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1X線對比成像技術
X線對比成像技術是最早用來觀察女性盆腔器官下垂情況的影像技術,如排糞造影術、膀胱尿道造影術、腹膜腔造影術以及多種造影術的同步聯合應用。近年來,動態膀胱造影(fluoroscopicdynamiccystoproctography,FDC)技術為醫生提供了有排尿癥狀的POP患者的可靠數據。排糞造影可以識別前盆腔脫垂和比較罕見的后盆腔直腸脫垂以及乙狀結腸和直腸套疊,通過進一步腹膜腔造影還可以診斷腸疝,也可直接診斷肛提肌舒張功能障礙引起的肛門失弛緩。但不能反應穹窿或子宮脫垂的情況,同時,具有輻射劑量高,費用高,操作復雜及女性患者在檢查中因排便而感到尷尬等限制了該項技術在臨床的廣泛應用。
2超聲成像技術
超聲成像技術非常適于觀察前盆腔,因為膀胱內的存留尿液增加了與其他組織的對比。不僅可以識別脫垂,還可以進行量化分析,可使用恥骨聯合后下緣至肛門直腸連接點劃線作為參考線,測量脫垂疝的深度,也可在Valsalva狀態以及肛提肌收縮狀態下進行測量。超聲成像又分為二維超聲成像、三維和四維超聲成像、斷層超聲成像等技術。
2.1二維超聲成像技術
二維超聲主要是通過掃描患者靜息狀態及Valsalva狀態下平面內盆腔器官結構位置變化來評估盆底功能并診斷盆底疾病,分為經會陰超聲、經陰道超聲、經肛管超聲。
2.1.1經會陰超聲
常使用正中矢狀切面,以恥骨聯合的中軸線或后下緣為參考點,由腹側至背側依次顯示恥骨聯合、恥骨后間隙、尿道、膀胱頸、膀胱后壁、陰道、子宮、直腸和肛管??稍u估會陰體、直腸陰道隔的完整性,測量肛直腸角,用于輔助診斷盆底肌失調、其解剖學改變為直腸膨出、直腸內套疊、恥骨直腸肌痙攣或肥大、腸疝、乙狀結腸膨出等疾病。但由于探頭位于陰阜與肛門間的會陰部分,檢查時為避免組織變形,在保證良好組織接觸的同時,探頭對會陰的壓力應盡量小。
2.1.2經陰道超聲
是檢查尿道括約肌形態的有用方法,多用于前盆腔評估。在正中矢狀面,取靜息或功能位,可測量膀胱壁厚度、殘余尿量、膀胱-恥骨聯合距離、膀胱頸的位置和移動度、尿道長度和膀胱后角。
2.1.3經肛管超聲
可觀察到肛管內、外括約肌的形態學特征以及其他因素導致的肛管括約肌的損傷,但隨著探頭深度的加深,患者不適感加強,且探頭放置在腔內會干擾盆腔脫垂患者器官的下移度,因此腔內超聲僅限于評估盆腔器官下垂。目前較常用的有經會陰超聲和經陰道內超聲,測量指標主要如下:(1)膀胱頸下降程度,即靜息狀態和Valsalva呼吸時膀胱頸距離恥骨聯合水平垂直距離之差;目前尚無正常膀胱頸下降距離的參考值,壓力性尿失禁患者膀胱頸下降程度的平均值約為30mm。(2)膀胱頸活動度,即壓力期膀胱尿道連接部相對恥骨聯合下后緣的水平移位,正常人膀胱頸活動度一般<1cm。(3)尿道傾斜角,即尿道與人體縱軸所形成的夾角,正常人一般<30°。(4)尿道旋轉角,即靜息狀態與Valsalva呼吸時尿道傾斜角的差值,正常人一般<45°。(5)膀胱尿道后角,即尿道內口與膀胱三角的夾角,注意觀察有無開放,即角度是否>140°。(6)膀胱壁厚度,在膀胱空虛狀態下測量膀胱前壁、膀胱三角、膀胱頸三點垂直于黏膜的膀胱壁厚度,取其均值,若厚度>5mm,提示逼尿肌功能不穩定。
2.2三維和四維超聲成像技術
現有的三維超聲成像模式,與二維超聲相比,有著類似MRI的一些優勢:(1)多平面成像可顯示二維超聲不能顯示的橫斷切面,而橫斷面是研究盆底肛提肌和肛提肌裂孔的主要平面。在橫斷面上可以定性、定量評估陰道旁支持結構、肛提肌、肛提肌裂孔和尿道生殖隔裂孔;還可以同時觀察肛管內、外括約肌復合體的形態,但是尚不能通過三維超聲呈現肛提肌的三維模型。盆隔裂孔為尿道、陰道及直腸穿過的通路,是盆底的薄弱環節,因此成為膀胱突出、子宮陰道脫垂、直腸脫垂等疾病的好發部位。常規二維超聲探測無法獲得盆隔裂孔的完整圖像,三維超聲因其多平面成像優勢,經過圖像后處理可以得到完整的盆隔裂孔的聲像圖,可以進行盆隔裂孔相關參考指標的測量,如盆隔裂孔的前后徑、左右徑、面積以及恥骨內臟肌夾角。(2)圖像采集自動化,應用專門的三維容積探頭置于已選定的感興趣區,按預先設置好的平面間隔同時顯示肛提肌的多個單平面成像,并可成像與水平面或垂直面成一定角度的傾斜平面。故其可以顯示容積數據內任一平面的信息,使超聲掃描程序化、標準化、淡化超聲檢查的手法,簡化超聲掃描的培訓要求。(3)切割功能可保留圖像重點,切去無用的部分,對可疑部位進行三維重建顯示。(4)圖像動態顯示,可多平面觀察,具有360°旋轉功能,能對圖像進行全面觀察。四維超聲即實時三維超聲,優勢在于可以動態地觀察盆隔裂孔的變化,直觀地觀察患者做Val⁃salva動作時盆隔裂孔的變化及盆底器官脫出的表現等。盆隔裂孔大小的定量測量對于評價盆腔器官脫垂有重要臨床意義,其大小與盆腔器官脫垂嚴重程度有相關性,脫垂越重,盆隔裂孔增大越明顯。
3磁共振成像技術
MRI是一種安全、無需對比劑、無創性影像學檢查手段,其具有良好的軟組織分辨率,能同時顯示整個盆腔及盆底支持結構。在盆腔器官脫垂的檢查中,量化POP的評判指標,對患者的早期診斷和盆底重建手術的術前評估具有重要的參考價值。因檢查條件的不同又分為靜態磁共振和動態磁共振。
3.1靜態磁共振成像
目前已經廣泛應用于精確觀察盆底解剖結構,可以獲得盆底肌肉、筋膜和器官的解剖結構方面的信息。根據線圈放置位置的不同,可以分為腔內MRI和體外靜態MRI。因腔內線圈對患者產生的不適感,目前國內最為常用的磁共振檢查均為體外常規MRI。
3.1.1靜態MRI掃描
通常采用高分辨率的T2WI序列,主要采用腹部線圈,掃描范圍較腔內線圈大,因其良好的組織對比度在某種意義上將盆底拆開,從而將復雜的盆底肌系統、盆底支持系統和裂孔內器官的解剖形態及其功能影像顯示出來。正常女性MRI二維圖像顯示髂尾肌為向上凸起的薄肌,起自坐骨棘盆面和肛提肌腱弓,向前中部傾斜,厚度不均勻,平均厚度為2.9mm。恥骨直腸肌呈帶狀包裹,后高前低,并不直接接觸膀胱頸。除此,還可以在MRI斷層圖像上觀察到恥骨聯合、閉孔內肌、肛門外括約肌、子宮、陰道、直腸、膀胱、尿道等解剖結構,輪廓清晰,邊界分明。許多研究者利用靜態磁共振圖像,不僅可以進行盆底肌肉解剖層次的形態學描述,同時還可以在二維圖像上進行某些參數值的測量,如肛提肌板的角度、肛提肌距離恥骨聯合的距離、肛提肌裂孔的前后徑和左右徑,與超聲相比,顯示的盆底解剖更為細致清楚,然而這些距離測量的準確性受到研究者在二維圖像上取點的準確性和可重復性的限制。在二維圖像上,診斷和評估POP的主要參考線有PCL線和MPL線,PCL線是恥骨聯合下緣至最末兩節尾骨間關節的連線,正常者靜息狀態時,盆腔器官包括膀胱底、陰道穹窿、小腸及乙狀結腸均位于此線以上。MPL線是指正中矢狀面上恥骨聯合中軸線,Lienemann等的研究表明,PCL線只對前盆腔脫垂狀態評估具有臨床意義,MPL僅對POP后盆腔的評估有臨床意義,Rosenkrantz等研究顯示MPL優于PCL。
3.1.2腔內線圈
可獲得較高分辨率的影像,提高對解剖結構的顯示,陰道線圈和直腸線圈等進行MRI成像用于觀察膀胱、子宮、陰道和直腸的解剖結構,與腔內超聲相比,MRI能更好的顯示外括約肌異常,被認為是評價括約肌病變的最佳方法。肛管內MRI是評價肛門失禁有價值的方法,特別對肛門外括約肌萎縮有獨特的價值,對括約肌修補術后效果的預測有重要價值。陰道內MRI較肛管內MRI顯示盆底解剖范圍更大,能夠清晰描繪盆隔、尿生殖隔、尿道周圍和副尿道韌帶,特別是尿道的細微解剖。腔內MRI的不足是顯示視野小,主要用于獲得盆底肌肉、筋膜和器官的解剖結構方面的信息。
3.2動態磁共振成像
目前對于動態磁共振的定義尚未標準化,既可指在靜息期、肛提肌收縮期、最大用力期、排便期對盆底進行掃描成像,也可以指僅在靜息期和最大用力期對盆底進行掃描成像。成像方法中既有靜態成像又有動態成像,在靜息期使用靜態序列對病人進行掃描成像稱為靜態成像;在肛提肌收縮期、用力期(Valsalva動作)或排便期使用動態序列對盆底進行掃描成像稱為動態成像。靜態成像主要用于對靜息時盆底解剖進行觀察,動態成像主要是對肛提肌收縮或腹壓增大時盆底解剖形態的變化進行觀察。通過對比靜態成像和動態成像的二維圖像,進一步觀察盆底器官的運動。由于患者保持最大用力狀態的時間有限,所以采集圖像的序列必須是快速掃描序列,主要有單次激發快速自旋回波序列和半傅立葉采集快速自旋回波。臨床上利用動態MRI評估POP有兩種分度系統:PCL分度系統和HMO評估系統。1991年Yang等首次提出利用PCL線評價盆腔器官脫垂,定性評價了盆腔器官脫垂;其認為以PCL線為標準,正常者無論靜息或用力時,盆腔器官包括膀胱底、陰道穹窿、小腸及乙狀結腸均應位于此線以上,否則應考慮盆底器官膨出或脫垂。1999年Comiter等首次提出了HMO評估系統,H線是恥骨聯合下緣到直腸后壁恥骨直腸肌附著點的連線;M線是直腸后壁恥骨直腸肌附著點到PCL線的垂線。HMO評估系統中的“O”特指在Valsalva動作時膨出器官最遠端至“H”線的最短距離。盆腔器官最遠端低于H線水平即診斷為“盆腔器官脫垂”,為評價盆腔器官脫垂提供了影像學方面的客觀量化依據。2001年Singh等首次提出了MPL線評價盆腔器官脫垂。國內有學者研究顯示盆腔動態MRI行PCL線和MPL線均能全面評價盆腔多器官脫垂情況,但兩者與臨床POP-Q檢查對盆腔器官脫垂分度的一致性均不高,盡管如此,PCL線仍為目前最常用于評估盆腔器官脫垂情況的參考線。動態磁共振對于POP的量化分度標準主要如下:PCL線的分度標準常以膀胱頸、宮頸、肛管直腸連接處為參考點,輕度脫垂定義為以上3個指示點位于PCL下3cm以內,中度脫垂為以上3個指示點位于PCL下3~6cm,重度脫垂為以上3個指示點位于PCL下>6cm。而HMO評估系統是以脫垂器官最遠端與H線的距離為分度標準,脫垂最遠端在H線以上無脫垂,H線下0~2cm為Ⅰ度脫垂,H線下2~4cm為Ⅱ度脫垂,H線下≥4cm為Ⅲ度脫垂,最大用力正中矢狀位盆腔器官完全脫出體外,定義為Ⅳ度脫垂。李勇等研究顯示對于正常女性,PCL系統及HMO評估系統的測量結果一致;對于盆底疾病患者,HMO評估系統可更全面顯示盆底松弛與器官脫垂。
3.3開放式磁共振成像
開放式磁共振成像是指使用較大孔徑的開放式MRI掃描儀,允許病人坐姿進行檢查,避免了常規掃描儀必須仰臥位進行檢查的不足。它結合了MRI和X線造影的優點,更符合病人的生理狀況,開放式MRI坐位掃描與封閉式MRI掃描相比,開放式MRI坐位掃描綜合敏感性較高,但也有研究兩者對于有臨床意義患者的敏感性無顯著性差別。國外也有團隊利用開放型磁共振進行整個陰式分娩過程掃描圖像分析,獲取了大量有價值的資料,其中就包括孕婦分娩過程盆底肌肉的形態學變化。
4三維重建技術
計算機三維重建技術是應用計算機技術和圖像采集技術,將二維的醫學圖像數據集轉換為數字化三維模型的方法,涉及計算機圖形學、圖像處理和計算機輔助技術等多個領域。目前,國內外有大量研究證實了三維重建技術在盆底疾病研究方面應用的可行性和優越性。2008年,Noakes等利用美國數字人數據集成功構建了女性肛提肌和肛門外括約肌的數字化三維模型。國內吳龍等也構建了女性肛提肌、閉孔內肌等的數字化三維模型。2012年郭傳家等改進了MRI圖像采集序列,不僅重建出肛提肌、閉孔內肌等較大塊盆底肌肉的數字化三維模型,同時還成功構建出尾骨肌、坐骨海綿體肌、球海綿體肌等盆底的細小肌群。數字化三維重建技術使盆底疾病的相關研究進入三維時代,從構建的模型上可以較全面、立體準確的反映盆底肌群的解剖與功能,為盆底的解剖學研究提供一個新的平臺。隨著三維重建技術在盆底解剖研究中的深入應用,2014年劉萍等成功構建出女性肛門外括約肌的數字化三維模型,并同時構建出組成肛門外括約肌的三個組成部分,分為皮下部、淺部和深部,是國內首次對于肛門外括約肌如此精細解剖三維模型的構建。臨床最常用POP-Q分期來評估疾病嚴重程度,MRI上對POP的評估應該與臨床評估具有相關性。但迄今為止,有關MRI上對POP的嚴重程度的評估,國內外仍未形成標準化方案,特別是對盆腔多器官脫垂程度的評價這一主要影響臨床手術方案選擇的熱點問題。MRI在評價POP時存在解剖標志和參考線的多樣性問題,目前最為常用的幾種評價系統與臨床POP-Q分期一致性不高。三維重建模型可以看到具體的盆腔解剖標志點,測量更加準確,通過三維重建技術可以構建針對盆腔器官脫垂的新的評估體系,并驗證其與臨床POP-Q分期的一致性,從而最終應用于臨床POP術前診斷及術后療效的評估中。隨著計算機技術和圖像采集技術的發展,更加完整、更具表現力的數字化三維模型必將呈現在人們面前,并在解剖教學、手術模擬、手術規劃、生物力學、機制研究等多方面發揮更大的作用。
作者:劉萍 陳蘭 單位:南方醫科大學南方醫院婦科