椎体发育开始于胚胎发育第6周,第7-8周椎体内可见3个初级骨化中心,第21周颈、胸、腰、骶椎体初级骨化中心初步形成。胎儿椎体骨化中心的发育是判断孕周及评估胎儿发育成熟度的重要指标,是产前检查的重要组成部分,也是诊断椎体发育畸形的前提。胎儿椎体发育畸形是指妊娠4-6周时椎体异常或不对称发育所致的先天性脊柱侧凸、后凸畸形,发病率约1/1000-2000。常见的先天性椎体发育畸形主要包括椎体形成不良型、椎体分节不良型、混合型或影响椎体正常发育的其他异常。椎体发育畸形的预后与畸形的类型、部位、数量及伴发的异常有关。因此,准确的产前诊断对于产前咨询、风险分层及产后随访计划制定尤为重要。磁共振（magneticresonanceimaging,MRI）具有的高组织对比度及高空间分辨率、大成像视野等优势使其成为评价脊柱发育的重要手段,然而,MRI对胎儿椎体骨化中心发育的分析仅限于标本,但福尔马林浸泡的标本可能会造成蛋白质变性、组织脱水,储存时间过长骨质结构可能会脱钙,无法真正反映宫内胎儿椎体骨化中心的发育。超声（ultrasound,US）是宫内胎儿发育评估及产前筛查的一线检查方式。然而,胎儿和/或母体的某些因素（羊水量少、胎儿脊柱位于远场、前置胎盘、母体腹壁瘢痕或母体体型肥胖等）会对超声的图像质量产生不利影响,可能影响对胎儿脊柱发育的评估、降低畸形的检出率。目前,超声对胎儿椎体病变诊断符合率较低,尤其当孤立性椎体发育异常但不合并脊柱侧弯者,极易发生漏诊。随着超快速自旋回波T2加权序列（single-shot turbo spin echo）的发展,MRI越来越多地作为产前筛查的辅助手段用于评估宫内胎儿各系统的发育。值得一提的是,优化的磁敏感加权成像（Susceptibility Weighted Imaging,SWI）序列利用骨质结构（钙质）的强抗磁敏感特性成像,使骨与软组织间形成良好的对比,更好的勾勒出胎儿骨性结构的轮廓,宫内胎儿骨性脊柱的成像质量有了很大的改进,使MRI评估宫内胎儿椎体骨化中心的发育及提高畸形诊断率成为可能。目前,利用MRI监测宫内胎儿椎体骨化中心发育的定量分析知之甚少,关于MRI对胎儿椎体发育异常的诊断效能分析尚未见报道。因此本研究通过测量宫内胎儿椎体骨化中心形态学参数,确定MRI参考值并绘制椎体形态学参数随孕周增长的发育曲线,进一步基于大样本随访数据,评估MRI在诊断胎儿椎体发育畸形的准确性和置信度。论文包含2个部分,摘要如下:第一部分:胎儿椎体发育的MRI评估目的利用MRI测量中晚孕周胎儿第4颈椎（C4）、第6胸椎（T6）、第3腰椎（L3）、第1骶椎（S1）椎体骨化中心形态学参数,绘制椎体的生长发育轨迹曲线,为宫内胎儿椎体形态发育提供MRI参考值。材料与方法研究对象:本研究得到本院伦理委员会的批准,所有患者均签署知情同意书。纳入标准为（ⅰ）胎儿无宫内生长受限、染色体异常或任何宫内应激性疾病;（ⅱ）因胎儿神经系统以外可疑异常行MRI检查且超声显示胎儿无脊柱结构异常及影响脊柱生长发育的其他异常;（ⅲ）孕妇无妊娠期糖尿病、高血压等妊娠并发症。排除标准包括孕妇有MRI扫描禁忌症;图像质量差、序列不全;末次月经未知。图像采集:所有孕妇均行1.5T胎儿脊柱MRI检查,扫描序列包括:半傅立叶单次激励快速自旋回波（half-fourier acquisition single-shot turbo spin-echo,HASTE）、真实稳态进动快速成像（true fast imaging with steady-state precession,True-FISP）、磁敏感加权成像（susceptibility weighted imaging,SWI）,T1 加权成像（T1-weighted imaging,T1WI）。扫描方位包括HASTE、TrueFISP和SWI序列的轴位、冠状位和矢状位,至少一个方位上的T1WI（通常为矢状位）。图像分析:分析宫内胎儿椎体骨化中心MRI表现并测量C4、T6、L3、S1椎体骨化中心横径、高度、矢状径、横截面积形态学参数并计算体积值。为了使测量值与观察者偏差最小化,所有测量值均由同一研究者在相同条件下不同时间三次测量,并使用三次测量的平均值。分析各形态学参数测量值并绘制胎龄-形态学参数相关曲线,建立相关回归方程。统计学分析:通过组内相关系数（interclass correlationcoefficient,ICC）分析法评估观察者内的一致性。采用Pearson相关分析检验C4、T6、L3、S1椎体骨化中心形态学参数与孕周的相关性,利用线性和非线性回归分析法确立相关回归方程及生长曲线。P＜0.05（双尾）为差异有统计学意义。结果研究对象:112例单胎妊娠孕妇纳入本研究,平均年龄28.7±5.8岁,平均孕周29.4±3.9周。其中,C4椎体骨化中心30例,平均孕周29.9±3.8周（范围25-38周）;T6椎体骨化中心58例,平均孕周29.0±3.5周（范围21-38周）;L3椎体骨化中心92例,平均孕周29.3±3.9周（范围21-39周）;S1椎体骨化中心62例,平均孕周29.7±3.8周（范围23-39周）。一致性检验:各椎体骨化中心形态学参数测量值观察者内重复性检验结果显示一致性较高（P＜0.05）。胎儿椎体骨化中心MRI表现:宫内胎儿脊柱整体曲度后凸,呈现两个原发性弯曲（胸椎和骶椎后凸）和两个继发性弯曲（颈椎和腰椎前凸）;椎体形状较规则,呈圆形、卵圆形、或方形。胎儿椎体骨化中心形态学参数特点:C4、T6、L3、S1椎体骨化中心各形态学参数随着孕周的增长而增长（P＜0.001）,增长幅度存在明显差异,L3增长绝对值最大,C4最小,其中C4、L3、S1椎体骨化中心体积增长高峰在33-36周,T6椎体骨化中心体积生长高峰在25-28周。C4、T6、L3、S1椎体骨化中心矢状径/横径比值均小于1。胎儿椎体骨化中心形态学参数生长曲线:C4骨化中心（n=30）随孕周（25-38周）增长轨迹函数如下:矢状径（mm）=0.0161×GA2-0.72×GA+11.03（R2=0.9379,P＜0.001）;横径（mm）=0.0185×GA2-0.824×GA+12.43（R2=0.9425,P＜0.001）;高度（mm）=0.0035×GA2-0.0657×GA+1.746,（R2=0.9522,P＜0.001）;面积（mm2）=0.1436×GA2-7.1754×GA+95.92（R2=0.9574,P＜0.001）;体积（mm3）=1.4439×GA2-76.372×GA+1038.7（R2=0.9815,P＜0.001）。T6骨化中心（n=58）随孕周（21-38周）增长轨迹函数如下:矢状径（mm）=0.0118×GA1.816（R2=0.9146,P＜0.001）;横径（mm）=0.0195×GA1.7277（R2=0.9232,P＜0.001）;高度（mm）=0.0409×GA1.3793（R2=0.8494,P＜0.001）;面积（mm2）=0.0627×GA2-0.8339×GA-3.9837（R2=0.9433,P＜0.001）;体积（mm3）=1.5769RGA2-64.45RGA+695.86（R2=0.9609,P＜0.001）。L3骨化中心（n=92）随孕周（21-39周）增长轨迹函数如下:矢状径（mm）=0.0046RGA2+0.1275RGA-1.1467（R2=0.9097,P＜0.001）;横径（mm）=0.0207×GA2-0.6825×GA+10.663（R2=0.9162,P＜0.001）;高度（mm）=0.0071 ×GA2-0.0915×GA+2.217（R2=0.914,P＜0.001）;面积（mm2）=0.2792×GA2-11.536×GA+138.56（R2=0.9415,P＜0.001）;体积（mm3）=6.3819×GA2-309.31×GA+3885.5（R2=0.9483,P＜0.001）。S1骨化中心（n=52）随孕周（23-39周）增长轨迹函数如下:矢状径（mm）=0.2557×GA-1.7959（R2=0.9047,P＜0.001）;横径（mm）=0.5111×GA-7.5792（R2=0.911,P＜0.001）;高度（mm）=0.2756×GA-3.0909（R2=0.9222,P＜0.001）;面积（mm2）=0.128×GA2-3.7928×GA+31.429（R2=0.9304,P＜0.001）;体积（mm3）=2.9197×GA2-135.61×GA+1666.4（R2=0.9643,P＜0.001）。结论本研究显示孕中晚期胎儿C4、T6、L3、S1椎体骨化中心的生长发育与胎龄呈良好的相关性,提供了各椎体骨化中心MRI形态学参数参考值,补充了宫内胎儿椎体骨化中心发育的MRI数据,为胎儿椎体发育畸形的MRI诊断提供了参考标准,具有重要的临床指导价值。第二部分:胎儿椎体发育相关畸形的MRI评价与生后结局目的通过与超声比较,评估MRI诊断胎儿椎体先天发育畸形的诊断准确性和置信度,分析MRI在评估胎儿椎体发育畸形中的诊断效能。材料与方法研究对象:纳入经超声检查怀疑和/或无法明确做出诊断的胎儿椎体异常孕妇269例,平均年龄27.2±4.2岁,平均孕周28.0±3.3周。图像采集:所有患者均行经腹超声扫查脊柱3方位（轴位、冠状位、矢状位）,评估范围包括颈椎区域至尾椎区域;超声检查后3天内于本单位行胎儿脊柱MRI扫描,扫描序列及方位同第一部分。图像分析:以出生或引产后标本影像学结果作为金标准,比较MRI和超声在诊断胎儿椎体异常中的准确性、MRI及超声诊断结果的一致性;使用“基于分数加权平均法”评估MRI诊断胎儿椎体发育异常的置信度是否提高统计学分析:McNemar’s配对检验超声及MRI的诊断准确性;卡方检验或Fisher’s精确检验比较不同畸形亚组中超声及MRI的诊断准确性;采用单样本t检验检验预期置信度计算得分与0值是否有差异。P＜0.05（双尾）为差异有统计学意义。结果研究对象及随访结局:本研究最终纳入127例单胎妊娠配对MRI及超声胎儿脊柱数据,平均年龄29.8±4.3岁,平均孕周28.2±3.8周（范围21-39周）。其中,选择继续妊娠者116例（116/127,91.3%）,平均孕周28±4周,终止妊娠者11例（11/127,8.7%）,平均孕周27 ± 3周。生后和引产后影像学结果证实胎儿椎体发育正常者占36.2%（46/127）,胎儿椎体发育异常者占63.8%（81/127）。超声及MRI诊断符合率比较:超声和MRI的诊断准确率在椎体畸形组（n=81）为46.9%（38/81）vs.84.0%（68/81）;椎体发育阴性组（n=46）为 19.6%（9/46）vs.97.8%（45/46）;在总体样本中（n=127）为 37.0%（47/127）vs.89.0%（113/127）。诊断准确率分别提高 37.1%（95%CI,27-48;P＜0.001）、78.2%（95%CI,66-90;P＜0.001）、52.0%（95%CI,43-61;P＜0.001）。总体样本中各椎体畸形亚组分析显示孤立性椎体发育异常（P＜0.001）、半椎体（P＜0.001）、冠状椎体裂（P=0.011）和多发椎体异常（P=0.002）MRI诊断的准确性明显高于超声且差异有统计学意义（P＜0.05）。超声及MRI诊断一致性比较:超声及MRI诊断完全一致并与生后随访结果一致占36.2%（46/127）;MRI为超声诊断提供额外信息者占16.5%（21/127）;MRI纠正超声诊断者占36.2%（46/127）;超声正确,MRI诊断错误者占0.8%（1/127）;MRI和超声诊断均与产后检查不一致者占10.2%（13/127）。MRI诊断置信度评估:超声和MRI的高置信度诊断比例分别为73.2%（93/127）,95.3%（121/127）,绝对差异为22%,而高置信度诊断中超声和MRI的错误率分别为44.9%（57/127）和9.4%（12/127）。“基于分数的加权平均法”结果显示MRI对椎体发育异常诊断置信度增加（平均置信度差异为+1.535,95%CI:1.20-1.87,P＜0.001）。结论MRI可以提高胎儿椎体畸形的诊断准确性,并且完善超声的诊断信息,增加胎儿椎体发育畸形的诊断置信度。因此,当超声产前筛查胎儿椎体异常无法作出明确诊断时可进一步行胎儿脊柱MRI检查以明确产前咨询并制定妊娠管理决策。