超声弹性成像组织弥散定量分析技术预测宫颈功能不全

王礼贤，杨 漪，王翠菊，闫晓静，温小多，刘荷一

(河北医科大学第四医院妇产超声科，河北 石家庄 050011)

图1 患者26岁，CIC组 A.宫颈弹性成像图； B.二维超声图 图2 健康志愿者，27岁 A.宫颈弹性成像图； B.二维超声图

宫颈功能不全(cervical incompetence， CIC)表现为妊娠中期宫颈无痛性扩张，是导致反复中期流产及早产的主要病因之一，发生率约0.34%～1.00%，给妊娠期女性造成极大的身心创伤[1]。目前临床主要依靠患者孕中期早产或流产史、联合诊断性试验诊断CIC。CIC超声表现为孕中期宫颈进行性缩短[2]，而在非孕期或孕前，超声往往无法预测该病。超声弹性成像组织弥散定量分析技术可定量反映组织的软硬度和弹性。本研究采用超声弹性成像组织弥散定量分析技术分析CIC患者非孕期宫颈异常指标，评价其于非孕期预测CIC的价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2016年1月—2017年8月因孕中期流产就诊于我院产科、临床诊断为CIC的18例患者(CIC组)，年龄2l～29岁，平均(25.2±3.5)岁；均为初次妊娠，于流产后6～12个月内接受超声检查，平均(8.57±2.13)个月。收集同期于我院接受常规体检的健康女性20名(对照组)，年龄22～31岁，平均(26.2±4.2)岁，均为初产妇，孕1产1，胎儿体质量为2.5～3.5 kg，顺产，生产过程中无宫颈撕裂伤，超声检查无异常。2组受检者均处于未孕状态。本研究经我院伦理委员会批准，所有研究对象均知情同意。

1.2 仪器与方法 采用Hitachi Ascendus彩色多普勒超声诊断仪，腔内探头EUP-v53w，频率4～8 MHz，系统内置有组织弥散定量分析功能及Strain Histogram Measurement数据处理系统。

嘱受检者排空膀胱后取截石位，将腔内探头置于阴道内宫颈外口处进行探查，测量宫颈长度(宫颈内口至外口的距离)和厚度(宫颈前唇浆膜面至后唇浆膜面的距离)。待二维图像清楚显示宫颈前后唇及颈管后，切换至弹性成像模式，手持探头轻柔快速加压，使弹性图像压放指数维持在-0.7～0.7，持续时间3～4 s，使采集的图像受压曲线呈规律正弦波，之后冻结图像用于分析。于宫颈前后唇的内口区、中部及外口区分别选择相同面积的ROI，面积约0.5 cm2，进行组织弥散定量分析，获得弹性图，观察蓝(表示组织硬度高)、红(表示组织硬度低)、绿(表示组织硬度介于二者之间)3种颜色在整幅弹性图中的分布[3]。采用Strain Histogram Measurement数据处理系统软件，获得ROI的11个弹性特征量：应变均值、标准偏差、蓝色区域所占百分比(%AREA)、复杂度、偏度、峰度、对比度、均等性、杂乱度、一致性及相关性。以上操作均由2名有5年及以上工作经验的超声医师完成，每个指标测量3次，取平均值。

表1 CIC组与对照组间宫颈长度、厚度及弹性特征量的比较

1.3 统计学分析 采用SPSS 21.0统计分析软件。呈正态分布的计量资料以±s表示，2组间比较采用两独立样本t检验；非正态分布的计量资料以中位数(四分位数间距)表示，2组间比较采用Wilcoxon秩和检验。绘制ROC曲线，以AUC>0.7为有诊断价值，获得对CIC有诊断意义的弹性特征量，评价其诊断效能。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

CIC组弹性图像中，宫颈前后唇均以黄绿色或绿色为主，局部呈形态不规则的黄红色或红色区域，见图1；对照组的弹性图像宫颈前后唇为均匀分布的蓝色或蓝绿色区域，宫颈管为均匀的条索状黄红色，见图2。

CIC组与对照组间宫颈长度、厚度差异均无统计学意义(P均>0.05)，2组间弹性特征量中应变均值、标准偏差、%AREA、复杂度、偏度、对比度、均等性、一致性差异均有统计学意义(P均<0.05)，而峰度、杂乱度、相关性差异均无统计学意义(P均>0.05)，见表1。

ROC曲线分析结果显示，%AERA、复杂度和均等性对CIC具有诊断价值，AUC均>0.7(P均<0.05)，其临界值分别为%AERA=34.85、复杂度=20.84、均等性=3.20，其中%AREA敏感度最高(94.74%)，复杂度特异度最高(73.08%)，见表2、图3。

表2 3个有诊断价值的弹性测量值对CIC的诊断效能

3 讨论

目前，病史是诊断CIC的重要依据，患者临床曾有孕中期流产或早产病史，即高度怀疑存在CIC；而对于初产妇，诊断CIC则只能依靠孕中期临床表现和超声表现，即妊娠中期无痛性宫口扩张、阴道分泌物增多、胎囊突出于阴道内等。有学者[4]认为妊娠中期宫颈长度<2.5 cm时，发生早产或流产的可能性大。临床可通过诊断性试验于非孕期辅助诊断CIC，参考指标如非孕期8号宫颈扩张棒无阻力通过宫颈，或子宫输卵管造影显示宫颈内口的颈管宽度>0.6 cm等，但尚无业内公认的诊断金标准[5]。经阴道二维超声检查具有可重复性好、简便经济、受检者接受度高等优点，已作为备孕期的常规检查手段，可用于评价宫颈的解剖结构。本研究结果显示，CIC组与对照组间宫颈长度和厚度差异均无统计学意义，提示非孕期CIC患者宫颈的解剖结构正常，二维超声对预测CIC存在局限性，不能准确反映宫颈功能情况。

图3 %AERA、复杂度、均等性诊断CIC的ROC曲线

近年来，超声弹性成像技术在临床应用日趋广泛，特别在甲状腺、乳腺、肝脏、子宫等疾病的诊断方面已表现出良好的应用价值[3,6-8]，但在产科方面的应用较少。有学者[9]采用超声弹性成像于孕晚期评估宫颈条件与早产的相关性，认为宫颈软硬度是评价宫颈是否成熟的重要参数。组织结构的软硬度不同，其在弹性图中呈现的颜色和相应的弹性系数也不同。本研究发现CIC患者的宫颈以黄绿色或绿色为主，局部呈形态不规则的黄红色或红色区域；而对照组宫颈呈均匀分布的蓝色或蓝绿色区域，提示CIC患者的宫颈较正常宫颈质地偏软。Sundtoft等[10]认为宫颈质地变软与先天性因素如宫颈中胶原与平滑肌的比例降低或透明质酸酶含量低有关，亦与后天因素如宫颈损伤、宫颈锥切术或宫颈环形电切除术(loopelectrosurgical excision procedures， LEEP)相关[11]，故可导致CIC发生。

在超声检查过程中，本研究发现宫颈不同部位的软硬度不同，宫颈后唇中部和宫颈内口区较硬，与既往研究[12]报道一致。分析其原因，可能在于宫颈内口及宫颈后唇位置较深，操作者施加在宫颈外口或宫颈前唇的压力对其影响较小。因此，本研究将同样面积的ROI分别放置于宫颈前后唇的内口区、中部及外口区，取其平均值，以减少系统误差。

超声弹性成像组织弥散定量分析技术的成像基础是组织软硬度与组织特征密切相关，其原理是利用探头对组织进行纵向压迫，组织内部结构的软硬度不同，导致组织的11个弹性测值也有所不同[8]。本研究结果显示CIC组与对照组间应变均值、标准偏差、%AREA、复杂度、偏度、对比度、均等性、一致性差异均有统计学意义(P均<0.05)，提示上述指标可用于在非孕期预测CIC。应变均值和标准偏差代表组织的应变，组织较硬的区域应变较小；反之，组织较软的区域应变较大。CIC组宫颈组织较软，故应变均值和标准偏差大于正常组。%AREA和复杂度均与ROI内蓝色区域的面积有关，CIC组的宫颈前后唇以黄绿色或绿色为主，故%AREA和复杂度较小。偏度和峰度为统计学指标，分别代表弹性彩阶图的偏度和峰度；本研究中2组彩阶图形态峰度无明显差异，但CIC组的宫颈较软，故峰度小于正常组。对比度、均等性、杂乱度、一致性、相关性均为灰度共生矩阵的特征量，是用来描述纹理的常用指标。对比度越大，代表对比度大的像素越多；均等性值越大，表示图像中纹理的均匀度越大；杂乱度越大，表明图像纹理的不同区域间变化较多；一致性高，提示较均匀一致的纹理模式；相关性反映图像局部灰度相关性，其值越大，表明元素值均匀相等，反之则相关性小。本研究CIC组的红蓝差异较大，其对比度和一致性大于正常组；2组的杂乱度和一致性则无明显差异，分析其原因，可能是红蓝区域分布较规则、局部灰度一致所致。ROC曲线结果显示，%AERA、复杂度和均等性对CIC具有诊断价值(AUC均>0.7)，且其中%AREA敏感度最高(94.74%)，复杂度特异度最高(73.08%)，提示对非孕期CIC具有较好的诊断效能。

本研究采用的超声诊断仪具备评价压力与压放频率的客观指标，操作时压力均控制在合理范围内[8]，压力均衡，误差较小。但本研究结果仍具有一定局限性，如在采集和存储图像过程中受操作者主观因素影响，且样本量较少，亦会对结果造成一定的影响。

总之，本研究表明超声弹性成像组织弥散定量分析技术具有无创、可重复、可客观定量等特点，能客观反映宫颈的软硬度，非孕期预测CIC价值良好，对备孕者妊娠具有重要指导意义。