柳叶刀论文：胎儿MRI及先天性心脏缺陷的产前诊断

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《柳叶刀》近日刊登一个原创研究，旨在探究运用产前MRI和新型运动校正三维图像配准软件，辅助胎儿超声心动图诊断先天性心脏病的可能性。本论文配有图片视频，帮助读者深度理解。

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研究背景

既往证据

在英国等国家，先天性心脏病的超声筛查已成为孕20周产检及胎儿心脏病中心的常规检查项目。但先天性心脏病的一些重要特征，即使是超声检查的专家也很难辨别，且没有可靠的替代方案。尽管已有多项探索性研究阐述了二维胎儿磁共振（MRI）心脏成像的潜在可行性，但不可控的胎动常会导致结果不可靠，这尤其影响对胎儿心血管系统中细小而复杂的三维结构的检查。所以一直没有其他可靠方案替代超声检查。但随着现代图像处理单元的进步，改进后的事后图像处理算法在研究中显示出了良好的早期结果。这一算法能够运用多张重叠的二维MRI影像生成可操控、高分辨率的正常胎儿大脑与胸腔的三维图像。这种二维MRI和三维算法的结合还未应用于临床。

研究价值

通过结合运用标准二维胎儿MRI影像与新型运动校正层容积配准软件，我们得到了85例先天性心脏病确诊胎儿的高分辨率三维心脏成像。比对超声测量结果，我们验证了三维数据集的准确性。结构化临床分析显示，与二维MRI影像相比，三维图像中胎儿血管结构成像更加清晰。另外，在其中10个三维图像中，我们还探查到了新的解剖特点，并在胎儿出生后得到验证。

研究意义

通过标准胎儿MRI序列和新型开源图像处理技术的结合，我们能够准确可靠地生成胎儿心脏的三维精细图像。这种方法可以用最少的附加设备，为先天性心脏病的超声产前筛查提供安全强大且高度互补的辅助性检查。

研究结果

2015年10月8日至2017年6月30日，共有101例胎儿MRI检查申请，其中85例符合条件，行胎儿MRI检查。检查时平均孕周为32周（24周-36周）。全部85例胎儿都生成了胸腔高分辨率（0.50-0.75mm，各向同性）三维数据集。在51例有配对数据的病例中，三维数据与二维血管超声评估结果符合较好（组内关联系数0.78，95% CI 0.68-0.84），且三维MRI比未经运动校正的二维MRI更好地显示了胎儿血管结构（在总计680个解剖区域中，三维MRI识别出其中的657个[97%]；二维MRI识别出358个[53%]; p<0.0001）。当一个关注结构分别以二维和三维方式呈现时（n=358），观察人员对321例（90%）三维图像给出了更高的诊断质量评分，其余37例（10%）三维图像评分与二维图像相同，无三维图像评分低于二维图像（威尔科克森符号秩检验，p<0.0001）。在10例三维图像中观察到新解剖特征，且均在胎儿出生后得到验证。

论文相关视频如下

（以下皆为图片视频，无声音）

视频1：健康38周胎儿的心脏三维成像

这是一次三维重建的流程示例。视频首先展示了截面上的多张二维MRI图像；从其他方向进行观察时，层与层之间的运动伪影使得图像难以解读。经运动校正之后生成的胸腔内血管可以从三个维度探测。这可在之后用于生成胎儿心脏的三维精细模型。视频最后展示了心脏模型与对应截面的标准超声心动图。 

视频2：疑似主动脉缩窄胎儿的标准超声心动图及三维MRI成像

在这例疑似主动脉缩窄的产前超声心动图中，主动脉弓和峡部已被重点标出。这种情况在产前很难进行超声探查。胎儿32周的运动校正三维MRI提供了一个三维精细模型，展示了这些血管的大小、位置及关系。胎儿出生后，主动脉缩窄得以确诊。

视频3：双主动脉弓胎儿的标准超声心动图、三维胎儿MRI及产后结果

胎儿32周的运动校正MRI示双主动脉弓。占主导的右主动脉弓（R），较小的左主动脉弓（L）和左位动脉导管（D）形成血管环，缠绕气管。产后2个月的增强MRI未见左主动脉弓（中图）；但此前据胎儿MRI结果可推断出其韧带残余（标星号处）。产后胎儿的术中发现证实了这一推断（右图）。图中可见动脉导管（K）的远端残余与降主动脉（Ao）连结。 

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视频4：肺静脉异位引流胎儿的标准超声心动图及三维MRI成像

该胎儿分别于24周和31周时行二维和彩色多普勒超声心动图，示右肺静脉与左心房无明显连结。33周时行三维MRI证实右肺静脉异常引流至下腔静脉，如视频中最小密度投影及心肺后视三维模型所示。其中黄色部分为肺静脉，蓝色部分为体静脉。

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