三維超聲容積對比成像和斷層超聲成像技術觀察胎兒脊髓栓系

梁美玲，蔡愛露，王以妮，曹 喆(中國醫科大學附屬盛京醫院超聲科,遼寧 沈陽 110004)

三維超聲容積對比成像和斷層超聲成像技術觀察胎兒脊髓栓系

梁美玲，蔡愛露*，王以妮，曹 喆
(中國醫科大學附屬盛京醫院超聲科,遼寧 沈陽 110004)

目的 探討三維超聲容積對比成像(VCI)及斷層超聲成像(TUI)技術觀察胎兒脊髓圓錐(CM)所對應的椎體位置、脊髓腰膨大的大小及形態，評估是否存在胎兒脊髓栓系(TC)的價值。方法 記錄病例組17胎脊柱區病變或畸形伴TC胎兒的CM末端位置和腰膨大位置，測量脊髓腰膨大處的橫徑、前后徑。并與300胎正常胎兒進行對比分析。結果 隨著孕周的增長CM末端位置上升，300胎正常胎兒的CM末端均位于L3或L3以上椎體水平。正常胎兒脊髓腰膨大的橫徑和前后徑均與孕周有較好的線性關系，線性回歸方程為：腰膨大橫徑(mm)=0.677+0.147×孕周(R2=0.836，P<0.05)，腰膨大前后徑(mm)=-0.994+0.152×孕周(R2=0.894，P<0.05)。與正常胎兒相應孕周正常值比較，病例組TC胎兒脊髓腰膨大的前后徑減小(P=0.002)，橫徑差異無統計學意義(P=0.082)。結論 通過三維超聲VCI及TUI技術對胎兒CM位置進行判定并分析脊髓腰膨大的形態變化，可為TC胎兒的產前診斷提供有價值的參考依據。

超聲檢查；成像，三維；脊髓圓錐；腰膨大；脊髓栓系

脊柱和脊髓末端的各種先天性或后天性原因，如脊柱裂、脊膜膨出、脊髓脊膜膨出、腰骶管囊腫、脂肪瘤等均可使脊髓圓錐(conus medullaris， CM)末端受制于椎管而不能正常上升，CM位置低于正常時稱為脊髓栓系(tethered cord， TC)。TC致使脊髓末端發生血液循環障礙，從而造成下肢運動及感覺障礙、排尿、排便功能障礙的一系列癥狀稱為脊髓栓系綜合征(tethered cord syndrome， TCS)。容積對比成像(volume contrast imaging， VCI)技術通過增強某些二維聲像圖中相似結構和組織的對比度及圖像分辨率，可顯示出更清晰的邊緣和內部結構，減少圖像中因噪聲產生的斑點。斷層超聲成像(tomography ultrasound imaging， TUI)技術基于三維容積數據，可獲得任意切面的二維圖像，用于評價胎兒脊柱時，可確定圖像中脊柱的具體節段，順次逐節分別進行觀察分析[1]。本研究探討三維超聲VCI及TUI技術觀察胎兒CM、腰膨大及相關病變的價值。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2014年9月—2016年11月于我院超聲科接受常規產前檢查的19～38孕周正常胎兒，每一孕周15胎，共300胎(正常組)，孕婦年齡 22～34歲，平均(28.2±3.2)歲。納入標準：①單胎；②胎兒二維超聲圖像質量良好；③孕婦末次月經明確，平素月經規則，無產科并發癥；④胎兒生長指標與停經孕周相符[2]。選取同期于我院超聲科接受常規產前檢查發現胎兒脊柱腰骶段存在病變或畸形并伴CM末端低位(CM末端低于L3水平)胎兒17胎(病例組)，孕婦年齡23～40歲，平均(29.1±5.0)歲，孕齡20～38周，平均(27.5±5.2)周。本研究經醫院倫理委員會批準，所有胎兒數據采集均經孕婦知情同意。

1.2儀器與方法 采用GE Voluson E8超聲儀，二維探頭頻率1.6～4.5 MHz，經腹三維容積探頭頻率4～8 MHz。應用二維超聲對2組進行常規檢查后，將胎兒脊柱位于近場(即背部朝上)的正中矢狀切面作為初始切面，清晰顯示CM結構，獲取三維容積數據，并采用VCI及TUI技術進行后處理。

選擇VCI模式，層厚1～2 mm。使A平面盡可能清晰顯示椎管內CM結構，適當轉圖調節x、y、z軸，定位CM對應的椎體。椎體定位依據以下2種方式：①在A平面根據成角的腰骶關節頭側L5椎體進行計數；②調節圖像使C平面清晰顯示第12肋，最下端肋骨對應椎體為T12椎體，并將其選定為參考椎體。將A平面的光標置于需定位的椎體上，此時C平面光標同步顯示該椎體，根據參考椎體進行定位。

此基礎上啟動TUI模式，以脊柱矢狀切面為基準，在脊髓腰膨大處進行掃查，顯示脊髓橫切面，對連續平行的一系列斷層圖像順次逐節進行分析，選取脊髓腰膨大最寬大處橫切圖，測量腰膨大橫徑和前后徑(圖1)，均測量3次取平均值。

1.3統計學分析 采用SPSS 17.0統計分析軟件，計量資料以±s表示。采用線性回歸分析評估正常胎兒脊髓腰膨大處橫徑、前后徑與孕周的相關性，以孕周為自變量，正常胎兒脊髓腰膨大處橫徑和前后徑分別作為因變量，建立線性回歸方程。病例組TC胎兒與正常組胎兒脊髓腰膨大橫徑及前后徑的比較采用Wilcoxon秩和檢驗。應用SAS軟件構建散點圖。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1正常組胎兒分析 正常組300胎胎兒CM末端均位于L3及以上椎體水平。19～38孕周正常胎兒脊髓腰膨大橫徑及前后徑分別與孕周呈線性相關，回歸方程為：腰膨大橫徑(mm)=0.677+0.147×孕周(決定系數R2=0.836，P<0.05)，腰膨大前后徑(mm)=-0.994+0.152×孕周(R2=0.894，P<0.05)。見圖2。

2.2病例組胎兒分析

2.2.1 超聲檢查 17胎異常胎兒的超聲診斷結果、脊髓腰膨大的位置、橫徑及前后徑見表1。病例組胎兒脊髓腰膨大處前后徑為(2.61±0.90)mm，正常組為(3.34±0.93)mm，病例組小于正常組胎兒，差異有統計學意義(Z=-3.073，P=0.002)；病例組與正常組胎兒脊髓腰膨大處橫徑差異無統計學意義[病例組(5.48±1.23)mm vs 正常組(4.86±0.93)mm；Z=1.738，P=0.082]。

表1 病例組TC胎兒CM位置、腰膨大測量結果及合并癥情況(n=17)

圖1 孕26周正常胎兒脊髓圓錐及脊髓腰膨大VCI+TUI聲像圖 A.脊柱骶尾部矢狀切面，CM(手指)末端對應L2椎體； B.T12～L1椎間盤處TUI斷層切割圖； C.脊髓腰膨大處TUI斷層切割圖，測量橫徑及前后徑，脊髓腰膨大處對應T12椎體下緣(箭)； D.T12椎體處TUI斷層切割圖

圖2 正常胎兒(300胎)與TC胎兒(17胎)脊髓腰膨大的橫徑及前后徑散點圖 A.橫徑散點圖； B.前后徑散點圖 (灰色點表示正常胎兒；彩色點表示TC胎兒，1～7種顏色分別對應不同的主要合并癥,依次為隱性脊柱裂、潛毛竇，脊柱尾端退化，脊柱裂、椎管囊腫，脊柱裂、脊膜膨出，終絲緊張，椎管內腫物，空洞性脊髓突出)

2.2.2 治療及轉歸 病例組17胎中，1胎(編號4)產前超聲發現胎兒骶管囊腫，CM位于L3～4椎體，脊髓腰膨大處橫徑為8.70 mm、前后徑為3.53 mm(圖3)；出生后患兒骶尾部局部有毛發生長，手指及下肢不能伸直，經神經外科結合CT、MR檢查診斷為骶椎椎管內囊腫伴TCS，于出生后81天接受骶管囊腫切除術及脊髓松解手術，術后恢復良好。1胎(編號1)出生后患兒經MR檢查診斷為TC，CM末端因皮毛竇栓系于S3高度，與產前超聲結果一致。2胎(編號13、15)出生后隨訪1年未見確切TCS臨床癥狀，未予臨床干預。余13胎均經引產終止妊娠后尸體解剖證實，均符合產前超聲診斷。

圖3 孕37周胎兒(編號4) A、B.VCI+TUI技術聲像圖，胎兒CM位于L3～4椎體水平，脊髓腰膨大橫徑8.00 mm(單次測量值)，前后徑3.50 mm(單次測量值)，骶管內可見無回聲液性區

3 討論

3.1 胎兒脊髓發育 胚胎發育前3個月脊柱與脊髓等長，之后由于脊柱和硬脊膜的增長速度比脊髓快，脊柱逐漸超越脊髓向尾端延伸，脊髓位置相對上移；胚胎第4個月，脊髓形成明顯的頸膨大和腰膨大[3]。脊髓末端向下延伸為終絲，止于尾骨的背面，出生前CM與L3平齊。Perlitz等[4]對110胎20～24孕周胎兒進行觀察，結果顯示93%的胎兒CM位于L2～L3椎體水平，認為CM末端低于L3椎體水平則需在圍產期進一步監測。雷婷等[5]應用三維超聲觀察145胎20～38孕周正常胎兒的CM位置，發現所有被檢胎兒CM均位于L3或以上水平，且CM位置與孕周存在線性相關關系。胡海云等[6]研究顯示胎兒CM隨孕周增加而上移，并且三維超聲能準確定位CM位置。本研究結果顯示，300胎正常胎兒CM末端隨著孕周的增長有上升變化，均位于L3及以上椎體水平。

3.2 胎兒脊柱骶尾區病變的超聲表現 脊椎閉合不全的類型根據病變區有無皮膚覆蓋分為開放性與閉合性。近年來隨著超聲和MRI技術的進步，大幅提高了臨床產前診斷和治療胎兒脊柱閉合不全的水平，但對無包塊型閉合性脊柱裂或包塊較小的閉合性脊柱裂產前仍難以確診[7]。本研究病例組1胎(編號4)骶管囊腫，常規產前超聲首先發現脊髓形態改變，未顯示明顯的腰膨大并且CM位于L3以下，結合VCI、TUI技術觀察到脊髓腰骶段無明顯膨大，并根據三維超聲準確定位CM位于囊腫附近，增加了對TC的診斷信心。但多數閉合性脊柱裂合并TC在產前很難發現其原因。本研究1胎(編號1)在常規產前超聲觀察胎兒脊柱時，發現CM低位及脊髓腰膨大變形，仔細尋找原因發現在胎兒骶尾部可見細小的竇狀結構通向皮膚表面，最終胎兒出生后也證實了隱性脊柱裂、潛毛竇的超聲診斷。因此，當觀察到CM及脊髓腰膨大的異常間接超聲表現時，應再次關注有無隱性脊柱裂并伴有相關疾病。

3.3 判斷胎兒TC的產前超聲研究 目前國內外常用各種三維超聲技術來定位CM位置并判斷胎兒TC。楊水華等[8]利用三維擴展剖面容積成像定位胎兒CM位置，此方法是通過重建CM對應椎體至其相鄰至少5個以上椎體水平脊柱冠狀位圖像定位CM位置。Hoopmann等[9-10]利用產前超聲測量CM至尾骨末端的距離來評價CM定位。魏小燕等[11]通過二維超聲以腰骶關節成角法判斷CM位置并對脊髓腰膨大的前后徑進行測量，發現20～38孕周正常胎兒脊髓腰膨大的前后徑與孕周呈線性相關。本研究對病例組胎兒的CM末端及脊髓腰膨大進行分析，發現TC胎兒產前超聲掃查脊柱矢狀面見脊髓結構變形，橫切面聲像圖中病例組胎兒前后徑小于正常組(Z=-3.073，P=0.002)，即前后變扁，應用VCI模式觀察更為明顯，提示腰膨大前后徑變小脊髓形態細長化的變化可能與TC有關。TC胎兒椎管內外病變的存在使圓錐拉低的程度不盡相同，有時產前超聲難以發現致使脊髓形態發生改變的具體誘因。

3.4三維超聲新技術的優勢 與傳統二維超聲相比，三維超聲成像質量明顯提高，操作更為簡便，且可對任意切面進行測量，彌補了胎兒過伸過仰或未自然上翹引起腰骶關節角度定位法的偏差，尤其在測量方法上具有優勢，先在VCI成像圖選擇脊髓腰骶段最膨大部位進行TUI切割，并在切割面上測量，可有效減少在二維超聲單切面測量脊髓數據的誤差[11]，在診斷胎兒TC方面顯示出良好的應用前景。

總之，應用三維超聲結合VCI和TUI技術，可多方位清晰顯示胎兒CM位置及脊髓腰膨大形態及大小，可早期判斷是否合并胎兒TC，有助于胎兒骶尾部異常病變的診斷。

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Three-dimensional ultrasound volume contrast imaging and tomography ultrasound imaging techniques in observing fetal tethered cord

LIANGMeiling,CAIAilu*,WANGYini,CAOZhe
(DepartmentofUltrasound,ShengjingHospitalofChinaMedicalUniversity,Shenyang110004,China)

Objective To evaluate the value of three-dimensional ultrasound volume contrast imaging (VCI) and tomography ultrasound imaging (TUI) techniques in observing fetal spinal conus medullaris (CM) position and lumbar enlargement of spinal cord morphologic changes, for assessment of tethered cord (TC). Methods Totally 17 abnormal fetuses of spinal diseases combined with TC (abnormal group) were examined by three dimensional ultrasound VCI and TUI techniques. The position of CM was recorded, and the transverse and anteroposterior diameters of lumbar enlargement of spinal cord were measured and compared with 300 cases of normal fetuses (normal group). Results As the growth of the gestational age (CA), CM terminal position increased. All the ends of CM located at L3 or L3 above level in normal. The transverse and anteroposterior diameters of lumbar enlargement in normal group showed good linear relationship with GA. Transverse diameter (mm)=0.677+0.147×GA (R2=0.836,P<0.05), anteroposterior diameter (mm)=-0.994+0.152×GA (R2=0.894,P<0.05). Compared with the corresponding GA fetuses in normal group， the anteroposterior diameter of lumbar enlargement decreased in abnormal group (P=0.002), while no statistical difference of the transverse diameter was found between the two groups (P=0.082). Conclusion Position of CM and lumbar enlargement measurement can provide valuable reference information for clinical prenatal diagnosis of fetal spinal TC.

Ultrasonography; Imaging, three-dimensional; Conus medullaris; Lumbar enlargement; Tethered cord

國家“十二五”科技支撐計劃課題項目(2014BA106B05)、中國醫科大學附屬盛京醫院自由研究者基金(201209)。

梁美玲(1991—)，女，吉林延吉人，在讀碩士。研究方向：產科超聲診斷。E-mail: meiling0524@sina.cn

蔡愛露，中國醫科大學附屬盛京醫院超聲科，110004。E-mail： caial1224@sina.com

2016-12-12

2017-05-08

10.13929/j.1003-3289.201612042

R445.1; R714.5

A

1003-3289(2017)07-1024-05