女性盆底影像及力學研究進展

周敏知，杜海雯，應 濤，水 文，駱亦佳，竇超然

(上海交通大學附屬第六人民醫院超聲科，上海 200233)

女性盆膈由肛提肌、尾骨肌及盆膈上、下筋膜構成。盆膈封閉大部分骨盆下口，在兩側肛提肌前內緣之間留有一狹窄裂隙，稱盆膈裂孔，是女性盆底重要的解剖結構，尿道、陰道和直腸在盆膈裂孔中穿行，也是盆底的薄弱之處。女性盆底功能障礙性疾病(pelvic floor dysfunction，PFD)是一系列盆底結構和功能障礙疾病的統稱，包括壓力性尿失禁 (stress urinary incontinence，SUI)、盆腔器官脫垂(pelvic organ prolapse，POP)、糞失禁、性功能障礙等，嚴重影響患者的生活質量和身心健康。

隨著人們生活水平提高，PFD逐漸受到人們的關注與重視。PFD的發病機制至今尚未明確，可能與分娩、肥胖、生活方式等因素有關[1-2]。盆膈裂孔的正常形態結構對于維持正常盆底功能具有重要意義，“整體理論”“陰道三水平支持理論”以及“吊床假說”詮釋了PFD的解剖結構缺陷，為盆底影像學發展奠定基礎。隨著計算機技術和盆底影像學的發展(二維超聲、三維超聲、斷層成像、磁共振二維成像及基于二維成像的三維重建、影像與生物力學的結合)，對女性盆底的研究逐漸深入，為更全面精準的PFD臨床診療提供了技術支持。現就女性盆底影像學及力學研究進展予以綜述。

1 盆底超聲成像

1.1二維超聲成像 經會陰二維超聲采用正中矢狀切面顯示盆底結構，顯示器自左向右依次為恥骨聯合、膀胱及尿道、子宮及陰道、直腸肛管連接部、肛提肌等結構。評估盆腔各器官的位置及功能的變化一般在機體靜息期、縮肛期及最大Valsalva狀態下進行。SUI指腹壓突然增加導致尿液不自主流出，而非膀胱逼尿肌收縮引起的正常排尿，目前通過測量二維聲像上膀胱頸移動度、尿道旋轉角、膀胱尿道后角、尿道內口漏斗狀開放等參數診斷SUI，并可對其進行分型[3]。將二維聲像圖上膀胱頸下移距離超過15 mm作為膀胱頸移動度過大的參考標準，毛永江等[4]比較不同程度SUI女性膀胱頸移動度差異的研究發現，Ⅲ級和Ⅳ級SUI女性膀胱頸移動度大于Ⅰ級和Ⅱ級SUI女性，可見盆底超聲檢查對SUI分級具有參考意義。

女性POP指盆腔器官位置下降，包括膀胱、子宮或陰道殘端脫垂、腸疝及直腸膨出等。以恥骨聯合后下緣水平作為經會陰盆底超聲評估POP的標準參考線，在最大Valsalva狀態下，觀察盆腔各器官的位置、形態及移動度變化，根據膀胱、宮頸和直腸壺腹最低點與恥骨聯合后下緣水平線之間的位置關系判斷是否存在脫垂，并量化脫垂程度[5]。

經會陰二維超聲可直接觀察盆底結構并測量盆底相關參數，了解盆腔器官及其支持結構不同狀態下的動態變化，有利于早期發現盆腔器官的形態及位置異常，為臨床預防和診斷PFD提供可靠的影像學依據。

1.2三維超聲成像 三維容積探頭的應用開拓了盆底超聲檢查新紀元，三維超聲彌補了二維超聲僅能單平面觀察的不足，可通過矢狀面、冠狀面、橫斷面的三維容積數據，獲得更完整的盆底結構空間關系聲像圖。正常女性盆膈裂孔的三維容積聲像圖呈菱形，左右對稱，從前向后依次有尿道、陰道、直腸穿過，三者之間填充著大量纖維結締組織。Dietz等[6]將最大Valsalva狀態下盆膈裂孔面積>25 cm2設定為異常盆膈裂孔擴張的臨界值，裂孔面積越大，表明癥狀越顯著。Dou等[7]提出，將中國女性最大Valsalva狀態下盆膈裂孔面積>19.5 cm2作為異常盆膈裂孔擴張參考值，其靈敏度和特異度均較高，更適用于我國國情。陶均佳等[8]對靜息狀態下宮口未開時、宮口開全時、產后即刻3個時期盆膈裂孔變化的研究發現，宮口開全時盆膈裂孔各參數(前后徑、左右徑、面積等)最大，產后次之，宮口未開時最小，表明可根據盆膈裂孔的數值變化理解分娩不同時期盆底結構狀態的改變。

吊帶、補片等生物合成材料是盆底重建術的常用植入物，植入材料的攣縮、折疊、局部成角等異常狀態可導致術后以盆腔疼痛為主的并發癥。CT、磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)等檢查難以顯示生物合成材料，超聲檢查是吊帶、補片植入術后隨訪、確定植入物體內位置及形態的可靠方法，并可對吊帶、補片進行全程定位，判斷吊帶松緊程度、有無侵蝕以及補片有無折疊等異常[9]；此外，超聲檢查還能對植入材料進行功能評價[10]。

與二維超聲相比，三維容積超聲可在不同狀態下觀察多平面盆腔結構及功能變化，并可測定不同平面的更多盆膈裂孔相關參數，更客觀準確地評價盆底支持結構的損傷以及盆腔器官的位置，在PFD的評估診斷中發揮重要作用。三維超聲對補片等植入物的多平面清晰顯示，彌補了CT、MRI等檢查的不足，對PFD患者術后隨訪具有重要意義，顯示了超聲獨特的臨床優勢。

1.3斷層超聲成像(tomographic ultrasound imaging，TUI)肛提肌，特別是恥骨直腸肌的撕脫與盆膈裂孔異常擴張相關，是盆腔器官脫垂的重要原因之一，同時也是預測脫垂復發的可靠指征，及時正確診斷肛提肌撕脫對女性盆底修復重建具有重要指導意義[11-12]。TUI將斷層成像與容積成像相結合，可顯示組織的橫斷面，獲得類似CT、MRI橫斷面圖像信息，通過連續多層面成像實現對肛提肌損傷的量化評價。Dietz等[13]將TUI的圖像層距調節為2.5 mm，對縮肛期最小盆膈裂孔平面下5 mm至最小盆膈裂孔平面上12.5 mm的區域進行連續成像，共得到8個橫斷面圖像，若最小盆膈裂孔處及其上2.5 mm、5 mm三個核心平面均發現異?；芈暡迦耄瑒t為完全肌肉撕脫；僅1～2個橫斷面圖像出現異?；芈暡迦耄瑒t為部分撕脫。此外，在最小盆膈裂孔及其上2.5 mm、5 mm 3個平面的肛提肌尿道間隙>25 mm是診斷盆底肌肉撕脫的重要參考指標[14]。不同分娩方式對肛門括約肌復合體的影響不同，張原溪等[15]對TUI模式下順產組與剖宮產組初產婦肛門括約肌的觀察研究發現，順產組初產婦肛門括約肌的厚度均小于剖宮產組，且其中1例順產組初產婦出現了肛門外括約肌損傷。TUI能清晰顯示肛門括約肌復合體的形態輪廓，可正確判斷肛門括約肌復合體的損傷，與經肛管超聲檢查結果的一致性較好[16]。Dou等[17]通過觀察TUI陰道橫斷面形態變化間接評價盆底筋膜等結締組織的研究發現，近段陰道呈扁平棒狀，中段陰道呈蝶狀，遠段陰道呈新月狀，且未育女性陰道輪廓形態較已育女性更清晰；并通過比較最清晰的中段陰道圖像的層數間接評價中段陰道旁支持結構發現，未育女性陰道中段層數較已育女性多，表明妊娠分娩可造成盆底結構損傷。

TUI可通過連續多平面觀察肌肉走行及回聲來定量判斷肌肉損傷程度，具有較高的可重復性，與MRI成像診斷肌肉損傷的一致性較好，是目前評估盆底肌肉形態和功能的常用方法[18]。此外，TUI還能觀察盆膈裂孔、肛門括約肌及陰道旁支持結構，彌補三維容積成像的缺陷，更詳細地剖析盆底結構和功能缺陷的病因，解讀不同個體存在的危險因素，在盆底功能檢查中發揮重要價值。

2 盆底MRI

2.1MRI二維成像 MRI不受骨性組織干擾，具有較好的軟組織分辨率，可對組織進行多方位掃查。與盆底超聲相比，MRI可更清晰地顯示盆底肌肉、筋膜等軟組織，并對檢測隱匿性損傷具有重要臨床意義。盆底靜態MRI主要觀察盆底肌群的解剖層次及盆腔臟器的位置及毗鄰關系。靜態MRI冠狀面或矢狀面圖像清晰顯示，髂尾肌起源于閉孔筋膜，呈頭尾方向走行，并可向前及正中方向傾斜。恥骨直腸肌位置較低，連接于兩側恥骨支，包繞尿道、陰道和直腸。恥骨直腸肌損傷常表現為肌肉與恥骨支連接處的撕脫，可為單側/雙側部分或完全撕脫。髂尾肌損傷可表現為髂尾肌變薄，仍可見肌纖維連于肛提肌腱弓上；靜態MRI圖像髂尾肌中間斷裂者，表明髂尾肌與肛提肌腱弓肌纖維存在撕裂傷。肛提肌恥骨聯合間隙指恥骨內側緣中點到肛提肌附著處的距離，類似超聲TUI模式中的肛提肌尿道間隙，可在一定程度上反映肛提肌損傷程度。門永超等[19]利用磁共振彌散張量成像探究孕產史對女性盆底肌的影響，肌纖維示蹤圖顯示已育女性盆底肌纖維發生部分斷裂，與超聲檢查相比，MRI對孕產婦盆底肌隱匿性損傷更敏感。

動態MRI可觀察最大Valsalva狀態下盆腔器官位移，常在矢狀面上使用骨性標志線來衡量POP。目前常用的MRI評價參數是：①恥尾線(pubococcygeal line，PCL)，即恥骨聯合下緣與最后一節尾骨關節的連線，代表肛提肌平面水平，相當于超聲檢查中恥骨聯合后下緣水平的參考線；②H線：恥骨聯合下緣到直腸后壁恥骨直腸肌附著點的連線，代表盆膈裂孔的長度；③M線：PCL與H線最后緣之間的垂線，代表損傷肛提肌下降的程度；④O點：最大Valsalva狀態下膨出器官最遠端至H線的垂線距離。以PCL為參考，最大Valsalva狀態下盆腔器官下降至PCL以下<3 cm為輕度脫垂；下降至PCL以下3～6 cm為中度脫垂；下降至PCL以下>6 cm為重度脫垂。

超聲檢查對患者配合度和檢查者手法的依賴性較強。當盆腔臟器重度脫垂時，探頭與脫出器官接觸可能造成檢查誤差，結合MRI圖像進行評價可有效避免此類誤差，更客觀地評價盆腔器官的位置，此外，MRI對軟組織分辨率較高，在探測盆底支持結構隱匿性損傷方面優于盆底超聲，但存在檢查費用高、掃查時間長、禁忌證較多(如金屬植入物、幽閉恐懼癥)等不足。

2.2MRI三維重建技術 MRI三維重建技術利用Mimics等軟件導入二維參數，計算形成數字化三維模型，不僅可以清晰顯示組織的精細解剖結構及空間毗鄰關系，還可對病變區域進行定性定量分析，有助于PFD患者的術前評估及個體化治療方案的精準制定，對伴有復雜盆底畸形、瘺管等需要進行盆底重建的病例具有重要指導意義[20]。Fielding等[21]于2000年構建出首個正常未育女性盆底三維模型，并對肛提肌進行相關參數測量。趙惠軍等[22]于2008年建立女性骨盆及肛提肌的獨立三維模型，真實反映了女性盆底解剖與立體構型，并用力學軟件驗證此模型力學分析的可行性，為盆底肌肉力學分析奠定基礎。劉萍等[23]重建的最大Valsalva狀態下POP女性盆底動態三維模型是對靜息期三維模型的重要補充。

盆底是由器官、骨性結構、肌肉及韌帶筋膜等軟組織共同組成的完整結構，Ramanah等[24]首次對主韌帶和骶韌帶進行了重建，清晰地顯示了韌帶的空間走行，開創了對韌帶水平支持結構的三維重建的新篇章。Luo等[25]比較POP女性與正常女性靜息期和最大Valsalva狀態下主韌帶和骶韌帶的立體構型的研究發現，張力期子宮主韌帶的變化主要是長度變化，與正常女性相比，POP女性子宮主韌帶更長；子宮骶韌帶的變化主要是傾斜角度的改變，揭示了腹壓增加時韌帶對盆底結構的支持作用機制，為POP女性韌帶修復手術提供了理論依據。

基于MRI二維成像的三維重建技術可全方位展示盆底結構的立體形態及空間關系，可廣泛用于評估PFD患者術前的盆底結構缺陷，并結合患者的臨床癥狀制訂個體化手術修復方案；同時還為盆底仿真模擬奠定了基礎，對盆底結構的理論研究及PFD的相關臨床實踐均有重要價值。

3 盆底力學的有限元分析研究

以盆底肌肉為主的結締組織對維持盆底穩定性具有重要作用。盆底組織的相互作用可對抗腹腔壓力的變化，盆底組織退化、創傷以及先天因素引起的盆底支持結構薄弱和盆底生物力學性能減退可導致PFD等一系列疾病。既往對盆底支持結構生物力學研究通常以動物或人類尸體為對象，對解剖組織行實驗室生物力學檢測以獲得相關力學性能參數。隨著計算機技術的發展，有限元分析方法補充了傳統實驗生物力學方法的不足(取材困難、離體與在體組織力學性能差異等)，因其在復雜幾何建模方面的巨大潛能以及高效的計算方法被廣泛應用于生物力學的研究。個體化有限元模型可以模擬盆腔器官、組織受力后的形態、位置變化，成為近年來女性盆底研究的新熱點[26]。

Janda等[27]基于女性尸體的盆底肌肉參數，利用計算機三維重建技術成功建立首個盆底肌群的有限元模型。Lee等[28]基于MRI參數構建的首個活體女性盆底肌群有限元模型，不僅反映了靜息期、收縮期、最大Valsalva狀態下盆底肌群的不同應力應變特征，還發現在最大Valsalva狀態下恥骨直腸肌與恥骨尾骨肌是承擔盆底主要壓力的肌群。Yip等[29]量化分析SUI女性不同損傷程度的盆底肌肉對陰道頂端及膀胱頸支持作用的研究發現，盆底肌力的增強可明顯改善SUI女性的尿失禁癥狀。Lepage等[30]模擬分娩過程，探索分娩對盆底韌帶影響的研究發現，分娩時子宮骶韌帶發生主要變形，推測子宮骶韌帶損傷是發生產后POP的潛在因素。宋紅芳等[31]建立的肛提肌三維有限元模型揭示了不同病理狀態下肛提肌的應力差異，POP與Ⅰ型SUI肛提肌應力偏高，Ⅲ型SUI應力偏低。Krofta等[32]通過建立陰道分娩模型分析陰道分娩時肛提肌群應力變化的研究發現，肛提肌與恥骨連接處是陰道分娩時受力最大的區域，與分娩肌肉撕脫傷的常見發生部位一致。

有限元分析方法模擬盆底力學行為有助于理解PFD發病機制，動態仿真模型還可模擬術中器官位置，有利于盆底修復重建。通過模擬不同程度病變以及手術前后盆底器官的狀態對比分析手術前后盆底支持結構的力學變化特征，為優化手術方案、提高手術成功率、降低術后復發率創造條件。

4 小 結

隨著研究技術的發展，現代醫療對女性盆底功能障礙性疾病的研究逐漸深入，已從單純診斷疾病發展到剖析疾病病因以及預防疾病發生等，為提高現代女性生活質量做出了重大貢獻。盆底超聲檢查安全快速、可靠簡便，成為盆底疾病術前診斷及術后隨訪的重要影像學方法，尤其是三維成像、TUI的發展使盆底超聲技術成為盆底研究的重要工具，此外，超聲檢查對顯示吊帶、補片等植入生物材料具有明顯優勢。MRI的軟組織分辨率高，對盆底結構的呈現更接近真實解剖，可清晰顯示盆底軟組織，使檢測分辨盆底支持結構的輕微損傷成為可能。MRI三維重建技術和有限元分析方法的開展，使盆底研究進入仿真模擬階段，有助于預防PFD的發生以及臨床手術方案的完善，提高PFD的療效，從而促進精準醫學的發展。盆底影像學的不斷發展將為臨床提供更精準更全面的醫學支持。