应用足底平面第一与第五跖骨夹角评价胎儿先天性足内翻

丁　皞，王　彧，蔡爱露，王　冰，韩　冰

（中国医科大学附属盛京医院超声科，辽宁 沈阳　110004）

应用足底平面第一与第五跖骨夹角评价胎儿先天性足内翻

丁皞，王彧，蔡爱露，王冰，韩冰

（中国医科大学附属盛京医院超声科，辽宁 沈阳110004）

目的：探讨测量足底平面第一与第五跖骨夹角在诊断先天性足内翻中的价值。方法：对照组选择孕周为19～37周的117例胎儿共186只胎足，病例组选择先天性足内翻的24例胎儿37只胎足，应用TUI模式显示足底平面并测量第一与第五跖骨夹角，分析正常胎儿该角度与其孕周的相关性，并比较两组之间该角度的差异；同时利用ROC曲线判断其诊断价值。对病例组胎儿于其出生或引产后进行随访并进行DR检查，于正位片上测量第一与第五跖骨夹角，并将超声测量结果与DR测量结果进行对比分析及一致性检验。结果：对照组第一与第五跖骨夹角为（22.83±2.07）°，与孕周无明显相关性（r=0.104，P=0.158＞0.05）。病例组第一与第五跖骨夹角的测量结果为（32.91±3.30）°，与对照组相比差异有统计学意义（P=0.000＜0.05）。ROC曲线下面积为0.978，曲线上的最佳临界点为27.47°，对应的敏感度为94.6%，特异度为97.8%。正常足与内翻足的DR正位片测量结果分别为（23.28±1.16）°、（33.59±3.02）°，超声测量结果与之相比差异均无统计学意义（P=0.471＞0.05，P=0.281＞0.05）。一致性检验所得Kappa值分别为0.811和0.894（P=0.000＜0.05），说明二者诊断的一致性较好。结论：正常胎儿足底平面第一与第五跖骨夹角与孕周无明显相关性。先天性足内翻胎儿第一与第五跖骨夹角与正常胎儿相比角度明显增大。

畸形足；胎儿疾病；超声检查，产前

先天性足内翻是临床上最常见的先天性足部畸形，发病率高达0.1%～0.3%。目前先天性足内翻的产前诊断主要依靠超声检查，二维超声表现为胎儿足底平面与胫、腓骨的长轴切面在同一平面显示，且多次扫查后发现此姿势不随胎儿下肢包括足的运动而改变，均显示同样的声像图。但单纯依靠二维声像图进行诊断存在一定的假阳性率[1-2]。

胎儿足部包含7块跗骨，5块跖骨和14块趾骨。足内翻的异常主要为跗骨形状及关系的异常，但跗骨为短骨，且形状多不规则，因此产前超声即便观察到跗骨的骨化中心，也无法准确判断其位置关系。跖骨属于长骨，跖骨的骨化较好，超声显示较清晰，其长轴也容易确定。由于跖骨与跗骨之间存在关节连接，所以跗骨的异常可能引起跖骨排列角度出现异常。

因此本研究旨在应用三维超声对胎儿足底平面第一与第五跖骨夹角进行测量，观察正常胎儿及先天性足内翻胎儿足底平面第一与第五跖骨夹角的变化规律，探讨新的思路及方法辅助诊断先天性足内翻。

1　材料与方法

1.1一般资料

2013年5月—2014年4月在我院超声科接受产前超声检查的胎儿中，产前诊断疑似为先天性足内翻的24例胎儿37只胎足作为病例组，孕妇年龄21～34岁，平均（26.2±3.2）岁，胎儿孕周19～33周，平均（25.2±3.5）周。于同一时间段内选取117例胎儿共186只胎足作为对照组，孕妇年龄19～36岁，平均（28.1±5.0）岁，胎儿孕周为18～37周，平均（27.5± 4.7）周。入选标准：所有孕妇无家族遗传疾病，无高危因素（高血压，糖尿病等），且均为单胎妊娠；病例组胎儿胫、腓骨的长轴与足底的长轴在同一切面显示，且通过多次扫查后发现此姿势不随胎儿下肢包括足的运动而改变，均显示同样的声像图改变；对照组经胎儿超声检查未发现明显异常，无可疑的胎儿结构异常，胎儿生长指标（双顶径、腹围、股骨长度等）与孕周相符。

1.2图像与数据获取

超声检查应用GE公司Voluson E8超声仪，经腹三维容积探头频率为4～8MHz，设置为产科超声程序。在采集容积数据时，调整感兴趣区大小，使感兴趣区包含胎儿小腿及足部。所有三维容积数据应在胎儿下肢不活动时采集，避免胎儿肢体、胎盘等结构的遮挡。采用TUI模式对获得的三维容积数据进行分析。在TUI模式下，层厚选择2mm，使切割线与足底平面平行，适当调节X、Y、Z轴，当断层图像较清晰显示趾、跖骨及足跟时，适度放大图像，对第一跖骨长轴与第五跖骨长轴的夹角 （第一与第五跖骨夹角）进行测量。测量角度时均测量3次，取平均值。

对病例组24例胎儿于其出生或引产后进行随访，先观察其足部外观变化，而后对其双侧足部均进行DR检查，仪器应用Kodak公司Direct View DR 7500系统，采用卧位投照，照射剂量选择50 kVp，1.6mAs，拍摄足部正位片。将所得图像上传至工作站中保存，DR检查结果均于正位片上测量第一与第五跖骨夹角，测量角度时均测量3次，取平均值。

1.3统计学分析

所有数据均采用SPSS 17.0软件进行分析。对正常对照组胎儿第一与第五跖骨夹角与其孕周进行Pearson相关性分析。相关系数r，当|r|≥0.8时，可认为二者高度相关；当|r|0.5～＜0.8时，可认为二者中度相关；当|r|0.3～＜0.5时，可认为二者低度相关；|r|＜0.3说明二者相关程度弱，基本不相关。检验标准α= 0.05，P＜0.05为差异有统计学意义。

对病例组与对照组第一与第五跖骨夹角超声测值、对照组超声测值与病例组内单侧足内翻胎儿正常足的DR正位片测值分别进行独立样本t检验；对病例组第一与第五跖骨夹角超声测值利用ROC曲线进行分析，判断其诊断价值；将病例组胎儿内翻足的第一与第五跖骨夹角超声测值与其DR正位片测值进行配对样本t检验，并进行一致性检验，计算Kappa值，检验标准α=0.05，P＜0.05为差异有统计学意义。

2　结果

2.1三维超声测量结果

应用TUI模式观察对照组的186只胎足并测量足底平面第一与第五跖骨夹角（图1）。Pearson相关性分析表明该角度与孕周无明显的相关性 （r= 0.104＜0.3，P=0.158＞0.05），该角度不随孕周的增大而改变。

图1a　TUI模式显示正常足底平面。　图1b放大足底平面并测量正常足第一与第五跖骨夹角。Figure 1a.　Normal plantar plane on TUI mode.Figure 1b.　Enlarge the plantar plane and measure the angle between the first and fifth metatarsal bones.

病例组24例胎儿37只胎足经出生或引产后证实为足内翻，内翻足呈现特殊的足部姿势，其中11例胎儿（45.83%）为单侧足内翻，13例胎儿（54.17%）为双侧足内翻。对37只胎足的三维容积数据进行分析，应用TUI模式于胎儿足底平面测量所得第一与第五跖骨夹角（图2），与对照组相比，差异有统计学意义（表1），通过比较分析可以看出在足内翻畸形发生时，足底平面第一与第五跖骨夹角较正常增大。

对足底平面第一与第五跖骨夹角利用ROC曲线进行分析，得到曲线下面积为0.978，说明诊断准确性较好。根据统计结果中各可能切点的灵敏度和特异度，确定足底平面第一与第五跖骨夹角≥27.47° 为ROC曲线上的最佳临界点，对应的敏感度为94.6%，特异度为97.8%。

2.2先天性足内翻胎儿出生或引产后DR结果

对病例组24例胎儿的48只胎足均进行DR正侧位检查，其中11只胎足为正常足，37只胎足为内翻足。分别于DR正位片上测量正常足与内翻足的第一与第五跖骨夹角（图2）。将超声正常足与内翻足的测值分别与DR正位片的测量结果相比较，差异均无统计学意义（P＞0.05；表2，3）。同时进行一致性检验，所得的Kappa值分别为0.811和0.894（P= 0.000＜0.05），说明二者诊断的一致性较好。

图3a　足内翻胎儿出生1月后DR检查结果。　图3b　26周足内翻胎儿引产后足部DR检查结果。Figure 3a.　DR of one-month-old baby with clubfoot.Figure 3b.DR of 26 weeks fetal with clubfoot after induction of labor.

表1　正常胎足与内翻足足底平面第一与第五跖骨夹角度对比（°）

表2　正常足第一与第五跖骨夹角三维超声测量与DR测量结果对比（°）

表3　内翻足第一与第五跖骨夹角三维超声测量与DR测量结果对比（°）

3　讨论

先天性足内翻的产前诊断，目前主要依靠超声检查[3-8]。自1985年国外学者首次报道胎儿先天性足内翻的超声表现特征后，该畸形的产前诊断受到越来越多的重视。

先天性足内翻足部形态改变主要来源于跗骨形态及位置的改变，其中以距骨、跟骨、舟骨的改变为主。这些由软骨构成的跗骨，出生时多数位于过度屈曲、内偏、内翻位[9-10]。由于跗骨的形状不规则，且超声仅能观察到胎儿的骨化中心，因此产前超声很难准确显示跟骨与其他跗骨的相互关系并判断它们之间有无异常。目前产前超声诊断足内翻主要通过观察胎儿足部呈现的特殊形态及姿势，在二维超声上可以看到足底平面与胫腓骨长轴切面在同一平面显示。

随着三维超声技术的发展，我们可以利用三维成像立体直观的观察胎儿足部情况，但应用三维超声对先天性足内翻进行定量测量的报道少见。2012年廖慧芳等通过足底形态对先天性足内翻进行评价[11-12]。其研究证明，患有先天性足内翻的胎足与正常足相比更宽而短，且产前测量的足宽与足长的比值与产后随访的双踝角呈负相关，即足宽与足长的比值越大，双踝角越小，畸形越严重。

产前超声除了判断足内翻的存在与否，还需要进一步降低足内翻诊断的假阳性率，因此本研究提出新的方法来辅助诊断足内翻。通过对正常胎儿足底平面进行扫查发现，胎儿足部各骨中，跖骨骨化较好，超声显示较清晰。TUI技术可以对三维容积数据进行断层显像，目前有学者利用TUI技术对胎儿胸部、心脏及肛管进行评价[13-15]，该技术的应用较成熟。通过这一技术，我们可以较准确的寻找胎儿足底平面，然后对跖骨进行观察并判断跖骨的排列关系，测量第一跖骨长轴与第五跖骨长轴的夹角，即第一与第五跖骨夹角。

通过对第一与第五跖骨夹角进行测量发现，正常胎儿该角度为（22.83±2.07）°，且不随孕周的增大而发生明显变化。胎儿足部骨骼的发育为软骨内骨化成骨，各骨的位置关系基本固定。因此通过测量第一与第五跖骨夹角可以评价胎儿足部是否存在异常。当先天性足内翻发生时，舟骨向内侧移位，靠近内踝，各跗骨排列关系异常，导致前足内收内翻，第一跖骨向内侧偏移，本研究中病例组测量结果为（32.91±3.30）°，第一与第五跖骨夹角明显增大。

在研究过程中有2例胎儿产前超声怀疑胎儿足内翻，产后证实足部未见明显异常。2个胎儿均为单侧足内翻状态，未合并有其他系统畸形，孕妇于我院首次检查时，孕周分别为31周和33周。通过观察其超声测量数据，发现胎儿足底平面第一与第五跖骨夹角未见明显增大，其角度分别为21.22°和24.87°。胎儿足部第一与第五跖骨夹角在正常范围内，因此考虑其足部形态的改变原因是由于足部受到压迫而形成的被动内翻。胎儿在宫腔内由于孕周较大、羊水少、持续性臀位等原因而使胎足受到压迫出现被动内翻状态，此时由于各跗骨关系基本正常，无明显内收移位，因此第一跖骨未向内侧偏移，故第一与第五跖骨夹角无明显增大。

X线对骨骼的显示较好，临床上常用于诊断骨骼损伤及畸形等。对病例组胎儿小腿及足部于出生或引产后进行DR检查，于正位片上测量第一与第五跖骨夹角，正常足与内翻足的测值与超声测值相比较均未见明显差异且一致性较好，说明应用超声于产前测量这一角度，用于评价足内翻畸形是较可靠的。

目前产前超声主要通过胎儿特殊的前足内收内翻姿势以及足底平面与小腿胫、腓骨长轴平面的相互关系做出诊断。通过对足长、足宽、足底平面第一与第五跖骨夹角的测量还可以辅助诊断先天性足内翻。但由于孕周较大、羊水少、胎盘遮挡等原因，产前超声并不能清晰的显示每个胎足。特别是晚孕期胎儿肢体活动受限，胎足受胎盘及宫壁压迫，产前超声很难获得满意的声像图。因此产前超声诊断先天性足内翻仍存在一定的局限性。

[1]Baron E,Mashiach R,Inbar O,et al.Prenatal ultrasound diagnosis of clubfoot:Outcome and recommendations for counseling and follow-up[J].J Bone Joint Surg Br,2005,87(7):990-993.

[2]Mammen L,Benson CB.Outcome of fetuses with clubfeet diagnosed by prenatal sonography[J].J Ultrasound Med,2004,23(4): 497-500.

[3]Dckelmann AM,Kalache KD.Three-dimensional ultrasound in evaluating the fetus[J].Prenat Diagn,2010,30(7):631-638.

[4]Benacerraf BR,Benson CB,Abuhamad AZ,et al.Three and 4-dimensional ultrasound in obstetrics and gynecology:proceedings of the American Institute of Ultrasound in Medicine Consensus Conference[J].J Ultrasound Med,2005,24(12):1587-1597.

[5]Offerdal K,Jebens N,Blaas HG,et al.Prenatal ultrasound detection of talipes equinovarus in a non-selected population of 49314 deliveries in Norway[J].Ultrasound Obstet Gynecol,2007, 30(6):838-844.

[6]Cohen-Overbeek TE,Grijseels EW,Lammerink EA,et al.Congenital talipes equinovarus:comparisonof outcomebetweena prenatal diagnosis and a diagnosis after delivery[J].Prenat Diagn, 2006,26(13):1248-1253.

[7]Canto MJ,Cano S,Palau J,et al.Prenatal diagnosis of clubfoot in low-risk population:associated anomalies and long-term outcome[J].Prenat Diagn,2008,28(4):343-346.

[8]Lauson S,Alvarez C,Patel MS,et al.Outcome of prenatally diagnosed isolated clubfoot[J].Ultrasound Obstet Gynecol,2010,35 (6):708-714.

[9]Windisch G,Anderhuber F,Haldi-Brndle V,et al.Anatomical study for an update comprehension of clubfoot.PartⅠ:Bones and joints[J].J Child Orthop,2007,1(1):69-77.

[10]胥少汀，葛宝丰，徐印坎.实用骨科学[M].4版.北京：人民军医出版社，2012：1432-1452.

[11]Liao H,Cai A,Wang B,et al.Value of the fetal plantar shape in prenatal diagnosis of talipes equinovarus[J].J Ultrasound Med,2012,31(7):997-1002.

[12]廖慧芳，蔡爱露，王冰，等.马蹄内翻足的产前诊断与产后评价[J].中国医学影像技术，2011，27（7）：1508-1510.

[13]Guang Y,Wang X,Cai A,et al.Evaluation of the development of thefetal anal sphincter withtomographyultrasonography imaging[J].Ultrasound Med&Biol,2015,41(1):40-46.

[14]Achiron R,Gindes L,Zalel Y,et al.Three-and four-dimensional ultrasound:newmethods for evaluatingfetal thoracic anomalies[J].Ultrasound Obstet Gynecol,2008,32(1):36-43.

[15]Paladini D,Vassallo M,Sglavo G,et al.The role of spatio-temporal image correlation(STIC)with tomographic ultrasound imaging(TUI)in the sequential analysis of fetal congenital heart disease[J].Ultrasound Obstet Gynecol,2006,27(5):555-561.

Value of the angle between the first and fifth metatarsal bones on plantar plane in prenatal diagnosis of fetal congenital clubfoot

DING Hao,WANG Yu,CAI Ai-lu,WANG Bing,HAN Bing
(Department of Ultrasound,Shengjing Hospital of China Medical University,Shenyang 110004,China)

Objective:Discuss the value of the angle between the first and fifth metatarsal bones on plantar plane in diagnosis of fetal congenital clubfoot.Methods:There were 186 feet of 117 fetuses with gestational age from 19 to 37 weeks in control group.There were 37 feet from 24 fetuses which were suspected with congenital clubfoot in case group.Use TUI mode to measure the angle between the first and fifth metatarsal bones on plantar plane,and analyze the correlation between the angle and the gestational age.Compare the results with the case group and use ROC curve to judge its diagnostic value.The fetuses in case group were followed to obtain the pregnancy outcomes and confirm whether the deformity existed.DR examination was used to measure the angle of bilateral feet of the fetuses with congenital clubfoot on postero-anterior view.Compare the results with ultrasonic measurement and calculate Kappa value.Results:The angle between the first and fifth metatarsal bones on plantar plane in control group was(22.83±2.07)°.It had no obvious correlation with gestational age(r= 0.104,P=0.158＞0.05).The angle of case group was(32.91±3.30)°,and compared with control group,the difference is statistically significant(P=0.000＜0.05).The area under ROC curve was 0.978,the cut-off was 27.47°with sensitivity of 94.6%and specificity of 97.8%.The angle of normal feet and clubfoot under DR check were(23.28±1.16)°,(33.59±3.02)°,the differences had no statistically significant between ultrasonic measurements and DR check(P=0.471＞0.05,P=0.281＞0.05).The Kappa value of measure of agreement were 0.811 and 0.894(P=0.000＜0.05).Conclusions:The angle between the first and fifth metatarsal bones on plantar plane has no obvious correlation with gestational age.Compare to the normal fetuses,the angle of fetal congenital clubfoot between the first and fifth metatarsal bones increases obviously.

Clubfoot;Fetal diseases;Ultrasonography,prenatal

R714.53；R445.1

A

1008-1062（2015）11-0812-04

2015-04-20

丁皞（1988-），男，辽宁沈阳人，医师。

蔡爱露，中国医科大学附属盛京医院超声科，110004。

盛京自由研究者计划（201209）；“十一五”国家科技支撑计划项目（2006BAI05A04）。