三维超声在胎儿脊髓、脊柱发育状况评估中的应用

刘满荣，张巍，赵晓英，李晓，曾荣安，黄健源

1.南宁市第二人民医院超声科，广西南宁530031；2.广西医科大学第一附属医院超声科，广西南宁530021

前言

胎儿脊柱、脊髓的发育过程复杂，期间容易受到各种因素的影响，极易出现先天性畸形或脊髓、脊柱变异［1］。同时脊髓、脊柱发育异常常会共同发生，如先天性脊柱裂合并脊髓脊膜膨出。既往采用X 线检查，但技术及条件的限制，仅能看出脊柱纵向生长与胎龄相关性，其应用逐渐被淘汰［2-3］。超声是产前筛查胎儿脊柱异常的重要方法，可通过矢状面、横断面及冠状面观察脊柱的连续性、椎体与椎弓根骨化中心结构、椎体形态等［4］。二维超声检查时间长，难以获取脊柱脊髓的冠状面，难以确定脊柱病变节段［5］。三维超声按照一定规律对二维超声图像进行重建，进而构成三维图像。三维超声可以获取胎儿脊柱全节段容积数据，直观显示脊柱形态，观察椎体及椎弓情况，确定病变节段，为脊髓、脊柱发育异常提供依据［6-7］。本研究在胎儿脊髓、脊柱发育状况评估中采用三维超声，旨在为临床筛查提供依据。

1 资料与方法

1.1 临床资料

回顾2012年7月至2020年4月在南宁市第二人民医院行产前三维超声检查的41 222 例孕妇临床及超声检查资料。纳入标准：（1）具有完整的三维超声检查资料，以及引产、产后相关的诊断资料；（2）无产科并发症；（3）胎儿生长指标与停经孕周相符合。排除标准：（1）缺乏完整的产前检查资料以及随访资料；（2）伴妊娠期心脏病、高血压等妊娠期合并症者；（3）有药物、酒精依赖史。41 222 例孕妇年龄20～36岁，平均（28.50±1.69）岁；孕周20～28 周，平均（24.43±0.52）周。该研究符合本院医学伦理委员会审批标准，且审核通过。

1.2 诊断方法

美国GE Voluson E8彩色多普勒超声诊断仪，经腹三维容积数据采集，三维线阵探头频率4.0～8.0 MHz，产科超声程序。产妇取仰卧位，无法长时间仰卧者采用侧卧位，常规扫描胎儿头面部、脊柱、脊髓、腹腔脏器、四肢等相关部位结构，测量并详细记录数值。发现可疑的脊髓、脊柱异常部位，行纵切、横切等多切面扫描，观察椎管形态结构以及脊椎双排结构。必要时选择感兴趣区脊柱脊髓矢状面，启动三维容积扫描。若胎儿孕周过大，可分段获取脊柱的容积数据，综合评估脊柱全长，将无运动伪像的容积数据存入仪器。A平面：脊柱正中矢状面切面，B平面：脊柱横切面，C平面：脊柱冠状切面。VCI模式，层厚2 mm，A平面：清晰、全面观察脊柱和椎管内脊髓情况，以及脊髓圆锥末端相应的椎体。TUI模式，连续获得脊柱横切面的断层二维图像，依次观察分析脊柱、脊髓切面图像，确定脊柱具体节段，依次分析各节段。

1.3 观察指标

（1）分析胎儿不同脊髓结构与相应椎体位置；（2）与引产后及继续妊娠产后的MRI、超声检查结果相对照，统计三维超声对脊髓、脊柱发育异常的检出率。

1.4 统计学方法

应用SPSS20.0 统计学软件，符合正态分布的计量数据用均数±标准差表示，采用相关系数评估参数指标与孕周之间的相关性，P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 三维超声对脊髓、脊柱发育异常的筛查率

41 222 例孕妇行三维超声检查，经引产或产后MRI、超声结果证实82 例胎儿脊髓、脊柱发育异常，占0.20%；其中脊膜膨出24例，半椎体16例（图1），脊椎纵裂20例，隐形脊椎裂4例，颈椎过度反曲3例，蝴蝶椎并脊髓纵裂5 例（图2），尾退化综合征3 例，背侧皮毛窦4 例，腰骶管囊肿合并脊髓拴系3 例；产前三维超声检出77例，占93.90%（77/82），其中5例无法明确诊断，因脊柱后位、体型肥胖等无法清晰显示脊柱骶尾段。

图1 半椎体畸形Fig.1 Hemivertebra deformity

图2 蝴蝶椎Fig.2 Butterfly vertebra

2.2 正常胎儿不同脊髓结构与相应椎体位置

选取三维超声检查的2 400 例正常胎儿，分析其不同脊髓结构与相应椎体位置，将其分为20～27周及28 周两组，各组胎儿脊髓结构对应椎体位置具体分布如表1。

3 讨论

胎儿脊柱、脊髓发育期间，在胎胚第3周时，脊索与其两侧的轴旁中胚层在诱导作用下，对其上方的外胚层进行覆盖，进而分化成神经板［8］；神经板纵轴部位的细胞背侧不断狭窄，形成神经沟；神经沟及外胚层连续性隆起，形成神经褶［9］。随着神经沟的深度增加，两侧神经褶不断靠近及融合，形成神经管。神经管分离外胚层后，并逐渐进入中胚层［10］。脊髓的形成是由神经管尾段分化。在孕周增加时，脊髓圆锥末端处也随之变化。一般胚胎发育早期，脊髓的长度与椎管保持一致，尾端位于椎管尾端［11-12］。

表1 分析2 400例正常胎儿不同脊髓结构与相应椎体位置（例）Tab.1 Analysis of spinal cord structure in 2 400 normal fetuses and the corresponding vertebral body positions(cases)

因胎儿运动、脊柱生理弯曲的变化，超声动态检查的优势明显，超声矢状切面可见椎弓板、椎体组成两排骨化中心，呈平行排列、串珠样，旁矢状切面见脊柱呈生理弯曲，清晰显示脊椎裂、前后半椎体以及冠状椎体裂的最佳图像［13］；冠状切面可观察胎儿左半椎体、右半椎体及蝴蝶椎的最佳平面［14］；超声横切面可清晰显示胎儿脊椎裂、蝴蝶椎以及冠状椎体裂的最佳平面［15］。因此通过超声能清晰观察到胎儿脊柱、脊髓发育异常，常规二维超声检查操作方便，非侵入性，孕妇均能接受，但因在同一平面上显示脊髓与肋骨，椎体定位有一定误差性，无法轻易获取椎体冠状切面，难以对脊柱病变节段进行定位。三维超声是利用电子计算机对采集的二维图像进行重建，以此形成三维图像。三维数据更加清晰、直观、全面，清晰观察胎儿的骨骼系统、胸廓以及脊柱的结构、发育状态［16］；同时能获取脊柱全节段的容积信息，直观显示脊柱的形态、椎体体积及椎弓形态，以此确定病变节段［17］。三维超声检查分为表面成像模式以及透明成像模式。表面成像模式有效分割不同数据，勾画部分构造轮廓，以表面拟合技术对超声图像进行重建，清晰显示感兴趣区的形态、特征及空间位置关系，但无法显示图像内部结构；透明成像技术能清晰显示实质性脏器的内部结构、空间位置，胎儿脊柱、胸廓、羊水量等因素，不会限制脊柱与肋之间的空间显示，可获取完整的脊柱脊髓图像［18］。本研究结果表明三维超声能有效筛查脊柱、脊髓发育异常情况，三维超声可清晰、直观显示椎体的形态、大小及椎间隙，观察脊柱的连续性以及生理弯曲度，确定周围脏器之间的空间结构及关系。

脊髓颈、腰膨大的形成与神经元数量相关，若胎儿四肢的运动机能未分化，会造成胎儿时期脊髓颈、腰膨大无差异［19］。研究显示孕28周前胎儿脊髓颈膨大多见C5、C6水平，胸窄处多见T5、T6水平，腰膨大多见T12、L1水平，孕28 周时胎儿腰膨大增加最为显著。胚胎发育前3 个月，脊髓与脊柱的长度保持一致，随后孕周进展时，脊柱的增长速度高于脊髓增长速度，脊髓位置相应向上移动。若胎儿脊髓、脊柱发育异常，会纵向牵拉脊髓下端，使脊髓形成低位固定，进而导致脊髓栓系综合征。通过评价胎儿脊髓圆锥位置，能够早期发现胎儿神经管畸形，如脊髓纵裂。脊髓纵裂表现为脊髓栓系综合征，因圆锥位置下降，导致胎儿出现神经功能障碍以及神经功能畸形［20］。

综上所述，三维超声能准确评估胎儿脊髓、脊柱发育状况，通过测量相关径线及脊柱、脊髓结构定位，并与各孕周正常范围进行比较，三维超声有较高的脊髓、脊柱发育异常筛查率，可为产前诊断及预后提供诊断依据。