基于MRI檢查二維、三維重建圖像的直腸脫垂女性患者盆底肛提肌形態解剖學觀察

崔國策，周嬌嬌，李華山

(1 中國中醫科學院廣安門醫院南區，北京102618;2中國中醫科學院廣安門醫院)

盆底為封閉骨盆底部出口的盆底肌肉、筋膜和韌帶等結締組織構成的復雜支持系統，共同支撐盆腔器官于正常位置。女性直腸脫垂的發生發展與復雜的盆底組織結構異常密切相關。盆底肌肉中以肛提肌發揮主要支撐作用，其損傷與薄弱是盆腔器官脫垂發生的主要原因。隨著影像學和計算機工程軟件的快速發展，利用MRI掃描數據重建盆底肛提肌的三維圖像可幫助理解直腸脫垂的發病原因和發病機理。本研究基于MRI檢查二維、三維重建圖像，并與健康女性進行比較，觀察直腸脫垂女性患者盆底肛提肌的形態解剖學變化。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2016年10月～2018年12月中國中醫科學院廣安門醫院收治的直腸脫垂女性患者14例為觀察組，年齡56.26±4.98歲，BMI為(24.19±2.29)kg/m2，經陰道分娩次數為(2.13±0.69)次。選取同期招募的15名健康女性志愿者為對照組，年齡(55.31±4.39)歲，BMI為(24.21±2.33)kg/m2，經陰道分娩次數為(2.10±0.74)次。兩組間年齡、BMI和經陰道分娩次數等資料具有可比性。15名志愿者均無外傷史、無盆腔手術史、無食物藥物過敏史，排除臟器實質性病變、MRI檢查禁忌癥，簽署知情同意書并進行盆底功能障礙臨床問卷調查表調查以排除盆腔器官脫垂的相關癥狀。納入標準：①觀察組患者符合中華中醫藥學會肛腸專業委員會等制定的《直腸脫垂診斷與治療標準》二型直腸全層脫垂(完全性直腸脫垂)診斷標準，中醫證候診斷證型不限；②年齡>16歲。排除標準：①妊娠或哺乳期婦女；②合并腸道感染性疾病患者；③持續性腹壓增高患者；④嚴重糖尿病、惡性腫瘤、精神病患者；⑤盆腔包塊、盆底畸形患者；⑥有盆底手術史患者；⑦宮內置節育環、放置心臟起搏器患者；⑧幽閉恐懼癥患者。

1.2 MRI檢查 采用Simens Skyra 3.0T MR成像儀對所有研究對象進行MRI檢查。所有研究對象于檢查前禁食6 h，檢查前半小時排空膀胱。檢查過程中，研究對象體位為仰臥位，身體位于床面中部，雙腿伸直并攏。體部矩陣線圈放置于被檢查者下腹部并固定，以減少研究對象呼吸運動產生的偽影。掃描范圍為上至骶岬、下至會陰下1 cm。除常規MRI定位序列掃描外，采用3D T2 SPACE軸位序列掃描，掃描參數：重復時間(TR)=1 700 ms，回波時間(TE)=99 ms，視野(FOV)=260 mm×260 mm，矩陣=256×256，層厚=1 mm，無間隙容積掃描。

1.3 肛提肌MRI檢查二維圖像觀察 ①肛提肌裂孔形態：于橫斷面觀察。肛提肌裂孔是兩側恥骨直腸肌和恥骨聯合組成的結構，是膀胱脫垂、子宮脫垂、陰道脫垂和直腸脫垂等的好發部位。MRI軸位圖像上，健康人肛提肌裂孔為U形或V形結構[1]。②髂尾肌形態：于冠狀面觀察。髂尾肌的兩側肌纖維向上凸出表現為穹隆狀或圓頂狀；骼尾肌的兩側肌纖維向下凸出或變平表現為漏斗狀或水平狀。正常人靜息狀態下髂尾肌為凸面向上的圓頂狀，用力收縮時雙側髂尾肌變為水平狀或凸面向下。③肛提肌損傷或斷裂缺損情況：于橫斷面觀察肛提肌一側或雙側從恥骨內側附著點處有無斷裂或缺損，表現為附著點處肌肉信號的缺失[2]。

1.4 肛提肌MRI檢查三維圖像重建及測量 將全部研究對象的MRI檢查圖像與數據導入Mimics Research 19.0醫學圖像三維重建軟件中，進行圖像的自動定位、圖片的組織及內插值處理。軟件提供矢狀面視口、橫斷面視口、冠狀面視口以及三維視口的四視口模式，為保證三維重建的最佳效果，本研究選擇MRI掃描切片所在視口進行編輯，其余兩個方向斷面為軟件自動生成且三個斷面視圖之間相互關聯。本次重建數據為橫斷面圖像，故以此斷面為主進行編輯。以橫斷面作為操作界面，逐張分辨出肛提肌的區域和其他組織的界限，通過對每張MRI斷面圖像的勾勒，最終得到肛提肌的三維重建圖像，測量相關參數。①肛提肌裂孔寬度、長度：肛提肌裂孔寬度(LHW)是肛提肌裂孔橫向左右內側面的最大距離；肛提肌裂孔長度(LHL)是恥骨聯合下緣與肛提肌裂孔中縫間的連線距離(圖1)。②左右兩側肛提肌與恥骨聯合下緣間距(LSG)：為左右兩側肛提肌最前方與恥骨聯合下緣間的距離，左右兩側間距分別為LSG-L和LSG-R(圖2)。③肛提肌板角度(LPA)：髂尾肌和盆腔水平面于矢狀面上所形成的角度為LPA，是肛提肌板和水平面的夾角，根據二維平面確定水平面，運用三維測量工具的角度測量操作進行測量(圖3)。④肛提肌體積(LVOL):運用Mimics Research軟件的自動計算功能測量肛提肌三維圖像的體積。⑤左右兩側髂尾肌寬度(ICW)：左側髂尾肌寬度(ICW-L)和右側髂尾肌寬度(ICW-R)分別是左右兩側髂尾肌最外側點與髂尾肌中縫間的距離(圖4)。⑥左右兩側髂尾肌角度(ICA)：左側髂尾肌角度(ICA-L)和右側髂尾肌角度(ICA-R)分別是兩側髂尾肌最外側點間的連線和雙側髂尾肌肌纖維走行方向所構成的夾角(圖5)。

2 結果

2.1 兩組研究對象盆底肛提肌MRI檢查二維圖像形態學比較 ①肛提肌裂孔形態：觀察組8例為O形，3例為U形，3例為不規則形；對照組8例為V形且雙側對稱，5例為O形，1例為U形，1例為不規則形。②髂尾肌形態：觀察組3例為穹隆或圓頂狀，2例形態接近水平狀，9例形態接近漏斗狀；對照組12例為穹隆或圓頂狀，3例形態接近水平狀。③肛提肌損傷或斷裂缺損情況：觀察組4例雙側均有損傷，6例肛提肌左側損傷，4例肛提肌右側損傷；對照組11例未發現肛提肌的斷裂或缺損，2例肛提肌左側損傷，2例肛提肌右側損傷。

2.2 兩組研究對象盆底肛提肌MRI檢查三維重建圖像參數比較 觀察組LHW、LHL、LSG-L、LSG-R、LPA分別為(42.33±3.89) mm、(67.41±7.43)mm、(31.11±5.99)mm、(29.36±5.77)mm、50.32°±8.40°，對照組LHW、LHL、LSG-L、LSG-R、LPA分別為(35.99±5.21) mm、(58.78±4.21)mm、(23.44±3.78)mm、(24.56±3.75)mm、43.48°±5.82°，兩組各對應參數相比，P均<0.01。觀察組LVOL、ICW-L、ICW-R、ICA-L、ICA-R分別為(23.21±4.33)cm3、(39.47±3.27)mm、(38.83±2.49)mm、35.89°±4.88°、36.42°±5.49°，對照組LVOL、ICW-L、ICW-R、ICA-L、ICA-R分別為(24.91±5.92)cm3、(36.3±2.71)mm、(38.56±1.87)mm、33.75°±5.19°、35.99°±4.73°，兩組各對應參數相比，P均>0.05。

3 討論

肛提肌位于盆底組織的最內層，為成對分布的寬扁肌群，其左右兩側形態及解剖結構相互對稱，肌纖維相互重疊、彼此覆蓋，分布呈疊瓦狀，各組分之間無清晰界限，各肌束依照其起止點及排列層次不同命名[3]。肛提肌為構成盆底肌的重要組成部分，與盆底組織的肌群、筋膜及韌帶發揮相互作用，共同參與構成盆底支持系統，維持并承托膀胱、子宮、陰道和直腸等盆腔器官處于正常位置。每側肛提肌由恥骨直腸肌、恥骨尾骨肌、髂骨尾骨肌(又稱髂尾肌)和坐骨尾骨肌4個部分構成，其中恥骨直腸肌具有控制肛門開合的作用，恥骨尾骨肌負責控便、控尿及支持盆腔器官重量，髂尾肌負責支撐內臟器官處于正常位置，坐骨尾骨肌有承托直腸的作用。肛提肌的恥骨直腸肌參與構成肛直角，其兩側內側緣和恥骨聯合構成肛提肌裂孔。與恥骨直腸肌相關的指標有LHW、LHL、LSG-L、LSG-R、LVOL等參數。肛提肌損傷斷裂后，其肌纖維變薄，肛提肌裂孔的形態結構及LSG均發生一定變化，LVOL亦變小[4]。與髂尾肌相關的指標有ICW、ICA及LPA。研究[5]發現，隨肌肉支持力逐漸減弱，肛提肌板形狀亦從圓拱狀轉為平直，到后來可變為凹陷向下甚至低于盆腔水平面水平，LPA增大是預測肛提肌受損的關鍵參數。本研究表明，直腸脫垂女性患者肛提肌結構較健康女性發生一定變化，其LHW、LHL、LSG-L、LSG-R、LPA較健康女性均增大，與部分國外研究[6]相符，提示肛提肌各組成部分的形態改變和肌肉斷裂缺損是直腸脫垂發生的主要原因。

近些年來，隨著MRI檢查及診斷技術的發展，尤其是其對軟組織高度的識別功能，可以清晰顯示盆底組織的細微解剖結構和病變，在盆底相關疾病的診斷中發揮重要作用。MRI掃描可以明確顯示盆底肌肉組織的形態結構和解剖學關系，為疾病的診斷和治療提供影像學支持[7～9]。因為肛提肌在解剖形態學構成上存在較大爭議，亦沒有明確的解剖學標準來客觀地指出肛提肌確切的構成。部分國外學者[10～12]認識到肛提肌的不同構成部分其功能各異，不同肌群損傷亦將導致不同的臨床癥狀。MRI檢查二維圖像可從斷層掃描圖像中觀察肌肉的損傷，而MRI檢查三維圖像的重建則可從三維立體圖像中觀察肌群的斷裂缺損[4]。目前關于女性盆底組織MRI的研究已非常深入，盆底解剖結構和肌群形態的描述已從二維圖像發展為三維立體圖像的研究，并對三維圖像上相關指標進行測量[13～18]。我國學者開展此類研究主要集中于婦產科領域，以盆腔器官脫垂或具有妊娠分娩盆底功能障礙女性患者為研究對象，而對健康女性盆底組織的解剖結構及形態學研究相對較少，缺少與盆腔器官脫垂女性患者相對的正常女性人群的觀察和數據資料記錄。本研究重建了直腸脫垂女性患者和健康女性的盆底肛提肌MRI檢查三維圖像，并測量出相關參數值，填補國內此項空白，豐富了我國健康女性盆底組織影像學資料；從MRI檢查三維圖像角度對肛提肌進行的研究，補充了二維圖像研究的的局限性，更好的展示了盆底肛提肌的解剖結構與形態特征；另外，本研究于三維圖像上進行的肛提肌的參數測量，為直腸脫垂的診斷、治療和后續的對照研究給出了基本的正常值參考范圍，重建的三維圖像為后續進行盆底支持結構三維有限元分析的基礎，為我們從力學平衡角度認識直腸脫垂的發生機理奠定了理論基礎。我們的研究不僅測量出健康女性肛提肌的各參數的正常范圍，更為研究直腸脫垂提供了新的思路，可通過定量對比健康女性與直腸脫垂女性肛提肌的指標差異，定量分析其盆底解剖結構缺陷。

綜上所述，本研究重建了直腸脫垂女性患者和健康女性的盆底肛提肌MRI檢查三維圖像。通過三維圖像參數的比較得出，與健康女性相比，直腸脫垂女性患者盆底肛提肌各組成部分的形態發生了改變，出現了肌肉斷裂缺損。肛提肌各組成部分的形態改變和肌肉斷裂缺損是直腸脫垂發生的主要原因。本研究重建了肛提肌各個組分的三維圖像，不僅可提供整體觀察，識別具體的損傷部位，還可描述損傷肌肉與周圍臟器的相互關系，對直腸脫患者術前手術方案的制定、術中手術操作的指導均有重大意義。