超声联合剪切波弹性成像评估妊娠期宫颈并预测早产的价值

苏巧斌，吴秀琴，何韶铮，苏珊珊，吕国荣,3*

1.福建医科大学附属第二医院超声科，福建泉州 362000；2.福建医科大学附属闽东医院超声科，福建福安 355000；3.泉州医学高等专科学校母婴健康服务应用技术协同创新中心，福建泉州 362000； *通讯作者 吕国荣 lgr_feus@sina.com

早产是产科最常见的严重妊娠并发症，全世界每年死于早产及其并发症的新生儿约有100 万，是围生儿患病和死亡的首要原因[1]。目前尚无治疗早产并发症的有效方法，95%的早产儿无法用目前的治疗方法得到治愈，因此防治早产、降低早产儿出生率对指导临床工作有重要意义。本研究拟应用实时剪切波弹性成像（shear wave elastography，SWE）检测宫颈弹性模量值，建立孕20～35 周的宫颈正常弹性模量值，并联合宫颈长度对早产进行预测。

1 资料与方法

1.1 研究对象 前瞻性、连续性地收集2019年4月—2020年1月在福建医科大学附属第二医院行常规产检的孕20～35 周孕妇，记录孕妇年龄、宫颈手术史、孕产史、有无妊娠合并症、临床症状、烟酒嗜好、体重指数等。行经阴道超声检查，测量宫颈长度及弹性模量值。纳入标准：①初产妇；②骨盆径线正常；③单胎、头位。排除标准：①经产妇；②骨盆径线异常；③多胎，胎位为横位、臀位；④宫颈功能不全；⑤有宫颈手术史。随访妊娠结局，分娩孕周由末次月经和孕早期超声检查联合确定。分娩时间以临床病历记录时间为准。根据《早产临床诊断与治疗指南》[2]，将研究对象分为早产组和足月产组。共纳入212例孕妇，其中早产组40例，足月产组172例，基线资料见表1。

表1 足月产组与早产组孕妇的临床基线资料比较

1.2 仪器与方法 采用声科Supersonic Imagine Aix-Plorer型彩色多普勒超声诊断仪，SE12-3 腔内探头，频率3～12 MHz。受检者排尿后取膀胱截石位，首先进行常规阴道超声扫查，排除宫颈明显占位病变，重复测量宫颈长度3 次，取最小值[3]。图像稳定后启动SWE，二维及弹性图像同时显示，设定弹性成像采样区域（ROI），包络整个宫颈，彩色量程图标的单位为kPa，量程设置为0～150 kPa。在无胎动时嘱孕妇屏气，待图像稳定3～5 s 后冻结图像，Q-BOX 直径统一设为5 mm，测量位置为距宫颈外口5～10 mm、15～20 mm处，前后壁各两点，定义为前壁下点、前壁上点、后壁下点、后壁上点（图1），每个点重复测量3 次，记录各点平均值及总平均值。测量时尽量避开宫颈囊肿，减少其对剪切波速度的影响。选取30名孕妇，由2名具有产前诊断资质的医师采用双盲法分别进行检测，医师1 测量宫颈长度及宫颈弹性模量值2 次，医师2测量1 次，对所获得的数据进行重复性分析。

1.3 统计学方法 采用SPSS 22.0 软件，正态分布的计量资料以±s表示。非正态分布的计量资料用M（Q1，Q3）表示，经Z 分数转换消除不同孕周的影响后再进行Mann-WhitneyU检验。宫颈长度及弹性模量值与孕周的关系采用线性回归分析。对同一医师和2位不同医师各测量结果的重复性采用组内相关系数（ICC）。绘制受试者工作特征（ROC）曲线，计算预测早产的最佳宫颈长度及弹性模量值的截断值，采用χ2检验比较联合2个指标对早产的预测作用。

2 结果

2.1 宫颈弹性模量值及长度值与孕周的关系 宫颈前壁上点及下点、后壁上点及下点弹性模量值及总平均值均随孕周增加呈降低趋势（r2=0.854、0.421、0.370、0.305、0.600，P均<0.001）；宫颈长度随孕周呈缩短趋势（r2=0.811，P<0.001）。宫颈前壁上点弹性模量值与孕周的关系最密切，172例20～35 孕周宫颈前壁上点弹性模量值及宫颈长度正常参考值见表2。

表2 172例20～35 孕周孕妇前宫颈壁上点弹性模量值及长度正常参考值（ ±s）

表2 172例20～35 孕周孕妇前宫颈壁上点弹性模量值及长度正常参考值（ ±s）

孕周例数宫颈弹性模量值（kPa）宫颈长度（mm）20 周 7 21.4±1.4 37.9±1.1 36.3±1.0 22 周 6 15.8±2.2 34.8±1.1 21 周9 16.7±1.6 34.3±1.1 24 周 9 15.9±2.3 33.5±2.3 23 周5 18.0±0.9 31.1±1.2 26 周 9 16.1±1.3 30.5±1.5 25 周18 17.3±1.5 29.0±0.5 28 周 5 12.0±0.6 28.4±5.8 27 周5 12.7±0.5 28.1±3.9 30 周 11 10.0±0.8 27.6±2.3 29 周10 11.1±1.3 25.0±1.5 32 周 8 8.9±1.0 25.2±3.0 31 周20 9.6±1.9 23.6±2.8 34 周 19 6.8±1.0 23.8±2.3 33 周16 8.9±0.8 35 周15 5.8±1.3 22.3±1.2

2.2 信度分析 同一医师/2位不同医师测量宫颈长度及宫颈弹性模量值的重复性分析，同一医师测量宫颈长度和宫颈弹性模量值的重复性较好（ICC=0.991、0.982，95%CI分别为0.989～0.992、0.978～0.984）；2位不同医师测量宫颈长度和宫颈弹性模量值的重复性较好（ICC=0.976、0.969，95%CI分别为0.972～0.989、0.964～0.974）。

2.3 足月产组与早产组孕妇宫颈长度、宫颈弹性模量值比较 早产组宫颈长度及宫颈前壁上点、后壁上点弹性模量值均较足月产组低，差异有统计学意义（P<0.05）；两组宫颈前壁下点、后壁下点及总平均弹性模量值差异无统计学意义（P>0.05）。足月产组与早产组宫颈长度及宫颈弹性模量值比较见表3和图2。

图2 经阴道超声SWE 模式测量宫颈弹性模量值。女，32岁，孕28 周，宫颈前壁上点弹性模量值为12.4 kPa，妊娠结局为38 周5 天足月产（A）；女，29岁，孕28 周，宫颈前壁上点弹性模量值为5.6 kPa，妊娠结局为30 周2 天早产（B）

表3 足月产组与早产组孕妇宫颈长度、宫颈弹性模量值比较[M（Q1，Q3）]

2.4 诊断效能比较 宫颈长度、宫颈弹性模量值及两者联合预测早产的效能见表4。宫颈长度与宫颈弹性模量值单独预测早产差异无统计学意义（P>0.05），而宫颈弹性模量值联合宫颈长度预测早产的敏感度明显高于两者单独预测早产的敏感度（χ2=13.091，P<0.001）。

表4 宫颈长度、宫颈弹性模量值及其联合预测早产的效能

3 讨论

既往研究表明宫颈弹性成像应变率的变化对预测早产有一定的价值[4]，但该施加多少压力并无标准，而且压力无法准确控制，会对检查结果的准确性造成影响。本研究应用SWE 评估宫颈弹性模量值，可以定量评价宫颈组织，且非人工依赖，也不需要周围参照组织，更适合于评估妊娠期宫颈弹性模量值的变化。SWE 采用马赫圆锥脉冲激励超声系统，通过测量局部组织的剪切波速度，剪切波在硬的组织中传播速度快，在软的组织中传播速度慢，实现了组织弹性模量值的推测，目前已用于乳腺、肝脏、肌肉、神经等人体软组织研究[5-8]。国外已将SWE 应用于妊娠期宫颈的研究[9-10]，国内仅应用于定量评价正常宫颈及宫颈病变的研究[11-12]。因此，本研究建立的20～35 孕周宫颈弹性模量值可作为国人的正常参考值。

妊娠期宫颈成熟是一个复杂的过程，包括结构的改变和生物化学的改变。本研究结果显示，宫颈弹性模量值随着孕周增加而变小，这主要是由于胶原纤维是维持宫颈机械性能的主要力量，在宫颈成熟的过程中，胶原纤维的排列方向发生改变，从直的纤维变得卷曲呈波状，纤维也变得越来越厚，胶原纤维之间的毛孔变得更大、进而分离，早产的发生与这些结构的过早重塑有关。

目前研究尚未确立宫颈弹性模量值测量的位置。Hernandez-Andrade 等[9]对比宫颈长度缩短与宫颈长度正常组孕妇的宫颈弹性模量值并探讨其与早产的关系时，采取横切宫颈，取中点位置；Ono 等[10]研究妊娠期宫颈弹性模量值变化时选用前壁分别距宫颈外口5～10 mm、15～20 mm 的位置。本研究认为宫颈外口水平贴近探头，容易受到探头压力的影响，而宫颈内口水平因为贴近胎儿容易受到胎动的影响，故选取既未贴近探头又未靠近胎头的位置。由于剪切波对胎儿是否会造成影响尚不清楚，故取中间点位置更妥当。尽管目前鲜有文献提出SWE 对胎儿安全的数据，但根据已有文献资料，SWE 的热力学指标仅比常规超声成像中记录的参数略高，并不超出安全限制[13]。另外，本研究采用经阴道超声检测宫颈，可以清晰地显示宫颈内外口，测量的宫颈长度更加准确、客观，是目前公认的检测宫颈的最佳检查途径。

Ono 等[10]的研究结果表明宫颈前壁上点弹性模量值与孕周的相关度最高，本研究结果与之一致。由于本研究还与宫颈后壁进行对比，故结论更有说服力。由于平滑肌细胞分布在宫颈不同区域的数量并不相同，内部宫颈胶原网较外部宫颈更为致密，故弹性模量值沿宫颈外口到内口递增，宫颈上点的弹性模量值较下点高。

本研究将宫颈弹性模量值及宫颈长度独立预测及两者联合预测分别比较发现，单独应用宫颈弹性模量值或宫颈长度预测早产的敏感度相当，但两者联合则可使预测的敏感度提高至87.50%，可筛查出更多的可疑早产孕妇，其原因主要是宫颈的成熟度不仅与宫颈长度有关，还与宫颈本身的组织学特性有关，传统超声与SWE 联合，在测量宫颈长度的基础上，还可客观评估宫颈的力学性能。既往研究将宫颈长度用于评估孕妇的早产风险，认为宫颈长度可以反映宫颈的成熟度，宫颈长度越短，发生早产的风险越高。目前研究和常规产科实践仍然将宫颈长度<25 mm 作为标准判断是否具有早产风险，但对于宫颈长度>25 mm 孕妇的早产发生率却被低估，限制了宫颈长度在预测早产中的应用[14]。因此，需结合宫颈长度及宫颈弹性模量值以提高预测早产的灵敏度。

本研究的局限性：本研究为单中心研究，病例数偏少，需要多中心、大样本研究进一步验证本研究所建立的20～35 孕周宫颈弹性模量值及宫颈长度的正常参考值范围以及选取的预测早产截断值。另外，目前宫颈弹性模量值的测量点选取的位置尚未统一，所以本研究结果中宫颈前壁上点的弹性模量值与孕周关系最密切这一结论有待进一步验证。

总之，常规二维超声及SWE 分别测量宫颈长度及宫颈弹性模量值对预测早产均有一定的价值，两者联合预测早产的效能优于两者独立预测，且简单易操作，值得进一步研究和推广。