE / SSTSE 序列上心脏四腔及大血管腔呈“黑血”信号,该序列主要观察心脏的位置和大小,通过含液脏器( 气道、胃、小肠、泌尿系、膀胱) 以及肺、肝脏的显示可以确定内脏心房的位置。FIESTA / B-FFE 序列是胎儿心脏检查的主要序列,在该类序列上心脏四腔及大血管腔呈“白血”信号,心室壁呈低信号和心室腔形成较好的对比,该类序列采集时间较短,是目前显示胎儿心脏解剖形态的理想序列。可显示心脏位置、
心尖朝向及心轴,通过心室壁的形态可以判断心室袢,连续横断面可以显示心室大动脉连接及四腔心。横断面和冠状面可以较好地显示主动脉弓位置,上下腔静脉在各个切面均能较好显示,肺静脉显示在横断面比较好。心脏长轴面和四腔心面可以显示房室间隔等心内结构。非门控动态 FIESTA 电影序列/实时 B-FFE 序列,可以获得“白血”信号的实时动态图像,除显示心脏解剖形态结构外,可以显示分流、心脏功能情况。
二、胎儿心脏 MRI 在诊断 CHD 的应用
在诊断 CHD 方面,本研究结果表明胎儿心脏 MRI具有一定的优势。MRI 视野大,不受羊水过少或过多、双胎、孕周过大、多系统畸形等限制 Echo 显示因素的影响,图像获得受操作者影响较小。由于 MRI 视野大,可以多切面成像,比较容易显示心脏位置异常。在心脾综合征中能直观显示气管分叉的对称性和双侧主支气管的走向( 胎儿气管因含羊水表现为高信号) 、肝的对称性、脾是否存在和数量,奇静脉/半奇静脉走向,下腔静脉肝内段是否中断等。
在评价胎儿心脏位置异常、心脾综合征及其相关心脏外异常方面具有明显优势。本组病例中 2 例内脏反位、8 例心脾综合征 MRI均准确诊断,而 Echo 对 2 例无脾综合征、1 例多脾综合征诊断不准确。对于心腔扩大、心腔不对称( 如单心室、左心发育不良) 的心脏畸形,胎儿心脏 MRI 比较容易诊断。当心腔扩大以右心房为主时,一般为三尖瓣发育不良或肺动脉闭锁,两者在 MRI 上表现类似,均为心轴偏移、心腔扩大,由于 MRI 不能显示瓣膜细节,肺动脉显示不满意时鉴别两者有时有一定难度。对于 VSD,由于受扫描层厚的限制,对于孕周较小胎儿的较小缺损,MRI 常漏诊,对于孕周较大胎儿的较大缺损,MRI 可以诊断。本组病例中单纯 VSD 5 例,其中 2 例大小为 3 mm 的较小缺损 MRI 均漏诊。对于心室大动脉连接异常如右心室双出口、大动脉错位等胎儿 MRI 具有一定诊断价值; 对于大血管畸形,MRI
对主动脉弓发育不良、主动脉缩窄、永存左侧上腔静脉等具有一定诊断优势,这一点本研究结果与文献报道一致,但对于永存动脉干和肺动脉闭锁的鉴别有时有一定难度; 对于 TOF 等复杂畸形 MRI 也具有一定诊断价值,只是有时显示主动脉骑跨有一定难度,但对于 TOF 别的病理特征一般能明确诊断。
对于多系统异常,尤其是合并影响 Echo 显示胎儿心脏结构的其他系统异常,MRI 此时可发挥 Echo 的补充作用,本组病例中 4 例合并其他脏器异常( 分别为脐膨出、膈疝、腹裂、双侧多囊性发育不良肾) ,其中 3 例Echo 不能清晰显示心脏结构或漏诊了心脏结构异常,而 MRI 均准确诊断。对于羊水异常或双胎 Echo 显示心脏结构欠佳时 MRI 也能发挥超声的补充作用,如本组病例中 1 例 Echo 漏诊的合并羊水过多的 DORV、1例双胎中一 HLHS 胎儿心脏离母体腹壁较远、被另一胎儿头部遮挡致使 Echo 不能清晰显示 HLHS 心脏结构MRI 均准确诊断。
当然,胎儿心脏 MRI 具有很多局限性,孕 20 周前一般不主张行胎儿心脏 MRI,尤其是孕前 3 个月。尽管随着 MRI 采集序列技术的发展运动伪影有所缓解,由于胎儿心脏体积较小、胎儿不断运动以及较快的胎儿心脏运动,时常会影响
MRI 图像质量。MRI 评价心脏血流没有 Echo 简便,目前对于心功能的评价还不如 Echo 令人满意。
本研究病种没有包括所有类型的 CHD,比如肺静脉异常等。其中包括的具体类型的 CHD 病例数有待于进一步增加
。相信随着门控技术的发展,胎儿心脏MRI 在 CHD 诊断中将会发挥更大的作用。
本文作者:董素贞教授 朱铭教授