超聲彈性成像技術(shù)預(yù)測臨產(chǎn)時(shí)間的研究進(jìn)展

沙恩波, 周 橋, 荊春麗, 丁 千

(大連醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院婦產(chǎn)超聲影像科, 遼寧 大連 116000)

孕期子宮維持妊娠直至足月生產(chǎn),子宮頸結(jié)構(gòu)和功能的正常是重要的條件。而足月妊娠后宮頸一系列生理及組織結(jié)構(gòu)變化,即宮頸成熟情況的準(zhǔn)確評估是孕婦臨產(chǎn)時(shí)間預(yù)測和分娩方式選擇的依據(jù),對于臨產(chǎn)時(shí)間的準(zhǔn)確預(yù)測也有利于孕婦的安全生產(chǎn)和胎兒的順利分娩。目前,臨床產(chǎn)科醫(yī)生評估宮頸成熟度仍然主要由檢查人員進(jìn)行陰道內(nèi)診完成,即傳統(tǒng)的Bishop評分法[1]。雖然該方法是在無菌條件下進(jìn)行,減少了感染的發(fā)生,但主要依賴檢查者的技能和經(jīng)驗(yàn),主觀的判斷和評估宮頸的成熟情況,易造成評估偏差,預(yù)測作用有限;隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展及精準(zhǔn)醫(yī)療的要求,利用簡便、可重復(fù)、準(zhǔn)確性較高的方式觀察宮頸在妊娠期變化情況,評估宮頸成熟程度,越來越成為大家關(guān)注的熱點(diǎn)。本文對目前較為熱點(diǎn)關(guān)注的超聲彈性成像技術(shù)預(yù)測臨產(chǎn)時(shí)間方面的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述,望超聲彈性成像技術(shù)在評估宮頸成熟度,預(yù)測臨產(chǎn)時(shí)間的臨床應(yīng)用中成為新的監(jiān)測手段。

1 超聲評估宮頸變化情況的方法

超聲評估宮頸變化情況可以通過經(jīng)腹部、會陰和陰道3種方法進(jìn)行。

1.1腹部超聲評估宮頸變化情況(圖1):被檢查者采取仰臥位、采用凸陣探頭,頻率為3.5～5.0MHz,并且適當(dāng)充盈膀胱的條件下評估宮頸變化情況。此方法操作簡單,易接受,但檢查時(shí)常因膀胱充盈適度程度無法很好掌握、胎先露位置較低,胎先露聲影遮擋(如顱骨聲影的遮擋)、孕婦腹壁較厚等原因,不能完全、清晰的顯示宮頸內(nèi)、外口全貌;另外,探頭需透過孕婦腹壁及膀胱評估宮頸軟硬度的變化,因探頭距離宮頸較遠(yuǎn),所得數(shù)值與真實(shí)數(shù)據(jù)相差較大,而不能準(zhǔn)確評估宮頸實(shí)際的應(yīng)變情況。Larscheid等[2]研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)腹式測量宮頸當(dāng)長度小于3cm時(shí)的準(zhǔn)確性與經(jīng)會陰和經(jīng)陰道測量結(jié)果有偏差。

圖1 經(jīng)腹部超聲觀察宮頸

1.2經(jīng)會陰超聲評估宮頸變化檢查(圖2):受檢查者仰臥截石位、使用凸陣探頭并套上無菌探頭薄膜、消毒耦合劑在孕婦會陰處完成檢查評估。Larscheid等[2]研究,對于宮頸長度>3.0cm者和<3.0cm者,經(jīng)會陰與經(jīng)陰道超聲測量相比較,在>3.0cm組兩者的一致性較好;但在<3.0cm組兩者的準(zhǔn)確性還有待于大樣本研究分析。因此,經(jīng)會陰超聲雖避免了充盈膀胱的準(zhǔn)備和檢查時(shí)腹部加壓造成的影響,但探頭距離宮頸依舊較遠(yuǎn),且常受到直腸壺腹部腸氣及恥骨聲影的影響,使宮頸下段及宮頸外口顯影不佳,對于宮頸外口的定位不準(zhǔn)確,進(jìn)而影響到宮頸彈性應(yīng)變的評估。

圖2 經(jīng)會陰超聲觀察宮頸

1.3經(jīng)陰道超聲評估宮頸變化情況檢查(圖3):使用頻率為7.5～9MHz的腔內(nèi)探頭,探頭外套用一次性消毒探頭套經(jīng)陰道掃查完成。因探頭頻率高、分辨率好、距離宮頸外口較近、規(guī)避了胎先露及腸道氣體的干擾,能夠清晰的顯示宮頸的全貌。閆新萍[3]利用陰道超聲彈測量宮頸長度,彈性成像技術(shù)評估宮頸成熟度,與傳統(tǒng)的Bishop評分相比較,發(fā)現(xiàn)前者具有顯著優(yōu)勢。Tiffany Tuck Chin Wong等[4]通過陰道超聲測量宮頸長度預(yù)測具有早產(chǎn)癥狀的初產(chǎn)婦的臨產(chǎn)時(shí)間(從具有早產(chǎn)癥狀時(shí)檢測宮頸長度的時(shí)間到發(fā)生分娩時(shí)的時(shí)間間隔)發(fā)現(xiàn):“在發(fā)生早產(chǎn)癥狀時(shí),經(jīng)陰道測量宮頸長度與臨產(chǎn)時(shí)間是正相關(guān)的,即宮頸長度越長,發(fā)生早產(chǎn)的時(shí)間越晚;測量的宮頸長度每增加1mm,則早產(chǎn)發(fā)生的時(shí)間延遲0.802d。經(jīng)陰道超聲觀察宮頸具有圖像清晰、操作簡便、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)實(shí)施彈性成像可以很好的評估宮頸應(yīng)變的情況?！?/p>

2 超聲彈性成像的原理及類型

2.1彈性成像的基本原理:是通過超聲探頭直接加壓于監(jiān)測組織或者特殊的超聲探頭發(fā)射聲波對組織進(jìn)行激發(fā),接組織受壓縮前后的聲波信號,計(jì)算出受壓后組織各點(diǎn)位移,再通過自相關(guān)的分析法計(jì)算各組織的彈性系數(shù),通過各參數(shù)的分析可以對組織硬度進(jìn)行定性、定量的評估,用量化的數(shù)據(jù)描述所觀測器官組織得生理或病理狀態(tài)。超聲彈性成像技術(shù)掌握簡單,容易操作,而且是一種無創(chuàng)檢查和可根據(jù)檢測對象的需要進(jìn)行反復(fù)多次的重點(diǎn)掃查?；诔晱椥猿上窦夹g(shù)的這些特點(diǎn),該技術(shù)的臨床應(yīng)用備受臨床各學(xué)科關(guān)注,尤其應(yīng)用在產(chǎn)科,超聲彈性成像可以評估宮頸的生化和力學(xué)性能,宮頸組織的軟硬情況可以通過彈性成像的應(yīng)變率來反映,進(jìn)而通過超聲彈性成像評估宮頸成熟度,預(yù)測臨產(chǎn)時(shí)間和早產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)等,因此該技術(shù)在產(chǎn)科的應(yīng)用、研究成為了熱點(diǎn)[5]。

圖3 經(jīng)陰道超聲觀察宮頸

2.2彈性成像可分為3種主要類型:應(yīng)變彈性成像(strain elastography,SE)、聲輻射力脈沖成像(acoustic radiation force impulse,ARFI)和剪切波彈性成像(shear wave elastrography,SWE)。應(yīng)變超聲彈性成像(SE):是利用各個(gè)組織自身的機(jī)械特性,然后對其施加主動力或被動力,引起檢測組織應(yīng)變,對各個(gè)檢測組織進(jìn)行成像或測量,從而相對客觀有效反映被檢測組織軟硬度(彈性)的變化[6]。若被檢測組織相對較軟,則應(yīng)變較大,用紅色表示,黃色表示中等軟度;被檢測組織相對較硬,則組織應(yīng)變較小,中等硬用藍(lán)色表示,硬則用紫色表示。宮頸應(yīng)變彈性沒有可供參考的標(biāo)準(zhǔn),宮頸只能與自身參照、對比,這是是宮頸彈性成像在宮頸評估應(yīng)用中的主要局限性;為了解決超聲彈性成像缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的局限性,ElastoScan系統(tǒng)(E-cervix系統(tǒng))通過動脈的搏動(即由于心血管脈搏動引起的形變)引起的組織位移來測量與宮頸軟硬度有關(guān)的參數(shù)。

聲輻射力脈沖成像(acoustic radiation force impulse,ARFI):是對感興趣區(qū)進(jìn)行聲脈沖聚焦,同時(shí)產(chǎn)生橫向剪切波,測量并計(jì)算組織內(nèi)部剪切波速度,從而估算組織的彈性特征ARFI技術(shù)在操作過程中不依賴操作者的手動試壓,在圖像顯示上有更好的分辨力,避免了外力的造成的偽影,改善了信噪比[7]。ARFI技術(shù)在對相對肥胖患者檢查過程中,常產(chǎn)生強(qiáng)烈的聲衰減;而且對檢測組織順應(yīng)性要求較高,受運(yùn)動影響較大,檢查過程盡量使所測組織保持相對靜止,所測感興趣區(qū)硬度存在上限。

剪切波彈性成像是利用超聲聲束在人體產(chǎn)生機(jī)械波,通過檢測其在組織中的傳播速度獲得楊氏模量,進(jìn)而量化評估宮頸組織軟硬度。剪切波彈性成像時(shí)探頭施加于宮頸處的壓力大小各不相同,同時(shí)發(fā)射應(yīng)用于孕婦的脈沖,對于胎兒是否會產(chǎn)生影響,也就是胎兒安全性的問題還有待長期研究,因此,切波彈性成像應(yīng)用于孕期,對于孕期宮頸變化的評估受到了一些限制[8]。

3 超聲彈性成像技術(shù)評估宮頸成熟度的理論基礎(chǔ)

子宮頸在女性不同的生理階段,隨著激素水平的變化而有著不同的生理變化,決定了子宮頸在妊娠不同時(shí)期的不同生物性能。妊娠時(shí)期的子宮頸承受著增大的子宮與妊娠組織的共同重量;抵抗不斷擴(kuò)張、增大的子宮肌壁產(chǎn)生的張力,維持子宮頸內(nèi)口呈關(guān)閉狀態(tài)直至足月生產(chǎn)[9]。宮頸主要是纖維結(jié)締組織組成,另外含有少量的彈力纖維和平滑肌組織,隨妊娠時(shí)期的推移子宮頸的組織結(jié)構(gòu)也發(fā)生變化,宮頸基質(zhì)和子宮下段肌層的中性粒細(xì)胞和巨嗜細(xì)胞數(shù)目明顯增加。中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞均含有豐富的蛋白水解酶和膠原酶,這些酶主要參與降解細(xì)胞外基質(zhì)的必需結(jié)構(gòu)蛋白和膠原纖維的溶解,使宮頸易于擴(kuò)張。宮頸逐漸變軟、縮短、易擴(kuò)張以致宮頸管逐漸消失,這些變化是宮頸對分娩發(fā)動刺激產(chǎn)生應(yīng)答的標(biāo)志,是宮頸成熟的表現(xiàn)。超聲成像技術(shù)可以直觀的觀測宮頸形態(tài)變化,超聲彈性成像技術(shù)可以通過彈性應(yīng)變率反映宮頸對外應(yīng)力的形變程度,測量宮頸應(yīng)變率可以評估宮頸軟硬度的變化,進(jìn)而可以通過觀測宮頸變化來預(yù)測臨產(chǎn)的時(shí)間。超聲成像技術(shù)可以清晰顯示宮頸全長,客觀測量宮頸長度;還可以實(shí)時(shí)動態(tài)、直觀的觀察宮頸口的變化情況,如宮頸內(nèi)口是否有擴(kuò)張,擴(kuò)張的狀態(tài)如何(U字型擴(kuò)張或是Y字型擴(kuò)張)。

4 超聲彈性成像技術(shù)在產(chǎn)科的應(yīng)用

Ophir等[10]1991年最早提出彈性成像技術(shù),由于各個(gè)組織彈性應(yīng)變不同,因此可以反映組織的硬度情況。現(xiàn)在超聲彈性技術(shù)已被廣泛應(yīng)用在肝臟,血管,乳腺、前列腺等部位,通過各個(gè)組織、器官在不同病理狀態(tài)下呈現(xiàn)的組織彈性不同,進(jìn)而對組織、器官的硬度進(jìn)行判斷,對疾病做出診斷[11-12]。2006年Thomas[13]首次發(fā)表超聲彈性成像評估妊娠期宮頸組織變化的報(bào)道。隨后,國內(nèi)、外彈性成像技術(shù)在產(chǎn)科的研究不斷發(fā)展,尤其是關(guān)于早產(chǎn)及臨產(chǎn)時(shí)間預(yù)測的研究與應(yīng)用成為近年來的熱點(diǎn)。

4.1預(yù)測早產(chǎn)的應(yīng)用:為了減低早產(chǎn)兒的出生率及死亡率,國內(nèi)外學(xué)者不斷地探索研究預(yù)測早產(chǎn)發(fā)生的各種監(jiān)測手段及客觀的監(jiān)測方法。Wozniak等[14]對333例妊娠18～22周低風(fēng)險(xiǎn)、無癥狀的早產(chǎn)孕婦及伴有宮頸縮短的中孕期孕婦的宮頸進(jìn)行彈性觀測發(fā)現(xiàn):宮頸長度與宮頸硬度正相關(guān),宮頸越硬,宮頸長度越長;妊娠18～22周與妊娠18～22至30周之間的宮頸縮短百分比之間存在統(tǒng)計(jì)學(xué)上的負(fù)相關(guān)(r=-0.2;P<0.001)易發(fā)生早產(chǎn),因此提出宮頸內(nèi)口應(yīng)變率的變化在預(yù)測無癥狀性早產(chǎn)和早期早產(chǎn)方面具有更大的臨床指導(dǎo)意義。Fruscalzo[15]等研究發(fā)現(xiàn)“孕齡越小宮頸越硬;宮頸彈性越小,則引產(chǎn)失敗率越高。李凌等[16]對于符合要求的140名孕婦,在孕18～24周期間進(jìn)行產(chǎn)前超聲檢查時(shí),利用陰道超聲剪切波彈性成像技術(shù)觀測宮頸變化對早產(chǎn)的預(yù)測價(jià)值:宮頸內(nèi)口前、后唇彈性值及宮頸長度變化預(yù)測早產(chǎn)的ROC(接受者操作特性曲線)曲線下面積(AUC)95%CI分別為0.87、0.86和0.73;宮頸前唇或?qū)m頸后唇聯(lián)合宮頸管長度預(yù)測早產(chǎn)的AUC均為0.88。因此,通過以上國內(nèi)、外學(xué)者的研究結(jié)果分析,可為早產(chǎn)的預(yù)測提供依據(jù)的是宮頸管長度及宮頸彈性各個(gè)參數(shù)值變化,并且這些數(shù)據(jù)的分析可以更好地為監(jiān)測和管理具有早產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)的高危孕婦提供保障,監(jiān)測胎兒發(fā)育狀況,預(yù)防和減少早產(chǎn)的發(fā)生。超聲彈性成像技術(shù)對于預(yù)測胎兒早產(chǎn)的敏感性、特異性均較高,可以起到監(jiān)測作用,為臨床預(yù)防早產(chǎn)的發(fā)生,減低早產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn),加強(qiáng)具有早產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)的高危孕婦的管理提供進(jìn)一步的依據(jù),甚至可作為一種新的監(jiān)測手段。

4.2超聲彈性成像技術(shù)評估宮頸成熟度預(yù)測引產(chǎn)成功的應(yīng)用:對于每位醫(yī)生及孕婦所關(guān)心的問題是何時(shí)可以生產(chǎn)以及采取什么樣的生產(chǎn)方式是安全的,因此,利用無創(chuàng)、方便的監(jiān)測手段評估宮頸成熟度成為了研究的熱點(diǎn)。趙蕾等[8]應(yīng)用超聲彈性成像技術(shù)對符合指征的147例單胎、頭位、足月妊娠、宮頸未成熟者用藥促宮頸成熟,并進(jìn)行超聲宮頸成熟度進(jìn)行的評估。比較宮頸彈性測量數(shù)值發(fā)現(xiàn):臨產(chǎn)組宮頸內(nèi)、外口彈性一致,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;未臨產(chǎn)組IOS較臨產(chǎn)組小(0.311±0.093vs0.36±0.112,t=2.810,P=0.009<0.05),也就是未臨產(chǎn)者宮頸內(nèi)口較臨產(chǎn)者硬,同時(shí)臨產(chǎn)組宮頸更長;而兩組的EOS無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。研究數(shù)據(jù)說明IOS的變化對于引產(chǎn)成功與否影響較大,而EOS對于引產(chǎn)成功與否影響較小,也就是說明IOS變化對于判斷宮頸的成熟情況更加有意義,若聯(lián)合傳統(tǒng)的Bishop評分法,對于預(yù)測臨產(chǎn)時(shí)間,引產(chǎn)能否成功更加準(zhǔn)確。

2016年,周毓青等[17]通過手動加壓應(yīng)變式彈性成像技術(shù),對于TOL(臨產(chǎn)時(shí)間)≥1周和TOL<1周孕婦的宮頸長度和彈性應(yīng)變比進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)宮頸長度與聲彈性成像技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用,可以全面的反映妊娠晚期宮頸軟、硬變化情況,從而提高臨產(chǎn)預(yù)測的價(jià)值。2021年,許云燕等[18]對宮頸內(nèi)口、宮頸外口的彈性度進(jìn)行對比,發(fā)現(xiàn)ECI、IOS、EOS與剖宮產(chǎn)呈負(fù)相關(guān),ECI、IOS和EOS預(yù)測剖宮產(chǎn)的靈敏度均為100%;ECI預(yù)測剖宮產(chǎn)的特異度較高為94.1%;也就是說ECI,IOS,EOS的值越大,那么發(fā)生剖宮產(chǎn)的幾率越小,陰道自然分娩的機(jī)率大;對于宮頸成熟度的評估,預(yù)測臨產(chǎn)時(shí)間具有指導(dǎo)意義,同時(shí)也為分娩方式的選擇提供了有效依據(jù)。2021年戴萌等[19]應(yīng)用經(jīng)腹超聲,利用手動加壓應(yīng)變式彈性成像技術(shù),評估宮頸成熟度情況,預(yù)測臨產(chǎn)時(shí)間,通過分析發(fā)現(xiàn):宮頸長度越短,胎先露高度越小,宮頸內(nèi)口寬度越大,羊膜囊嵌入宮頸內(nèi)口越深,B/A值(頸內(nèi)口近前唇彈性應(yīng)變率(A)與同水平子宮下段前壁肌層處彈性應(yīng)變率(B))越大,臨產(chǎn)時(shí)間就會越短;同時(shí)指出在這些研究指標(biāo)中,超聲彈性成像所測B/A值可作為預(yù)測臨產(chǎn)的一個(gè)指標(biāo);如果胎先露高度聯(lián)合B/A值應(yīng)用,則預(yù)測臨產(chǎn)更加準(zhǔn)確,為臨床預(yù)測臨產(chǎn)時(shí)間提供指導(dǎo),可以作為預(yù)測臨產(chǎn)的一種新的指標(biāo)。2022年舒揚(yáng)等[20]利用E-cervix彈性成像技術(shù)對比研究陰道分娩與剖宮產(chǎn)兩種生產(chǎn)方式宮頸成熟度的情況。兩組生產(chǎn)方式下宮頸的彈性參數(shù):HR、ECI、IOS、EOS及IOS/EOS均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。順產(chǎn)組的IOS、EOS值均大于剖宮產(chǎn)組,而HR低于剖宮產(chǎn)組,順產(chǎn)組的宮頸內(nèi)、外口要比剖宮產(chǎn)組軟,宮頸硬度比剖宮產(chǎn)組小;因此可以根據(jù)E-cervix彈性成像技術(shù)對于妊娠晚期的子宮頸成熟的變化情況能夠客觀、準(zhǔn)確而且簡便、可重復(fù)的進(jìn)行觀測評估,對于臨床預(yù)測陰道分娩具有一定的價(jià)值。2020年YoshieYo等[21]發(fā)表的宮頸彈性成像與自然分娩的關(guān)系一文中通過宮頸彈性成像與Bishop評分的比較發(fā)現(xiàn):妊娠39周后孕婦宮頸越軟在一周內(nèi)臨產(chǎn)時(shí)間的機(jī)率越大;而且在經(jīng)產(chǎn)婦與初產(chǎn)婦之間沒有顯著差別;認(rèn)為妊娠39周后的宮頸彈性成像對預(yù)測自然分娩的開始是有價(jià)值的,可以為預(yù)測自然分娩開始的時(shí)間提供依據(jù),有助于為計(jì)劃分娩做準(zhǔn)備。研究表明宮頸的彈性參數(shù)的變化可以有效地評估宮頸的成熟度,預(yù)測早產(chǎn)、臨產(chǎn)時(shí)間,尤其聯(lián)合傳統(tǒng)的Bishop評分可以更加準(zhǔn)確地評估宮頸的變化情況,為預(yù)測臨產(chǎn)時(shí)間選擇合適的生產(chǎn)方式提供有力依據(jù)[13-15]。

綜上所述,子宮頸彈性成像技術(shù),因其具有圖像分辨率好、可以完整地顯示宮頸內(nèi)、外口的位置,客觀量化地評估宮頸內(nèi)口、宮頸外口及宮頸整體的應(yīng)變率以及宮頸自身彈性的應(yīng)變比,監(jiān)測宮頸軟硬度變化,彌補(bǔ)了傳統(tǒng)Bishop評分評價(jià)宮頸成熟度的不足?？梢詼?zhǔn)確、客觀、量化、重復(fù)的評估宮頸變化情況,為臨床預(yù)測臨產(chǎn)時(shí)間,確保孕婦選擇合適的生產(chǎn)方式提供了有效的監(jiān)測手段,但將其廣泛應(yīng)用于臨床還需要在多中心、大樣本的進(jìn)一步的研究。