综述丨MRI 在胎儿中枢神经系统中的应用

随着CNS磁共振功能成像(fMRI) 技术研究的日渐深入，MＲ成像已经从单纯形态、解剖结构的观察发展到了可对脑功能和代谢进行研究的阶段。近年来， fMRI逐渐应用于胎儿CNS的研究，也展现出了很大的潜力。

3、MＲ成像在胎儿CNS的应用

胎儿CNS MＲ成像目前常规用的是快速成像序列，T2WI主要为二维快速平衡稳态采集序列( fast imaging employing steady state acquisition，FIESTA) 和单次激发快速自旋回波( single shot fast spin-echo，SSFSE) 序列，成像速度快，可以有效减少胎动伪影; T1WI 序列应用较少，常用的是快速反转恢复运动抑制( fast inversion recovery motion insensitive，FIＲM)序列，对出血、脂肪及钙化的发现有很大价值。

除这些常规MＲ 成像序列外，扩散加权成像(DWI) 、扩散张量成像(DTI) 、磁共振波谱成像(MRS) 、血氧水平(BOLD)-fMＲI、磁敏感加权成像(SWI) 等功能成像序列在胎儿的应用也越来越受到关注。

MＲ不同成像序列和技术的联合应用，能清晰显示胎儿脑组织和脊髓形态及细微组织结构，提供CNS生长发育过程中的各种异常信息。对脑室扩大、胼胝体发育异常、皮层发育异常、后颅窝异常、颅内占位性病变以及脊髓脊柱异常等均有重要临床应用价值。

3.1 脑室扩张

胎儿脑室扩张是胎儿CNS 最常见的异常，可由多种原因引起，可原发、继发，也可单纯性或病理性。按超声诊断标准分为: 轻度( ＜10-12 mm) 、中度( ＜12-15 mm) 和重度( ≥15 mm) 。

胎儿脑室扩张的存在常提示可能伴随有CNS或其他系统( 或器官) 的各种畸形，脑室扩张的程度是影响妊娠结局和预后的主要因素，并且与产后神经发育延迟密切相关，尤其是重度脑室扩张者。

MＲ成像能清晰显示脑室的形态，准确测量其大小，对脑室扩张的诊断以及扩张程度的分类与超声有着良好的一致性，并可发现脑室扩张合并的异常和畸形，对可能伴有的胼胝体和透明隔病变、室周异常以及皮质发育畸形等均能对超声检查做出补充诊断。而且，与脑室扩张有关的病理改变超声检查常常不能发现，但MR却可以辨别出这些细微结构( 如神经元移行、增殖紊乱) 的改变，提高发现异常及诊断的准确率，尤其是各种因素干扰导致超声图像显示不佳的胎儿。此外，在胎儿脑干扭结与脑室扩张的鉴别诊断方面也有所帮助。

3.2 胼胝体发育异常

胼胝体发育不全(agenesis of the corpus callosum，ACC)是较常见的一种颅脑畸形，分为完全性发育不全(cACC) 和部分性发育不全(pACC) 。ACC 在胎儿中很少单独存在，通常多伴有CNS 的其他异常，如脑沟形成延迟、皮质形态异常、Dandy-Walker 畸形、Chiari-II 畸形、灰质异位等，严重影响胎儿产后预后。因此，尽早发现和准确诊断对临床治疗和干预至关重要。

MＲ成像在孕20周后矢状面即能直接显示胼胝体是否存在及完整形态，结合冠状位及轴位图像还能很好地显示其他超声未能发现的隐匿畸形，是ACC最理想的检查技术。

MＲ 对cACC多能作出准确诊断，矢状面可直接观察到胼胝体缺失。对于pACC，如能显示胼胝体的部分缺如，对诊断很有意义，但有时影像上仅显示透明隔腔的异常。

Shen等的一项回顾性研究发现，透明隔腔形态可作为pACC产前诊断的额外间接征象甚至是唯一线索。Karl等进一步测量了胎儿透明隔腔比率( 长/宽) ，发现其与pACC具有相关性，妊娠中期的正常胎儿透明隔腔呈矩形且比率＞1.5，而大多数( 95%) pACC的胎儿透明隔腔比率减小。因此，透明隔腔形态异常及比率减小有可能作为判断胎儿pACC高风险的指标。

此外，对于胼胝体大小变化不明显，但是形成异常的pACC，常规MR成像常难以发现异常，DTI 通过显示活体胎儿神经纤维束轨迹，则可发现联合和走向异常的纤维束，提供进一步的诊断信息。

↓ 胎儿胼胝体发育不全的MRI诊断（可点击图片放大查看）

3.3 皮层发育畸形

大脑皮层发育过程包括神经元、胶质细胞的增殖和移行、神经元迁移以及皮层组织形成，这些发育过程中的任何异常都可能导致畸形。

皮层发育畸形包括: 小头畸形、局灶性皮质发育不良、半侧巨脑畸形、灰质异位、无脑回、巨脑回、多小脑回、脑裂畸形以及结节性硬化症等。

高软组织分辨率、多平面成像的MＲ则避免了超声检查的影响因素，相比而言更具优势。Glenn 等发现当在MＲ 两个平面上观察到异常的时候，诊断多小脑回、脑裂畸形及灰质异位的特异度均达到100%。而且，MＲ 成像不受脑沟形成的影响，不仅能定量测量胎儿脑皮质折叠，还能够估计和预测妊娠晚期正常胎儿的孕周和脑成熟度，其结果比脑容量和超声检查更准确可靠，并可作为高危胎儿和早产新生儿大脑发育延迟的一项指标。Ｒighini等则观察到局灶性皮质发育不良在脑沟形成早期( 24 周以前) ，正常脑回形成前即可在MR上发现异常，如皮质局部疣状、锯齿状、异常内陷脑沟以及单发或多发肿块等征象，这些分类征象有助于临床早期发现胎儿皮质异常。

MＲ成像在辨别大脑灰、白质，显示脑沟、回及皮质的发育等比超声有更高的对比分辨率和准确率，但Nagaraj 等的研究也发现，MＲ 在辨别伴有神经管闭合不全的室管膜下灰质异位时能力有限。目前，临床上胎儿MＲ检查使用较多的仍是1.5T MＲ，研究显示高场强MＲ( ≥3.0T) 能够显示出更多细微结构信息，如大脑皮质发育过程中的层状结构及其变化规律等，且与组织学有较好的一致性。因此，高场强MＲ如能在临床胎儿检查中普及应用，对产前皮层发育畸形的诊断应该会有更大帮助。

3.4 后颅窝异常

胎儿常见的后颅窝异常包括: 小脑蚓部发育不良、Dandy-Walker 畸形、Chiari 畸形、后颅窝积液、后颅窝蛛网膜囊肿、大枕大池等。

这些异常多在产前超声检查中发现，但是在后颅窝异常中，合并的颅内外畸形是判断胎儿神经发育预后的良好指标，对准确诊断及指导临床均有重要意义。二维和三维运动校正的MＲ成像能够多平面分析、测量和评估胎儿小脑半球、蚓部以及脑干，并可进行三维容积重组，对后颅窝结构异常和畸形的发现及诊断较超声效果更好，高场强MＲ还能清晰显示小脑发育变化及与孕龄的关系。

Dandy-Walker 畸形和Chiari 畸形常伴有其他异常或畸形，影像学表现较具特征性。Dandy-Walker 畸形常表现为小脑蚓部发育不全或发育不良、第四脑室囊性扩大与后颅窝脑脊液相通、后颅窝扩大、脑积水等，且常合并胼胝体发育不全、前脑无裂畸形、神经元移行障碍、脑膨出、小头畸形等异常。超声及MＲ正中矢状面有助于发现病变及诊断，但超声对轻度小脑蚓部发育不良与大枕大池、蛛网膜囊肿鉴别有困难，妊娠晚期更明显; 而多平面成像的MR则能很好地显示后颅窝囊肿与第四脑室的解剖关系以及小脑蚓部形态特征。产前超声诊断Chiari 畸形主要在妊娠中期，多能准确诊断，特别是伴有神经管缺陷的ChiariⅡ畸形。MＲ在超声无法获得高质量图像的时候可作为补充手段，能比超声更好地显示小脑下疝程度、脑实质内可能继发的异常信号改变以及脑脊髓膜膨出的类型( 开放性、闭合性) 等信息。

3.5 颅内占位性病变

颅内占位性病变常会导致邻近脑组织、血管及脑脊液循环通路受压，引起脑室内压力及脑实质等改变，甚至会影响胎儿的生长及发育。

胎儿颅内占位性病变包括: 肿瘤性病变、血管畸形、出血以及其他囊性病变等。

胎儿颅内肿瘤占胎儿肿瘤的10%，其中50%是畸胎瘤。MＲ能显示畸胎瘤囊实性，还能清楚显示瘤内成分，对含脂肪病变比较敏感，结合抑脂序列不难作出诊断; 对于其他肿瘤( 如星形细胞瘤) ，也能准确定位、显示病变累及范围及周围组织情况。胎儿血管畸形病变中以Galen 静脉动脉瘤样畸形最为常见，且畸形血管随着孕龄的增加而增大。MＲ能够准确发现和诊断胎儿的血管畸形，提供脑室系统大小、脑室内压力、病理血管和特定的脑组织之间的关系等信息，并可发现伴随的脑积水、缺血、颅内血肿、以及静脉窦血栓等，对临床治疗决策及预后判断等有着直接影响和重要价值。

胎儿颅内出血比较少见，病因复杂，超声表现有一定特征性，但由于各种因素影响( 如出血量、出血部位、范围的不同以及血肿的自然演变过程，母胎因素，超声医师经验及水平等) ，导致产前诊断困难。MR的T1WI 序列对于发现出血有很大价值，且有助于出血定位，相关报道均显示MR检出胎儿颅内出血的准确率较超声更高，两者联合应用准确率可接近甚至达到100%。

↓ MRI诊断胎儿Galen静脉动脉瘤样畸形（可点击图片放大查看）

3.6 脊髓脊椎异常

脊髓脊椎是先天性畸形的好发部位，胎儿脊髓脊椎发育异常最常见的是神经管闭合不全，临床上可分为开放性和闭合性。神经管闭合不全可单独存在，也可伴发其他畸形，其中以ChiariⅡ畸形最为常见。开放性神经管闭合不全几乎都伴有ChiariⅡ畸形，影像检查也多能发现及诊断。然而，Batty 等的研究发现相当一部分( 15 /65) 开放性神经管闭合不全的胎儿并没有ChiariⅡ畸形，这与上述观点有较大出入; 并且其认为伴有后脑疝的开放性神经管畸形的胎儿后颅窝严重缩小，不伴有后脑疝者骨性后颅窝也会明显缩小，因此，两者间的因果关系有待进一步探讨。

闭合性神经管闭合不全的病变有完整的皮肤覆盖，没有神经组织的外露。单独的产前超声检查能够准确检出大多数神经管病变，但对胎儿闭合性神经管闭合不全的敏感性明显低于MR，特别是对细微病变或解剖的显示，如终丝增厚、终丝脂肪瘤、终丝囊肿等。此外，MR还可进一步评估后脑突出程度、胎儿脑及脊髓解剖情况，帮助临床管理决策。基于MR多平面成像，且能准确显示病变水平、椎弓根间距、椎体节段跨度以及是否有脊膜覆盖等信息。

4 小结及展望

胎儿CNS MR成像所展现出的独特优势，使得其成为了产前超声检查的重要补充手段，在临床中的应用越来越受关注和重视。但是，仍然存在着一些问题和局限，如目前国内尚无胎儿CNS正常结构的MR统一评价及量化标准， fMＲI的产前应用仍主要局限于科学研究，MＲ检查过程中的胎动影响以及对比剂、镇静剂的使用，高场强MR特定吸收率(SAR) 值的控制以及信噪比的优化等，仍需要进一步探索和解决。对MR检查潜在风险的担忧以及昂贵的检查费用也是限制MR广泛应用的重要因素。

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