СОВРЕМЕННАЯ МЕТОДИКА МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОЙ ПЕЛЬВИФЕТОМЕТРИИ
СОВРЕМЕННАЯ МЕТОДИКА МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОЙ ПЕЛЬВИФЕТОМЕТРИИ
Аннотация
Актуальность: магнитно-резонансная пельвиофетометрия является высокоинформативным, неинвазивным и безопасным методом оценки размеров таза беременной и головки плода, однако обладает рядом недостатков – длительное время сканирования, нагревание тканей беременной и плода, операторозависимость.
Цель: оценка возможностей трехплоскостной методики 3D Dixon МР-пельвиофетометрии (3D МР-ПФМ), проведение сравнительного анализа ее с общепринятой методикой двухплоскостной 2D МР-пельвиофетометрией (2D МР-ПФМ).
Материалы и методы. Проведен ретроспективный анализ исследований 32 беременных из групп риска по развитию клинически узкого таза связанных с различными причинами.
Результаты. Данные, полученные при использовании импульсной последовательности T1 Dixon Vibe сопоставимы с данными полученными в ходе стандартной методики.
Выводы. Импульсную последовательность T1 Dixon Vibe можно использовать для разработанной 3D методики МР-пельвиофетометрии, поскольку она позволяет сократить время сканирования и по данным статистического анализа получить сопоставимые результаты.
1. Введение
В последние годы магнитно-резонансная томография (МРТ) стала гораздо более распространённой в контексте применения в акушерско-гинекологической практике. МРТ характеризуется высокой степенью безопасности и является неинвазивным, что делает его предпочтительным для многих исследований , . Одним из ключевых преимуществ МРТ является её высокая информативность. Технические усовершенствования методик МРТ в значительной степени улучшили и пельвиофетометрию, предоставив более точные данные и расширив возможности диагностики , .
МР-пельвиофетометрия представляет собой метод оценки размеров таза беременной женщины и головки плода с целью определения риска тазово-плодовой диспропорции в родах (т.н. клинический узкий таз). В 1985 году Дэвид Старк впервые представил методику МР-пельвиофетометрии, которая позволяет с высоким качеством визуализировать костные структуры малого таза беременной. Одним из недостатков этой методики, ограничивающим её использование для определения размеров плода, является наличие большого количества артефактов, вызванных движением плода .
Со временем, с появлением высокопольных томографов (1,5-3 Тл) и быстрых импульсных последовательностей, стало возможно получать более качественные изображения за счёт ускоренного сбора данных, что снижает количество двигательных артефактов и повышает качество получаемых изображений . Уменьшение длительности некоторых программ позволяет более безопасно получать высокоточную информацию о размерах таза матери и головки плода , .
Несмотря на значительные преимущества МР-пельвиофетометрии перед другими методами лучевой диагностики с использованием ионизирующего излучения, такие как высокая контрастность изображений, высокое разрешение и многоплоскостная визуализация, этот метод обладает рядом недостатков. Одним из основных недостатков является относительно длительное время сканирования, которое может занимать от 10 до 20 минут . Для определения риска тазово-головной диспропорции в родах рекомендуется проводить МР-пельвиофетометрию при доношенной беременности на сроке 37-40 недель, когда размеры плода уже максимально приближены к тем, которые будут при прохождении через плоскости таза в родах , . На поздних сроках гестации женщине сложно находиться в томографе в горизонтальном положении на спине из-за развития синдрома аорто-кавальной компрессии, проявляющегося тошнотой, головокружением, гипотонией и потерей сознания , , .
Одним из недостатков применения высокопольных томографов с индукцией магнитного поля 1,5–3 Т является риск нагрева тканей пациента во время сканирования, обусловленный наличием неоднородности радиочастотного магнитного поля и высокими значениями удельного коэффициента поглощения электромагнитной энергии (SAR), что особенно опасно для беременных , . Стандартные протоколы с использованием «горячих» импульсных последовательностей (ИП) турбоспинового эха (TSE) характеризуются высоким уровнем SAR , , .
Общепринятая методика МР-пельвиофетометрии является операторозависимой. Для точного определения размеров таза и головки плода с использованием 2D импульсных последовательностей необходимо правильное позиционирование сканирующих плоскостей во время процедуры , . Неправильные косые срезы могут вызвать ошибки в измерениях, что снижает точность оценки риска диспропорции между окружностями таза и головки. Правильное позиционирование плоскостей по головке плода требует дополнительного времени на сканирование и высокой квалификации оператора, так как положение головки относительно таза матери может меняться во время исследования.
2. Материалы и методы
Для исследования 32 беременных из группы риска по развитию клинически узкого таза была проведена магнитно-резонансная пельвиофетометрия. В данную группу включили первородящих беременных в возрасте от 25 до 38 лет, на сроке гестации 37-41 недели, с крупным плодом (по данным УЗИ предполагаемая масса плода была от 4000 до 5000 грамм) и первородящих беременных с аналогичным возрастным диапазоном и сроками гестации, анатомически узким тазом 1-2 степени сужения по результатам наружной пельвиометрии.
Исследование проводилось на томографах с магнитным полем мощностью 1,5 и 3,0 Тесла. В исследование включали только беременных с головным предлежанием плода. Процедура сканирования проходила в два этапа:
1. На первом этапе применялись стандартные импульсные последовательности для получения 2D изображений: Т1-ВИ в сагиттальной и косо-аксиальной плоскостях, ориентированные по тазу матери, и сагиттальные и аксиальные Т2-ВИ, ориентированные по головке плода. Время сканирования на этом этапе составляло 10-12 минут в зависимости от положения головки плода и необходимости повторного выполнения программ для правильного позиционирования.
2. На втором этапе использовалась программа Dixon для получения 3D изображений в сагиттальной плоскости с толщиной среза 1,5 мм. Время сканирования при этом составляло 1 минуту 20 секунд. Общее время процедуры не превышало 15 минут.
Протокол 2D МР-пельвиометрии включал получение сагиттальных и косо-аксиальных томограмм костных структур таза беременной для измерения основных размеров. Исследование начиналось с получения трех серий прицельных Т2-ВИ с использованием сверхбыстрой импульсной последовательности спинового эха HASTE в сагиттальной, аксиальной и корональной плоскостях. Ориентируясь на эти Т2-ВИ, выполняли изображения для пельвиометрии.
Для 2D МР-ПФМ использовались программы Turbo Spin Echo (TSE) с Т1-ВИ (TR=7000, TE=100 мс, поле обзора = 250х250 мм, матрица = 250х250 пикселей, толщина среза = 3 мм) в сагиттальной и косо-аксиальной плоскостях. Для получения томограмм костей таза матери в сагиттальной плоскости срезы позиционировались через лонное сочленение и срединную линию крестца.
Для получения косо-аксиальных томограмм костей таза матери срезы ориентировались по изображениям в срединной сагиттальной плоскости так, чтобы верхняя граница срезов проходила через середину тела S1 позвонка и точку ниже верхнего края симфиза примерно на 1 см. Количество срезов подбиралось таким образом, чтобы охватить всю полость малого таза.
При проведении МР-фетометрии для определения основных размеров головки плода (бипариетального, лобно-затылочного и малого косого) получали томограммы в сагиттальной, аксиальной и/или корональной плоскостях.
Для получения изображений головки плода в различных плоскостях, взвешенных по Т2-ВИ, использовались последовательности TSE с параметрами: TR = 1100 мс, TE = 86 мс, поле обзора = 350х350 мм, матрица = 256х218 пикселей, толщина среза = 4 мм. В связи с двигательной активностью плода, позиционирование каждого последующего сканирования основывалось на предыдущем, с учетом нового положения головки.
В таблице 1 приведены параметры сканирования.
Таблица 1 - Параметры сканирования 2 этапа исследования
Импульсная последовательность | TR (мс) | TE (мс) | Матрица | Толщина среза (мм) | Поле обзора (мм) | Время (мин : сек) |
T1 Dixon Vibe | 5,5 | 2,4 4,8 | 1,3х1,3х1,2 | 1,2 | 360х360 | 1:20 |
Рисунок 1 - МР-томограмма таза беременной в сагиттальной плоскости, T1 Dixon Vibe
3. Основные результаты
Измерение восьми основных размеров таза и трех размеров головки плода выполняли для сравнения данных, полученных с использованием двух методик. Они представлены ниже.
Четыре прямых размера полости малого таза, соответствующих четырем условным акушерским плоскостям – входу в малый таз, широкой и узкой частям полости, а также выходу из малого таза – измеряли на МР-томограммах таза в сагиттальной плоскости (Рисунок 2).
Рисунок 2 - МР-томограммы полости малого таза беременной в сагиттальной плоскости, Т1-ВИ, TSE (а) и T1 Dixon Vibe (б)
Примечание: измерение 4 прямых размеров полости таза (цифры 1, 2, 3, 4): 1 – прямой размер входа в малый таз; 2 – прямой размер широкой части полости малого таза; 3 – прямой размер узкой части полости малого таза; 4 – прямой размер выхода малого таза
1. Прямой размер входа (ПрРВх) – от мыса крестца до верхней внутренней поверхности лобкового симфиза;
2. Прямой размер широкой части полости малого таза (ПрРШЧ) – от сочленения S2-S3 позвонков до середины внутренней поверхности симфиза;
3. Прямой размер узкой части полости малого таза (ПрРУЧ) – от вершины крестца до нижнего края симфиза;
4. Прямой размер выхода (ПрРВых) – от нижнего края последнего копчикового позвонка до нижнего края симфиза.
На томограммах в косо-аксиальной плоскости проводилось измерение 4 поперечных размера полости малого таза (Рисунок 3).
Рисунок 3 - МР-томограммы полости малого таза беременной в косо-аксиальной плоскости, Т1 TSE (3.1- 3.4(а)) и реконструкция T1 Dixon Vibe. (3.1- 3.4(б))
Примечание: 3.1(а,б) – поперечный размер входа; 3.2(а,б) – поперечный размер широкой части полости; 3.3(а,б) – межостный размер – расстояние между вершинами нижних остей подвздошных костей; 3.4(а,б) – битуберозный размер
3.1(а,б). Поперечный размер входа (ПоРВх) – расстояние между наиболее удаленными точками безымянных линий тазовых костей;
3.2(а,б). Поперечный размер широкой части полости (ПоРШЧ) – измеряли как расстояние, между внутренним контуром дна вертлужных впадин и центрами головок бедренных костей;
3.3(а,б). Межостный размер (МОР) – расстояние между вершинами нижних остей подвздошных костей;
3.4(а,б). Битуберозный размер (БТР) – расстояние между внутренними поверхностями шероховатостей седалищных бугров.
Для МР-фетометрии плода объем исследования включал определение бипариетального, лобно-затылочного, малого косого размеров головки плода.(рис 4)
Бипариетальный размер (БПР) головки плода измерялся в аксиальной или корональной плоскости как максимальное расстояние между наружными кортикальными пластинками обеих теменных костей.
Лобно-затылочный размер (ЛЗР) головки плода измерялся в сагиттальной плоскости, и определялся как расстояние от наиболее выступающего наружного контура лобной кости до затылочного бугра.
Малый косой размер (МКР) головки плода измеряли на томограммах в сагиттальной плоскости, определяя его как расстояние от подзатылочной ямки до центра большого родничка.
Рисунок 4 - МР-томограммы головки плода в сагиттальной (а, в) и аксиальной (б, г) плоскостях
Примечание: измерения головки плода на Т2-ВИ, НASTE (а,б,) и на реконструкции T1 Dixon Vibe (в,г): 1.ЛЗР, 2. МКР, 3. БПР
Результаты сравнительного анализа 2D МР-пельвифетометрии и 3D Dixon МР-пельвифетометрии приведены в таблице и на диаграмме.
Ниже представлены характеристики сравнительного статистического анализа. Он был проведен с использованием межгруппового T-теста. Проверялась нулевая гипотеза (H0) об отсутствии различий между группами против альтернативной гипотезы (H1) о наличии различий между группами. При уровне значимости p<0,064 нулевая гипотеза об отсутствии различий отвергалась. Проверка нормальности распределения данных и гомогенности дисперсий перед использованием T-test проводилась с помощью Shapiro–Wilk test и Bartlett's test, соответственно.
Таблица 2 - Средние значения размеров, полученных при 2D МР-ПФМ и 3D МР-ПФМ, и p-значения для каждой группы
Размер | среднее | p-значение |
МР-пельвиометрия | ||
ПрРВх | 12,449 | 0,832 |
ПрРВх dixon | 12,521 | |
ПрРШЧ | 13,049 | 0,949 |
ПрРШЧ dixon | 13,072 | |
ПрРУЧ | 11,769 | 0,942 |
ПрРУЧ dixon | 11,791 | |
ПрРВых | 9,311 | 0,879 |
ПрРВых dixon | 9,359 | |
ПоРВх | 13,509 | 0,938 |
ПоРВх dixon | 13,531 | |
ПоРШЧ | 11,452 | 0,951 |
ПоРШЧ dixon | 11,759 | |
МОР | 11,717 | 0,851 |
МОР dixon | 11,769 | |
БТР | 11,759 | 0,915 |
БТР dixon | 11,811 | |
МР-фетометрия | ||
БПР | 9, 88 | 0,422 |
БПР dixon | 9,77 | |
ЛЗР | 11,629 | 0,799 |
ЛЗР dixon | 11,684 | |
МКР | 9,318 | 0,787 |
МКР dixon | 9,262 | |
Согласно данным, представленным в таблице, погрупповой p-значение выходит за рамки установленного порога статистической значимости (p>0,064), что не позволяет отвергнуть нулевую гипотезу (H0) и указывает на равнозначность измерений, полученных в результате 2D и 3D МР-ПФМ.
Рисунок 5 - Распределение значений измерений при 2D и 3D МР-ПФМ
Примечание: 1-БПР; 2-БПР dixon; 3 — ЛЗР; 4 – ЛЗР dixon ; 5 — МКР; 6 - МКР dixon; 7 — ПрРВх ; 8 - ПрРВх dixon; 9- ПрРШЧ ; 10 - ПрРШЧ dixon; 11 – ПрРУЧ; 12 - ПрРУЧ dixon; 13 – ПрРВых; 14 - ПрРВых dixon; 15 – ПоРВх; 16 - ПоРВх dixon; 17 – ПоРШЧ; 18 - ПоРШЧ dixon; 19 - МОР; 20 – МОР dixon; 21- БТР; 22 - БТР dixon
4. Обсуждение
T1 Dixon Vibe– это 3D импульсная последовательность градиентного эхо с быстрым временем сбора данных. Разработанная 3D МР-пельвиофетометрия за короткое время позволяет получить данные, сопоставимые с общепринятой 2D методикой, и без потери качества производить реконструкцию в любой плоскости.
Кроме того, сокращение времени сканирования влияет на такой параметр, как удельная скорость поглощения (SAR). Высокий индекс массы тела беременной, применением «горячих» ИП TSE и длительное время сканирования способствуют повышению SAR. Применение одной «холодной» GRE-ИП T1 Dixon Vibe с низким уровнем SAR и временем сканирования менее 2 минут будет характеризоваться меньшим нагреванием тканей беременной и плода по сравнению с использованием стандартного протокола.
Применение 3D реконструкции позволяет врачу-рентгенологу собственноручно получать необходимые плоскости таза беременной и головки плода, уменьшая фактор зависимости от оператора и шевеления плода, которые при 2D МР-пельвиофетометрии могут сопровождаться получением неправильных косых срезов.
5. Заключение
Применение импульсной последовательности T1 Dixon Vibe целесообразно для 3D методики МР-пельвиофетометрии, так как она обеспечивает сокращение продолжительности сканирования при сохранении сопоставимых с традиционными 2D протоколами результатов, что подтверждается статистическим анализом. Кроме того, благодаря использованию 3D реконструкции, методика с T1 Dixon Vibe последовательностью в меньшей степени зависит от позиционирования, что делает ее менее операторозависимой по сравнению с 2D вариантом МР-пельвиофетометрии.