超聲彈性成像在早產(chǎn)預(yù)測中的應(yīng)用研究進(jìn)展

劉景蓮 綜述,任 苓 審校

(1.贛南醫(yī)學(xué)院,江西 贛州 341000;2.贛南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院超聲醫(yī)學(xué)科,江西 贛州 341000)

早產(chǎn)指妊娠達(dá)28周但未滿37周的分娩,是全球范圍內(nèi)嬰兒死亡的主要原因之一。2014年世界衛(wèi)生組織公布,全球早產(chǎn)發(fā)生率達(dá)10.6%[1],2016年國內(nèi)數(shù)據(jù)顯示,我國早產(chǎn)發(fā)生率約為9.9%[2]。最新研究表明,隨著我國對二胎、三胎政策的逐步開放,高齡產(chǎn)婦比例的增多,以及輔助生殖技術(shù)應(yīng)用的增加,早產(chǎn)發(fā)生率呈逐年上升趨勢[3]。早產(chǎn)發(fā)生機制復(fù)雜,危險因素多樣,目前認(rèn)為過早宮頸重塑所發(fā)生的宮頸軟化、成熟、擴張等一系列改變是導(dǎo)致早產(chǎn)的最主要原因[4]。準(zhǔn)確評估宮頸功能,早期識別早產(chǎn)高危人群,及時預(yù)測和預(yù)防早產(chǎn),是降低早產(chǎn)發(fā)生率及圍生兒死亡率的關(guān)鍵。經(jīng)陰道超聲測量宮頸長度(CL)是國內(nèi)外指南中用于評估宮頸以預(yù)測早產(chǎn)的首選方法[5-6],但單獨測量CL預(yù)測早產(chǎn)的敏感性不高,作為常規(guī)篩查尚有爭議。且有研究證實妊娠期宮頸軟化比CL縮短更早出現(xiàn),傳統(tǒng)超聲無法檢測出宮頸組織的這種早期病理生理變化,難以早期預(yù)測早產(chǎn)[7]。因超聲彈性成像具有操作簡便、無創(chuàng)、可重復(fù)性強、可量化評估整個宮頸組織的軟硬度和均質(zhì)性等優(yōu)勢,在評估早產(chǎn)風(fēng)險發(fā)生方面有可觀的臨床價值,逐漸成為預(yù)測早產(chǎn)的新方法[8]。本文就超聲彈性成像在早產(chǎn)預(yù)測中的應(yīng)用研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述。

1 宮頸組織結(jié)構(gòu)和生理變化

宮頸位于子宮體下段,是連接宮腔與陰道的柱狀結(jié)構(gòu)。宮頸組織主要是由細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)構(gòu)成的纖維結(jié)締組織組成。細(xì)胞外基質(zhì)由膠原蛋白、彈性蛋白、糖蛋白等組成,起支撐宮頸的作用,決定宮頸的硬度和彈性,而細(xì)胞部分則由血管平滑肌組成。有研究顯示,與宮頸外口僅約10%的平滑肌不同,宮頸內(nèi)口包含大約50%～60%平滑肌,可發(fā)揮類似括約肌功能,即宮頸內(nèi)口收縮能力比外口強[9]。子宮頸對維持妊娠是不可或缺的,其必須保持關(guān)閉狀態(tài),使胎兒在宮腔內(nèi)正常發(fā)育至足月,并形成一個屏障,阻止陰道微生物上升[10]。在妊娠期,隨孕周增加,宮頸管會發(fā)生基質(zhì)增加、膠原蛋白溶解、膠原纖維減少、斷裂等一系列改變,導(dǎo)致宮頸軟化、縮短、消退、擴張等,為分娩做準(zhǔn)備,這些變化統(tǒng)稱為“宮頸重塑”[11]。當(dāng)上述變化過早發(fā)生時,即“過早宮頸重塑”,使得宮頸內(nèi)口不能保持閉合狀態(tài)至足月,將會導(dǎo)致早產(chǎn)發(fā)生[12]。

2 超聲彈性成像預(yù)測早產(chǎn)

1991年,OPHIR等[13]首次提出超聲彈性成像概念,其是一種非侵入性的新技術(shù)。超聲彈性成像的原理是通過對組織施加適當(dāng)壓力,引起位移、速度和應(yīng)變方面變化,從而確定不同組織軟硬度,目前在乳腺、甲狀腺和肝臟等良惡疾病診斷和鑒別診斷中有明顯優(yōu)越性。隨著技術(shù)發(fā)展,不少學(xué)者已將其用于評估宮頸情況,如監(jiān)測孕期宮頸彈性變化、預(yù)測早產(chǎn)和引產(chǎn)結(jié)局等。應(yīng)變彈性成像技術(shù)(SE)、剪切波彈性成像技術(shù)(SWE)及多參數(shù)半定量彈性成像技術(shù)——E-cervix技術(shù),是目前評估宮頸以預(yù)測早產(chǎn)常用的超聲彈性成像方法。

2.1SE SE是最早用于臨床的超聲彈性成像技術(shù)之一,其通過用探頭沿聲束傳播方向?qū)M織施壓,比較壓迫前后的位移變化,以評估組織的應(yīng)變,從而定性評估組織軟硬度[14]。彭芳華等[15]將145例孕產(chǎn)婦分為早、中、晚孕3組,行宮頸評估后,各組間CL和宮頸彈性應(yīng)變率有顯著差異,且CL與彈性應(yīng)變率間呈顯著負(fù)相關(guān),提示孕周越大,宮頸越短、越軟,彈性應(yīng)變率越高。MOLINA等[16]研究顯示,應(yīng)變彈性圖可顯示整個宮頸及宮頸各區(qū)域彈性變化,其中宮頸前唇遠(yuǎn)端(宮頸外口)比宮頸后唇近端(宮頸內(nèi)口)柔軟。

THOMAS等[17]于2007年第1次將SE用于評價孕期宮頸軟硬度,提出孕期宮頸彈性變化或可成為早產(chǎn)的一項預(yù)測指標(biāo)。HERNANDEZ-ANDRADE等[18]用SE評估孕中期婦女宮頸各區(qū)域應(yīng)變值,認(rèn)為只有宮頸內(nèi)口應(yīng)變值與早產(chǎn)相關(guān),宮頸內(nèi)口應(yīng)變值低的孕產(chǎn)婦出現(xiàn)早產(chǎn)概率明顯降低。在已有宮頸縮短的早產(chǎn)高危孕產(chǎn)婦中,宮頸內(nèi)口應(yīng)變值越大,早產(chǎn)發(fā)生概率越大[19-20]。WOZNIAK等[21]對333例無癥狀孕產(chǎn)婦進(jìn)行研究時發(fā)現(xiàn),妊娠18～20周時,宮頸更軟的女性在妊娠30周時形成宮頸漏斗和CL縮短的風(fēng)險明顯增加,提示宮頸彈性異常在早產(chǎn)患者中更早發(fā)生,其預(yù)測早產(chǎn)的靈敏度為85.7%,特異度為97.6%。CHEN等[22]研究發(fā)現(xiàn),有宮頸功能不全病史的早孕期女性,宮頸前唇明顯較軟,其應(yīng)變靈敏度和特異度優(yōu)于CL和宮頸管寬度,且宮頸前唇應(yīng)變率和宮頸管寬度是妊娠早期宮頸功能不全的較好預(yù)測指標(biāo),提示SE可早期識別早產(chǎn)高危患者,從而可早期給予治療或預(yù)防措施。近期研究發(fā)現(xiàn),SE聯(lián)合其他傳統(tǒng)超聲指標(biāo)(如宮頸前角)對早產(chǎn)預(yù)測價值更大(受試者操作特征曲線下面積最大為0.874),優(yōu)于單一超聲參數(shù)[23]。然而,該技術(shù)高度依賴于操作人員的經(jīng)驗和技術(shù)水平,如對宮頸施壓的標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,將導(dǎo)致結(jié)果不穩(wěn)定、可重復(fù)性差,這是其主要局限性。

2.2SWE SWE是利用超聲聲束所發(fā)出的聲波,在組織內(nèi)形成一種剪切波,其傳播速度稱為剪切波速度(SWV),與組織彈性直接相關(guān),可用于定量評估組織軟硬度[14]。HERNANDEZ-ANDRADE等[24]應(yīng)用SWE評估妊娠女性宮頸,發(fā)現(xiàn)宮頸內(nèi)口SWV高于外口,提出不同區(qū)域SWV差異可能與宮頸組織結(jié)構(gòu)相關(guān)。后續(xù)研究表明,宮頸軟化的變化在近端(內(nèi)口)最大,遠(yuǎn)端(外口)最小,隨著妊娠進(jìn)展,SWV每周下降約4%,并且沿宮頸長軸有空間梯度的下降(即外口最軟)[25-27]。

PALMERI等[7]研究發(fā)現(xiàn),SWE可用于評估妊娠期宮頸,是預(yù)測早產(chǎn)的敏感指標(biāo)。CARLSON等[28]研究發(fā)現(xiàn),隨孕周進(jìn)展,SWV逐漸下降,即宮頸逐漸變軟;當(dāng)孕周相同時,先兆早產(chǎn)組和無癥狀組SWV值明顯不同,中孕期時,無癥狀組SWE值顯著高于先兆早產(chǎn)組,即正常者宮頸組織比先兆早產(chǎn)者更硬。眾多學(xué)者對妊娠期間CL與宮頸軟硬度的關(guān)系也進(jìn)行了研究。HERNANDEZ-ANDRADE等[29]對633例中孕期單胎妊娠女性進(jìn)行研究時發(fā)現(xiàn),采用SWE定量測定進(jìn)行評估時,<37孕周和<34孕周孕產(chǎn)婦早產(chǎn)風(fēng)險比CL評估結(jié)果分別增加了4.5倍和21倍,且二者聯(lián)合評估時比CL評估結(jié)果分別增加了18倍和120倍。但DUAN等[30]研究發(fā)現(xiàn),宮頸軟硬度與CL之間的相關(guān)性非常弱。O′HARA等[31]通過測量504例孕產(chǎn)婦宮頸內(nèi)外口前后壁SWV時發(fā)現(xiàn),妊娠結(jié)局為早產(chǎn)的孕產(chǎn)婦的中孕期宮頸內(nèi)口(尤其是宮頸前壁)SWV顯著下降,以孕28周前分娩孕產(chǎn)婦下降最明顯,且在CL縮短前,宮頸內(nèi)口SWV早已下降。

研究表明,SWE在預(yù)測早產(chǎn)方面存在可行性,可比CL更早發(fā)現(xiàn)宮頸變化,與其他超聲參數(shù)聯(lián)合更能提高其預(yù)測早產(chǎn)靈敏度[32]。既往研究多數(shù)基于中孕期產(chǎn)婦進(jìn)行研究,妊娠早期測量CL預(yù)測早產(chǎn)仍有爭議。一項研究對2 316例早孕期婦女進(jìn)行分析時發(fā)現(xiàn),在早孕期SWE檢查確定的軟宮頸與隨后早產(chǎn)風(fēng)險增加相關(guān),其與CL無關(guān),但仍需要進(jìn)一步的研究來確定妊娠早期宮頸SWE評分在預(yù)測早產(chǎn)中的臨床應(yīng)用[33]。SWE雖然不需要施加外部壓力,主觀因素影響較小,但其仍然受動脈搏動、呼吸及選擇的感興趣區(qū)域大小等影響。目前尚無在妊娠期間使用剪切波的安全數(shù)據(jù),這限制了SWE在產(chǎn)科的應(yīng)用[34]。

2.3E-cervix技術(shù) 研究者利用超聲彈性成像在評估宮頸上的優(yōu)勢,研制了一種新型的多參數(shù)半定量彈性成像技術(shù)——E-cervix技術(shù),用于評估宮頸組織彈性,并利用Elastoscan軟件,對宮頸組織因內(nèi)應(yīng)力(如子宮動脈搏動等)而產(chǎn)生的變形程度進(jìn)行檢測和分析,以不同顏色的彈性圖像顯示,其中,高形變量的軟質(zhì)部分顯示為藍(lán)色,而低形變量的硬質(zhì)部分顯示為紅色。將感興趣區(qū)域設(shè)立在宮頸矢狀面,圖像可自動分析,得到CL值及一組彈性參數(shù)值,這組參數(shù)可用于評價整個宮頸軟硬度和均一性,即宮頸內(nèi)口應(yīng)變平均值(IOS)、宮頸外口應(yīng)變平均值(EOS)、IOS/EOS、硬度比(HR)和彈性對比指數(shù)(ECI)[35]。

DU等[36]對217例孕產(chǎn)婦早、中、晚3個孕期進(jìn)行重復(fù)宮頸彈性成像檢查時發(fā)現(xiàn),隨著孕周增加,宮頸組織顯著軟化且不均質(zhì),CL、HR逐漸降低,IOS、EOS逐漸升高,且宮頸外口明顯比內(nèi)口柔軟,提示采用E-cervix技術(shù)評估宮頸彈性,在觀察者內(nèi)部和觀察者之間具有很好的一致性和可重復(fù)性。有相關(guān)研究(文獻(xiàn)[37-38])證實了此觀點。DU等[39]采用E-cervix技術(shù)對低危孕產(chǎn)婦早產(chǎn)進(jìn)行預(yù)測時發(fā)現(xiàn),中孕期IOS的受試者操作特征曲線下面積為0.730,靈敏度為72.73%,對早產(chǎn)有良好的預(yù)測作用。PATBERG等[40]對742例行CL篩查的孕產(chǎn)婦(18～22孕周)采用E-cervix技術(shù)進(jìn)行研究時發(fā)現(xiàn),此期間宮頸彈性參數(shù)可靠且穩(wěn)定,且ECI與早產(chǎn)風(fēng)險呈正相關(guān)。國內(nèi)有研究采用E-cervix技術(shù)對足月產(chǎn)和早產(chǎn)孕產(chǎn)婦在孕中期時進(jìn)行CL及各彈性參數(shù)測定時發(fā)現(xiàn),早產(chǎn)組宮頸硬度顯著下降,以宮頸內(nèi)口最為柔軟,且與單一宮頸參數(shù)相比,IOS與CL、IOS/EOS與CL聯(lián)合對早產(chǎn)有更好的預(yù)測價值[41-42]。有研究對中孕期高風(fēng)險女性(CL<2.5 cm)行宮頸彈性成像后發(fā)現(xiàn),當(dāng)CL為1.5～2.5 cm時,早產(chǎn)組和足月產(chǎn)組ECI評分有顯著差異,提示當(dāng)CL為1.5～2.5 cm時,增加宮頸彈性參數(shù)(尤其是ECI)有助于提高預(yù)測高風(fēng)險女性早產(chǎn)的能力[43]。JUNG等[44]對接受孕酮治療前后的短宮頸單胎孕產(chǎn)婦行宮頸彈性成像檢查時發(fā)現(xiàn),更高的IOS和EOS、更低的HR與早產(chǎn)風(fēng)險增加顯著相關(guān)。有研究顯示,有子宮頸環(huán)形電切術(shù)史的孕產(chǎn)婦IOS、EOS和ECI較高,HR較低[45]。E-cervix彈性成像不僅可作為低危孕產(chǎn)婦早產(chǎn)的預(yù)測指標(biāo),還有助于識別早產(chǎn)的高危孕產(chǎn)婦,多項超聲參數(shù)聯(lián)合使用時預(yù)測價值更大。

采用統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)的彈性成像獲取和應(yīng)變測量方法可以減少測量誤差,這可為以后的研究工作提供依據(jù),并增加可重復(fù)性[46-47]。目前,E-cervix技術(shù)剛剛興起,用于預(yù)測早產(chǎn)的研究相對較少見,且大多數(shù)為針對妊娠中期的單中心、小樣本研究,不能排除選擇偏倚對結(jié)果的影響,未來需要進(jìn)一步開展多中心、大樣本研究進(jìn)行驗證。

3 小 結(jié)

早產(chǎn)可增加母嬰發(fā)病率和死亡率,給家庭、社會帶來沉重的經(jīng)濟和情感負(fù)擔(dān)[48],因此,早期預(yù)測并及時預(yù)防早產(chǎn)是產(chǎn)科亟需攻克的熱點問題。隨著超聲彈性成像技術(shù)的迅速發(fā)展,尤其是近幾年專為評估宮頸而研發(fā)的E-cervix新技術(shù),在很大程度上可以彌補傳統(tǒng)超聲無法客觀反映宮頸組織彈性(柔軟度)的不足,多種超聲手段聯(lián)合使用或可提高對早產(chǎn)的預(yù)測價值。盡管目前關(guān)于E-cervix彈性成像聯(lián)合其他超聲技術(shù)預(yù)測早產(chǎn)的研究較少見,但均得出多項宮頸彈性參數(shù)或多種超聲技術(shù)聯(lián)合較單一使用有顯著優(yōu)勢的結(jié)論[49]。因此,E-cervix技術(shù)在評估宮頸軟硬度以預(yù)測早產(chǎn)方面有十分可觀的前景。目前,采用宮頸彈性成像評估妊娠期宮頸尚無統(tǒng)一、客觀的指標(biāo)及評價標(biāo)準(zhǔn),仍需要進(jìn)一步深入研究。