MRI盆底三维重建的方法及意义

　　盆底3D/4D超声虽价格相对低廉、易于获得，但对软组织分辨率有限，诊断结果受操作者影响极大。MRI有着极好的软组织分辨率，基于MRI的盆底三维重建技术可将盆底三维可视化，对理解复杂的盆底结构有重要帮助。

　　三维重建理论最初来源于计算机领域，随着计算机技术的不断发展，对三维重建的研究越来越多。医学三维重建技术涉及到医学影像学、计算机图像处理、生物医学工程等多项技术,是目前的研究热点,在术前诊断、模拟仿真、解剖教学等方面都有重要应用。MRI盆底三维重建是基于图像序列的三维重建技术，是医学三维重建的一个分支，它可以简单理解为通过若干幅连续的盆底MRI二维图像，借助一定的技术手段，获得人体器官三维图像。它在技术上要求熟练掌握盆底解剖及三维重建软件的使用。2000年，Fielding等基于MRI数据首次构建出健康女性肛提肌三维模型并进行了相关测量。随后，国外利用MRI三维模型了解肛提肌的形态、缺损的相关研究较多，但罕见会阴小肌群的三维研究。2012年，国外首次报道利用MRI数据构建主骶韧带数字化三维模型。而国内对盆底的MRI研究起步相对较晚，2009年才陆续进行肛提肌及主骶韧带的三维研究。但截至目前，国内外对女性盆底仍集中在正、盆腔器官脱垂（pelvic organ prolapse，POP ）及产后妇女的静态MRI三维研究，动态三维研究极少，且几乎未见妊娠晚期、广泛性全子宫切除术后的盆底MRI研究。

　　笔者自2009起摸索利用MRI数据进行人体器官三维重建，2012年在国内外首次通过Mimics10.01三维重建软件，基于MRI数据重建出完整的会阴小肌群。2013年又率先重建出MRI完整骨盆，对肛提肌及主骶韧带的研究亦处于领先水平。近年，笔者对不同状态的女性盆底进行研究，包括足月单胎妊娠晚期、广泛性全子宫切除术后、POP患者，发现MRI三维重建不仅可静态了解女性盆底情况，还可对其进行应力状态的评估与分析，协助诊断静息未能发现的盆底异常，并量化盆底运动。下面将从以下几个方面阐述MRI盆底三维重建。

　　2.1 MRI盆底三维重建的方法 考虑静息与屏气用力状态的盆底结构有不同表现，在POP患者差别最大，故应进行静态和动态MRI的综合评估，以全面显示盆底情况。进行MRI盆底三维重建，首先需患者行常规MRI检查时加扫特定序列，静态时采用FSE-T2WI轴位薄层扫描，动态采用Fiesta,SSTSE,True-Fisp等快速序列扫描。然后将所获得图像全部保存为Dicom格式，再通过如Mimics,Amira,3D Slicer等任一款软件进行三维重建。目前，盆底MRI三维重建主要根据二维断层图像的解剖结构进行手动分割，最后运算得到相应结构的三维图像，包括骨盆、盆腔器官、盆底肌肉、韧带等。重建时有以下难点：⑴骨盆在MRI上呈低信号,与周围软组织对比度相对较差，部分骨皮质未能完整显示，三维重建时有边缘缺损等问题。⑵POP女性脱垂远端解剖界限识别困难，三维重建难度大。⑶动态MRI需嘱患者屏气向下用力，正屏气时间极短（20 s左右），而既往静态三维重建序列扫描约需10 min，如何进行屏气时的三维重建是点。

　　笔者经验总结如下：⑴MRI骨盆重建时采用图形处理工具中的扩展工具（Dilate），将骨盆信号扩大1个单位，以补充丢失的骨皮质信号。⑵脱垂远端重建时，使用MedCAD工具，选择点（point）对脱垂最远端进行标记，再选择线（line）对前后边界进行标记，重建方向从上到下，一直勾画到横断面上不再出现标记为止。⑶检查前应反复训练患者屏气用力（valsalva动作），确保患者良好配合。⑷患者动态MRI（屏气用力时）应选择扫描速度极快的动态序列，嘱患者屏气向下用力达最大程度时保持住，扫描范围尾侧包括会阴，头侧包括耻骨联合、坐骨棘、膀胱颈、宫颈内口、肛直肠连接处等重要解剖标志的情况下，尽量缩小扫描范围，稍微增大层厚及层间距（层厚≤4 mm，层间距≤1 mm）。

　　2.2 MRI盆底三维重建的意义 临床上对POP的诊断常通过盆腔器官脱垂定量分期（pelvic organ prolapse quantification ,POP-Q）。然而，POP-Q只能判断脱垂程度，不能反映脱垂的具体部位及盆底支持结构异常，亦不能评价患者是否合并肠疝或腹膜疝。经会阴3D/4D超声价格相对较低，易于获得，也可通过三维成像模式对肛提肌裂孔进行观察及测量。但超声对软组织分辨率有限，难以识别肛提肌的具体组成部分，无法显示支持韧带。同时，经会阴3D/4D超声不确定因素多，不同人研究结果差异较大，测量指标极多但无的标准值，对临床参考价值有限。

　　MRI有绝佳的软组织分辨率、无电离辐射、可同时观察盆腔器官及盆底支持结构，但MRI二维图像只能在某个横断、矢状或冠状面上对盆底进行观察，较为片面，不能完整观察。

　　随着医学影像学与计算机三维重建技术相结合，将复杂难懂的MRI二维图像重建为易于观察和理解的三维模型。结合笔者经验认为，基于MRI的盆底三维重建技术可对骨盆、盆腔器官、盆腔动静脉、盆底肌肉、韧带等一系列盆腔结构进行三维重建，解决了二维断层图像难以理解、二维测量点选择受限、单一层面评估等问题，方便临床医生观察和理解。但对于盆底筋膜，目前在MRI上未找到良好的显示方法，尚不能直接进行三维重建。

　　3.1 静态数据的三维重建 正常盆底静态MRI三维重建研究较多，主要集中在肛提肌及主骶韧带的三维研究上，但对于会阴小肌群，肛提肌具体组成的三维重建研究极少。笔者自2012年起对年轻未育女性（22±2）岁盆底进行研究。体会如下：肛提肌可细分为耻骨尾骨肌、耻骨直肠肌、髂骨尾骨肌，耻骨尾骨肌还可再细分为耻骨肌、耻骨会阴肌、耻骨肌；年轻未育女性肛提肌测量正常参数范围：肛提肌体积(34±6)cm³，肛提肌板角度(43±4)°，肛提肌裂孔横径(33±4)mm，肛提肌裂孔前后径(54±5)mm，左侧肛提肌耻骨联合间隙为(18.8±2.5)mm，右侧肛提肌耻骨联合间隙为(18.3±2.5)mm；外扩约肌亦可进行三维重建，对观察产后外括约肌损伤，评估其损伤部位、程度等有重要帮助。

　　3.2 动态数据的三维重建 动态MRI的定义目前尚未标准化，它可以指在静息、缩肛、屏气用力（Valsalva动作）、排便期对盆底进行扫描成像,也可以仅指静息和屏气用力时对盆底进行扫描成像，研究以后者居多。近年来，动态MRI二维研究日益增多，但基于动态MRI的三维研究极少。笔者考虑有以下原因：⑴动态MRI需嘱患者屏气向下用力，但正屏气时间极短，平均约20 s，而既往报道的静态MRI三维重建序列约10 min，不适合动态MRI三维重建；⑵尽管目前已知的动态MRI二维研究序列较多，如True-FISP、HASTE、FIESTA、SS-TSE，但总结已报道的文献发现，二维扫描层厚多为6～7 mm，或扫描过程不连续，或层厚小但层间距极大，难以进行三维重建。

　　2010年，Delmas等率先对3例健康青年女性肛提肌进行了动态、三维研究，发现屏气用力时髂尾肌向下向外移动。笔者自2014年起开始进行盆底动态MRI三维重建研究，发现中年已育无盆底功能障碍女性屏气用力时盆腔器官平均向下、向后移动约1 cm，屏气用力较静息肛提肌裂孔前后径、横径、肛提肌耻骨联合间隙左侧及右侧距离分别增大约5 mm，肛提肌板角度增大约6°，差异均有统计学意义，但变化幅度偏小。

　　4.1 妊娠对盆底的影响 众所周知，分娩是导致盆底损伤的重要因素。近年来有学者提出妊娠本身也是盆底损伤的因素。妊娠本身会损伤盆底结构，导致孕期压力性尿失禁的发生，有研究显示约50％的妊娠妇女有经历一过性尿失禁。但妊娠对盆腔器官及盆底支持结构具体产生何种影响，产后恢复情况如何，相关研究极少。笔者2014年开始对足月单胎妊娠晚期孕妇盆底进行MRI三维研究，发现妊娠晚期孕妇较年轻未育女性膀胱颈、宫颈、前后穹窿、肛直肠连接处在盆腔中的均明显下降，且孕妇组肛提肌裂孔横径、肛提肌裂孔前后径、耻骨直肠肌距耻骨联合下缘距离、肛提肌板角度均明显增大，肛提肌体积明显变小，说明妊娠本身就会对盆底造成损伤。紧接着又对妊娠晚期、分娩后6～8周、分娩后8～10月的盆底情况进行比较研究，初步发现妊娠晚期观察到的肛提肌损伤，无高危因素分娩后6～8周仍然存在，部分产妇产后8～10个月肛提肌损伤持续存在，未能恢复。

　　4.2 广泛性全子宫切除术对盆底的影响 广泛性全子宫切除术（radicalhysterectomy，RH）了膀胱隔及直肠隔，造成膀胱后方和直肠前方的支持减弱；切除主、骶韧带，顶端的悬吊支持消失；同时了膀胱和直肠的侧方支持。但RH术后盆腔器官和盆底支持结构的究竟发生了怎样的三维改变，国内外尚未见相关研究。笔者自2015年起开始进行RH术后盆底变化的MRI三维研究，初步体会如下：RH术后患者肛提肌变薄、肛提肌与闭孔内肌筋膜间隙增宽，尿道中段与耻骨后间隙距离增大，动态MRI屏气用力时RH术后肛提肌板角度、肛提肌裂孔以及膀胱颈、宫颈、肛直肠连接处距PCL线距离均较静息改变更明显。

　　4.3.1 静态MRI盆底三维重建 POP是最常见的盆底功能障碍性疾病，其盆底可出现不同程度的异常。2010年，黄惠娟等研究POP患者的形态，POP组横截面面积、体积均大于对照组,且60%患者形态不规则,说明MRI盆底三维重建是观察POP形态的有效方法。2016年，雷玲等探讨子宫脱垂患者盆底MRI三维影像特征，发现H线、M线、G1角、G2角可衡量盆腔器官脱垂的程度。MRI薄层成像还可三维研究POP患者子宫主骶韧带，发现POP患者的主骶韧带起止点存在变异。笔者也对静息时POP患者盆底进行了较多研究，发现POP患者盆腔器官形态较正明显改变，肛提肌起始处在耻骨联合下缘附着处信号缺失，肛提肌裂孔横径、肛提肌裂孔前后径、肛提肌起始处距耻骨联合下缘距离、肛提肌板角度均较正明显增大，肛提肌体积略变小。

　　4.3.2 动态MRI盆底三维重建 动态MRI可在一次检查中进行静息和屏气用力状态评估，在盆底应力状态下的三维重建可体现POP患者的最大脱垂程度，可发现静息时未观察到的潜在异常。2012年，Larson等对前壁进行了三维、动态分析，了膀胱膨出旁缺陷和增宽的。同年Luo等对后壁脱垂进行了三维、动态分析，发现后壁脱垂患者的后壁前突与折叠状改变。2014年，Luo等又对主、骶韧带进行了三维、动态分析，发现屏气用力时POP组主韧带明显伸长，骶韧带倾斜角度明显增大。但尚未见POP患者盆腔器官及肛提肌动态MRI三维变化的相关研究。

　　笔者2014年起开始进行POP患者动态MRI三维重建研究，首次重建出POP患者盆腔器官及肛提肌动态MRI三维模型。进一步分析动态MRI三维模型后，有以会：⑴动态MRI可重建最大脱垂程度的盆腔器官及肛提肌，且可判断是否合并肠疝，但由于POP患者屏气用力时器官脱出口，为扫描脱垂远端同时扫描时间不明显增加，头侧扫描范围需相应减少，仅能重建部分骨盆。⑵为满足扫描时间不超过患者屏气极限，动态MRI的扫描层厚大于静息，仅能重建大块肌肉如肛提肌，会阴小肌肉难以重建。⑶POP患者静动态盆腔器官下移度与临床脱垂程度有关（平均下移度约3 cm），子宫、直肠后移度与中年已育者相当（约1 cm），膀胱脱垂为主时膀胱前移。⑷屏气用力时POP患者肛提肌裂孔前后径、横径、肛提肌起始处至耻骨联合下缘距离、肛提肌板角度明显增大，肛提肌前斜并向后下移。综上，笔者POP患者行静动态MRI综合评估。

　　综上，笔者认为MRI盆底三维重建可对年轻未育、足月单胎妊娠晚期、广泛性全子宫切除术后、POP等不同状态的盆底进行有效评估，包括静息与动态。但盆底筋膜在MRI上难以显示，目前尚不能直接进行三维重建。

　　来源：、唐连等，MRI盆底三维重建的方法及意义[J]，中国实用妇科与产科，2017，33(10)：1014-1018.

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