基于磁共振的胎盘结构与功能成像方法研究及临床应用

作     者：廖宇豪 

作者单位：浙江大学 

学位级别：硕士

导师姓名：吴丹

授予年度：2022年

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 100207[医学-影像医学与核医学] 1002[医学-临床医学] 08[工学] 1010[医学-医学技术（可授医学、理学学位）] 100211[医学-妇产科学] 10[医学] 

主      题：磁共振成像 胎盘 胎盘纹理 纤维追踪 体素不相干运动 

摘      要：胎盘是支持胎儿生长的重要器官,在促进母体和胎儿循环之间的营养、气体和废物交换方面发挥着关键作用。超声和磁共振成像(MRI)是目前产前诊断中了解胎盘状态、筛查产前疾病的首选影像学检查方法。与相比超声而言,MRI可以提供三维的高分辨率空间信息,并且提供了从结构、功能、灌注等多模态信息对胎盘进行全面刻画。目前已经有不少文献报道了各种各样影像技术在胎盘上的应用,但是现有影像学指标对于胎盘疾病检测的灵敏度和特异性仍有不足之处。通过新型磁共振成像技术和分析方法的研发,有望从结构和功能层面为胎盘诊断提供更为强有力的影像学工具。本论文对胎盘的磁共振研究主要从纹理结构、纤维结构、和灌注功能等方面进行研究,主要分为三部分。第一部分从纹理结构上进行研究,本研究针对胎盘形态多样、层面信息差异大的问题,基于体积参数化将胎盘展平,再使用影像组学方法分析先天性心脏缺陷(CHD)患者和健康妊娠孕妇间胎盘的2D及3D纹理是否有不同,证明了胎盘展平算法结合纹理分析进行疾病诊断的可行性。第二部分是从纤维结构上进行研究,本研究基于弥散张量成像(DTI)使用纤维追踪技术检测孕妇子宫肌层纤维结构,提出将子宫肌层纤维连续性作为诊断胎盘植入的指标,并结合常规解剖学征象对胎盘植入进行诊断,证实了 DTI征象对提升胎盘植入的诊断准确率的作用。第三部分则是从灌注功能上进行研究,使用新型的联合流量补偿(FC)和非流量(NC)补偿的体素内不相干运动(IVIM)模型,建立的FC-NC联合模型将传统IVIM模型的两种微循环分开,得了血流速度等新指标,并将其用于检测妊娠期糖尿病(GDM)和胎儿生长受限(FGR),展现了优越的诊断性能。文章针对胎盘MRI开展了多项创新性的方法研究,从解剖结构、纤维连接、微循环功能等多角度提出了敏感度更高、特异性更强的影像学指标,并在常见胎盘相关疾病中均有较好的诊断效果。上述研究成果,在经过足够的数据验证和一定的推广后,在不久的将来有望应用于临床上,对产前诊断有着重要意义。