基于MRI检查二维、三维重建图像的直肠脱垂女性患者盆底肛提肌形态解剖学观察

崔国策，周娇娇，李华山

(1 中国中医科学院广安门医院南区，北京102618;2中国中医科学院广安门医院)

盆底为封闭骨盆底部出口的盆底肌肉、筋膜和韧带等结缔组织构成的复杂支持系统，共同支撑盆腔器官于正常位置。女性直肠脱垂的发生发展与复杂的盆底组织结构异常密切相关。盆底肌肉中以肛提肌发挥主要支撑作用，其损伤与薄弱是盆腔器官脱垂发生的主要原因。随着影像学和计算机工程软件的快速发展，利用MRI扫描数据重建盆底肛提肌的三维图像可帮助理解直肠脱垂的发病原因和发病机理。本研究基于MRI检查二维、三维重建图像，并与健康女性进行比较，观察直肠脱垂女性患者盆底肛提肌的形态解剖学变化。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取2016年10月～2018年12月中国中医科学院广安门医院收治的直肠脱垂女性患者14例为观察组，年龄56.26±4.98岁，BMI为(24.19±2.29)kg/m2，经阴道分娩次数为(2.13±0.69)次。选取同期招募的15名健康女性志愿者为对照组，年龄(55.31±4.39)岁，BMI为(24.21±2.33)kg/m2，经阴道分娩次数为(2.10±0.74)次。两组间年龄、BMI和经阴道分娩次数等资料具有可比性。15名志愿者均无外伤史、无盆腔手术史、无食物药物过敏史，排除脏器实质性病变、MRI检查禁忌症，签署知情同意书并进行盆底功能障碍临床问卷调查表调查以排除盆腔器官脱垂的相关症状。纳入标准：①观察组患者符合中华中医药学会肛肠专业委员会等制定的《直肠脱垂诊断与治疗标准》二型直肠全层脱垂(完全性直肠脱垂)诊断标准，中医证候诊断证型不限；②年龄>16岁。排除标准：①妊娠或哺乳期妇女；②合并肠道感染性疾病患者；③持续性腹压增高患者；④严重糖尿病、恶性肿瘤、精神病患者；⑤盆腔包块、盆底畸形患者；⑥有盆底手术史患者；⑦宫内置节育环、放置心脏起搏器患者；⑧幽闭恐惧症患者。

1.2 MRI检查 采用Simens Skyra 3.0T MR成像仪对所有研究对象进行MRI检查。所有研究对象于检查前禁食6 h，检查前半小时排空膀胱。检查过程中，研究对象体位为仰卧位，身体位于床面中部，双腿伸直并拢。体部矩阵线圈放置于被检查者下腹部并固定，以减少研究对象呼吸运动产生的伪影。扫描范围为上至骶岬、下至会阴下1 cm。除常规MRI定位序列扫描外，采用3D T2 SPACE轴位序列扫描，扫描参数：重复时间(TR)=1 700 ms，回波时间(TE)=99 ms，视野(FOV)=260 mm×260 mm，矩阵=256×256，层厚=1 mm，无间隙容积扫描。

1.3 肛提肌MRI检查二维图像观察 ①肛提肌裂孔形态：于横断面观察。肛提肌裂孔是两侧耻骨直肠肌和耻骨联合组成的结构，是膀胱脱垂、子宫脱垂、阴道脱垂和直肠脱垂等的好发部位。MRI轴位图像上，健康人肛提肌裂孔为U形或V形结构[1]。②髂尾肌形态：于冠状面观察。髂尾肌的两侧肌纤维向上凸出表现为穹隆状或圆顶状；骼尾肌的两侧肌纤维向下凸出或变平表现为漏斗状或水平状。正常人静息状态下髂尾肌为凸面向上的圆顶状，用力收缩时双侧髂尾肌变为水平状或凸面向下。③肛提肌损伤或断裂缺损情况：于横断面观察肛提肌一侧或双侧从耻骨内侧附着点处有无断裂或缺损，表现为附着点处肌肉信号的缺失[2]。

1.4 肛提肌MRI检查三维图像重建及测量 将全部研究对象的MRI检查图像与数据导入Mimics Research 19.0医学图像三维重建软件中，进行图像的自动定位、图片的组织及内插值处理。软件提供矢状面视口、横断面视口、冠状面视口以及三维视口的四视口模式，为保证三维重建的最佳效果，本研究选择MRI扫描切片所在视口进行编辑，其余两个方向断面为软件自动生成且三个断面视图之间相互关联。本次重建数据为横断面图像，故以此断面为主进行编辑。以横断面作为操作界面，逐张分辨出肛提肌的区域和其他组织的界限，通过对每张MRI断面图像的勾勒，最终得到肛提肌的三维重建图像，测量相关参数。①肛提肌裂孔宽度、长度：肛提肌裂孔宽度(LHW)是肛提肌裂孔横向左右内侧面的最大距离；肛提肌裂孔长度(LHL)是耻骨联合下缘与肛提肌裂孔中缝间的连线距离(图1)。②左右两侧肛提肌与耻骨联合下缘间距(LSG)：为左右两侧肛提肌最前方与耻骨联合下缘间的距离，左右两侧间距分别为LSG-L和LSG-R(图2)。③肛提肌板角度(LPA)：髂尾肌和盆腔水平面于矢状面上所形成的角度为LPA，是肛提肌板和水平面的夹角，根据二维平面确定水平面，运用三维测量工具的角度测量操作进行测量(图3)。④肛提肌体积(LVOL):运用Mimics Research软件的自动计算功能测量肛提肌三维图像的体积。⑤左右两侧髂尾肌宽度(ICW)：左侧髂尾肌宽度(ICW-L)和右侧髂尾肌宽度(ICW-R)分别是左右两侧髂尾肌最外侧点与髂尾肌中缝间的距离(图4)。⑥左右两侧髂尾肌角度(ICA)：左侧髂尾肌角度(ICA-L)和右侧髂尾肌角度(ICA-R)分别是两侧髂尾肌最外侧点间的连线和双侧髂尾肌肌纤维走行方向所构成的夹角(图5)。

2 结果

2.1 两组研究对象盆底肛提肌MRI检查二维图像形态学比较 ①肛提肌裂孔形态：观察组8例为O形，3例为U形，3例为不规则形；对照组8例为V形且双侧对称，5例为O形，1例为U形，1例为不规则形。②髂尾肌形态：观察组3例为穹隆或圆顶状，2例形态接近水平状，9例形态接近漏斗状；对照组12例为穹隆或圆顶状，3例形态接近水平状。③肛提肌损伤或断裂缺损情况：观察组4例双侧均有损伤，6例肛提肌左侧损伤，4例肛提肌右侧损伤；对照组11例未发现肛提肌的断裂或缺损，2例肛提肌左侧损伤，2例肛提肌右侧损伤。

2.2 两组研究对象盆底肛提肌MRI检查三维重建图像参数比较 观察组LHW、LHL、LSG-L、LSG-R、LPA分别为(42.33±3.89) mm、(67.41±7.43)mm、(31.11±5.99)mm、(29.36±5.77)mm、50.32°±8.40°，对照组LHW、LHL、LSG-L、LSG-R、LPA分别为(35.99±5.21) mm、(58.78±4.21)mm、(23.44±3.78)mm、(24.56±3.75)mm、43.48°±5.82°，两组各对应参数相比，P均<0.01。观察组LVOL、ICW-L、ICW-R、ICA-L、ICA-R分别为(23.21±4.33)cm3、(39.47±3.27)mm、(38.83±2.49)mm、35.89°±4.88°、36.42°±5.49°，对照组LVOL、ICW-L、ICW-R、ICA-L、ICA-R分别为(24.91±5.92)cm3、(36.3±2.71)mm、(38.56±1.87)mm、33.75°±5.19°、35.99°±4.73°，两组各对应参数相比，P均>0.05。

3 讨论

肛提肌位于盆底组织的最内层，为成对分布的宽扁肌群，其左右两侧形态及解剖结构相互对称，肌纤维相互重叠、彼此覆盖，分布呈叠瓦状，各组分之间无清晰界限，各肌束依照其起止点及排列层次不同命名[3]。肛提肌为构成盆底肌的重要组成部分，与盆底组织的肌群、筋膜及韧带发挥相互作用，共同参与构成盆底支持系统，维持并承托膀胱、子宫、阴道和直肠等盆腔器官处于正常位置。每侧肛提肌由耻骨直肠肌、耻骨尾骨肌、髂骨尾骨肌(又称髂尾肌)和坐骨尾骨肌4个部分构成，其中耻骨直肠肌具有控制肛门开合的作用，耻骨尾骨肌负责控便、控尿及支持盆腔器官重量，髂尾肌负责支撑内脏器官处于正常位置，坐骨尾骨肌有承托直肠的作用。肛提肌的耻骨直肠肌参与构成肛直角，其两侧内侧缘和耻骨联合构成肛提肌裂孔。与耻骨直肠肌相关的指标有LHW、LHL、LSG-L、LSG-R、LVOL等参数。肛提肌损伤断裂后，其肌纤维变薄，肛提肌裂孔的形态结构及LSG均发生一定变化，LVOL亦变小[4]。与髂尾肌相关的指标有ICW、ICA及LPA。研究[5]发现，随肌肉支持力逐渐减弱，肛提肌板形状亦从圆拱状转为平直，到后来可变为凹陷向下甚至低于盆腔水平面水平，LPA增大是预测肛提肌受损的关键参数。本研究表明，直肠脱垂女性患者肛提肌结构较健康女性发生一定变化，其LHW、LHL、LSG-L、LSG-R、LPA较健康女性均增大，与部分国外研究[6]相符，提示肛提肌各组成部分的形态改变和肌肉断裂缺损是直肠脱垂发生的主要原因。

近些年来，随着MRI检查及诊断技术的发展，尤其是其对软组织高度的识别功能，可以清晰显示盆底组织的细微解剖结构和病变，在盆底相关疾病的诊断中发挥重要作用。MRI扫描可以明确显示盆底肌肉组织的形态结构和解剖学关系，为疾病的诊断和治疗提供影像学支持[7～9]。因为肛提肌在解剖形态学构成上存在较大争议，亦没有明确的解剖学标准来客观地指出肛提肌确切的构成。部分国外学者[10～12]认识到肛提肌的不同构成部分其功能各异，不同肌群损伤亦将导致不同的临床症状。MRI检查二维图像可从断层扫描图像中观察肌肉的损伤，而MRI检查三维图像的重建则可从三维立体图像中观察肌群的断裂缺损[4]。目前关于女性盆底组织MRI的研究已非常深入，盆底解剖结构和肌群形态的描述已从二维图像发展为三维立体图像的研究，并对三维图像上相关指标进行测量[13～18]。我国学者开展此类研究主要集中于妇产科领域，以盆腔器官脱垂或具有妊娠分娩盆底功能障碍女性患者为研究对象，而对健康女性盆底组织的解剖结构及形态学研究相对较少，缺少与盆腔器官脱垂女性患者相对的正常女性人群的观察和数据资料记录。本研究重建了直肠脱垂女性患者和健康女性的盆底肛提肌MRI检查三维图像，并测量出相关参数值，填补国内此项空白，丰富了我国健康女性盆底组织影像学资料；从MRI检查三维图像角度对肛提肌进行的研究，补充了二维图像研究的的局限性，更好的展示了盆底肛提肌的解剖结构与形态特征；另外，本研究于三维图像上进行的肛提肌的参数测量，为直肠脱垂的诊断、治疗和后续的对照研究给出了基本的正常值参考范围，重建的三维图像为后续进行盆底支持结构三维有限元分析的基础，为我们从力学平衡角度认识直肠脱垂的发生机理奠定了理论基础。我们的研究不仅测量出健康女性肛提肌的各参数的正常范围，更为研究直肠脱垂提供了新的思路，可通过定量对比健康女性与直肠脱垂女性肛提肌的指标差异，定量分析其盆底解剖结构缺陷。

综上所述，本研究重建了直肠脱垂女性患者和健康女性的盆底肛提肌MRI检查三维图像。通过三维图像参数的比较得出，与健康女性相比，直肠脱垂女性患者盆底肛提肌各组成部分的形态发生了改变，出现了肌肉断裂缺损。肛提肌各组成部分的形态改变和肌肉断裂缺损是直肠脱垂发生的主要原因。本研究重建了肛提肌各个组分的三维图像，不仅可提供整体观察，识别具体的损伤部位，还可描述损伤肌肉与周围脏器的相互关系，对直肠脱患者术前手术方案的制定、术中手术操作的指导均有重大意义。