Functional magnetic resonance imaging (fMRI)
for fetal oxygenation during maternal hypoxia:
initial results

Zusammenfassung

Ziel: Untersuchung des Potentiales der funktionellen MRT (BOLD) in der Darstellung von Veränderungen in der Sauerstoffsättigung fetaler Gewebe während akuter materner Hypoxie bei fetalen Lämmern. Material und Methoden: Die MR-Untersuchung wurde an zwei Mutterschafen mit 125 und 131 Tage alten Feten in Inhalationsnarkose durchgeführt. Die BOLD Messungen von fetaler Leber, Myokard und Gehirn erfolgten während einer akuten Hypoxiephase des Muttertieres, in der Sauerstoff durch N₂O ersetzt wurde. Die materne Sauerstoffsättigung und Herzfrequenz wurde durch ein Pulsoxymeter überwacht. Ergebnisse: Änderungen der fetalen Gewebsoxygenierung während einer akuten Hypoxiephase der Mutter waren mit der BOLD-MR-Bildgebung deutlich darstellbar. In der fetalen Leber und dem Myokard zeigte sich ein stärkerer Signalabfall um ca. 40 % von den Kontrollwerten als im fetalen Hirn (∼10 %). Schlussfolgerungen: Die funktionelle MR-Bildgebung ist ein vielversprechendes Verfahren zur Darstellung des fetalen Gewebssauerstoffgehaltes und ermöglicht eventuell neue Verfahren in der Betreuung von Risikoschwangerschaften. Die unterschiedlich starken Signalabfälle in Leber/Myokard und Gehirn spiegeln vermutlich die Zentralisation des fetalen Kreislaufes wider.

Abstract

Purpose: To investigate the potential of fMRI to measure changes in fetal tissue oxygenation during acute maternal hypoxia in fetal lambs. Material and Methods: Two ewes carrying singleton fetuses (gestational age 125 and 131 days) underwent MR imaging under inhalation anesthesia. BOLD imaging of the fetal brain, liver and myocardium was performed during acute maternal hypoxia (oxygen replaced by N₂O). Maternal oxygen saturation and heart rate were monitored by a pulse-oxymeter attached to the maternal tongue. Results: Changes of fetal tissue oxygenation during maternal hypoxia were clearly visible with BOLD MRI. Signal intensity decreases were more distinct in liver and heart (∼40 %) from control than in the fetal brain (∼10 %). Conclusions: fMRI is a promising diagnostic tool to determine fetal tissue oxygenation and may open new opportunities in monitoring fetal well being in high risk pregnancies complicated by uteroplacentar insufficiency. Different signal changes in liver/heart and brain may reflect a centralization of the fetal blood flow.

Schlüsselwörter

FMRI - BOLD - Schaf, Fetus - Akute Hypoxie - Sauerstoffsättigung

Key words

BOLD - fMRI - Fetus, lamb - Acute hypoxia - Sheep

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