子宮蠕動(dòng)及其影像評(píng)估研究

林澄昱， 金征宇

定義及產(chǎn)生機(jī)制

子宮從內(nèi)至外分為內(nèi)膜層、肌層、漿膜層，肌層又分為3層：由縱行纖維構(gòu)成的外層，由交叉纖維構(gòu)成的中層，及由環(huán)形纖維構(gòu)成的內(nèi)層，其中內(nèi)層(亦稱為結(jié)合帶，或內(nèi)膜下層)被認(rèn)為由苗勒氏管分化而來(lái)，通過(guò)血管、結(jié)締組織與子宮內(nèi)膜緊密連接，它的收縮帶動(dòng)了子宮內(nèi)膜產(chǎn)生類似的機(jī)械運(yùn)動(dòng)[1]，表現(xiàn)為宮腔壓力不同步變化及子宮內(nèi)膜波浪運(yùn)動(dòng)[2-4]，因其與腸道蠕動(dòng)具有形態(tài)學(xué)相似性，這一運(yùn)動(dòng)被稱為子宮蠕動(dòng)(uterine peristalsis,UP)[5]。根據(jù)子宮蠕動(dòng)的波源及傳播方向，Ijland等[6]在1996年將運(yùn)動(dòng)模式分為為無(wú)運(yùn)動(dòng)(none,N)、宮頸至宮底(from cervix to fundus,CF)、宮底至宮頸(from fundus to cervix,FC)、起源于宮頸及宮底的相向波(opposing waves,OP)、起源于其他位置的隨機(jī)蠕動(dòng)(random waves,R)等5種形式。

觀測(cè)手段進(jìn)展

子宮蠕動(dòng)表現(xiàn)為宮腔壓力變化及子宮內(nèi)膜規(guī)律性波浪運(yùn)動(dòng)，從而可以通過(guò)宮腔內(nèi)壓力(intrauterine pressure,IUP)傳感器或影像學(xué)手段觀察。宮腔內(nèi)壓力傳感器由導(dǎo)管伸入宮腔，可感受子宮收縮頻率、幅度及基礎(chǔ)宮腔壓力[4，7]，然而操作的侵入性限制了它的臨床應(yīng)用。隨著經(jīng)陰道超聲(tansvaginal ultrasound,TVUS)技術(shù)的發(fā)展，這一無(wú)創(chuàng)操作被廣泛應(yīng)用于不孕癥、子宮內(nèi)膜異位癥等疾病的研究及輔助生殖等領(lǐng)域[8-12]。TVUS可以連續(xù)評(píng)估子宮蠕動(dòng)頻率、方向及幅度，且可保存影像記錄進(jìn)行進(jìn)一步信息挖掘[13]；由于子宮蠕動(dòng)頻率相對(duì)較低，為提高觀察的準(zhǔn)確度，通常將視頻影像以4倍速播放，由2名觀察者分別獨(dú)立評(píng)估[10]。另外，超聲圖像也可應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助，逐幀分析內(nèi)膜-肌層界面(endometrium-myometrium interface,EMI)變化，生成蠕動(dòng)頻率、幅度等評(píng)估參數(shù)[13]，這樣盡量減少了觀察上的主觀偏倚，但仍無(wú)法消除超聲操作本身的主觀性，同時(shí)，超聲探頭對(duì)子宮的刺激可能抑制或激發(fā)微弱的子宮蠕動(dòng)。

受限于掃描時(shí)間及成像速度，MRI雖然較超聲具有更好的軟組織對(duì)比，但未在臨床上大范圍應(yīng)用于子宮蠕動(dòng)的觀察。在T2加權(quán)的MRI圖像中，子宮可分為高信號(hào)的內(nèi)膜層、低信號(hào)的結(jié)合帶及等信號(hào)的外側(cè)肌層。近年來(lái)，利用單次激發(fā)快速自旋回波(single shot fast spin echo,SSFSE)序列，亦稱半傅里葉采集單次激發(fā)快速自旋回波(half-Fourier acquisition single shot turbo spin echo,HASTE)序列，或采用真穩(wěn)態(tài)進(jìn)動(dòng)快速序列(true fast imaging with steady-state precession,true-FISP)可以顯著提升采集速度，將圖像采集間隔時(shí)間縮短至2～4s，實(shí)現(xiàn)電影磁共振(cine-MRI)[14]。Nakai等[15]利用HASTE序列、true-FISP序列及TVUS觀察了11位女性在同一排卵期的子宮蠕動(dòng)，分別采集了60副HASTE序列圖像及300副true-FISP序列圖像，經(jīng)逐幀加速播放后，可以在視頻中觀察到低信號(hào)的結(jié)合帶在月經(jīng)周期不同時(shí)期及不同病理狀態(tài)下發(fā)生N、CF、FC、OP、R等5種運(yùn)動(dòng)，主要評(píng)估參數(shù)亦包括蠕動(dòng)是否存在、蠕動(dòng)類型、頻率和幅度等；對(duì)比發(fā)現(xiàn)，HASTE序列、true-FISP序列及TVUS對(duì)子宮蠕動(dòng)的發(fā)現(xiàn)率分別為100%、82%和100%，對(duì)蠕動(dòng)方向觀察的準(zhǔn)確率分別為100%、72%和64%。另外，Nakai等在13位女性不同月經(jīng)周期中比對(duì)了HASTE序列不同激發(fā)間隔的觀察效果，相較于2、3、4s的激發(fā)間隔能觀察到更高的蠕動(dòng)頻率(1.5倍)，蠕動(dòng)方向的判斷率更高(92% vs 38%及69%)[16]。雖然大部分子宮蠕動(dòng)的cine-MRI評(píng)估都在子宮的正中矢狀位進(jìn)行，但也有觀點(diǎn)認(rèn)為冠狀位觀察亦存在一定優(yōu)勢(shì)；Shitano[17]在矢狀面及冠狀面上觀察了31位女性排卵期的子宮蠕動(dòng)，發(fā)現(xiàn)兩種方位在蠕動(dòng)頻率的判讀上沒(méi)有顯著差異，但在冠狀面上更容易分辨蠕動(dòng)方向及蠕動(dòng)向外肌層的傳導(dǎo)。在評(píng)價(jià)cine-MRI的層厚、播放速度和采集時(shí)間方面，Liu等[18]在23名健康女性中采用3 mm、5 mm、7 mm等層厚，8×、12×、15×播放速度，1～6 min采集時(shí)間分別進(jìn)行了觀察，發(fā)現(xiàn)5 mm及7 mm層厚下主觀圖像質(zhì)量評(píng)分、蠕動(dòng)次數(shù)、信號(hào)強(qiáng)度優(yōu)于3 mm，不同播放速度下的蠕動(dòng)次數(shù)沒(méi)有顯著差異，但12×、15×播放速度下的蠕動(dòng)幅度高于8×，在3～6 min的采集時(shí)間中觀察到的蠕動(dòng)頻率高于1、2 min；推薦采用5 mm或7 mm的層厚采集3 min圖像，以12×或15×的速度播放以評(píng)估子宮蠕動(dòng)。

Cine-MRI的圖像分析同樣也可利用計(jì)算機(jī)輔助手段，識(shí)別結(jié)合帶-內(nèi)膜(endometrium-junctional zone,EM-JZ)界面。Watanabe等[19，20]利用Matlab軟件，通過(guò)信號(hào)強(qiáng)度變化識(shí)別EM-JZ界面，自動(dòng)定量分析EM-JZ界面的改變參數(shù)，評(píng)估其頻率、方向、幅度，分析得出其準(zhǔn)確率與由有經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師解讀相比較無(wú)顯著差異。目前，大多數(shù)子宮蠕動(dòng)的評(píng)估均采用人工解讀，其誤差主要存在于蠕動(dòng)頻率的判讀，計(jì)算機(jī)輔助的自動(dòng)定量分析可以有效降低人工解讀的隨機(jī)誤差，但至今所報(bào)道的文獻(xiàn)均針對(duì)健康人群展開。在TVUS方面，Gora等[21]觀察了7名剖宮產(chǎn)后女性的排卵期子宮蠕動(dòng)，并實(shí)現(xiàn)了超聲圖像的自動(dòng)識(shí)別。但對(duì)子宮肌瘤、子宮腺肌癥等存在器質(zhì)性病變的EM-JZ界面是否能夠有效識(shí)別及定量分析尚待進(jìn)一步研究。

正常子宮蠕動(dòng)特點(diǎn)及影像學(xué)評(píng)估

月經(jīng)周期不同時(shí)期中，子宮蠕動(dòng)在頻率、方向上均存在差異。這種特征分布與受精、著床、月經(jīng)血排出等生理活動(dòng)密切相關(guān)。尚在利用IUP觀測(cè)子宮蠕動(dòng)的年代，就有大量研究觀察子宮蠕動(dòng)在月經(jīng)周期不同時(shí)期中的變化。Bulletti等[22]回顧了自1964年至2000年利用IUP對(duì)子宮蠕動(dòng)的觀察，發(fā)現(xiàn)在月經(jīng)期，腔內(nèi)壓力變化類似于分娩時(shí)宮縮，收縮力較強(qiáng)；早卵泡期中，子宮收縮頻率較低，隨后逐漸升高，而幅度逐漸降低，至排卵前呈現(xiàn)出基礎(chǔ)壓力升高、頻率增加、持續(xù)時(shí)間縮短、強(qiáng)度及幅度減小的變化；在排卵后的黃體早期，基礎(chǔ)壓力、頻率及幅度減小。呈現(xiàn)緩慢而微弱的蠕動(dòng)，至黃體晚期及月經(jīng)期再次呈現(xiàn)強(qiáng)有力的收縮。利用超聲和MRI進(jìn)行的觀察同樣證實(shí)了類似的周期性變化，同時(shí)，影像學(xué)觀察進(jìn)一步對(duì)子宮蠕動(dòng)的方向進(jìn)行了分類：CF型蠕動(dòng)在卵泡期占據(jù)主導(dǎo)，尤其在排卵階段，幫助精子定向運(yùn)動(dòng)至排卵一側(cè)的輸卵管，有利于受精的完成，少量的FC型蠕動(dòng)可阻止輸卵管妊娠的發(fā)生，排卵期異常子宮蠕動(dòng)可能是不孕的重要原因之一[23-25]；黃體期的子宮蠕動(dòng)以微弱的OP型蠕動(dòng)為主，以向著床的胚胎提供血運(yùn)，相比較體外受精-胚胎移植(in vitro fertilization and embryo transfer,IVF-ET)未妊娠組與妊娠組，其蠕動(dòng)頻率較高，其中1.0～2.0次/分鐘分組的臨床妊娠率最高，提示過(guò)高或過(guò)低的蠕動(dòng)頻率可導(dǎo)致胚胎著床失敗或異位妊娠，為妊娠失敗的危險(xiǎn)因素，適當(dāng)調(diào)整黃體期子宮蠕動(dòng)頻率，有助于IVF-ET的成功率[9-11，26-30]；月經(jīng)期的主要蠕動(dòng)類型為FC型蠕動(dòng)，有助于將經(jīng)血排出體外[31]。

異常子宮蠕動(dòng)特點(diǎn)及影像學(xué)評(píng)估

1.人為干預(yù)導(dǎo)致的異常子宮蠕動(dòng)及影像學(xué)特點(diǎn)

口服避孕藥(oral contraceptives,OCs)：利用OCs可有效避孕，也可在臨床上用于建立人工周期，治療多種病因?qū)е碌漠惓Ｗ訉m出血(abnormal uterine bleeding,AUB)。Kido等[32]在使用及不使用OCs的41例健康志愿者中，利用cine-MRI的觀察發(fā)現(xiàn)OCs組的子宮蠕動(dòng)存在率明顯降低(2/23與15/15)，頻率減少(1.0次/分鐘與2.3次/分鐘)、子宮內(nèi)膜更薄。雖然OCs用于避孕的主要機(jī)理在于抑制排卵，但抑制子宮蠕動(dòng)這一作用同樣具備臨床應(yīng)用價(jià)值。

控制性超促排卵(controlled ovarian hyperstimulation,COH)：COH涉及FSH、hCG的注射，COH周期的子宮蠕動(dòng)與自然排卵周期區(qū)別較大。隨著IVF-ET技術(shù)的發(fā)展及需求的增加，子宮蠕動(dòng)在IVF-ET中的作用逐漸受到重視，尤其種植時(shí)子宮蠕動(dòng)的控制對(duì)種植成功和避免異位妊娠非常重要。Zhu等[12]利用超聲觀察的64名排卵正常的不孕患者自然排卵周期和COH周期子宮蠕動(dòng)試驗(yàn)顯示，COH周期的子宮蠕動(dòng)在hCG注射日、采卵日、采卵日后2d均較自然排卵周期高，總體約為自然排卵周期的1.31倍，且蠕動(dòng)類型較自然排卵周期更為復(fù)雜，存在更多OP、R型蠕動(dòng)。推測(cè)改善COH周期中子宮蠕動(dòng)類型分布及頻率可有效提高IVF-ET的種植成功率，避免異位妊娠的發(fā)生。

2.病理因素導(dǎo)致的異常子宮蠕動(dòng)及影像學(xué)特點(diǎn)

子宮肌瘤：有癥狀的子宮肌瘤患者以不孕、AUB及痛經(jīng)等為主要癥狀。除機(jī)械占位效應(yīng)外，子宮肌瘤可阻斷肌纖維的連續(xù)性，不同程度地影響子宮蠕動(dòng)，可為上述癥狀的原因。相較于漿膜下及肌壁間的子宮肌瘤，位于黏膜下的肌瘤更易造成不良臨床結(jié)局，利用MRI觀察子宮蠕動(dòng)的試驗(yàn)證實(shí)，蠕動(dòng)消失及局部蠕動(dòng)僅見于黏膜下肌瘤附近，且可阻斷子宮蠕動(dòng)的傳播，這一現(xiàn)象可能與黏膜下肌瘤對(duì)肌纖維連續(xù)性影響更大有關(guān)[33-35]。

子宮肌瘤對(duì)子宮蠕動(dòng)的影響可涵蓋整個(gè)月經(jīng)周期，其中以在排卵期和黃體期中的影響最為重要，主要與這兩個(gè)時(shí)期的子宮蠕動(dòng)與受精、胚胎著床等生命活動(dòng)關(guān)系密切有關(guān)[36]。排卵期的子宮蠕動(dòng)以CF型為主，有助于精子的定向運(yùn)動(dòng)，與正常志愿者相比，子宮肌瘤可抑制排卵期子宮蠕動(dòng)，蠕動(dòng)存在率及頻率明顯降低，不利于精子快速定位運(yùn)動(dòng)至輸卵管[25]。黃體期子宮蠕動(dòng)較微弱，有利于胚胎著床，亦存在適當(dāng)蠕動(dòng)為胚胎提供血運(yùn)。在子宮肌瘤患者中，黃體期蠕動(dòng)頻率較低者(<2次/3分鐘)的妊娠成功率顯著高于蠕動(dòng)頻率較高者(≥2次/3分鐘)[27]。這一影響在IVF-ET中更為明顯，子宮肌瘤一方面可通過(guò)機(jī)械占位效應(yīng)、血管生成、炎癥因子等影響胚胎著床和生長(zhǎng)，另一方面也通過(guò)改變子宮蠕動(dòng)影響內(nèi)膜容受性[37，38]。

針對(duì)子宮肌瘤的治療包括子宮肌瘤剔除術(shù)及子宮動(dòng)脈栓塞術(shù)(uterine artery embolization,UAE)，子宮肌瘤剔除術(shù)可使大部分子宮肌瘤患者(14/15)恢復(fù)正常蠕動(dòng)，其中一部分可實(shí)現(xiàn)妊娠(6/15)[26]；UAE也對(duì)子宮蠕動(dòng)的恢復(fù)和頻率正?；兴纳?，但僅在蠕動(dòng)恢復(fù)方面有顯著性差異[39]；總體上，這一類試驗(yàn)以蠕動(dòng)的恢復(fù)和妊娠率作為評(píng)價(jià)參數(shù)，以不孕癥或肌瘤患者的回顧性研究和治療前后自身對(duì)照為主，缺乏育齡期女性前瞻隊(duì)列的研究。近年發(fā)展的磁共振引導(dǎo)聚焦超聲術(shù)(magnetic resonance-guided focused ultrasound surgery,MRgFUS)被認(rèn)為是治療子宮肌瘤的“無(wú)創(chuàng)手段”，經(jīng)該技術(shù)治療后患者的癥狀緩解程度、妊娠率及正常蠕動(dòng)恢復(fù)情況仍需更多試驗(yàn)證據(jù)支持。

子宮內(nèi)膜異位癥：以子宮內(nèi)膜出現(xiàn)于子宮被覆內(nèi)膜及肌層外部位為病理學(xué)特征，臨床癥狀包括痛經(jīng)、盆腔疼痛、AUB及不孕等。相當(dāng)多一部分以痛經(jīng)為主訴的患者經(jīng)系統(tǒng)的影像學(xué)檢查后可能發(fā)現(xiàn)子宮內(nèi)膜異位癥或子宮腺肌癥[40]。近一半子宮內(nèi)膜異位癥患者在排卵期前后的正常子宮蠕動(dòng)存在率及頻率較正常對(duì)照均減少，此類蠕動(dòng)的減少對(duì)精子運(yùn)輸產(chǎn)生的影響可能是患者不孕的原因；同時(shí)，在上述患者中，散在的R型蠕動(dòng)較正常對(duì)照增多，但無(wú)顯著差異[41]。尚缺乏子宮內(nèi)膜異位癥患者正常子宮蠕動(dòng)存在率、頻率與疼痛、不孕等臨床癥狀的相關(guān)性研究。但少量針對(duì)原發(fā)性痛經(jīng)患者的觀察提示子宮蠕動(dòng)頻率與疼痛程度相關(guān)，在嚴(yán)重或中等痛經(jīng)時(shí)不能觀察到子宮蠕動(dòng)，這可能與子宮內(nèi)膜上縮宮素及血管加壓素受體異常表達(dá)和分布有關(guān)，骶神經(jīng)電刺激對(duì)癥狀及正常蠕動(dòng)恢復(fù)有一定改善作用[42-44]。

多囊卵巢綜合征(polycystic ovary syndrome,PCOS)：累及育齡期女性，表現(xiàn)為排卵障礙及高性激素水平，以不孕、AUB及肥胖等為主要臨床特征。利用cine-MRI觀察PCOS患者子宮蠕動(dòng)的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，正常子宮蠕動(dòng)的存在率較正常對(duì)照明顯降低(27/55與22/28)，同時(shí)，在存在子宮蠕動(dòng)的個(gè)體中，PCOS患者相較正常對(duì)照群體蠕動(dòng)頻率高出39%；在月經(jīng)規(guī)律的PCOS患者亞組中，正常蠕動(dòng)的存在率依然低于正常對(duì)照(4/14與22/28)；提示子宮蠕動(dòng)可能是導(dǎo)致不孕的機(jī)制之一。這一試驗(yàn)對(duì)正常志愿者的觀察于月經(jīng)周期的第11～17日進(jìn)行，而對(duì)PCOS患者的觀察并未限定月經(jīng)周期期相[45]。目前尚缺乏其他在PCOS患者中的子宮蠕動(dòng)觀察研究，包括人工周期治療前后子宮蠕動(dòng)的變化，以及妊娠率與正常蠕動(dòng)恢復(fù)率的相關(guān)性研究。

針對(duì)子宮蠕動(dòng)的觀察在IVF-ET、不孕癥、AUB等領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值被廣泛研究，對(duì)改善種植成功率、異位妊娠等方面提供了新的思路，也可用于各類手術(shù)方式、藥物治療方案的療效評(píng)估，但離實(shí)際臨床應(yīng)用尚存在一定距離；cine-MRI技術(shù)相較于TVUS具備客觀、無(wú)侵入操作等優(yōu)勢(shì)，在臨床和科研方面均有良好前景。