三維超聲容積對(duì)比成像和斷層超聲成像技術(shù)觀察胎兒脊髓栓系

梁美玲，蔡愛露，王以妮，曹 喆(中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院超聲科,遼寧 沈陽(yáng) 110004)

三維超聲容積對(duì)比成像和斷層超聲成像技術(shù)觀察胎兒脊髓栓系

梁美玲，蔡愛露*，王以妮，曹 喆
(中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院超聲科,遼寧 沈陽(yáng) 110004)

目的 探討三維超聲容積對(duì)比成像(VCI)及斷層超聲成像(TUI)技術(shù)觀察胎兒脊髓圓錐(CM)所對(duì)應(yīng)的椎體位置、脊髓腰膨大的大小及形態(tài)，評(píng)估是否存在胎兒脊髓栓系(TC)的價(jià)值。方法 記錄病例組17胎脊柱區(qū)病變或畸形伴TC胎兒的CM末端位置和腰膨大位置，測(cè)量脊髓腰膨大處的橫徑、前后徑。并與300胎正常胎兒進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果 隨著孕周的增長(zhǎng)CM末端位置上升，300胎正常胎兒的CM末端均位于L3或L3以上椎體水平。正常胎兒脊髓腰膨大的橫徑和前后徑均與孕周有較好的線性關(guān)系，線性回歸方程為：腰膨大橫徑(mm)=0.677+0.147×孕周(R2=0.836，P<0.05)，腰膨大前后徑(mm)=-0.994+0.152×孕周(R2=0.894，P<0.05)。與正常胎兒相應(yīng)孕周正常值比較，病例組TC胎兒脊髓腰膨大的前后徑減小(P=0.002)，橫徑差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.082)。結(jié)論 通過(guò)三維超聲VCI及TUI技術(shù)對(duì)胎兒CM位置進(jìn)行判定并分析脊髓腰膨大的形態(tài)變化，可為TC胎兒的產(chǎn)前診斷提供有價(jià)值的參考依據(jù)。

超聲檢查；成像，三維；脊髓圓錐；腰膨大；脊髓栓系

脊柱和脊髓末端的各種先天性或后天性原因，如脊柱裂、脊膜膨出、脊髓脊膜膨出、腰骶管囊腫、脂肪瘤等均可使脊髓圓錐(conus medullaris， CM)末端受制于椎管而不能正常上升，CM位置低于正常時(shí)稱為脊髓栓系(tethered cord， TC)。TC致使脊髓末端發(fā)生血液循環(huán)障礙，從而造成下肢運(yùn)動(dòng)及感覺障礙、排尿、排便功能障礙的一系列癥狀稱為脊髓栓系綜合征(tethered cord syndrome， TCS)。容積對(duì)比成像(volume contrast imaging， VCI)技術(shù)通過(guò)增強(qiáng)某些二維聲像圖中相似結(jié)構(gòu)和組織的對(duì)比度及圖像分辨率，可顯示出更清晰的邊緣和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，減少圖像中因噪聲產(chǎn)生的斑點(diǎn)。斷層超聲成像(tomography ultrasound imaging， TUI)技術(shù)基于三維容積數(shù)據(jù)，可獲得任意切面的二維圖像，用于評(píng)價(jià)胎兒脊柱時(shí)，可確定圖像中脊柱的具體節(jié)段，順次逐節(jié)分別進(jìn)行觀察分析[1]。本研究探討三維超聲VCI及TUI技術(shù)觀察胎兒CM、腰膨大及相關(guān)病變的價(jià)值。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2014年9月—2016年11月于我院超聲科接受常規(guī)產(chǎn)前檢查的19～38孕周正常胎兒，每一孕周15胎，共300胎(正常組)，孕婦年齡 22～34歲，平均(28.2±3.2)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①單胎；②胎兒二維超聲圖像質(zhì)量良好；③孕婦末次月經(jīng)明確，平素月經(jīng)規(guī)則，無(wú)產(chǎn)科并發(fā)癥；④胎兒生長(zhǎng)指標(biāo)與停經(jīng)孕周相符[2]。選取同期于我院超聲科接受常規(guī)產(chǎn)前檢查發(fā)現(xiàn)胎兒脊柱腰骶段存在病變或畸形并伴CM末端低位(CM末端低于L3水平)胎兒17胎(病例組)，孕婦年齡23～40歲，平均(29.1±5.0)歲，孕齡20～38周，平均(27.5±5.2)周。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有胎兒數(shù)據(jù)采集均經(jīng)孕婦知情同意。

1.2儀器與方法 采用GE Voluson E8超聲儀，二維探頭頻率1.6～4.5 MHz，經(jīng)腹三維容積探頭頻率4～8 MHz。應(yīng)用二維超聲對(duì)2組進(jìn)行常規(guī)檢查后，將胎兒脊柱位于近場(chǎng)(即背部朝上)的正中矢狀切面作為初始切面，清晰顯示CM結(jié)構(gòu)，獲取三維容積數(shù)據(jù)，并采用VCI及TUI技術(shù)進(jìn)行后處理。

選擇VCI模式，層厚1～2 mm。使A平面盡可能清晰顯示椎管內(nèi)CM結(jié)構(gòu)，適當(dāng)轉(zhuǎn)圖調(diào)節(jié)x、y、z軸，定位CM對(duì)應(yīng)的椎體。椎體定位依據(jù)以下2種方式：①在A平面根據(jù)成角的腰骶關(guān)節(jié)頭側(cè)L5椎體進(jìn)行計(jì)數(shù)；②調(diào)節(jié)圖像使C平面清晰顯示第12肋，最下端肋骨對(duì)應(yīng)椎體為T12椎體，并將其選定為參考椎體。將A平面的光標(biāo)置于需定位的椎體上，此時(shí)C平面光標(biāo)同步顯示該椎體，根據(jù)參考椎體進(jìn)行定位。

此基礎(chǔ)上啟動(dòng)TUI模式，以脊柱矢狀切面為基準(zhǔn)，在脊髓腰膨大處進(jìn)行掃查，顯示脊髓橫切面，對(duì)連續(xù)平行的一系列斷層圖像順次逐節(jié)進(jìn)行分析，選取脊髓腰膨大最寬大處橫切圖，測(cè)量腰膨大橫徑和前后徑(圖1)，均測(cè)量3次取平均值。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)分析軟件，計(jì)量資料以±s表示。采用線性回歸分析評(píng)估正常胎兒脊髓腰膨大處橫徑、前后徑與孕周的相關(guān)性，以孕周為自變量，正常胎兒脊髓腰膨大處橫徑和前后徑分別作為因變量，建立線性回歸方程。病例組TC胎兒與正常組胎兒脊髓腰膨大橫徑及前后徑的比較采用Wilcoxon秩和檢驗(yàn)。應(yīng)用SAS軟件構(gòu)建散點(diǎn)圖。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1正常組胎兒分析 正常組300胎胎兒CM末端均位于L3及以上椎體水平。19～38孕周正常胎兒脊髓腰膨大橫徑及前后徑分別與孕周呈線性相關(guān)，回歸方程為：腰膨大橫徑(mm)=0.677+0.147×孕周(決定系數(shù)R2=0.836，P<0.05)，腰膨大前后徑(mm)=-0.994+0.152×孕周(R2=0.894，P<0.05)。見圖2。

2.2病例組胎兒分析

2.2.1 超聲檢查 17胎異常胎兒的超聲診斷結(jié)果、脊髓腰膨大的位置、橫徑及前后徑見表1。病例組胎兒脊髓腰膨大處前后徑為(2.61±0.90)mm，正常組為(3.34±0.93)mm，病例組小于正常組胎兒，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z=-3.073，P=0.002)；病例組與正常組胎兒脊髓腰膨大處橫徑差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[病例組(5.48±1.23)mm vs 正常組(4.86±0.93)mm；Z=1.738，P=0.082]。

表1 病例組TC胎兒CM位置、腰膨大測(cè)量結(jié)果及合并癥情況(n=17)

圖1 孕26周正常胎兒脊髓圓錐及脊髓腰膨大VCI+TUI聲像圖 A.脊柱骶尾部矢狀切面，CM(手指)末端對(duì)應(yīng)L2椎體； B.T12～L1椎間盤處TUI斷層切割圖； C.脊髓腰膨大處TUI斷層切割圖，測(cè)量橫徑及前后徑，脊髓腰膨大處對(duì)應(yīng)T12椎體下緣(箭)； D.T12椎體處TUI斷層切割圖

圖2 正常胎兒(300胎)與TC胎兒(17胎)脊髓腰膨大的橫徑及前后徑散點(diǎn)圖 A.橫徑散點(diǎn)圖； B.前后徑散點(diǎn)圖 (灰色點(diǎn)表示正常胎兒；彩色點(diǎn)表示TC胎兒，1～7種顏色分別對(duì)應(yīng)不同的主要合并癥,依次為隱性脊柱裂、潛毛竇，脊柱尾端退化，脊柱裂、椎管囊腫，脊柱裂、脊膜膨出，終絲緊張，椎管內(nèi)腫物，空洞性脊髓突出)

2.2.2 治療及轉(zhuǎn)歸 病例組17胎中，1胎(編號(hào)4)產(chǎn)前超聲發(fā)現(xiàn)胎兒骶管囊腫，CM位于L3～4椎體，脊髓腰膨大處橫徑為8.70 mm、前后徑為3.53 mm(圖3)；出生后患兒骶尾部局部有毛發(fā)生長(zhǎng)，手指及下肢不能伸直，經(jīng)神經(jīng)外科結(jié)合CT、MR檢查診斷為骶椎椎管內(nèi)囊腫伴TCS，于出生后81天接受骶管囊腫切除術(shù)及脊髓松解手術(shù)，術(shù)后恢復(fù)良好。1胎(編號(hào)1)出生后患兒經(jīng)MR檢查診斷為TC，CM末端因皮毛竇栓系于S3高度，與產(chǎn)前超聲結(jié)果一致。2胎(編號(hào)13、15)出生后隨訪1年未見確切TCS臨床癥狀，未予臨床干預(yù)。余13胎均經(jīng)引產(chǎn)終止妊娠后尸體解剖證實(shí)，均符合產(chǎn)前超聲診斷。

圖3 孕37周胎兒(編號(hào)4) A、B.VCI+TUI技術(shù)聲像圖，胎兒CM位于L3～4椎體水平，脊髓腰膨大橫徑8.00 mm(單次測(cè)量值)，前后徑3.50 mm(單次測(cè)量值)，骶管內(nèi)可見無(wú)回聲液性區(qū)

3 討論

3.1 胎兒脊髓發(fā)育 胚胎發(fā)育前3個(gè)月脊柱與脊髓等長(zhǎng)，之后由于脊柱和硬脊膜的增長(zhǎng)速度比脊髓快，脊柱逐漸超越脊髓向尾端延伸，脊髓位置相對(duì)上移；胚胎第4個(gè)月，脊髓形成明顯的頸膨大和腰膨大[3]。脊髓末端向下延伸為終絲，止于尾骨的背面，出生前CM與L3平齊。Perlitz等[4]對(duì)110胎20～24孕周胎兒進(jìn)行觀察，結(jié)果顯示93%的胎兒CM位于L2～L3椎體水平，認(rèn)為CM末端低于L3椎體水平則需在圍產(chǎn)期進(jìn)一步監(jiān)測(cè)。雷婷等[5]應(yīng)用三維超聲觀察145胎20～38孕周正常胎兒的CM位置，發(fā)現(xiàn)所有被檢胎兒CM均位于L3或以上水平，且CM位置與孕周存在線性相關(guān)關(guān)系。胡海云等[6]研究顯示胎兒CM隨孕周增加而上移，并且三維超聲能準(zhǔn)確定位CM位置。本研究結(jié)果顯示，300胎正常胎兒CM末端隨著孕周的增長(zhǎng)有上升變化，均位于L3及以上椎體水平。

3.2 胎兒脊柱骶尾區(qū)病變的超聲表現(xiàn) 脊椎閉合不全的類型根據(jù)病變區(qū)有無(wú)皮膚覆蓋分為開放性與閉合性。近年來(lái)隨著超聲和MRI技術(shù)的進(jìn)步，大幅提高了臨床產(chǎn)前診斷和治療胎兒脊柱閉合不全的水平，但對(duì)無(wú)包塊型閉合性脊柱裂或包塊較小的閉合性脊柱裂產(chǎn)前仍難以確診[7]。本研究病例組1胎(編號(hào)4)骶管囊腫，常規(guī)產(chǎn)前超聲首先發(fā)現(xiàn)脊髓形態(tài)改變，未顯示明顯的腰膨大并且CM位于L3以下，結(jié)合VCI、TUI技術(shù)觀察到脊髓腰骶段無(wú)明顯膨大，并根據(jù)三維超聲準(zhǔn)確定位CM位于囊腫附近，增加了對(duì)TC的診斷信心。但多數(shù)閉合性脊柱裂合并TC在產(chǎn)前很難發(fā)現(xiàn)其原因。本研究1胎(編號(hào)1)在常規(guī)產(chǎn)前超聲觀察胎兒脊柱時(shí)，發(fā)現(xiàn)CM低位及脊髓腰膨大變形，仔細(xì)尋找原因發(fā)現(xiàn)在胎兒骶尾部可見細(xì)小的竇狀結(jié)構(gòu)通向皮膚表面，最終胎兒出生后也證實(shí)了隱性脊柱裂、潛毛竇的超聲診斷。因此，當(dāng)觀察到CM及脊髓腰膨大的異常間接超聲表現(xiàn)時(shí)，應(yīng)再次關(guān)注有無(wú)隱性脊柱裂并伴有相關(guān)疾病。

3.3 判斷胎兒TC的產(chǎn)前超聲研究 目前國(guó)內(nèi)外常用各種三維超聲技術(shù)來(lái)定位CM位置并判斷胎兒TC。楊水華等[8]利用三維擴(kuò)展剖面容積成像定位胎兒CM位置，此方法是通過(guò)重建CM對(duì)應(yīng)椎體至其相鄰至少5個(gè)以上椎體水平脊柱冠狀位圖像定位CM位置。Hoopmann等[9-10]利用產(chǎn)前超聲測(cè)量CM至尾骨末端的距離來(lái)評(píng)價(jià)CM定位。魏小燕等[11]通過(guò)二維超聲以腰骶關(guān)節(jié)成角法判斷CM位置并對(duì)脊髓腰膨大的前后徑進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)20～38孕周正常胎兒脊髓腰膨大的前后徑與孕周呈線性相關(guān)。本研究對(duì)病例組胎兒的CM末端及脊髓腰膨大進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)TC胎兒產(chǎn)前超聲掃查脊柱矢狀面見脊髓結(jié)構(gòu)變形，橫切面聲像圖中病例組胎兒前后徑小于正常組(Z=-3.073，P=0.002)，即前后變扁，應(yīng)用VCI模式觀察更為明顯，提示腰膨大前后徑變小脊髓形態(tài)細(xì)長(zhǎng)化的變化可能與TC有關(guān)。TC胎兒椎管內(nèi)外病變的存在使圓錐拉低的程度不盡相同，有時(shí)產(chǎn)前超聲難以發(fā)現(xiàn)致使脊髓形態(tài)發(fā)生改變的具體誘因。

3.4三維超聲新技術(shù)的優(yōu)勢(shì) 與傳統(tǒng)二維超聲相比，三維超聲成像質(zhì)量明顯提高，操作更為簡(jiǎn)便，且可對(duì)任意切面進(jìn)行測(cè)量，彌補(bǔ)了胎兒過(guò)伸過(guò)仰或未自然上翹引起腰骶關(guān)節(jié)角度定位法的偏差，尤其在測(cè)量方法上具有優(yōu)勢(shì)，先在VCI成像圖選擇脊髓腰骶段最膨大部位進(jìn)行TUI切割，并在切割面上測(cè)量，可有效減少在二維超聲單切面測(cè)量脊髓數(shù)據(jù)的誤差[11]，在診斷胎兒TC方面顯示出良好的應(yīng)用前景。

總之，應(yīng)用三維超聲結(jié)合VCI和TUI技術(shù)，可多方位清晰顯示胎兒CM位置及脊髓腰膨大形態(tài)及大小，可早期判斷是否合并胎兒TC，有助于胎兒骶尾部異常病變的診斷。

[1] 張曉莉,汪龍霞,孫長(zhǎng)坤.斷層超聲顯像技術(shù)診斷胎兒脊柱裂的初步研究.南方醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),2008,28(5):832-834.

[2] 王以妮,蔡愛露,孫悅,等.三維超聲評(píng)價(jià)中晚孕期胎兒脊髓發(fā)育.中國(guó)超聲醫(yī)學(xué)雜志,2016,32(10):925-928.

[3] 鄂占森,陳金華,于淑敏.胎兒脊柱區(qū)的超聲聲像研究.中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2000,16(10):885-886.

[4] Perlitz Y, Izhaki I, Ben-Ami M. Sonographic evaluation of the fetal conus medullaris at 20 to 24 weeks' gestation. Prenat Diagn, 2010,30(9):862-864.

[5] 雷婷,謝紅寧,汪南,等.正常與隱性脊柱裂胎兒脊髓圓錐位置的三維超聲評(píng)估.中國(guó)超聲醫(yī)學(xué)雜志,2013,29(8):715-718.

[6] 胡海云,張蒂榮,王玥,等.超聲定位中晚孕期胎兒脊髓圓錐位置.中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2013,29(5):779-782.

[7] Bulas D. Fetal evaluation of spine dysraphism. Pediatr Radiol, 2010,40(6):1029-1037.

[8] 楊水華,田曉先,黃歡,等.擴(kuò)展剖面容積成像對(duì)定位胎兒脊髓圓錐末端的研究.中華醫(yī)學(xué)超聲雜志(電子版),2016,13(2):129-133.

[9] Hoopmann M, Abele H, Yazdi B, et al. Prenatal evaluation of the position of the fetal conus medullaris. Ultrasound Obst Gynecol, 2011,38(5):548-552.

[10] 楊碩,宋鑫,張文君,等.超聲測(cè)距法定位中晚孕期胎兒脊髓圓錐位置.中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，2016,32(2):270-273.

[11] 魏小燕,張蒂榮,葛喜鳳,等.胎兒脊髓腰膨大前后徑與孕周的相關(guān)性研究.中國(guó)超聲醫(yī)學(xué)雜志,2016,32(5):454-456.

Three-dimensional ultrasound volume contrast imaging and tomography ultrasound imaging techniques in observing fetal tethered cord

LIANGMeiling,CAIAilu*,WANGYini,CAOZhe
(DepartmentofUltrasound,ShengjingHospitalofChinaMedicalUniversity,Shenyang110004,China)

Objective To evaluate the value of three-dimensional ultrasound volume contrast imaging (VCI) and tomography ultrasound imaging (TUI) techniques in observing fetal spinal conus medullaris (CM) position and lumbar enlargement of spinal cord morphologic changes, for assessment of tethered cord (TC). Methods Totally 17 abnormal fetuses of spinal diseases combined with TC (abnormal group) were examined by three dimensional ultrasound VCI and TUI techniques. The position of CM was recorded, and the transverse and anteroposterior diameters of lumbar enlargement of spinal cord were measured and compared with 300 cases of normal fetuses (normal group). Results As the growth of the gestational age (CA), CM terminal position increased. All the ends of CM located at L3 or L3 above level in normal. The transverse and anteroposterior diameters of lumbar enlargement in normal group showed good linear relationship with GA. Transverse diameter (mm)=0.677+0.147×GA (R2=0.836,P<0.05), anteroposterior diameter (mm)=-0.994+0.152×GA (R2=0.894,P<0.05). Compared with the corresponding GA fetuses in normal group， the anteroposterior diameter of lumbar enlargement decreased in abnormal group (P=0.002), while no statistical difference of the transverse diameter was found between the two groups (P=0.082). Conclusion Position of CM and lumbar enlargement measurement can provide valuable reference information for clinical prenatal diagnosis of fetal spinal TC.

Ultrasonography; Imaging, three-dimensional; Conus medullaris; Lumbar enlargement; Tethered cord

國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃課題項(xiàng)目(2014BA106B05)、中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院自由研究者基金(201209)。

梁美玲(1991—)，女，吉林延吉人，在讀碩士。研究方向：產(chǎn)科超聲診斷。E-mail: meiling0524@sina.cn

蔡愛露，中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院超聲科，110004。E-mail： caial1224@sina.com

2016-12-12

2017-05-08

10.13929/j.1003-3289.201612042

R445.1; R714.5

A

1003-3289(2017)07-1024-05