静动态mr成像及dti对盆腔器官脱垂患者肛提肌形态和功

静动态mr成像及dti对盆腔器官脱垂患者肛提肌形态和功 1静动态MR成像及DTI对盆腔器官脱垂患者肛提肌形态和功能的评估 [摘要] 目的 探讨静动态MR成像及弥散张量成像(DTI)评估盆腔器官脱垂(POP)患者肛提肌形态和功能变化的价值。 经盆腔器官脱垂量化分度法(POP-Q)诊断为POP的中老年女性患者41例，对照组为年龄和产次相匹配的健康志愿者30例，静态MR成像评估肛提肌形态的改变，动态MR成像评估肛提肌功能的异常并记录代支撑功能五个测量值的变化，DTI评估肛提肌FA值的变化。 结果 静息状态下12例(29.3%)和最大用力时41例(100%)POP患者肛提肌裂孔明显增大呈O型，静息状态下29例(70.7%)髂尾肌呈漏斗状，最大用力时34例(82.9%)髂尾肌呈盆状， 22例(53.7%)患者出现肛提肌的萎缩或断裂。POP患者静息时的H线、M线和盆隔裂孔宽度均明显增大(P<0.05)，最大用力时提肌板角(LPA)、H线、M线和盆隔裂孔宽度及最大用力与静息时各指标差值均明显增大(P<0.05)，FA值明显减小(P<0.05)。结论 POP患者存在肛提肌缺陷、支撑能力下降和盆底松弛，静动态MR成像及DTI能够客观的评估POP患者肛提肌形态和功能的变化。 [关键词] 肛提肌;盆腔器官脱垂;磁共振成像;弥散张量成像 肛提肌主要包括髂尾肌和耻骨直肠肌，是封闭骨盆下口的主要肌肉，在女性盆底支持结 [1]构中起主要作用。它能够自动调整适应姿势和腹压的变化对盆腔脏器提供向上的支撑。研究显示妊娠和分娩所致肛提肌的损伤是盆腔器官脱垂(pelvic organ proplapse， POP)的 [2,3]重要原因。磁共振成像具有良好的软组织对比和多层面成像能力，能够客观的评估肛提肌形态，并动态的显示其功能和盆腔器官脱垂情况。对肛提肌形态和功能的MR研究将有助于加深盆腔器官脱垂发病机制的理解，并为进一步制定个体化治疗提供有用的信息。本研究对41例中老年女性POP患者的磁共振资料进行了分析，旨在探讨POP患者肛提肌形态和功能的变化。 资料与方法 1(研究对象:收集2009年01月,2012年05月在XX医院就诊的盆腔器官脱垂病例41例，年龄36,82岁，平均年龄62.78?6.35 岁。临床分度标准参照国际尿控协会(International Continence Society,ICS)于1996年制定的盆腔器官脱垂量化分度法，即 1 [基金项目] XX医院科研培育专项基金资助(201207) POP-Q评价系统( The Pelvic Organ Prolapse Quantitative Examination)。 选取年龄和产次相匹配的健康志愿者30例作为对照组同期行MR检查，健康志愿者从本院职工和其家属中召集，均无盆腔器官脱垂和压力性尿失禁症状，经临床POP-Q检查无异常发现，无盆腔手术史。所有患者和健康志愿者检查前均签署知情同意。 -12(MR检查: 采用GE公司Signa HD 1.5T超导磁共振扫描仪, 最大梯度场幅值为23 mT.m, -1-1梯度场切换率为120 T.m.s。选用Torso线圈, 患者仰卧位, 足先进，双膝下方放置枕头保持膝部轻度弯曲。检查前1小时嘱患者排空膀胱，阴道及直肠内未使用对比剂。检查前半小时训练患者Valsalva动作及屏气。扫描序列及参数如下:?静态扫描，采用快速自旋回波(FSE)TWI序列:TR4000ms，TE 90 ms, 层厚3mm，间隔0.3 mm, 矩阵256×204, FOV 20 cm2 ×20cm，轴位、矢状和冠状平面成像;?动态扫描，采用梯度回波快速稳态进动(FIESTA)TWI序列:TR-, TE1.8 ms, 层厚4mm, 间隔0.5 mm, 矩阵224×256, FOV38×38cm, 翻转角2 55?，每10秒采集8层，采集静息和最大Valsalva动作时三个平面的图像。 每个平面Valsalva动作重复三次，取最大一次用于数据测量。?横断面DTI扫描，采用单次激发自旋 2回波-回波平面成像( SE-EPI)序列，在15个方向上施加扩散梯度，b = 800s/mm。参数:TR8000 ms，TE/85.1 ms，FOV 39 cm×39 cm，层厚3mm，间隔0mm，采集层面与轴面TWI层面一致。2总扫描时间约30分钟。 3(图像分析及测量:在美国SUN公司的ADW4.2图像工作站进行数据测量。参考标志线 [4]采用耻尾线(pubococcygeal line，PCL)，即耻骨联合下缘与骶尾结合部的连线。由三个有15年以上经验的腹部放射科医师回顾性分析所有的MR图像，取得一致性意见。 (1)静态扫描 观测肛提肌的形态及明确其有无萎缩或断裂。髂尾肌的断裂表现为髂尾 [5]肌连续性中断，髂尾肌的萎缩表现为髂尾肌的厚度小于2mm;耻骨直肠肌的断裂表现为一侧耻骨直肠肌从其耻骨附着处撕脱，耻骨直肠肌的萎缩表现为一侧肌肉变细，其宽度小于对侧肌肉宽度的50%。 (2)动态扫描 取正中矢状位测量静息及最大用力时膀胱颈最低点、宫颈、Douglas窝下缘至PCL线的距离、直肠前壁向前突出的深度;最大用力时膀胱颈位于耻尾线下方为膀胱膨出，宫颈位于耻尾线下方为子宫脱垂，Douglas窝下缘位于PCL线下方为盆隔疝，直肠前壁向前突 [6]出的深度大于3cm为直肠膨出。 取正中矢状位测量静息及最大用力时提肌板角度(levator plate angle，LPA)、H线和M线，LPA为提肌板与水平线的夹角，H线为耻骨联合下缘至肛直肠连接处直肠后壁的距离，M 线为由H线向PCL所引垂线的长度;在轴位耻骨联合下缘水平测量静息及最大用力时肛提肌裂孔的宽度(levator hiatus width，LHW);冠状平面会阴体水平测量左右侧髂尾肌的角度(iliococcygeal angle, ICA)。 (3)DTI 在DTI轴位FA彩色编码图上测量两侧肛提肌的FA值，以耻骨联合上缘为中点，向上下连续三层测量左右肛提肌中点处的FA值，取六个点的平均值，测量的感兴趣区(ROI) 3面积为2mm。 4(统计学分析:采用医学分析软件SPSS 16.0统计软件进行数据分析。结果以均值?标 x,s准差()表示，P<0.05认为有统计学意义。应用独立样本t检验分别进行患者组和健康志愿者组各测量指标的比较。 结 果 所有患者及健康志愿者均成功完成MR检查，所得图像质量均能够满足诊断所需。 1、临床资料:41例POP中包括膀胱膨出26例，子宫脱垂与盆隔疝34例，直肠膨出5例。两组各器官脱垂情况及相关的临床信息如表1。患者与健康志愿者在年龄、产次、体重指数(body mass index, BMI)方面无统计学意义(P>0.05)。 静息状态下病例组膀胱、宫颈、Douglas窝下缘至耻尾线的距离均小于对照组，统计学结果显示膀胱、宫颈至PCL的距离两组间有统计学意义，Douglas窝下缘至PCL距离及直肠前突的深度两组间无统计学意义(P >0.05);最大用力时病例组膀胱、宫颈、Douglas窝下缘至耻尾线的距离、直肠前突的深度及最大用力与静息时各指标的差值均明显大于对照组，两组间比较显示有统计学意义(P<0.05)。正值代表膀胱、宫颈、Douglas窝下缘位于耻尾线上方，负值代表膀胱、宫颈、Douglas窝下缘位于耻尾线下方。 表1 病例组与对照组的临床信息 对照组 病例组 t值 P值 例数 30 41 — — 年龄 61.26?7.92 63.82?9.14 1.522 0.232 BMI 21.29?2.83 23.52?2.47 0.317 0.735 产次 2.3?1.1 2.6?1.3 1.760 0.083 B-PCL (静息) 1.78?0.24 1.33?1.12 3.295 0.002 B-PCL (用力) 0.83?0.46 -1.78?0.31 -2.471 0.001 B-PCL 差值 0.74?0.48 2.51?1.71 -4.450 0.000 U-PCL (静息) 1.37?0.56 1.02?0.91 3.144 0.002 U-PCL (用力) 0.67?0.37 -2.57?1.28 -4.392 0.000 U-PCL 差值 0.56?0.39 4.15?0.39 -0.547 0.000 D-PCL (静息) 2.01?0.56 1.54?0.63 0.437 0.663 D-PCL (用力) 1.39?0.59 0.92?0.76 -3.266 0.025 D-PCL 差值 0.46?0.44 3.14?1.18 -1.254 0.000 R-D(静息) 0.38?0.11 0.42?0.13 0.496 0.695 R-D(用力) 0.76?0.29 3.26 ?0.47 -4.273 0.001 B-PCL, 膀胱颈到PCL的距离; U-PCL, 宫颈到PCL的距离; D-PCL, Douglas窝到PCL的距离; PCL, 耻尾线; 2.POP患者肛提肌的形态特征: (1)肛提肌裂孔形态变化:静息状态下病例组有29例肛提肌裂隙大致呈“V”形，12例(29.3%)肛提肌裂孔呈“O”形;最大用力时所有41例患者两侧耻骨直肠肌均明显向两侧膨出，肛提肌裂隙明显增大，呈“O”形(图1)。静息状态下对照组30例健康志愿者肛提肌裂孔均呈“V”形，最大腹压时肛提肌裂孔增大，形态未见明显变化(图2)。 (2)耻骨直肠肌形态变化:病例组有15例患者(36.6%)出现耻骨直肠肌萎缩或从其耻骨附着处断裂(图3)，发生于右侧9例，左侧2例，双侧4例;其中9例患者出现一侧耻骨直肠肌信号增高(图3a)。对照组双侧耻骨直肠肌形态完整，未见明确萎缩或断裂。 (3)髂尾肌形态变化:静息状态下病例组12例髂尾肌呈穹窿状，29例(70.7%)变平呈漏斗状，最大用力时仅7例变平呈漏斗状，凸面消失，34例(82.9%)均显示为凸面向下呈盆状(图4)。静息状态下对照组30例髂尾肌冠状平面上显示为穹窿状，凸面向上，最大用力时双侧髂尾肌变平呈漏斗状(图5)。病例组有16例患者(39%)出现髂尾肌的萎缩或断裂(图6)，其中发生于右侧9例，发生于双侧6例，发生于左侧1例。对照组未见双侧髂尾肌的萎缩或断裂。 41例患者中有22例(53.7%)出现肛提肌的萎缩或断裂，其中10例仅有髂尾肌萎缩或断裂，9例仅有耻骨直肠肌萎缩或断裂，6例两者共存。 图1a 图1b 图2a 图2b 图1 POP患者轴位动态TWI图像 a 静息状态下肛提肌裂孔呈V型，b 最大用力时两侧耻骨直肠肌向两侧膨出，肛2 提肌裂孔呈O型 图2 健康志愿者轴位动态TWI图像 a 静息状态下肛提肌裂孔呈V型，b 最大用力时肛提肌裂孔仍保持V型 2 图3a 图3b 图3c 图3 POP患者轴位静态TWI a 左侧耻骨直肠肌从耻骨附着处断裂并信号增高;b 双侧耻骨直肠肌萎缩;c 正2 常的双侧耻骨直肠肌 图4a 图4b 图5a 图5b 图4 POP患者冠状面动态TWI图像 a 静息状态下双侧髂尾肌变平呈漏斗状;b 最大用力时两侧髂尾肌呈盆状，2 凸面向下 图5 健康志愿者冠状面动态TWI图像 a 静息状态下双侧髂尾肌呈穹窿状，凸面向上;b 最大用力时两侧髂尾肌2 呈漏斗状 图6a 图6b 图6c 图6 POP患者冠状面静态TWI a 双侧髂尾肌萎缩; b 双侧髂尾肌断裂;c 正常的双侧髂尾肌 2 3.肛提肌的动态MR特征:病例组与对照组肛提肌各动态测量值如表2。从静息到最大用力时病例组与对照组双侧髂尾肌角度均增大，病例组角度增大的值大于对照组，然而无论静息、最大用力时还是二者的差值，两组间均未达到统计学意义(P >0.05)。LPA、H线、M线和LHW为代表肛提肌支撑状态的四个指标，从静息到最大用力时两组中这四个测量值均增大，静息状态下两组间LPA量值基本一致，无统计学意义(P >0.05)，病例组H线、M线和LHW均大于对照组，两组间比较显示有统计学意义(P<0.05);病例组最大用力时各测量指标及最大用力与静息时各指标的差值均明显大于对照组，两组间比较显示有统计学意义(P<0.05) (图7、8)。 4(肛提肌DTI表现:病例组左右侧肛提肌的FA值均小于对照组，两组间比较有统计学意义(P<0.05)(表2)。病例组左右两侧FA值比较有统计学意义(t值=-3.184，P=0.042)，右侧测量值小于左侧;对照组左右两侧FA值大致相当，无统计学意义(t值=1.852，P=0.086)。 表2 病例组与对照组肛提肌各测量值 x,sx,s 对照组() 病例组() t值 P ICA-L (静息) 46.87?7.33 46.52?7.61 1.371 0.179 ICA-L (用力) 53.27?6.80 56.21?6.12 -1.623 0.134 ICA-L 差值 8.12?2.45 11.37?3.56 -1.142 0.251 ICA-R (静息) 47.16?7.31 47.89?7.13 1.341 0.187 ICA-R (用力) 53.85?8.50 57.34?8.46 2.542 0.123 ICA-R 差值 7.41?3.26 10.19?4.95 -0.794 0.382 LPA (静息) 46.84?6.68 47.25?8.72 -0.264 0.793 LPA (用力) 52.83?6.78 59.44?8.83 -3.837 0.000 LPA差值 6.86?3.21 12.18?6.14 -4.880 0.000 LHW (静息) 3.37?0.68 4.35?0.82 -5.320 0.000 LHW (用力) 3.93?0.72 6.12?1.21 -9.618 0.000 LHW 差值 0.85?0.28 1.97?0.85 -5.151 0.000 H line (静息) 4.26?0.83 5.74?0.65 -7.897 0.000 H line (用力) 4.82?0.62 6.76?0.90 -10.485 0.000 H line 差值 0.58?0.21 1.02?0.51 -2.494 0.015 M line (静息) 1.14?0.37 2.59?0.59 -12.305 0.000 M line (用力) 1.79?0.55 3.94?0.93 -11.521 0.000 M line 差值 0.67?0.33 1.36?0.65 -4.111 0.000 FA-L(静息) 0.42?0.05 0.31?0.02 -4.853 0.012 FA-R (静息) 0.40?0.04 0.20?0.03 -6.297 0.000 ICA-L,R, 髂尾肌角度 左, 右; LPA, 提肌板角度; LHW, 肛提肌裂孔宽度; FA-L,R, 肛提肌FA值 左，右. 图7a 图7b 图8a 图8b 图7 POP患者矢状面动态TWI图像 a 静息状态下H线、M线和LPA(蓝线角)，膀胱颈、宫颈及Douglas窝均位于2 耻尾线上方;b 最大用力时膀胱颈、宫颈、Douglas窝下缘均位于耻尾线下方，H线和M线均明显延长，LPA明显增大 图8 POP患者轴位动态TWI图像 a 静息状态下肛提肌裂孔宽度;b 最大用力时肛提肌裂孔呈O型，裂孔宽度明显2 增大 讨 论 1.POP患者肛提肌形态变化:盆腔器官脱垂( pelvic floor prolapse, POP) 是指各种原因造成的盆底支持功能薄弱导致子宫及其相邻的膀胱和直肠发生下移, 从而引起的一系列临床症状。该病多发生在中老年妇女中, 手术率及复发率均较高，严重影响其身体和心理健康。肛提肌是盆底支持的主要结构，其形态学改变和解剖连续性的断裂是造成盆腔器官脱垂的主 [7][8]要原因。本组结果显示41例POP中53.7%的患者存在肛提肌的萎缩或断裂。EI Sayed 等的研究显示34例POP中47%的患者存在肛提肌的缺陷，21%的患者存在阴道支持?、?水平筋膜缺 [1]陷，32%的患者两种缺陷合并存在。DeLancey等的研究显示151例POP中约55%的患者存在肛提肌的明显缺陷，16%的患者存在肛提肌的轻微缺陷。本研究显示盆腔器官脱垂患者肛提肌的形态改变主要表现在耻骨直肠肌或髂尾肌的萎缩或断裂，静息时冠状平面上肛提肌失去其凸面向上的正常穹窿状形态变平或最大用力时变成凸面向下的盆状，最大用力时肛提肌裂孔失去其正常的V型变成O型。这些表现均提示肛提肌松弛，功能下降，肛提肌为盆底提供的支撑 [9][10]力量减弱，从而导致盆底松弛，引发盆腔器官脱垂。与柯桂珠等和曹晓兰等的研究结果相似。在本组病例中我们同时发现9例患者的肛提肌信号升高，肌肉信号内有高信号参杂，可 [11]能与肛提肌纤维性质改变相关。也有研究提示在质子像上受损肛提肌信号与同层闭孔内肌相比信号升高，是由于脂肪成分代替了肌纤维所致。 2.POP患者肛提肌功能变化:本组结果显示除了肛提肌形态学方面的改变，POP患者肛提肌的功能也发生了相应的变化，表现在最大用力时代表肛提肌支撑功能的LPA、H线、M线和盆隔裂孔宽度及静息与最大用力时各指标差值均较对照组明显增大。 提肌板是髂尾肌的部分纤维在尾骨尖前融合成而成，是评估盆底支持状态的预测器。盆底松弛导致盆底器官脱垂最大 [12]用力时，提肌板向尾侧移动，提肌板角明显增大。H线反映肛提肌裂隙前后的长度，M线则 [13]反映盆底肌的松弛度。当盆底器官脱垂时H线和M线均延长，H线大于6cm，M线大于2cm。盆隔裂孔的宽度也可反映盆底薄弱的程度，当盆底器官脱垂最大用力时，盆隔裂孔由V型变为O [13][12]型，盆隔裂孔宽度明显增大。Hsu等的研究显示最大用力时POP患者比正常的健康志愿者 [13]有更大的LPA、H线和更向尾侧的会阴体移位。Fielding等研究显示最大用力时POP患者H线 [8]和M线明显延长，盆隔裂孔宽度明显增大。El Sayed等的研究也显示POP患者有着更长的H线和M线、更大的LPA、髂尾肌角度和盆隔裂孔宽度。在本组中POP患者最大用力时两侧髂尾肌角度及静息与最大用力时髂尾肌角度的差值均大于对照组，但统计学结果显示两组间尚未显示统计学意义。上述的代表肛提肌支撑功能的四个指标的变化意味着POP患者肛提肌肌肉虚弱，盆底薄弱，支撑能力下降，而且这种变化与肛提肌形态的改变是相关联的。 值变化:磁共振扩散张量成像( diffusion tensor imaging,DTI)是3.POP患者肛提肌FA 目前唯一可以评价活体组织水分子各向异性扩散情况的技术, 能反映受检组织的细微结构的 [14]变化。肌肉组织高度的各向异性特征是DTI技术运用于肌肉研究的基础。Zigta 等已应用了3T-DTI纤维跟踪技术成功显示了正常未育女性复杂的盆底肌。国内尚未见这方面的报道。本研究初步将DTI应用于POP患者肛提肌细微结构的评估。结果显示POP患者的左右侧肛提肌FA值明显低于正常对照组，具有统计学意义。说明受损肛提肌组织有序性的丧失或结构完整性 [15] 的破坏，细胞膜方向的弥散减少，正常的扩散异性破坏，致使FA值降低。与Zaraiskaya等将DTI用于评价骨骼肌损伤时的结果一致。本研究中正常对照组左右两侧肛提肌FA值大致相同，而POP组左、右侧肛提肌FA值比较存在差异，右侧FA值低于左侧，说明POP患者肛提肌损伤的不对称性，右侧损伤程度大于左侧。肛提肌形态学也改变也显示右侧肛提肌萎缩或断裂比率高于左侧，也证实了这种损伤存在两侧差异性。 总之，盆底静动态MRI及DTI可用于准确评价POP患者肛提肌的形态和功能的变化，肛提肌萎缩、断裂或变性致盆底薄弱、支撑功能减弱是POP患者肛提肌形态和功能变化的主 要表现，其形态变化与功能改变相互关联。 参 考 文 献 1. 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Methods: Levator ani morphology and function were measured in a case–control study with group matching for age and parity among 41 women with prolapse (cases) and 30 controls with normal support (controls) determined by pelvic organ prolapse quantification examination. Static MR imaging was used in evaluating morphological derangements. Dynamic MR imaging was used in detecting functional abnormalities and recording five measurements of supporting structures. DTI was used in determining fractional anisotropy (FA) changes. Results The enlarged o-shaped levator hiatus was seen in 12 (29.3%) of 41 POP patients at rest and in 41 cases (100%) at maximal strain. Iliococcygeal muscle was funnel-shaped at rest in 29 cases (70.7%), and it became basin-shaped at maximal strain in 34 cases (82.9%). Atrophy or rupture of levator ani muscles was shown in 22 cases(53.7%). Measurements of H line, M line and levator hiatus width at rest, measurements of Levator plate angle (LPA), H line, M line and levator hiatus width at maximal straining, and their differences between rest and strain were statistically larger and FA values were statistically smaller in POP(P<0.05). Conclusion POP was associated with levator ani defects, decreased support function and pelvic floor laxity. Combined analysis of static, dynamic MR imaging and DTI allows identification of certain morphological abnormalities with specific dysfunction. [Key words] Levator ani muscle;pelvic organ prolapse;Magnetic resonance imaging (MRI); Diffusion tensor imaging (DTI)