研究背景胎盘是孕期连接母胎的重要器官,对胎儿的生长发育提供营养支持。胎盘功能异常可直接影响妊娠结局和胎儿预后,其相关不良妊娠结局包括早产、胎儿生长受限甚至死胎等。目前,临床上产前胎盘功能评价的主要检测手段为超声脐血管和子宫动脉血流测量,其中收缩流速/舒张流速（S/D）比值,搏动指数（PI）及阻力指数（RI）是反映胎盘血流的重要参数,常作为各种胎盘血流评估方法的参照指标。在正常妊娠时,随着孕周增加和胎盘灌注的增加,脐带血流RI、PI及S/D值均发生有规律的渐进性改变。但是超声检查受母体体型、胎位、羊水量及孕周的影响,并有一定的操作者依赖性,同时,只能间接反映胎盘的微循环灌注的情况。胎盘MRI检查作为超声筛查的补充工具,不仅能提供形态学特征,还能反映功能学信息。体素内不相干运动（IVIM）磁共振成像基于组织扩散的原理,得到一系列组织微循环的相关参数,如标准扩散系数D值、伪扩散系数D*值和灌注分数f,分别反映单纯水分子扩散、毛细血管微循环灌注和毛细血管容积占整个组织容积的比值。IVIM无需注射造影剂即可得到胎盘的灌注信息,目前被较多研究者用于胎盘的功能研究。研究显示,胎盘f值随孕周增加逐渐增加,并与超声脐血流指数呈负相关,提示IVIM在胎盘微循环灌注的定量评估方面具有潜力。另外一项对产前超声疑诊胎儿宫内生长受限（FGR）的孕妇进行的研究发现,晚发型FGR组IVIM得到的f值较正常晚孕组显著降低,提示f值可能对晚发型FGR有一定的预测价值。胎盘的微循环组成非常复杂,由大量毛细血管中流动的血流,以及小血管、血池和组织间隙、组织细胞内交换及无序运动的扩散血流等共同组成。对胎盘不同血流成分的评估有益于对其功能的探索。经典的IVIM模型使用的梯度是无流动补偿（NC）的,将微循环血流近似为速度较快的扩散运动（布朗运动）,即伪扩散血流,而真实的微循环血流成分既包括伪扩散血流,也包括在小血管内定向运动的弹道血流（ballistic flow）,传统的NC IVIM模型并未单独评估绒毛血管弹道血流成分。新的IVIM模型能够为传统IVIM定量评估提供额外的信息。有学者指出,流动补偿（FC）IVIM对弹道血流不敏感,因为血管内以恒定速度定向运动的水分子在FC序列会发生再相位,基于此原理,联合应用FC与NC IVIM能够将微循环血流中的弹道血流成分从伪扩散血流中分离出来,进行特异性评估,从而能够更深入了解胎盘微循环机制。近年来,陆续有研究报道在不同器官联合使用FC和NC IVIM以提供额外微循环信息,如大脑和肝脏等,但目前尚无系统性的研究见诸报道。胎盘的微循环缺乏公认且临床易用的直接评估手段,由于孕妇人群特殊性,孕期无法获得胎盘组织进行组织病理学研究,且多数疾病不适用于有创或介入性诊断方法。因此,部分研究者采用脐动脉或子宫动脉超声血流指数间接反映胎盘微循环功能,其值的改变与多种胎盘微循环病理变化情况相关联,例如,子痫患者的超声血流指数均较正常对照组高,并与脂联素mRNA表达量正相关,提示血管内皮功能受损,引发胎盘绒毛小动脉病变、绒毛毛细血管面积显著下降,进一步体现为子宫动脉及脐动脉血流的变化。既往一部分胎盘IVIM微循环评估的研究选择超声血流指标指数作为参照物,发现在正常及小于胎龄儿中,胎盘的f值与子宫动脉或脐动脉血流指数呈负相关,认为与超声血流指标的相关性可以从侧面证实IVIM参数与胎盘微循环血流情况的相关性。本研究探索使用一种新的IVIM模型,联合使用FC和NC IVIM序列,初步分离胎盘微循环内的弹道血流和扩散血流,特异性测量弹道血流速度（Vb）,以期对微循环的灌注情况进行针对性分析。第一部分:结合流动补偿及非流动补偿IVIM评估正常胎盘血流的初步研究研究目的本研究提出一种新的联合使用流动补偿和非流动补偿梯度波形的IVIM模型,将胎盘微循环弹道血流和扩散血流分别进行测量。首先,我们检验新的联合FC/NC IVIM模型获得的参数与超声脐血流指数的相关性,然后探索正常胎盘得到的血流参数随孕周变化的模式,随后进一步测量胎盘母体侧和胎儿侧两种解剖分区的IVIM参数,了解正常胎盘的分区灌注特征。研究方法1.临床数据收集收集研究进行期间在本院建卡、产检的孕妇。纳入标准:孕周16至40周,单胎,患者有胎儿MR检查指证及检查意愿。产检未发现母体合并症和系统性疾病;常规产检及超声未见明显胎盘结构异常,唐氏筛查、无创DNA或羊水穿刺未提示胎儿可能存在染色体异常。排除标准:胎儿MR检查无法正常完成;因为各种原因未能在本院分娩者;孕期发现胎儿或胎盘结构异常;产后发现胎儿异常（包括结构异常及体重小于孕周）;胎盘病理检查异常。研究共收集43名孕妇（孕周22.57至38周）的数据。所有患者无母/胎异常或其他合并症,随访孕期及围产期临床信息至产后42天复查为止,未发现母胎异常。2.超声脐血流测量MRI扫描近期（前后21天内）行超声脐动脉血流测量,以PI和SD作为脐动脉阻抗指标。获取距脐带插入口 2cm之内频谱参数,取样容积2mm,脉冲取样线与血管的走向的夹角小于30°,取夹角尽量小。采样点的脉冲频谱图必须具有连续5个以上完整清晰及形态一致的标准频谱。3.FC/NC联合模型设计FC和NC序列是一对单激发自旋回波平面成像序列（EPI）,分别于180°重聚脉冲前后设置了双极扩散梯度。研究采用梯度持续时间15 ms。IVIM测量的扩散信号包括弹道血流和组织液体成分,根据既往研究可表示为:S/S0=（1-f）e-bDt+fe-bDbe-α2vb2,其中Dt和Db代表水分子在组织和血液中的扩散系数,Db设置为1.5 μm2/ms,α表示流动敏感梯度的一阶矩,FC序列中α=0。结合FC和NC的信号,从公式中推导出f和vb。4.IVIM序列扫描扫描仪器为西门子1.5TAera。IVIM扫描分别采用FC和NC梯度,共9个b值（10～600 s/mm2）,6个方向,视野350 × 350mm,面内分辨率2.73 × 2.73mm,层数10,层厚6 mm,单个序列扫描时间2.5分钟。5.数据后处理通过迭代配准将IVIM数据进行运动校正,采用MATLAB（Mathworks,Inc.,Natick,MA）对FC和NC信号进行联合分析,获得联合模型f和vb。FC和NC序列的传统IVIM指标（f、D、D*）也进行拟合和测量,并手动将胎盘分为母体侧和胎儿侧（定义为横断面近母体及胎儿面1/3-1/2范围）分别测量IVIM的各项指标。6.数据统计统计学分析使用SPSS 26.0软件（SPSS Inc.,Chicago,IL）。定量数据用均值±标准差表示。使用Spearman相关分析比较IVIM指标与孕周（GA）和超声脐血流指标。使用配对t检验比较母体和胎儿侧胎盘的IVIM指标,以及单独FC和NC序列的各项指标。p＜0.05为显著性指标。结果1.FC和NC序列在低b值区域的曲线特征性差异明显,高超声脐动脉血流值者在低b值区FC和NC曲线形态之间截距差异更大。2.FC IVIM序列的各指标（f、D、D*值）均明显小于NC序列的各指标（p＜0.001）。3.联合模型弹道血流流速vb与孕周呈显著负相关趋势（p=0.007）;FC序列的D*和fD*值与孕周呈显著正相关（p＜0.001）。4.vb与脐血流指数SD和PI有明显正相关性（p=0.0006;p=0.0001）。FC序列和NC序列的D*和fD*值与SD和PI均呈显著负相关（p＜0.05）。5.将胎盘分为母体侧和胎儿侧,联合模型Vb、FC序列的D*和fD*值分区参数与全胎盘相似,与孕周和脐血流指标有相似的相关趋势（p＜0.05）,母体侧相关性较胎儿侧强。而NC序列的IVIM参数仅母体侧的D*与孕周和脐血流呈显著相关趋势（p＜0.037）。结论第一部分研究使用新的联合FC/NC IVIM模型将正常胎盘中的弹道血流成分进行分离,发现这种方法获得的新参数弹道流速vb、FC序列的扩散血流量fD*与脐血流参数和孕周存在显著相关性。同时,母体侧vb和fD*与脐血流相关性优于胎儿侧,与正常胎盘解剖结构相符。本研究提示了新的IVIM模型的有效性,为无创定量评估在体胎盘微循环血流的细节信息提供了一种新的方法。第二部分:流动补偿/非流动补偿IVIM技术检测FGR和GDM胎盘微循环异常研究目的胎盘病变会影响妊娠结局,胎盘功能不全可能引起胎儿生长受限、早产甚至死胎。经典的IVIM模型将伪扩散血流和弹道血流合并获得灌注血流参数。第一部分的研究应用新的FC/NC IVIM联合模型,将上述两种血流进行分离定量。第二部分的研究选择胎儿宫内生长受限（FGR）和妊娠期糖尿病（GDM）分别作为常见的胎儿和母体疾病代表,进一步评估新的IVIM模型指标对病理性胎盘微循环评估的应用价值,此外,我们还应用T2*mapping对胎盘微循环的血氧含量进行定量,与IVIM结合更深入地了解病变胎盘的微循环情况。研究方法1.病例收集纳入标准:收集研究进行期间在本院建卡、产检的孕妇。孕周16至40周,单胎,患者有胎儿MR检查指证及检查意愿。排除标准:胎儿MR检查无法正常完成;因为各种原因未能在本院分娩。FGR和GDM诊断分别依据现行临床指南标准,为减少研究人群异质性,不纳入存在胎儿结构异常者（单纯体重偏小者除外）。正常对照组为产检母胎无异常及合并症者。2.磁共振扫描T2*mapping序列 TR=900ms,TE=4.76/9.53/14.29/19.06/23.82/37.87/51.92 ms,FA=30°,FOV=350×350 mm2,层厚=5 mm,层数=15,扫描时间 2 min 31 s。其他序列与扫描方法同第一部分。3.数据后处理具体步骤同第一部分研究。4.统计学分析使用SPSS 26.0（SPSS Inc.,Chicago,IL）软件进行统计学分析。定量数据表示为均值±标准差。Spearman相关分析检测T2*值和IVIM所有指标与磁共振检查当天孕周（GA）的相关性。使用独立样本t检验比较病变组与正常对照组磁共振参数。配对样本t检验比较各组同一样本母体侧与胎儿侧各指标。对FGR与正常对照组进行ROC曲线分类分析。将p＜0.05作为显著性指标。结果1.FGR组的出生体重较正常组明显减低（2804.82g ± 525.30g vs.3301.94g ±576.43g,p＜0.05）。FGR组内有26.92%的胎儿出生体重小于2500g,为低出生体重儿,而正常组和GDM的低出生体重儿比例分别仅为3.23%和5.56%。2.正常组的全胎盘IVIM参数孕周相关性与本研究第一部分相仿。FGR组仅联合模型弹道流速vb与孕周相关性与对照组相反,呈正相关趋势（p＜0.05）。GDM组IVIM参数与孕周没有明显相关性。三组患者的全胎盘T2*值均与孕周呈负相关趋势。3.GDM和FGR患者的vb值明显低于对照组（p＜0.05）。此外,FGR组的T2*值较正常组显著减低（p=0.0013）,但GDM组的T2*值与正常组无明显差异（p=0.125）。4.两个病变组胎儿侧和母体侧胎盘的vb均较对照组显著性降低（p＜0.05）,结果与全胎盘对比结果类似。FGR组T2*值仅在胎儿侧较对照组明显减低（p＜0.05）,GDM组T2*值在不同胎盘分区均与正常组无明显统计学差异。5.T2*值和vb对FGR诊断效能较好,其AUC分别为0.665和0.660,敏感度分别为87.50%和91.67%,但两者的诊断特异性都不够理想（41.94%）。6.正常对照组中,出生体重BW与联合模型vb值呈显著正相关（p＜0.05）,与NC序列的D*值呈显著负相关趋势（p＜0.01）。FGR组的磁共振参数中,仅NC序列的D*值与出生体重存在显著负相关趋势（p＜0.01）。GDM组的胎儿出生体重与磁共振血流指标没有明显的相关性。结论将FC/NC IVIM联合模型和T2*mapping结合用于定量评估胎盘的微循环血流情况,结果提示病变组磁共振血流参数具有一定特征性。FGR组vb和T2*值低于对照组,GDM组T2*值低于对照组。病变组参数随孕周变化趋势亦与正常对照组不同。T2*值和vb对FGR诊断敏感度较好,但诊断特异性不够理想。这些发现为探索活体状态下妊娠合并症的胎盘微循环病变提供更深入的认识。此外,NC IVIM D*与正常组及FGR组患者出生体重相关,可能有一定临床价值。