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摘 要： 女性盆腔器官脫垂(pelvicorganprolapse，POP)是指因盆底支持結構的損傷或退化等原因造成盆底支持缺陷或松弛而使盆腔器官脫出于陰道內或陰道外，影響女性的生活質量。DeLancey[1]于1994年提出盆底支持結構三水平理論，宮骶韌帶是Ⅰ水平支持結構的重要組成成分
女性盆腔器官脫垂(pelvicorganprolapse，POP)是指因盆底支持結構的損傷或退化等原因造成盆底支持缺陷或松弛而使盆腔器官脫出于陰道內或陰道外，影響女性的生活質量。DeLancey[1]于1994年提出盆底支持結構三水平理論，宮骶韌帶是Ⅰ水平支持結構的重要組成成分，與POP關系密切。宮骶韌帶懸吊固定術是女性盆底重建的常用術式之一。磁共振成像(MRI)有對女性盆腔及盆底軟組織成像清晰的優點，有助于觀察宮骶韌帶。近年來，基于MRI二維平面圖像的三維重建模型研究與生物力學研究的運用進一步探索了宮骶韌帶在盆底支持結構中的作用及其在POP疾病發展機制中的作用。
1宮骶韌帶的MRI二維平面研究
1.1宮骶韌帶MRI成像特點MRI作為一種無創的影像學檢查方法，對軟組織分辨率高，可提供女性盆底支撐結構更全面、直觀的影像資料，為術前全面評估POP及術后隨訪提供更加客觀的依據。常用的宮骶韌帶MRI掃描序列為TSET2WI序列、質子密度加權自旋回波序列(protonspindensity)和T2FRFSE序列。宮骶韌帶呈腹背側走向，在MRI圖像上呈中等條帶狀信號，橫斷面上顯示最清晰[2]。在MRI二維平面圖像上可觀測宮骶韌帶的起點、止點、形狀、腹背側距離、厚度等形態學特征。
1.2宮骶韌帶MRI二維平面研究進展2004年國外學者Umek等[2]首次利用MRI對82名健康女性志愿者宮骶韌帶的起源點和插入點進行量化分析，結果顯示：健康女性中87%的宮骶韌帶可在MRI成像中辨認，33%的宮骶韌帶起源于子宮頸，63%的起源于子宮頸和陰道，4%的起源于陰道，這與尸體解剖的結果相符合;同時，他們觀測到82%的宮骶韌帶盆壁的止點為骶棘韌帶/尾骨肌復合體，11%止于梨狀肌、坐骨大孔區域或坐骨棘，僅7%的止點為骶骨，這有別于宮骶韌帶止于骶骨這一傳統觀點;此外，他們還發現健康女性宮骶韌帶的平均腹背距離為(21±8)mm，且50%的女性左側宮骶韌帶長度比右側短，這可能與腹腔左側乙狀結腸有關。2012年國內學者楊曉紅等[3]對10名無盆底功能障礙性疾病的健康女性宮骶韌帶MRI圖像進行觀察研究，發現有6名女性(60%)宮骶韌帶腹側末端連接為子宮頸和陰道、3名女性(30%)為子宮頸、1名女性(10%)為陰道頂端;有5名女性(50%)宮骶韌帶的止點為骶棘韌帶/尾骨肌復合體，2名女性(20%)為骶骨，3名女性(30%)為坐骨棘。其結果與Umek等[2]的研究相似，即宮骶韌帶的起點以子宮頸和陰道為主，止點以骶棘韌帶/尾骨肌復合體為主。但國內學者納入研究的樣本量太少，研究的代表性欠缺。
隨后國內學者進一步對POP患者的宮骶韌帶MRI成像進行分析。2013年謝冰等[4]對26例POP患者(以中重度為主)及4名非POP志愿者的宮骶韌帶進行形態學分析，發現POP患者宮骶韌帶起點仍是以子宮頸和陰道為主(左側46.2%，右側42.3%)，有近3成患者的起點在子宮頸(左側26.9%，右側30.8%)，26.9%的患者起點在陰道;POP患者宮骶韌帶的止點25例均止于骶棘韌帶/尾骨肌復合體(96.2%)，這個比例高于既往研究中健康女性宮骶韌帶50%～82%止點為骶棘韌帶/尾骨肌復合體的結果。她們的研究結果提示，POP組和非POP組骶韌帶位置差異有統計學意義(P=0.002)，但由于該研究中非POP志愿者納入例數僅4例，樣本量太少，仍需要納入更多的非POP例數進行比較才更有說服力。同時，她們還發現，與非POP志愿者相比，POP患者的宮骶韌帶整體下移，但厚度未改變，她們將陰道前壁脫垂分為輕度和重度進行比較，發現雙側宮骶韌帶區域的信號強度差異有統計學意義，提示MRI圖像宮骶韌帶區域的信號強度可能能夠提示陰道前壁脫垂患者宮骶韌帶的損傷程度。MRI圖像宮骶韌帶隱匿性損傷的觀察指標還需進一步探索。
MRI二維平面測量能提供宮骶韌帶的形態學信息，特別是提供在體狀態下的宮骶韌帶的形狀和走行信息，對宮骶韌帶的傳統解剖進行了補充。但宮骶韌帶是立體的，在橫截面二維圖像上觀察難免會丟失如宮骶韌帶的實際長度等部分真實信息。
2宮骶韌帶基于MRI圖像的三維模型研究
三維重建技術是利用計算機軟件將MRI的二維圖像實現立體化和可視化，能多角度進行觀察和測量，在女性盆底功能障礙疾病方面的研究意義重大。
Ramanah等[5]首先利用MRI數據對非POP女性的宮骶韌帶進行三維模型重建，展示了在體健康女性的宮骶韌帶的幾何特點：宮骶韌帶是腹-背側走向、宮骶韌帶與主韌帶在生殖道有共同的插入點。2013年Chen等[6]亦報道了利用MRI數據進行正常女性的主骶韌帶三維模型重建并進行形態學特點的精確測量，發現正常女性宮骶韌帶身體腹側-背側軸的角度為92.5°，平均長度為2.7cm。2014年Luo等[7]首次報道用動態MRI數據對宮骶韌帶進行三維重建模型研究，發現在最大Valsalva動作時，POP患者宮骶韌帶與健康女性相比無明顯增長;從靜息狀態到最大Valsalva動作時，POP患者宮骶韌帶的變化以韌帶傾斜角度變化為主，長度變化不明顯。
國內學者對宮骶韌帶的三維重建研究亦幾近同時發展。2014年黃璐等[8]首次研究主骶韌帶三維重建技術，成功構建正常健康女性的在體主韌帶及宮骶韌帶的數字化三維模型。2015年馬辛欣等[9]通過26例重度POP患者(陰道前壁及子宮脫垂為主)主韌帶和宮骶韌帶的MRI數據對其起止點形態學進行細化研究，發現左、右側主韌帶起點及左、右側宮骶韌帶起止點不完全對稱，但該研究未對不同類型與宮骶韌帶附著點位置的關系進行更深層次的研究。
基于MRI圖像的三維模型重建技術使宮骶韌帶立體化、可視化，并能觀察宮骶韌帶的立體幾何特征，如實際曲線長度、角度等，并且可以進一步觀察宮骶韌帶在盆底的空間位置，研究其與周圍臟器的關系。
3宮骶韌帶相關的POP生物力學研究
生物力學在女性盆底研究中的應用包括2種方法，一是對盆底組織進行離體或在體的生物力學試驗，二是利用有限元分析法對模型進行應力、應變分析。常用的參數包括應力、應變、剛度等。
3.1離體或在體生物力學實驗2012年Martins等[10]對15具非POP的女性尸體(冷藏保存未固定)的宮骶韌帶取材進行離體的單軸拉伸實驗，宮骶韌帶的剛度為14.1MPa(5.7～26.1MPa)，最大應力值為6.3MPa(2.2～11.9MPa)。剛度可以理解為一種材料抵抗彈性變形能力的量度，最大應力值是材料在破裂前所能承受的最大應力。Martins等[10]和Rivaux等[11]都發現宮骶韌帶的剛度強于圓韌帶。國內學者商曉等[12]在10具新鮮中國女性尸體模擬宮底韌帶懸吊術(USL)，運用拉伸測量系統對宮骶韌帶、子宮頸周圍環進行連續負荷加載并同步記錄載荷和位移參數，獲得宮骶韌帶、子宮頸周圍環的極限載荷值與剛度，兩者比較差異均無統計學意義，說明宮骶韌帶及子宮頸周圍環均有足夠的強度且不容易變形，這是國內首次獲得宮骶韌帶的在體生物力學數據。
但是離體實驗下韌帶組織不能完全反映在體的狀態，不能體現“盆底整體理論”，因而學者們又開始探討盆底組織在體生物力學試驗的研究方法。2013年美國學者Smith等[13]發明了一種用來測量在體子宮韌帶剛度的新技術，利用計算機控制的傳動裝置在手術室給17例麻醉狀態下的女性在體的子宮韌帶施加拉力，記錄子宮頸及支持韌帶的應力位移值，計算韌帶的剛度，結果發現POP-Q評分的C點與供應位置在最大力和靜息狀態下最相關，但只有19%POP-QC點的位置可以用韌帶剛度來解釋。2014年Luo等[14]運用Smith等的技術測量活體子宮懸吊組織(UST)包括主韌帶和宮骶韌帶的剛度、吸收的能量及隨時間的變化，成功獲得POP患者主骶韌帶在體時間依賴性材料特性數據，UST表現出粘彈性超彈性行為，其長度在最大力下延伸至其初始長度的2倍。隨后Swenson等[15]利用該技術研究有和無POP的患者子宮頸位置及頂端支持的剛度。研究分為3組：第一組為子宮頸支持正常和無陰道脫垂需行婦科手術的女性;第二組為子宮頸支持正常合并陰道前壁或后壁脫垂的患者;第三組為子宮脫垂(POP-Q評分C點>-5cm)合并陰道前壁或后壁脫垂的患者，研究方法同Smith等[13]和Luo等[14]研究，對子宮頸持續均勻施加1～18N的拉力，記錄術中子宮頸位置及頂端支持組織的剛性。研究發現50%第二組的患者和59%第三組的患者頂端支持異常，子宮脫垂合并陰道前壁或后壁脫垂的患者子宮頸位置下降程度最大。這說明主韌帶和宮骶韌帶只能解釋部分頂端支持脫垂。
傳統的生物力學實驗能獲取盆底支持結構生物力學的有效數據。但離體生物力學實驗多在尸體標本上進行，與活體宮骶韌帶的真實生物力學數值有差異，而在體的生物力學實驗實施有較大難度，且獲取無盆底功能障礙性疾病的盆底支持組織的活體數據更為困難。因此，新的在體活體研究技術——有限元仿真分析法將更具有臨床研究價值。
3.2有限元仿真分析法有限元仿真是研究生物力學常用的一種方法，其是一種計算機建模技術，用于解決研究對象幾何形狀、結構材料性質、加載負荷過程中的工程、數學和物理問題。目前有限元仿真已普遍運用于醫學研究當中，在婦產科學尤其適用于研究女性盆底生理和病理狀態下的生物力學，可模擬不同類型的POP類型，以反饋指導臨床治療。
基于MRI的三維重建模型是有限元分析法研究盆底支持結構生物力學的基礎，通過有限元方法賦予盆腔臟器、肌肉、結締組織生物學特性，有助于研究盆底功能障礙的發生機制。2009年Chen等[16]利用1例正常未育女性的動態MRI數據開發陰道前壁及其支持結構的三維計算機模型，模型內容包括陰道前壁、肛提肌、主韌帶和宮骶韌帶、盆筋膜腱弓、陰道旁組織和后室。在其關于頂端支持的研究中發現，在模擬最大Valsalva動作的腹內壓(168cmH2O)和肛提肌損傷程度60%、陰道旁組織正常的情況下，陰道前壁脫垂與主韌帶和宮骶韌帶有關，當主韌帶和宮骶韌帶的硬度減少80%時陰道前壁膨出增加33%。并且Chen等的模型發現頂端支持結構損傷比陰道旁缺損更影響膀胱膨出。這反映了宮骶韌帶在盆底支持結構的重要作用以及其如何參與盆底功能障礙疾病發展。國內外不少學者建立了女性盆底有限元仿真模型，涉及陰道前壁脫垂[17-18]、直腸膨出[18]等不同POP類型。
除了研究POP患者宮骶韌帶的生物力學外，還有學者研究妊娠和分娩對宮骶韌帶的生物力學作用。Lepage等[19]通過MRI建立了一個未育足月妊娠的盆底有限元模型，模擬分娩過程中不同胎頭大小對宮骶韌帶的影響，發現胎頭越大宮骶韌帶的形變越大。JeanDitGautier等[20]研究不同孕周(孕16、32、38周)和產后(產后2個月和1年)宮骶韌帶的長度變化和恥骨直腸肌的厚度變化，并同步利用數據建立有限元模型模擬妊娠子宮對照研究兩者的變化。通過MRI發現隨著孕周增加，宮骶韌帶變長，產后2個月和1年長度變短，但仍未能恢復到孕16周的水平。但是有限元仿真分析并沒有得到相似的結果，隨著子宮重量增加，宮骶韌帶并沒有像MRI觀測到的臨床結果一樣有明顯增加，這表明妊娠期間宮骶韌帶長度增加并不只是子宮重量增加的原因，還有其他因素影響。這是首次報道妊娠期間宮骶韌帶的變化，但是該模型欠缺妊娠前宮骶韌帶的數據。
綜上所述，MRI和三維重建技術、生物力學實驗、有限元仿真分析法為研究宮骶韌帶的特性及其在女性POP的發生機制提供了有力的手段。——論文作者：梁詩琪，陳春林，劉萍
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