Методические особенности и возможности магнитно-резонансной томографии в антенатальной диагностике нарушений внутриутробного плода


boat


Введение

Инвалидность с детства, усугубляющая сложную демографическую ситуацию в стране, все больше выступает на первый план среди  других проблем перинатальной медицины в Российской Федерации. Согласно официаль ной статистике, в России ежегодно рождается до 50000 детейинвалидов. Причем, например, 70% пороков центральной нервной системы как раз обусловлены перинатальной и/или генетической патологией [3, 5].

Для снижения инвалидизации детей раннего детского возраста необходимо своевременное и точное выявление изменений. В этом большую роль играют современные методы диагностики поражений и нарушений процесса развития плода при хронической и острой гипоксии плода, инфекционных заболеваниях матери и внутриутробного плода, пороков развития и так далее.

Еще в начале 80х годов прошлого столетия возможности безопасного исследования развития эмбриона и плода в процессе беременности были весьма ограничены. Чаще всего акушер гинеколог мог лишь констатировать факт рождения аномального ребенка [2–3].

С широким внедрением в акушерскую и перинатальную диагностику методов ультразвукового исследования (УЗИ) эта ситуация резко изменилась. Эхография плода – относительно простой, быстрый и дешевый метод. С его помощью исследуют развитие внутриутробного плода, диагностируют состояние желудочковой системы головного мозга, внутримозговые кровоизлияния, лейкомаляцию и некоторые другие нарушения миелинизации белого вещества, пороки сердца, диафрагмальные грыжи и так далее. Важным преимуществом УЗИ является возможность его использования в условиях реанимационного отделения. Метод дает хорошие результаты при контроле за развитием плода и эффективностью терапии. В то же время УЗИ отличают недостаточно наглядный характер представления результатов исследования и его относительная субъективность: высокая степень зависимости от знаний, опыта и мануальных навыков врача, проводящего исследование [2–3].В середине 1990х годов в акушерскоперинатальной практике начал использоваться один из самых безопасных и информативных лучевых методов – магнитнорезонансная томография (МРТ) [1, 2, 7–13, 16, 17].

МРТ – это эффективный метод диагностики, не связанный с применением ионизирующего излучения или введением радиоактивных веществ, что позволяет проводить исследование внутриутробных плодов и детей лю бого возраста. В отличие от компьютерной томографии [14] и даже от УЗИ с цветным допплеровским и/или энергетическим картированием кровотока МРТ практически не оказывает вредного влияния на пациента.

Суть явления магнитногорезонанса, открытого американскими учеными Блохом и Парселлом в 1946 году, заключается в том, что некоторые ядра (в том числе ядра атома водорода тканей пациента), помещенные в магнитное поле, способны поглощать электромагнитное излучение в радиочастотном диапазоне, меняя при этом свою ориентацию относительно силовых линий магнитного поля, и затем излучать его при переходе к их первоначальной ориентации. Полученный слабый электромагнитный сигнал улавливается приемной катушкой и после усиления обрабатывается компьютером для получения МРТизображения. То есть при МРТ, в отличие от рент генологических методов и УЗИ, диагностика заболевания осуществляется с помощью измерения собственного сигнала протонов тканей организма. В зависимости от параметров получения МРизображения врач, проводящий исследование, может по своему усмотрению менять характер относительного контраста тканей для наиболее точного решения поставленной диагностической задачи [1, 2, 15].

Широкое внедрение этого метода в отечественной антенатальной диагностике сдерживается как недостаточной доступностью дорогостоящих МРТсистем для акушерскоперинатальных служб, так и необходимостью развития методик применения МРТ в этой области, уточнения показаний, роли и задач применения МРТ в антенатальной диагностике, что и являлось целью настоящего исследования.

Наконец, немаловажным сдерживающим фактором было и остается недостаточное информирование врачей о диагностических возможностях МРТ и о степени безопасности этого метода. До сих пор многими акушерами, гинекологами и перинатологами МРТ ошибочно относится к “вредным” методам с использованием ионизирующего излучения. Между тем как УЗИ (без применения допплеровских методов), так и МРТ являются безопасными методами исследования беременных, внутриутробного плода и детей в любом возрасте, начиная с периода новорожденности.

Методические особенности антенатальной МРТ

МРТ достаточно чувствительна к артефактам движения и требует неподвижного положения пациента при исследовании в течение как минимум нескольких минут [1, 2, 9, 17], что чаще всего невозможно при исследовании плодов.

В связи с этим встает вопрос об использовании анестезиологического пособия (медикаментозный сон) с участием опытного анестезиолога и постоянного мониторинга состояния матери.

Однако такое решение проблемы нежелательно и может быть использовано только в особенных  случаях по специальным жизненным показаниям. Другим способом решения этой проблемы является применения вместо обычного двумерного (2D) спинового или градиентного эха (Spin Echo – SE или Gradient, Field или Fast Field Echo – GRE/GE/FE или FFE – в скобках мы приводим акронимы одних и тех же импульсных 7 последовательностей (ИП) различных производителей МРТсистем), а также быстрого спинового эха (Turbo или Fast Spin Echo – TSE/FSE), так называемого миелографического (точнее гидрографического) режима (TSE/FSE с максимальным ускорением и длинными временами TR/TE) или сверхбыстрых ИП, малочувствительных к артефактам движения, таких как ИП с неполным заполнением матрицы К пространства 2D HalfFourier Acquisition Single Short (HASTE, SingleShort FSE, SingleShort TSE, FASE) или истинное 2D Fast Imaging with SteadyState Precession (true FISP, FIESTA, Balanced FFE, Balanced SARGE, True SSFP).

Для получения Т1взвешенных изображений оптимально использование ультрабыстрого градиентного эха 2D Ultrafast Gradient Echo (TurboFLASH/Fast GRE/Fast SPGR/TFE/RGE/Fast FE), либо обычное SE с максимальным сокращением времени за счет уменьшения количества срезов до 3–5 и снижения разрешения (использование меньшей матрицы копления по фазовому градиенту, который при этом следует сориентировать в направлении наименьшей протяженности интересующего объекта). Из новых ИП наиболее адекватной является трехмерная (3D) Volume Interpolated Gradient Echo (VIBE, FAME, THRIVE). Оснащение современных МРТ систем многоканальностью и методиками параллельного сканирования (iPAT, ASSET, SENSE, RAPID, SPEEDER), сокращающих время исследования до нескольких минут, делает применение МРТ в акушерстве и перинатологии для исследования плодов еще более простым. Желательно, чтобы восстановление окончательных изображений при параллельном сканирование осуществлялось не только на основе обработки полученных изображений (mSENSE, SENSE), но и с помощью преобразования данных матрицы пространства (GRAPPA, SMASH).

Использование такого “сверхбыстрого” подхода, сочетающего полное отсутствия инвазии и достаточную диагностическую ценность, даже с учетом определенной потери качества МРТизображения и менее четкой его детализации, характерных, например, для ИП HASTE и true FISP [2, 9, 12, 17], может быть рекомендовано в подавляющем числе случаев применения МРТ в антенатальной практике.

Следует также отметить, что артефакты движения при МРТ органов малого таза беременных в поздние сроки(на 36–40 нед) относительно малы за счет компремирующего действия плода. Вследствие этого часто вполне возможно проводить МРангиографию сосудов малого таза (включая пуповину) без введе ния МРконтрастного вещетсва с использованием, например, трехмерной время пролетной ИП 3D Timeofflight (TOF).

Все исследования проводятся при положении пациентки на спине или на боку (особенно в поздние сроки беременности при наличии синдрома сдавления нижней полой вены)с применением катушки, предназначенной для исследования органов малого таза и брюшной полости, и/или тельной катушки.

Клинический материал и методы исследования

В Государственном учреждении Научный центр Акушерства, гинекологии и перинатологии РАМН отработаны методики исследования органов беременных пациенток как с анестезиологическим пособием, так и с использованием быстрых последовательностей. Все исследования проводились на МРтомографе Magnetom Harmony фирмы Siemens (Германия) с напряженностью поля сверхпроводящего магнита 1,0 Тл.

Всего было проведено МРТобследование 364 беременных в возрасте от 18 до 36 лет и их плодов на 14–41 нед беременности. 148 пациенткам выполнили контрольные измерения пульса и артериального давления, частоты сердечных сокращений у плода, оценивали также субъективное состояние беременной и подвижность плода до и после МРТ. Достоверных различий величин пульса и артериального давления у беременных и частоты сердечных сокращений плода, измеренных до и после (в течение 5–8 мин) МРТ, выявлено не было. Только 56 беременных (то есть не более 38%) отмечали дискомфорт и повышенную подвижность плода при МРТ, причем у 38 женщин эти изменения исчезали уже к середине процедуры.

Таким образом, ни в одном из 364 случаев не наблюдали какоголибо существенного влияния процедуры МРТ на беременность,плод, роды, состояние матери и новорожденных. В то же время само исследование, несомненно, вызывало стресс у части беременных,что требовало как создания максимально комфортных условий (комфортное расположение беременной, максимально возможное снижение давящего действия приемных радиочастотных катушек при их фиксации, специальные наушники с успокаивающей музыкой и так далее), так и проведения специальной беседы с женщиной перед исследованием. Хороший эффект дает предоставление беременной возможности присутствовать при проведение МРТ другим пациентам, и особенно другим беременным.

Учитывая, что проведение анестезиологических мероприятий у беременных женщин является достаточно специфической задачей, требующей специальной подготовки анестезиологов и специальных условий проведения процедуры, мы сосредоточим основное внимание на использовании сверхбыстрых ИП, то есть проведении антенатальной МРТ без анестезии.

МРТисследования внутриутробного плода проводятся при наличии медицинских показаний – например, при подозрении на несоответствие размеров головки плода и родовых путей,пороков развития ЦНС, паренхиматозных органов брюшной полости и забрюшинного постранства, желудочнокишечного тракта и так далее, наличие плацентита или другого инфекционного поражения плода, при маловодии неясного генеза, при легочных секвестрах или для уточнения характера любых других патологических изменений, выявленных при УЗИ.

 Следует еще раз подчеркнуть нежелательность проведения МРТ в наиболее ответственный первый триместр беременности, когда любое влияние на организм матери и внутриутробный плод вряд ли целесообразно.

МРТисследование начинали с обзорных изображений в трех взаимно перпендикулярных проекциях по протоколу Scout (модифицированное GradientEcho 2D FLASH с TR/TE/α = 25 мс/6 мс/40° [15], с низким пространственным разрешением). Затем для получения изображений органов малого таза и плода применяли три ИП с получением Т2 взвешенных изображений как минимум в двух проекциях (с толщиной срезов – 3–6 мм, полем зрения – 28–42 см, размерностью матрицы накопления – 256 или 512):

1. Миело или, точнее, гидрографический режим МРисследования представляет собой сильно Т2взвешенные изображения для преимущественного исследования свободной жидкости (цереброспинальная жидкость,жидкое содержимое кишечника плода, содержащие жидкость кисты и т.д.), для чего использовали ИП TSE с TR/TE = 3000–4000мс/1100 мс и коэффициентом ускорения 240[15].

2. Т2взвешенные изображения HASTE(Т2ВИ) с TR/TE = 3000–5000 мс/72 мс [15].

3. Т2ВИ true FISP с TR/TE/TD/α== 7,08 мс/3,54 мс/14 мс/70° [15].

4. При необходимости эти базовые последовательности дополняли Т1взвешенными изображениями (Т1ВИ) в ИП TurboFLASH с TR/TE/α= 160 мс/3,6 мс/75° [15].

Геометрия изображений зависит от цели исследования и сроков гестации (так, МРТ ЦНС плода требует разрешения порядка 1 мм/пиксел). Предлагаемый методический подход позволяет провести МРТ внутриутробного плода в течение 6–12 мин и может быть реализован на большинстве современных МРТсистем.

Одним из возможных приложений МРТ в акушерской практике является разработанная нами оригинальная методика МРпельвиметрии, которая уже была подробно описана в целом ряде работ [7, 8, 10, 12, 16]. Она обычно проводится на 38–40 нед беременности и позволяет измерить соотношение размеров головки плода и родовых путей максимально за 6–8 мин. Следует отметить, что даже при таких сроках беременности только 25,4% пациенток не смогли выдержать МРТисследование [12].

Мы считаем, что при МРТ плода и органов малого таза беременных в эти сроки гестации получение пельвиметрических данных обязательно независимо от цели направления пациентки на исследование. В настоящее время ясно, что классических акушерских методов определения узкого таза недостаточно в силу целого ряда объективных причин [7,8, 10, 12, 16]. При выраженном несоответствии размеров полости малого таза и головки плода может возникнуть, например, разгибательное вставление головки плода (рис. 1), что является безусловным показанием к родоразрешению с помощью кесаревого сечения.



На рис. 2 представлены МРТизображения плода в разные сроки беременности. Как мы видим, МРТ позволяет четко дифференцировать не только головной и спинной мозг,но и другие внутренние органы внутриутробного плода. При анализе МРТ головного мозга плода следует учитывать, что у внутриутробного плода и у новорожденных на Т2ВИ серое вещество головного мозга имеет менее яркий сигнал по сравнению с белым, а на Т1ВИ – более яркий. То есть характер относительного контраста серого и белого вещества головного мозга противоположен тому, который обычно наблюдается у детей старше 1–1,5 лет и взрослых.


Антенатальное выявление расширения субарахноидальных пространств (рис. 3a), особенно смешанного типа, может иметь компенсаторный характер и быть проявлением гипоплазии головного мозга, которое в этом случае должно подтверждаться и после родов (рис. 3б).

В данном случае в клиническом анамнезе текущей беременности отмечались: наличие плацентита (в начале II триместра) и ОРВИ (в III триместре) у матери. Для УЗИ существуют объективные ограничения в диагностике таких изменений субарахноидальных пространств. Кроме того, только МРТ позволит проводить динамическое наблюдение состояния головного мозга данного пациента с его взрослением, то есть после закрытия родничков.

Уникальными могут быть данные МРТ и при исследовании плаценты. Обнаружение(как случайной находки) краевого прикрепления пуповины в данном случае (рис. 4) принципиально изменила способ родоразрешения.

А рутинное применение МРТ при исследовании женщин, имевших в анамнезе беременности клинические данные инфекционной атаки, не только позволило более точно оценить степень утолщения плаценты (рис. 5), но и выявило, что утолщение плаценты не менее, чем на 1 см по сравнению с нормой для данного срока гестации, встречалось в этой группе беременных пациенток почти в 60% случаев.


При этом не менее чем в половине случаев,имелось много или маловодие, диагностировать которое по данным МРТ гораздо легче,чем при УЗИ. Дополнительным признаком внутриутробной инфекции, косвенно указывающим на возможность инфекционного поражения плода, является увеличение у последнего размеров печени (встречается почти у четверти плодов женщин, имевших в текущей беременности клинические признаки активизации урогенитальной инфекции) вплоть до гепатомегалии (рис. 6 и 15). Нами было найдено,что более чем у половины плодов беременных этой группы выявлялось расщепление прозрачной перегородки с заполнением образовавшейся полости жидкостью и формированием кисты прозрачной перегородки (рис. 12б),которая сама по себе не относится к прогностически неблагоприятным факторам [2].