多种超声技术评估宫颈预测早产的研究进展

2023-03-22陈思晗胡兵胡莉莉

中国医学影像学杂志 2023年1期

陈思晗，胡兵，胡莉莉

三峡大学附属仁和医院超声科，湖北宜昌 443001；*通信作者胡兵 hubing32@163.com

早产指在妊娠28～37周分娩。全球早产发生率约13%，影响全球近1 300万例孕妇分娩，不仅导致近75%的新生儿死亡，还是造成新生儿神经系统发育异常、呼吸窘迫综合征、脑瘫、支气管肺发育不良、坏死性结肠炎的主要原因[1]。早期识别早产的潜在风险对于孕期管理和决策十分重要。由于早产早期缺乏典型的临床症状与体征，早期识别早产的高危因素是目前临床工作中的一大难题，目前产科处理早产的方式主要是对早产出现的继发症状给予治疗[2]，临床医师难以对其进行及早有效的干预，早期准确地预测早产对临床方案的制订有重要意义。超声具有无辐射、无创、可动态观察等优点，是产科常用的影像学检查方法，本文就多种超声技术评估早产的研究进展进行综述。

1 宫颈的结构及宫颈重塑

宫颈主要由90%的结缔组织和10%的平滑肌纤维组成，其分布数量由内口至外口逐渐递减。妊娠期女性的宫颈处于不断动态变化的过程中，从开始妊娠直至分娩的过程称为宫颈重塑。妊娠期宫颈重塑主要分为3个阶段：软化、成熟、扩张[3]。其中软化是宫颈最早出现的改变，且持续时间长。研究表明[4]，宫颈软化的程度取决于胶原纤维交联的数量和类型，而宫颈主要由纤维胶原蛋白Ⅰ和Ⅲ组成，非妊娠期时其比例为7∶3，随着宫颈逐步软化，纤维胶原蛋白Ⅰ的数量逐渐减少，但妊娠期宫颈的具体变化尚不明确。此外，细胞外基质的组成与结构贯穿宫颈重塑的始终，保持细胞外基质的动态平衡是维持宫颈在妊娠期保持关闭状态的关键因素。更深入地了解妊娠期宫颈细胞的微生态变化，将加强对宫颈重塑这一生理机制的认识以及识别潜在异常重塑分娩。

2 二维超声

2.1 宫颈长度（cervical length，CL）及形态宫颈在孕期的主要功能是保持关闭状态，维持胎儿位于宫腔内[5]。关注宫颈的一系列变化对早产的早期识别有重要意义。利用超声测量CL和宫颈形态是临床常用的方法。2021年美国妇产科学会[6]指出：妊娠24周前CL<25 mm提示有发生早产的风险，需进行定期检查，对于CL<15 mm的宫颈极短者，需及时施行宫颈环扎术以避免不良妊娠结局。此外，由于早孕期（孕14周以前）子宫下段与宫颈管黏膜难以区分，故早孕期测量CL的误差较大[7]。

孕期子宫颈可出现“T”“Y”“V”“U”4种形态，其中“Y”“V”“U”形统称为宫颈漏斗征。漏斗形状为“Y”“V”形的孕妇在控制CL的情况下均能足月分娩，而“U”形宫颈漏斗征提示早产的风险最高[8]。Vink等[9]通过分析子宫颈的病理学表现发现，当子宫颈出现宫颈漏斗征时提示子宫颈已经进入成熟、扩张的阶段，此阶段早产的发生率升高，因此宫颈漏斗征可作为评估早产的有力指标。然而，CL和形态通常在孕中期开始改变，临床往往无法早期及时进行干预。

2.2 宫颈角度超声测量宫颈夹角（uterocerical angle，UCA）能有效了解子宫是否维持正常的几何解剖形态。UCA是一种新型的超声检查标记，定义为宫颈内口至外口和子宫下段形成的夹角。当UCA>90°时，由于宫颈口更加直接地承受压力，较易造成宫颈内口扩张；而当UCA<90°时，会使子宫下段的宫壁形成一个类似倒三角形的托，支撑来自宫颈上方的压力[10]。王珍琦等[11]纳入253例诊断为先兆早产或存在早产高危因素的孕妇，发现UCA以115.5°为最佳临界值时；其诊断早产的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值及准确度分别为83.3%、95.5%、83.3%、95.4%、92.7%，表明UCA预测早产发生的综合效能略优于同期CL。金珈汐等[12]报道，当UCA取截断值106.15°时，对应的敏感度、特异度、阳性预测值及阴性预测值分别为93.0%、88.7%、94.3%、91.6%。Sochacki-Wójcicka等[13]将UCA作为预测早产的独立预测因子，UCA在早产孕早期的检出率为61.1%，孕中期的检出率为66.7%，假阳性率为10%。而单独使用CL作为预测早产的指标，妊娠中期的检出率仅为44%。此外，Pruksanusak等[14]对CL和UCA分别进行重复测量后发现，不同经验医师测量UCA的一致性优于CL，表明UCA较CL在实际操作中更加稳定、可重复性好。同时，Daskalakis等[15]的荟萃分析发现，在孕早期早产组与足月组的平均UCA为114.2°比93.0°，孕中期为127.66°比103.65°，妊娠中期的筛查角度明显更宽，准确度更高。而黄颖敏等[16]纳入15～28周行宫颈环扎术后的女性，UCA预测早产的最佳截断阈值为112°，准确度为74%，CL为24.5 mm时，准确度为81%，CL预测早产的诊断效能明显高于UCA，这可能是因为该研究纳入了不同宫颈环扎术指征的孕妇为研究对象，且缝线扎于宫颈内口使UCA不再出现明显变化，表明UCA对于治疗后的宫颈诊断效能较低。

目前，关于UCA的研究尚缺乏纵向不同孕周的差异性比较以及统一的截断值，但是根据目前已有的文献分析，在粗分类指标上达成一致，一般认为UCA成锐角的妊娠期女性发生早产的概率较低，其阴性预测值较高。虽然关于UCA的诊断标准尚未统一，但UCA预测早产操作简便、获取容易、实用性强，值得临床工作者不断探索发现更多可能性。

3 超声弹性成像技术

近年来，超声弹性成像技术在临床上得到广泛应用。目前，常用的弹性成像技术包括应变弹性成像（strain elastography，SE）和剪切波弹性成像（shear wave elastography，SWE）[17]。弹性成像技术从宫颈的组织学特性上着手评估宫颈的质地，提供具体的量化指标，更好地避免诊断的主观性。

3.1 SE SE通过施加压力使组织发生形变，通过应变率比值对宫颈组织进行半定量分析，质硬的组织应变小；反之应变大。区别于传统的SE，不再采用人为手动加压，而是通过子宫动脉搏动的触发检测宫颈质地变化[18]。使外在施加的力变得可控，减少SE评估早产的异质性，准确性更高。组织的应变程度通过颜色变化表示，红色表示应变大，组织最软，蓝色表示应变小，组织最硬，绿色居中。宫颈应变程度越大，宫颈质地越软，发生早产的概率越高[19]。此外，Gesthuysen等[20]基于弹性成像应变模式评分评估孕妇自发性早产发生的潜在概率，通过对比宫颈与子宫肌层硬度，根据应变率比值将宫颈组织半定量分为0、1、2的评分模式，发现2分发生早产的概率是0分的7倍（95%CI1.852～27.751），而1分与早产呈弱相关性，这种半定量的评分模式预测早产敏感度较高，其曲线下面积为0.805 9，但还需要其他不同模式下的评估方法辅助减少1分边缘模式的发生。

3.2 SWE SWE利用声波穿透组织声速的快慢反映组织的硬度。作为一种新型的超声检查技术，SWE已在肝脏、甲状腺、乳腺、肌骨等方面展开大量研究。相关研究[21]证实，与正常妊娠女性相比，早产患者的弹性模量值降低，宫颈质地较软且不均匀。这也从病因学上验证了这一机制，早产是子宫颈发生一系列宫颈重塑的过程，其最早的表现是宫颈软化。Wang等[22]纳入1 488名孕妇进行荟萃分析，发现SWE预测早产的敏感度为0.84（95%CI0.68～0.93）、特异度为0.82（95%CI0.63～0.93），诊断比值比为25（95%CI7～93），SROC曲线下面积为0.90。李菁华等[23]通过对比孕期（20～24周）与非孕期女性的宫颈弹性参数值，选取宫颈内口、宫颈管周边以及宫颈外口3个感兴趣区对比发现，宫颈内口组织变化与早产密切相关，与Fruscalzo等[24]的观点一致，该研究纳入333例18～22周低风险、无症状的妊娠期女性发现，宫颈内口预测早产的敏感度、特异度、阴性预测值、阳性预测值分别为85.7%、97.6%、78.3%、81.1%。Agarwal等[25]发现，宫颈组织学改变早于宫颈形态学改变，因此应用SWE不仅可以将评估早产风险的时间大幅度提前，而且可以提高早期宫颈形态无明显变化女性的诊断准确度。靳艳慧等[26]通过对比84例紧急宫颈环扎术后指出，预防性宫颈环扎术已广泛应用于临床，宫颈功能不全的女性最适宜行宫颈环扎术的时间窗为12～14周，与紧急环扎术相比，预防性环扎术安全性更高，后续发生感染的概率大幅度降低。李小娟等[27]证实，早孕期行宫颈环扎术安全有效，且早期环扎可以准确地将缝线扎于宫颈内口水平，更符合人体的生理结构，环扎成功率达100%。但临床上判断是否进行干预往往依靠既往中晚期流产史及Bishop评分，不仅带有一定的主观性，而且难以对初产妇进行判断。

SWE为早期诊断早产提供了更多的可能性，对临床干预时机的选择具有至关重要的作用。但SWE也存在局限性，不仅缺少多中心、大样本研究进一步验证，而且不同设备、不同探头的弹性模量值差异较大，无法直接借鉴已有的参考值作为评估早产的标准。

4 多种超声技术联合评估早产

尽管目前早产尚未统一诊断标准，但超声可通过各参数的对比研究，对早产的发生进行高风险提示。苏巧斌等[28]认为，单独应用SWE或CL预测早产均有一定的局限性，无法为临床工作的开展做出准确评估，但两者联合可使预测的敏感度由50%提高至87.50%，可筛查出更多有早产潜在风险的妊娠期女性。同时，也有学者将CL与UCA联合应用预测早产，联合参数较单一参数的敏感度和特异度均显著提高。总之，利用多个参数、不同模式下联合评估早产，不仅可以监测宫颈的宏观改变，也可以关注宫颈的细微变化。

目前，Helmi等[29]提出应用人工智能提取宫颈纹理特征评估早产的潜在风险。定量特征分析是指通过提取超声图像特征（如形态、长度、质地等）进行多维度定量分析以预测胎龄和早产。已有研究证实[30]，宫颈纹理分析可以单独预测早产，通过纳入不同的微观信息制成质量图，结合CL预测早产的曲线下面积为0.767，此项测试在类似的低脉冲重复频率下提高了CL的检出率。与单独使用CL相比，早产<37周的检测率从13.0%增至30.4%，早产<34周的检测率从14.3%增至42.9%。此外，Pachtman等[31]发现，采用矩阵模型计算一种新的定量标志物可以反映宫颈胶原纤维相对组织的宫颈异质性指数（heterogeneity，HI），HI<8.5为最佳截断值，其敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为61.9%、71.5%、45.6%、82.9%，曲线下面积为0.72。HI每增加5个单位，发生早产的风险降低54.2%，HI可以反映宫颈内部不同组织的含量及类型，检测宫颈异常重塑以达到预测早产的效果。采用不同的人工智能技术，可以从不同角度反映宫颈特性，除可以提取宫颈可视化的特征外，还可以提取宫颈组织成分等人眼无法发现的信息，此技术很好地利用了常规超声和弹性成像的优势，可有效规避单一指标的局限性及超声医师的主观性，使评估更准确、客观。