Současný stav zobrazení plodu magnetickou rezonancí

Overview

Magnetická rezonance (MR) jako metoda druhé volby zobrazení plodu přináší vynikající prostorové a kontrastní rozlišení pro hodnocení široké skupiny patologických stavů, ať už kongenitálních, nebo vzniklých během těhotenství. 

MR jako metoda prostá ionizujícího záření je spolu s ultrazvukovým vyšetřením (UZ) zcela bezpečnou zobrazovací metodou. 

Vzhledem k naskenování obrazu standardizovaným protokolem není toto zobrazení závislé na vyšetřujícím a umožňuje opětovné hodnocení radiologem, klinickým specialistou i dalšími lékaři a specialisty v rámci multidisciplinárního týmu, který se věnuje problematice prenatálního vyšetření plodu.

Přínosem zobrazení pomocí MR je oproti UZ vyšetření jiný princip morfologického zobrazení tkání. Další předností MR je možnost zobrazování nejen morfologicky, ale i pomocí zobrazení difuze volné vody – difuzně vážený obraz (diffusion-weighting imaging – DWI), směrové zobrazení difuze (diffusion-tensor imaging – DTI), zobrazení metabolického složení pomocí spektroskopických metod (MR spektroskopie – MRS). Další možností zobrazení plodu je dynamický sken, kde lze podobně jako na UZ sledovat životní funkce plodu v čase. Použití kontrastních látek je v prostředí Česka postup non-lege artis a není ve standardním MR zobrazení plodu využíván.

Úvod

Během prudkého rozvoje zobrazovacích technologií v minulém a tomto století bylo zobrazování těhotných prováděno různými metodami – radiografií, scintigrafií, počítačovou tomografií, posléze magnetickou rezonancí (MR) a zejména ultrasonografií (UZ – ultrazvuk). Vzhledem k dostupnosti, ceně a snadné opakovatelnosti se ultrazvuk stal metodou primární a dominantní.⁽¹⁾ UZ má ale i řadu limitací, mezi které patří zejména obezita matky, horší přehlednost při malém množství plodové vody a atypická poloha plodu.⁽²⁾ Dalším problémem zobrazení fetálního mozku je postupující osifikace lebečních kostí.⁽³⁾

MR jako metoda bez použití ionizujícího záření získala místo v diagnostickém algoritmu péče o těhotné, a to pro jiný druh informace, kterou poskytuje navíc oproti UZ technologii. Poskytuje informace morfologické, ale také např. informace o difuzi vody ve tkáních. Pokročilé techniky přináší další poznatky např. o metabolickém složení tkání (metabolity mozku plodu, metabolity v placentě).

Prudký rozvoj technologie MR i systému monitorace životních funkcí vyšetřovaných subjektů v posledních letech je donorem výzev k získání podrobnějších informací o statických strukturách,⁽⁴⁾ ale i o pohybujících se orgánech.

Historie zobrazení plodu

První práce věnující se zobrazení plodu pomocí MR jsou již z roku 1983,⁽⁵⁾ kdy byly publikovány první validní obrazy. Toto období bylo charakteristické sekvencemi s dlouhým akvizičním časem, které mohly být zatíženy pohybovými artefakty plodu. Tím by se obraz stal nehodnotitelným. Dalším stupněm vývoje bylo užití sedace matky a plodu, nejčastěji benzodiazepinovými preparáty.^(6,7)

S rozvojem rychlejších technik (single shot) došlo k žádoucímu zkrácení akvizičního času na cca 15–30 sekund, což umožnilo další rozvoj metodiky.⁽⁸⁾

Vývoj a optimalizace nových sekvencí umožnily využití těchto technik MR k zobrazení plodu – stav difuze vody ve tkáních, toky v cévách, metabolické složení.

Bezpečnost MR vyšetření

Ačkoli MR nevystavuje plod ionizujícímu záření, možné biologické účinky silných statických a gradientních magnetických polí a RF pulzů byly identifikovány jako potenciální rizika pro plod.^(2,9) Za více než 35 let klinického používání MR v těhotenství nebyly prokázány žádné nežádoucí účinky na plod.⁽¹⁰⁾ Nejsou prokázané žádné efekty na růst buněk, na DNA ani na jiné biologické procesy.⁽¹¹⁾ Existují rozdílné studie zvířecí, které prokazují možný efekt vystavení velkému hluku v těhotenství na porodní hmotnost a možnost předčasného porodu, zatímco jiné studie toto působení vyvrací.^(12,13)

Většina fetální MR byla standardně prováděna na přístrojích o intenzitě pole 1,5 T (Tesla), pro něž byly opakovaně provedeny studie bezpečnosti.⁽¹⁴⁾ Využití MR s vyšší intenzitou pole (3 T) nabízí oproti strojům s nižším polem řadu výhod a výzev – síla pole zvyšuje poměr signálu k šumu a tím kvalitu obrazu, což je s výhodou nejen v zobrazení centrální nervové soustavy. Evropská pediatrická radiologická společnost vydala doporučení k provádění vyšetření primárně na síle stroje 3 T,⁽¹⁵⁾ který hodnotí jako bezpečný. Také ostatní obory oceňují přínos vyššího magnetického pole pro kvalitu obrazu a doporučují vyšetření na 3 T přístroji. Je třeba si uvědomit, že s rostoucím magnetickým polem dochází ke zvýšení podílu artefaktů v obraze a také k vyšší depozici energie. To je kompenzováno pomocnými technikami (paralelní techniky, přísné dodržování SAR limitů).^(16,17)

Stejně jako u každého lékařského postupu, který přichází s pozorovanými nebo teoretickými riziky, musí přínos fetální MR studie převážit nad malými a nejistými riziky – princip indikace. Výmluvné anatomické detaily dosažené pomocí MR plodu mohou poskytnout další informace ke stanovení morfologických abnormit plodu.

Indikace k fetálnímu MR vyšetření

MR vyšetření může přidat další informace o stavu plodu, které mohou ovlivnit pokračování těhotenství, perinatální management, plánování porodu i postnatální péči.⁽¹⁸⁾

Indikace k MR lze rozdělit dle výsledku UZ vyšetření do následujících kategorií:

1.  Morfologická abnormita při UZ vyšetření:

• nejčastěji asymetrie komor a jejich dilatace, malformace mozku, páteře, plic, orgánů dutiny břišní;
• infekce mozku i ostatních orgánů;
• abnormity obličeje.

2.  Riziko patologického stavu vzhledem k anamnéze:

• pokles krevního tlaku u matky s rizikem hypoxie plodu;
• předchozí těhotenství s patologií.

3.  Předpokládaný patologický stav při negativním UZ nálezu:

• možná hypoxie po ablaci placentárních spojek u twin-to-twin transfusion syndromu (TTTS).

 

Souhrn indikací dle doporučení The American College of Radiology (ACR) a The Society for Pediatric Radiology (SPR) je v tab. 1 se zdůrazněním přínosu MR i dle našich zkušeností.

Optimální časování MR vyšetření plodu

Pro hodnocení plodu je vhodné skenování po 18. týdnu těhotenství. Optimální v závislosti na typu patologie, kterou je třeba zobrazit, je 20.–22. týden gravidity Pro možnost předčasného ukončení těhotenství ze zdravotních důvodů je dobré diagnostickou rozvahu stanovit s dostatečným předstihem. Tak je čas pro rozhodnutí rodičů k ukončení gravidity vzhledem k zákonnému limitu 24. týdne gravidity.

 

Příprava pacientky

Pacientka přichází na MR pracoviště nejlépe s doprovodem, není lačná. Měla by být klidná. Dle našich zkušeností je seznámení se s průběhem vyšetření, uklidnění a oboustranně pochopená komunikace pro pacientku nejlepší sedací. Pacientka je celou dobu s vyšetřujícím personálem v kontaktu pomocí signalizačního zařízení. Vyšetření trvá cca 15–20 minut.

V nižším stadiu těhotenství je preferována vyšetřovací pozice na zádech, ve vyšších stadiích na levém boku, ale vždy je rozhodující pocit a pohodlí pacientky. Před vyšetřením je na břicho a pánev pacientky umístěna tenká a lehká cívka, která umožňuje vlastní příjem signálu a vyšetření bez ní není možné. Vlastní vyšetření je hlučné, ale všechny sekvence jsou optimalizovány na co nejnižší hlučnost i co nejnižší množství energie předané pacientce, vše v souladu s doporučeními ACR-SPR.

Technické provedení MR vyšetření

Vlastní vyšetření se skládá z několika sekvencí k morfologickému posouzení plodu. Dále jsou provedena měření k posouzení směrové či nesměrové difuze vody. Může být doplněna technika k posouzení průtoků či pro hodnocení metabolického složení tkání.

Intravenózní podání gadoliniové kontrastní látky se v prostředí Evropy a České republiky neprovádí.⁽¹⁹⁾

Stěžejní pro optimální zobrazení jsou tři základní parametry, které se navzájem ovlivňují:

1.  Poměr signál šum (SNR – signal to noise ratio) – množství informace získané ze tkání závisí zejména na síle magnetického pole.

2.  Prostorové rozlišení – opět je závislé na síle magnetického pole.

3.  Skenovací čas – v závislosti na předešlých parametrech je nutné ponechat čas co nejnižší.⁽²⁰⁾

T2 vážený sken

T2 vážený sken ve třech anatomických rovinách je základní zobrazovací sekvencí MR plodu. Je prováděn technikou rychlého singl-shotového echa (každý puls nese jeden obraz) k prevenci pohybových artefaktů.^(21,22) Využívané sekvence jsou TruFISP T2 (true fast imaging with steady-state free precession) a HASTE T2 (half-Fourier acquisition single-shot turbo spin echo imaging), obě dle nomenklatury výrobce Siemens, Německo. Tyto sekvence vykazují maximální prostorové rozlišení při minimu pohybových artefaktů za co nejkratší čas.

Sekvence umožní posoudit anatomické struktury, symetrii, signál mozkomíšního moku a jiné vodě podobné tekutiny. Obě sekvence lze provést i s potlačením signálu tuku. Sekvence TruFISP je použitelná i jako dynamický sken k zobrazení pohybujících se struktur – srdce, polykání.^(4,23,24)
Další variantou využití T2 sekvence je náběr dat ve 3D, zatím ale naráží na délku akvizice (více než jedna minuta).

T2 vážený sken s potlačením signálu vody

Je to poměrně nově používaná technika, pracuje s inverzním pulsem v sekvenci HASTE, který způsobní nulový signál z volné vody v době náběru dat – umožní detekovat např. asymetrii rozložení vody v mozkové tkáni – edém.⁽²⁵⁾

T2 gradientní echo – T2*

Slouží ke zhodnocení přítomnosti rozpadových produktů krve, často naráží na délku náběru dat – okolo 2–3 minut. Variantou T2* skenu je BOLD – viz níže.

T1 vážený sken

Toto měření je opět prováděno ve třech ortogonálních rovinách a eventuelně ho lze nahradit jednou 3D sekvencí. Pro citlivost sekvence k dechovým artefaktům matky se provádí se zadrženým dechem v inspiriu.

Sekvence je možno provádět se signálem tuku i s jeho potlačením, což může přispívat k diferenciálně diagnostické rozvaze.

T1 vážený sken vykazuje vyšší signál nejen v případě tuku, ale i v případě zahuštěné bílkoviny, methemoglobinu (jedna z prvních vývojových fází zrání hematomu), dále melaninu a ve sloučeninách vápníku.

U plodu je typicky hypersignální štítná žláza (zahuštěná bílkovina) a obsah střevní (mekonium se zbytky bílkovin a tuku). Rozložení tohoto hypersignálu opět přispívá k posouzení anatomie (atrezie gastrointestinálního traktu). Přítomnost T1 hypersignálu mimo normální oblasti svědčí nejčastěji o zahuštěné bílkovině, ev. zakrvácení.⁽²⁾

Difuzně vážený sken – DWI

DWI je sekvence, která umožní posoudit pohyb vody v organismu. Lze ji provádět se sledováním difuze ve všech směrech (standardní DW obrazy) nebo se zobrazením dominantního směru difuze (zobrazení difuzního tensoru, DTI).

Izotropní difuze – je velmi citlivá, zejména v případě zástavy sodíko-draslíkové pumpy v buněčné stěně s rozvojem cytotoxického edému – typický obraz restrikce v difuzi. Tato sekvence také vykazuje dobrou senzitivitu při redukci intracytoplazmatické vody v maligní buňce, která má objemné jádro – opět je patrna restrikce difuze vody.

Zobrazení všesměrové difuze je v prenatální diagnostice stěžejní pro detekci rozložení vysoce celularizovaných tkání – například periventrikulární germinativní matrix mozku nebo korová vrstva vyvíjejících se ledvin.⁽²⁶⁾

Anizotropní – směrová – difuze DTI – je přínosem zejména při detekci utváření mozkových drah vyvíjejícího se plodu – typicky k posouzení drah kalózního tělesa při podezření na anomálie kalózního tělesa s průkazem Probstova svazku. DTI technika se pomalu dostává do běžného protokolu zobrazení mozku plodu. Je ale limitována technickými problémy při pohybových artefaktech plodu a dielektrickém efektu silných MR polí.⁽²⁷⁾ Důležitou podmínkou dobrého provedení je minimalizace pohybových artefaktů plodu, ale i matky (omezení dechové aktivity matky nádechem). Takto lze dosáhnout dobrých výsledků redukcí prostorového rozlišení ve prospěch délky akvizice – dle našich zkušeností lze tuto techniku na 3 T přístroji provést v časovém intervalu do 22–25 sekund. Interval do 25 sekund je pro většinu spolupracujících pacientek pro dobu nádechu akceptovatelný.⁽²⁸⁾

BOLD sekvence, MR angiografie

BOLD sekvence je vyvinuta k monitorování mozkové aktivity při funkční MR na podkladě přítomnosti deoxyhemoglobinu (změny poměrů oxyhemoglobin/deoxyhemoglobin). Toho lze využít např. v zobrazení toků v placentě při hrozící hypoxii plodu.^(29,30) Jedna z parametrických map BOLD sekvence zobrazuje průtok v dynamickém skenu, toho lze využít i v prenatální diagnostice k detekci toku zobrazovanou strukturou – zejména u vaskulárních malformací.⁽³¹⁾
Jiné způsoby nativní angiografie pro dlouhý čas náběru nejsou přínosem, lze ovšem zvažovat rychlou nativní angiografii pomocí time of flight technik (TOF).

Metabolické zobrazení pomocí spektroskopie – MRS

Metoda spektroskopie přináší možnost posouzení metabolického složení tkání, což umožňuje posoudit stav množící se tkáně i vývoj neuronů. Akviziční časy jsou dlouhé – mezi 3–5 minutami, což má nyní omezené využití. Trendem v experimentální oblasti je využití v detekci změn placenty, která v optimálním stavu vykazuje typické rozložení metabolitů, jako jsou cholin, lipidy, glutamát a glutamin. Vzhledem k náročnosti posouzení přítomnosti aminokyselin je žádoucí tato vyšetření provádět na vysokém poli – 3 T přístroj.⁽¹⁷⁾

MR vyšetření post mortem

Provedení patologicko-anatomické pitvy plodu indukované ze zdravotních důvodů je zlatým standardem prenatální péče, optimálně v režii dětského patologa – specialisty. Je však limitován autolýzou tkání plodu, zejména mozku. Navíc může tento postup budit i etické rozpory zejména ze strany rodičů. I proto je narůstající tendencí zobrazit plod pomocí virtuální MR sekce – MR vyšetření post mortem. Je většinou dobře tolerováno rodiči i zdravotníky, přináší doplňkové informace v případě postižení mozku. Uspořádání provozu pracoviště MR zajišťuje prakticky nulové riziko jak z hlediska etického, tak zdravotního.⁽³²⁾ MR sekce je na našem pracovišti prováděna v tekuté náplni (optimálně čistá voda, bez příměsi formolu, který může způsobovat artefakty v T2 vážení). Standardně je prováděn 3D T2 vážený sken s rozlišením 0,7 × 0,7 × 0,7 mm, dále T1 vážený 3D sken s rozlišením 1 × 1 × 1 mm. Na našem pracovišti je MR vyšetření plodu post mortem skenováno po každém indukovaném abortu, pak je hodnoceno v korelaci s autoptickým nálezem v rámci multidisciplinárního týmu.

Závěr

Zobrazení plodu magnetickou rezonancí má nezastupitelné místo v managementu prenatální diagnostiky, v přípravě na porod i v porodní péči. Role MR s přidanou hodnotou rozšířených zobrazovacích technik je nezastupitelná. Spolu s UZ vyšetřením je péče o budoucí matky komplexnější a detekovaný problém je možno potvrdit z vícero pohledů, což hraje roli zejména v medicinální indikaci předčasného ukončení těhotenství.

Významnou roli hraje MR v detekci možných patologických stavů, které jsou na UZ neprůkazné, ale riziko rozvoje je vysoké (např. hypoxie mozku plodu po předchozím poklesu krevního tlaku matky nebo po laserové ablaci placentárních spojek u TTTS). Kruciální je fetální MR i v případě, kdy je UZ limitován průnikem UZ vlnění do tkáně (obezita matky, oligohydramnion).

V případě samovolného či indukovaného potratu, také v případě mrtvě rozeného dítěte má MR nezastupitelnou roli prostřednictvím MR vyšetření plodu post mortem. Tato forma umožňuje zobrazení bez porušení tkání, což má význam etický. Navíc je velkým přínosem v detekci vývojových vad mozku, kde je klasická autopsie limitována autolýzou.

Důležitou částí práce radiologa specializovaného na fetální MR je účast na multidisciplinárních setkáních, kde se korelují nálezy s UZ, genetickými profily a s nálezy patologickými. 

 

Téma bylo předneseno v rámci Čechovy konference ULTRAZVUK A ZOBRAZOVÁNÍ V GYNEKOLOGII A PORODNICTVÍ 2022, Olomouc, 16. 9. 2022

Korespondenční adresa:
MUDr. Pavla Hanzlíková, Ph.D., MBA
Ústav radiodiagnostický
FN Ostrava
pavla.hanzlikova@fno.cz