三维超声评估胎儿原发腭与继发腭

何光智

(深圳市第十人民医院(光明新区人民医院) 超声科，广东 深圳 518106)

三维超声评估胎儿原发腭与继发腭

何光智

(深圳市第十人民医院(光明新区人民医院) 超声科，广东 深圳 518106)

目前二维超声对于胎儿腭的评估和腭裂的诊断仍较困难，因而近年来有较多学者使用三维超声技术评估胎儿腭。这些技术包括渲染成像和多平面成像，可对唇裂胎儿合并的原发腭裂进行产前诊断，对合并的继发腭裂的诊断虽有明显改善，但对软腭裂和单纯继发腭裂的诊断仍是一个挑战。侧角度照射技术着重规范容积数据的采集，高质量的容积数据，能重建原发腭和继发腭的任何切面，并能显示腭的曲面平铺图像，因而能对腭裂进行明确诊断，甚至是单纯继发腭裂。在早孕期，三维超声显示鼻后三角，重建腭的轴平面和冠状面，可确定原发腭和继发腭，诊断正中唇腭裂和单侧或双侧完全性唇腭裂。

胎儿；腭裂；3D超声

唇腭裂是胎儿最常见的颜面部畸形，生后患病率为1/500～1/1000[1-3]。在唇腭裂病例中，单纯唇裂占25%，唇裂伴腭裂占51%，单纯腭裂占24%[4]，涉及腭裂的病例占比高达75%。腭裂不仅影响患儿吸吮、吞咽、语言及面部发育等功能，更重要的是与染色体异常及伴发畸形相关[5]。产前准确评估胎儿是否存在单纯腭裂，以及唇裂胎儿是否伴发腭裂，有助于父母做好心理准备，进行产前咨询，做出决策及改善预后。产前超声检查是目前诊断胎儿唇腭裂的最常用的检查方法。常规二维超声及三维超声表面成像技术对唇裂检出率可达90%～100%[6]，对于胎儿腭的评估和腭裂的诊断，二维超声是困难的。近年来，有较多学者使用三维超声新技术对胎儿腭进行了研究，腭裂产前检出率有不同程度改善，但不同研究团队之间结果仍有较大差异，且部分研究所报道的腭裂未明确将原发腭与继发腭进行区分。本文主要从胎儿腭的胚胎发育特点及腭裂的形成、三维超声评估胎儿腭裂的价值、三维超声容积数据的采集、三维超声显示腭的新技术、早孕期胎儿腭裂诊断等方面进行综述。

1 胎儿腭的胚胎发育特点及腭裂的形成

胎儿腭包括原发腭和继发腭两部分。胚胎发育第4周，颜面部形成5个突起，分别是1个额鼻突，2个上颌突和2个下颌突，共同围成口凹。第5～6周时，额鼻突伸展至两侧上颌突之间，形成中鼻突和侧鼻突。中鼻突下端两侧膨大形成两个球状突。第7周，两侧球状突在中线融合，并向口腔侧增生，形成前颌突，即原发腭。两侧上颌突向口腔内生长，形成两个侧腭突。第9～12周，两侧的侧腭突在中线自前向后融合，并与前方的前颌突及上方的鼻中隔融合，形成继发腭。原发腭与继发腭融合的交汇点为切牙孔，融合线为切牙缝和腭中缝。发育完成的原发腭包括前4颗切牙的牙槽骨、切牙孔和切牙缝前方的小块硬腭。继发腭包括尖牙以后的牙槽骨、切牙缝和切牙孔后方的全部硬腭、软腭和腭垂[7](图1A)。

在胚胎发育过程中，如受遗传、环境或两者共同作用影响了各胚突的正常发育和融合，就会形成腭裂畸形。原发腭裂也称为牙槽突裂，是一侧或两侧上颌突与同侧的球状突未融合而形成，即一侧或两侧的切牙缝的裂开，裂口外侧端位于侧切牙槽与尖牙槽间，裂口的内侧端达到切牙孔。继发腭裂也称为后腭裂，是上颌突的侧腭突在中线部分或完全未融合，因胚突融合受阻发生在不同时期，在腭中缝上可自腭垂至切牙孔表现为不同程度的腭裂，且未与其上方的鼻中隔下缘犁骨融合(图1B)。

图1 A. 原发腭与继发腭示意图;B.唇腭裂形成示意图

2 三维超声评估胎儿腭裂的价值

三维超声可从各个角度显示和评估胎儿、确定胎儿缺陷的准确大小、在透明模式中描述骨性结构以及对复杂畸形进行形象直观的显示。Merz等[8]报道，相对于2D超声，3D超声可在64.2%的唇腭裂病人中提高诊断率，联合使用3D超声正交平面模式和表面或透明模式可在71.5%的病例中获得更高的诊断率。2010年Maarse等[6]在检索MEDLINE 和EMBASE数据库后，对英语、荷兰语、法语和德语报道的产前超声探查胎儿唇腭裂的相关文献进行分析，在21个低风险人群队列研究中，二维(2D)超声对唇裂伴或不伴腭裂的检出率为33%～88%，单纯腭裂的检出率为0%～22%。而在6个高危人群的研究中，单侧唇裂伴腭裂检出率为88%，双侧唇裂伴腭裂检出率为90%。三维超声主要应用于高危孕妇，胎儿唇裂检出率为100%，唇裂伴腭裂的检出率为86%～90%，单纯腭裂检出率为0%～89%。通过对3D超声研究唇腭裂的独立分析，在三级医疗中心，高危人群通过3D超声能获得可靠的诊断，但仍不能排除单纯腭裂。大多数研究表明几乎所有的单纯性腭裂病例会漏诊，2001年Shaikh等[9]报道140例，2006年Hanikeri等[10]报道95例，2008年Russell 等[11]报道98例单纯腭裂产前超声均未被诊断出。文献报道产前超声诊断的单纯腭裂病例数仅为2～13例，由此得出的检出率在7%～89%之间，变异度大；Clementi 等[12]报道在198例单纯腭裂中，产前超声仅检出13例；Wang等[13]报道使用3D超声，9例腭裂中检出了8例，检出率高达89%。然而上述报道产前检出的单纯腭裂仅是在首先检测到唇裂时才诊断的原发腭裂，而不是真正的单纯继发腭裂。

此后，研究的热点是使用3D超声显示胎儿继发腭。Ramos等[14]使用3D超声评估92例胎儿的继发腭，36个容积是前瞻性采集，56个容积进行回顾性分析，包括8例继发腭裂病例。继发腭裂检出的敏感性范围为33%～63%，特异性范围为84%～97%。主要限制因素是无法获得评估所需的理想初始平面，以及邻近骨性结构声影的影响。因而3D超声获取理想图像评估硬腭是困难的，且不能评估软腭。Sepulveda等[15]对中孕期结构扫查时使用3D超声检查胎儿继发腭的可行性进行前瞻性研究，97例2D超声检查结构正常且上唇也正常的单胎胎儿，采集胎儿继发腭的3D数据集，使用倒转成像技术评估继发腭。结果是仅在34例(35.1%)中评估继发腭是可能的。2011年Bäumler等[16]对唇裂胎儿产前3D超声诊断硬腭裂的准确性进行研究。79例转诊胎儿，产前2D超声诊断为单侧或双侧唇裂，3D超声重建胎儿腭的轴平面。经产后证实，77例诊断正确(97%)，在高危人群中腭裂的敏感性100%，特异性是是90%。2013年Gindes 等[17]报道在他们专业的三级中心，在高风险人群中，3D超声检查胎儿腭的检出率和准确度均较高，分别为71.4%和和90%，单纯腭裂检出率达50%(2/4)。胎儿腭裂高的检出率解释为延长超声检查时间。对57例胎儿的腭进行了针对性检查，38例(67%)胎儿腭正常，13例(22.8%)怀疑有腭裂，6例(10.2%)胎儿腭不能被显示。妊娠结局为7例终止妊娠，50例活产。7例腭裂新生儿，产前诊断5例，准确率为71.4%(5/7)，误诊3例，漏诊2例。腭裂检测的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值分别为71.4%、91.9%、62.5%和94.4%。2014年何光智等[18]应用二维及三维超声对3598 例胎儿进行系统检查，产前超声在89 例唇腭裂胎儿中检出单纯腭裂11 例，误诊2 例，漏诊1例。三维超声使用侧角度照射技术采集容积数据，对存储的容积数据使用多平面成像、断层超声成像及自由解剖成像等技术进行分析，作者认为联合应用2D和3D技术在成功获取继发腭显像的胎儿中，可以检出单纯腭裂。

3 胎儿腭的三维超声容积数据的采集

三维超声成像技术应用的关键在于容积数据的采集及后处理技术两方面[19]。在评估胎儿腭时，采集容积数据的初始平面是一个关键因素，然而这点常常被忽视，导致初始平面没有标准化。大多数学者采用了正中矢状切面[20-22]和轴平面[17，23]作为初始平面，2010年Ramos等[14]在对92例胎儿采集面部容积时，27个容积是在轴平面上采集，43个在矢状面，5个在冠状面，17个在斜面上采集。分析者对每个采集平面的数据进行分组对比分析，结果只有34%的胎儿继发腭的容积数据质量满意，质量不满意的原因是相邻结构(肢体、上颌骨)的声影(13%)和胎动(2%)影响，在3%～16%胎儿中形成裂的伪像。作者认为采集平面与分组的图像质量没有差异。也有学者认为，用标准的正中矢状切面或轴平面作为初始平面采集容积数据时，由于上颌骨声影垂直向后，掩盖了其后方的继发腭尤其是硬腭，导致数据库中继发腭信息不完整或缺失，需要改变声束方向，使上颌骨声影发生偏转，继发腭才能得到显示，以此切面作为初始平面采集容积数据，可确保数据库中存在继发腭的信息。Pilu等[24]报道在胎儿头向后伸展，声束与继发腭成45°角度时，采集正中矢状切面的静态三维容积数据。在15例正常中孕胎儿中10例获取质量良好的容积数据。分析时使用多平面成像技术，轴平面和冠状面可较好显示继发腭，断层超声成像技术在冠状面上可显示继发腭裂缺损的位置和程度。何光智等[19]使用侧角度照射技术采集胎儿颜面部的容积数据，在获取胎儿标准正中矢状切面后，将探头向下颌偏转45°，声束自下颌经口裂向颅顶方向扫查，可使上颌骨及下颌骨的声影随之向头顶侧偏移45°，此时硬腭和软腭通过口裂显示最清晰，也最完整，在此基础上采集容积，数据库内可包含继发腭的全部信息，566例胎儿中411例使用侧角度照射技术成功采集到颜面部容积数据，成功率为72.6%。

4 三维超声显示腭的新技术

三维容积数据后处理技术包括使用渲染成像模式(render)和多平面成像模式(sectional planes)对容积数据进行分析。渲染成像模式的表面成像常用来显示胎儿面部表面三维图像，在胎儿唇裂产前诊断方面有明显优势，可形象直观地显示唇裂的部位、形态、程度以及鼻是否变形等信息。也可通过移动容积框或容积块，显示不同部位的切面渲染图像。渲染成像的透明模式中，使用最大模式(max)，可显示骨骼强回声，用于诊断原发腭裂。多平面模式包括三正交平面显示模式(multiplanar)、断层超声成像(tomographic ultrasound imaging TUI)、自由解剖成像(omniview)等。三正交平面模式显示3个正交平面(A、B、C平面)，3个平面的交汇点可作为参考点，定位目标结构，移动交汇点可获取容积内任何方位的3个正交平面。其中A平面是初始平面，B平面和C平面是重建平面，且C平面无法用2D超声获取。断层超声成像与CT和MRI显示方式类似，对三维容积以8～10个平行的断面显示，通过对容积进行矢状面、冠状面和轴平面连续断层显示，了解目标结构在不同切面上的连续断层信息[7,8]。三维超声自由解剖成像技术可对容积数据进行任意方向和角度的正交切面成像、非正交切面成像及追踪不规则结构的曲面平铺成像，因而可对复杂形态的结构进行显像[25]。

虽然有众多的三维超声分析技术，由于胎儿继发腭被上颌牙槽突的声影掩盖，三维超声只能显示胎儿唇及原发腭，诊断唇裂及原发腭裂。当2D超声诊断胎儿唇腭裂时，3D超声可帮助确定腭裂的类型、部位和程度。但当牙槽突弓完整时，无论是二维超声还是三维超声，均不能显示继发腭，因而不能诊断单纯继发腭裂[20]。

2005年Campbell等[20]首次描述了一种新的三维超声成像技术显示继发腭，称为反面成像技术(reverse face , 3D RF) ，初始平面为正中矢状切面，使用表面渲染模式，重建继发腭的冠状面。将容积框(volume box)的观察线(viewbar)置于继发腭平面，从前向后观时，由于上颌牙槽突声影掩盖，重建的冠状面上不能显示硬腭(图2A)。将参考的正中矢状切面旋转180°，观察线从后向前观即反面观时，重建的冠状面可显示硬腭，分隔鼻腔和口腔(图2B)。该技术的不足是不能显示软腭。在8例怀疑口面裂的胎儿中，使用该技术，明确了继发腭是否受累，1例软腭裂漏诊。

图2 A.正面观，重建的冠状面上不能显示硬腭;B.反面观，重建的冠状面可显示硬腭，分隔鼻腔和口腔

2006年Platt等[21]描述了一种新的三维超声成像技术，称为倒转成像技术(flipped face)，初始平面为正中矢状切面，首先将其旋转90°，面部呈倒立状，使用表面渲染模式，容积框的观察线自下向上移动，重建原发腭和继发腭的轴平面。该技术可确定硬腭和软腭的长度和宽度，以及是否存在腭裂(图3)。

图3 倒转成像模式显示胎儿原发腭和继发腭

2007年Faure等[23]认为在正中矢状切面上采集容积数据，由于上颌骨牙槽突声影，继发腭显示不完整，介绍使用前向轴平面作为初始平面采集容积数据，声束与面部成60°角。之后旋转X轴，将参考平面从轴平面调整至冠状面，将容积框置于腭部，观察线位于口腔内，自下向上平移获取原发腭和硬腭的轴平面，图像类似于腭的解剖图，7个解剖标志显示率非常高，其中牙槽突和腭骨水平板显示率均为100%，但不包括软腭。作者认为这项技术在诊断单纯腭裂或合并唇裂、牙槽突裂的腭裂有重要价值。该技术获取的腭的图像与Platt描述的倒转成像类似，只是采集容积的初始平面不同(图4)。

图4 使用前向轴平面采集容积，倒转成像技术重建胎儿原发腭和硬腭的轴平面

2009年Martinez-Ten[22]描述了一种曲面成像技术(oblique face)，该技术采集容积的初始平面为胎儿颜面部正中矢状切面，将观察线延着腭的形状弯曲，获取与观察线垂直的上唇、牙槽突和硬腭的弯曲的轴平面。再将观察线横过腭，设置为前后观，获取硬腭的冠状面(图5)。并与反面成像和倒转成像进行了3种技术比较，其中对倒转成像进行了改良，将观察线弯曲以适应继发腭的弧形结构。共检查60例胎儿(其中10例面裂)，上唇和牙槽突3种技术显示率均为100%。当裂累及硬腭时，反面成像技术诊断正确率为75%(5/7)，倒转成像技术诊断正确率为86%(6/7)，曲面成像正确率为100%(7/7)。裂累及软腭时，3种技术的正确率分别为0、14%和14%。在50例正常胎儿中证实硬腭完整的正确率分别为78%、84%和86%，软腭完整的正确率分别为0、16%和26%。

图5 曲面成像技术获取胎儿原发腭与继发腭的弯曲轴平面和冠状面

2012年Tonni等[26]介绍了一种新的三维超声成像软件，即自由解剖成像(OmniView)在胎儿原发腭和继发腭显示中的应用。胎儿颜面部正中矢状切面作为初始平面，采集静态三维容积数据后，可在参考平面上对感兴趣结构画线，线型为直线和曲线，使用这个新的成像软件，通过描画不同的线可以获得不同的切面，最多可同步显示3个独立的非正交平面(图6)。

图6 三维超声自由解剖成像技术描画的三幅重建三维图

2013年何光智等[25]使用三维超声自由解剖成像技术对100 例正常胎儿使用侧角度照射技术采集的容积数据进行分析，在参考切面(颜面部正中矢状切面)上描画解剖线，获取横切面(经上颌、经口裂)、冠状切面、斜冠状切面(经梨状孔、经口裂、经颏下三角)以及腭的曲面平铺成像(图7)。对5 例唇腭裂胎儿按照相同技术获取容积数据并进行分析。此方法可简化胎儿腭的超声检测，减少对操作者技术和经验的依赖，能较快评估胎儿原发腭及继发腭的完整性，确认唇裂胎儿有无腭裂，并可明确腭裂累及的部位及范围。

图7 三维超声自由解剖成像技术获取胎儿腭的曲面平铺成像

2016年Rottent等[27]介绍了一种口腭表面煊染成像(surface-rendered oropalatal，SROP)技术。相对于3D多平面成像只关注骨性缺陷，不易理解，更难以向外行解释的缺陷，这种技术是在采集了面部的3D容积数据后，使用表面煊染模式，经口腔向上对上唇、上颌骨牙槽突、硬腭和软腭进行重建成像，相当于经颏下自口腔内向上观察胎儿腭，这也是口腔颌面外科观察腭裂的视角，结合虚拟灯光，增强了显示效果，综合性显示了胎儿口周区域软组织和骨性结构的图像(图8)。对于唇腭裂胎儿，则可显示裂的侧别、类型和程度。为整形外科医生提供了裂的解剖缺陷信息，帮助他们制定手术方案，让父母容易理解畸形特征。然而作者主要是单纯新技术的图片报道，没有具体应用的病例数及成功率。

图8 正常22周胎儿SROP图像

5 早孕期胎儿腭裂的三维超声探测

随着超声诊断仪分辨力的不断提高和检查技术的进步，产前诊断胎儿唇腭裂的孕周有望提前。双侧唇腭裂在超声图像上具有特征性的前颌前突形成鼻下团块[28]，2006年Gullino等[29]报道使用经阴道超声检查，利用此特征性图像在11+5周诊断1例双侧唇腭裂病例。2009年Ghi等[30]在报道了1例12周胎儿经腹二维超声可疑双侧唇腭裂，三维超声多平面成像和表面重建成像清楚显示双侧唇腭裂累及后腭及前颌前突征象而确诊。2010年Sepulveda等[31]报道在11～13+6周，在获取标准NT图像后，采集三维容积数据，使用多平面和断层超声成像技术，可获取胎儿鼻后三角(图9)，即胎儿面部冠状面上，鼻后显示的三条强回声线，由上颌骨的额突和腭构成。通过移动参考点定位不同深度的腭，证实鼻后三角底边显示结构为原发腭部分，尤其是前颌牙槽骨。正常胎儿中鼻后三角显示率高达98%(98/100)。回顾性分析5例腭裂病例的容积数据，鼻后三角构型均异常，提示胎儿鼻后三角可能有利于早孕期探测胎儿腭裂。

图9 正常早孕胎儿的鼻后三角

2012年Martinez-Ten等[32]报道， 对237例孕妇总共240例胎儿颜面部的三维容积数据进行了离线分析，在显示鼻后三角的基础上，使用多平面模式在冠状面上分析原发腭，在轴平面上分析继发腭。原发腭和继发腭分类为完整229例(95%)，9例有裂(4%)，不确定2例(1%)。生后或尸检证实误诊原发腭裂2例，假阳性率为0.9%(2/231)，漏诊继发腭裂1例。作者认为，在早孕期，确定原发腭和继发腭是可能的，鉴别正中裂和单侧裂也是可能的。

6 小结与展望

从胚胎发育来看，腭分为原发腭和继发腭两部分。2D超声经上颌轴平面可显示原发腭，3D超声可重建上颌牙槽突弓的轴平面，显示原发腭和诊断牙槽突裂。无论是2D还是3D超声，继发腭显示困难，主要原因是上颌骨声影的影响。使用侧角度照射技术，规范采集容积的初始平面，可使声影发生偏转，提高容积的质量，使用后处理技术，可重建腭的任意切面，还能进行曲面平铺成像，能对继发腭裂做出明确的诊断，同时也使单纯腭裂的产前诊断成为可能。早孕期在NT平面上采集容积数据后，可重建鼻后三角以及腭的轴平面和冠状面，显示原发腭和继发腭，可诊断正中裂和单侧或双侧完全性唇腭裂。然而目前仍缺乏大样本使用三维超声新技术产前诊断胎儿腭裂，特别是单纯腭裂以及早孕期筛查唇腭裂的研究。

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编辑：宋文颖

10.13470/j.cnki.cjpd.2016.04.016

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2016-10-07)