Возможности Т2*-релаксометрии и диффузионно-взвешенной МРТ головного мозга плода и плаценты

Гипоксия — одна из ведущих причин нарушений внутриутробного развития и неблагоприятных перинатальных исходов. Метод Т2*-релаксометрии, основанный на BOLD-эффекте, позволяет неинвазивно количественно оценить тканевую оксигенацию. Картирование измеряемого коэффициента диффузии (ИКД) используется для диагностики ишемии мозга и как количественный биомаркер пренатального созревания мозга.

Цель исследования: сравнить возможность Т2*-релаксометрии и ИКД в оценке гестационных особенностей, а также гипоксических состояний головного мозга плода и плаценты.

Материалы и методы. Проведено ретроспективное поперечное исследование 200 пренатальных МРТ с 18–38-й недели гестации (НГ), выполненных в 2024–2025 гг. на 1,5 Тл и 3 Тл томографах Philips (в МТЦ СО РАН, г. Новосибирск). Для Т2*-релаксометрии ис- пользована многоэховая эхо-планарная последовательность с однократным возбуждением (SS-EPI) с TE = 25–225 мс. Для ИКД – SSh DWI (b = 0,700). Данные Т2*-времени релакса- ции (ВР) и ИКД получены с помощью ROI-анализа вручную размеченных областей мозга и плаценты. Статистический анализ включал критерии Шапиро — Уилка, корреляции Пир- сона и Спирмена, парный t-тест, ANOVA и Kruskal — Wallis (p < 0,05).

Результаты. Т2*-картирование головного мозга 110 плодов (66 — на 1,5 Тл; 44 — на 3 Тл томографах) и 50 плацент (30 — на 1,5 Тл; 20 — на 3 Тл томографах) показало снижение Т2*-ВР с увеличением срока гестации (p = 0,0018 для мозга, p = 0,05 для плаценты). ИКД головного мозга 126 плодов также обратно коррелирует со сроком гестации (p = 0,0135), тог- да как для плацент зависимость Т2*-ВР и ИКД от срока гестации не выявлена (p > 0,209). При групповом анализе отмечено снижение Т2*-ВР головного мозга у плодов после 29 НГ в сравнении с группой до 29 НГ (p = 0,001).

Выводы. Установлена зависимость Т2*-ВР и ИКД головного мозга от гестационного срока, более выраженная в третьем триместре. Т2*-релаксометрия и ИКД применимы для количественной оценки развития мозга плода и плаценты, имеют потенциал для раннего неинвазивного выявления гипоксических состояний.

1. Макогон А. В., Андрюшина И. В. Диагностика и лечение гемолитической болезни плода // Акушерство и гинекология. 2018. Т. 17, № 3. С. 45–52.

2. Arthurs O. J., Rega A., Guimiot F., Belarbi N., Rosenblatt J., Biran V., Elmaleh M., Sebag G., Alison M. Diffusion-weighted magnetic resonance imaging of the fetal brain in intrauterine growth restriction. Ultrasound Obstet Gynecol. 2017; 50(1):79-87. DOI

3. Capuani S., Guerreri M., Antonelli A., Bernardo S., Porpora M. G., Giancotti A., Catalano C., Manganaro L. Diffusion and perfusion quantified by Magnetic Resonance Imaging are markers of human placenta development in normal pregnancy. Placenta. 2017;58:33-39. DOI

4. Cromb D., Steinweg J., Aviles Verdera J., van Poppel M. P. M., Bonthrone A. F., Lloyd D. F. A., Pushparajah K., Simpson J., Razavi R., Rutherford M., Counsell S. J., Hutter J. T2*-Relaxometry MRI to Assess Third Trimester Placental and Fetal Brain Oxygenation and Placental Characteristics in Healthy Fetuses and Fetuses With Congenital Heart Disease. J. Magn. Reson. Imaging. 2025;61(3):1246-1255. DOI

5. Han R., Huang L., Sun Z., Zhang D., Chen X., Yang X., Cao Z. Assessment of apparent diffusion coefficient of normal fetal brain development from gestational age week 24 up to term age: a preliminary study. Fetal. Diagn. Ther. 2015;37(2):102-7. DOI

6. Hansen D. N., Sinding M., Petersen A., Christiansen O. B., Uldbjerg N., Peters D. A., Frøkjær J. B., Sørensen A. T2*-weighted placental magnetic resonance imaging: a biomarker of placental dysfunction in small-for-gestational-age pregnancies. Am. J. Obstet. Gynecol. MFM. 2022;4(3):100578. DOI

7. Ho A. E. P., Hutter J., Jackson L. H., Seed P. T., Mccabe L., Al-Adnani M., Marnerides A., George S., Story L., Hajnal J. V., Rutherford M. A., Chappell L. C. T2* Placental Magnetic Resonance Imaging in Preterm Preeclampsia: An Observational Cohort Study. Hyperten­ sion. 2020;75(6):1523-1531. DOI

8. Korostyshevskaya А. М., Prihod'ko I. Yu., Savelov А. А., Yarnykh V. L. Direct comparison between apparent diffusion coefficient and macromolecular proton fraction as quantitative biomarkers of the human fetal brain maturation. J. Magn. Reson. Imaging. 2019;50(1):52-61. DOI

9. Kotovich D., Guedalia J. S. B., Hoffmann C., Sze G., Eisenkraft A., Yaniv G. Apparent Diffusion Coefficient Value Changes and Clinical Correlation in 90 Cases of Cytomegalovirus-Infected Fetuses with Unremarkable Fetal MRI Results. AJNR Am. J. Neuroradiol. 2017;38(7):1443-1448. DOI

10. Kutuk M. S., Sahin M., Gorkem S. B., Doganay S., Ozturk A. Relationship between Doppler findings and fetal brain apparent diffusion coefficient in early-onset intra-uterine growth restriction. J. Matern. Fetal. Neonatal. Med. 2018; 31(23):3201-3208. DOI

11. Lauridsen M. H., Uldbjerg N., Henriksen T. B., Petersen O. B., Stausbøl-Grøn B., Matthiesen N. B., Peters D. A., Ringgaard S., Hjortdal V. E. Cerebral Oxygenation Measurements by Magnetic Resonance Imaging in Fetuses With and Without Heart Defects. Circ. Cardiovasc. Imaging. 2017;10(11):e006459. DOI

12. O’Connor J. P. B., Robinson S. P., Waterton J. C. Imaging tumour hypoxia with oxygen-enhanced MRI and BOLD MRI. Br. J. Radiol. 2019;92(1096):20180642. DOI

13. Schneider J. F., Confort-Gouny S., Le Fur Y., Viout P., Bennathan M., Chapon F., Fogliarini C., Cozzone P., Girard N. Diffusion-weighted imaging in normal fetal brain maturation. Eur. Radiol. 2007; 17(9):2422-9. DOI

14. Schönberg N., Weisstanner C., Wiest R., Bonél H. M., Piechowiak E. I., Cullmann J. L., Raio L., Pastore-Wapp M., Slavova N. The influence of various cerebral and extracerebral pathologies on apparent diffusion coefficient values in the fetal brain. J. Neuroimaging. 2020;30(4):477-485. DOI

15. Steinweg J. K., Hui G. T. Y., Pietsch M., Ho A., van Poppel M. P., Lloyd D., Colford K., Simpson J. M., Razavi R., Pushparajah K., Rutherford M., Hutter J. T2* placental MRI in pregnancies complicated with fetal congenital heart disease. Placenta. 2021;108:23-31. DOI

16. Vasylechko S., Malamateniou C., Nunes R. G., Fox M., Allsop J., Rutherford M., Rueckert D., Hajnal J. V. T2* relaxometry of fetal brain at 1.5 Tesla using a motion tolerant method. Magn. Reson. Med. 2015;73(5):1795-802. DOI

17. Vu C., Chai Y., Coloigner J., Nederveen A. J., Borzage M., Bush A., Wood J. C. Quantitative perfusion mapping with induced transient hypoxia using BOLD MRI. Magn. Reson. Med. 2021;85(1):168-181. DOI

18. Yaniv G., Hoffmann C., Weisz B., Lipitz S., Katorza E., Kidron D., Bergman D., Biegon A. Region-specific reductions in brain apparent diffusion coefficient in cytomegalovirus-infected fetuses. Ul­ trasound Obstet. Gynecol. 2016;47(5): 600-7. DOI

19. Yaniv G., Katorza E., Bercovitz R., Bergman D., Greenberg G., Biegon A., Hoffmann C. Region-specific changes in brain diffusivity in fetal isolated mild ventriculomegaly. Eur. Radiol. 2016;26 (3):840-8. DOI

20. Zheng W., Yan G., Jiang Y., Bao Z., Li K., Deng M., Li B., Zou Y. Diffusion-Weighted MRI of the Fetal Brain in Fetal Growth Restriction With Maternal Preeclampsia or Gestational Hypertension. J. Magn. Re­ son. Imaging. 2024;59(4):1384-1393. DOI