断层影像解剖
基于静动态磁共振成像比较正常青年男女盆底解剖结构及功能特征的差异
中国临床解剖学杂志, 2023,41(2) : 143-149. DOI: 10.13418/j.issn.1001-165x.2023.2.05
摘要
目的

利用静动态盆底磁共振成像技术比较正常青年男女盆底解剖结构及功能特征的差异。

方法

前瞻性收集健康青年志愿者男性60例,女性60例,使用3.0T MRI扫描仪行静态动态盆底MRI扫描。在静态及动态最大力排相矢状位T2WI图像上测量H线、M线、膀胱颈(bladder neck, BN)到耻骨尾骨线(pubococcygeal line,PCL)线的垂直距离(BN-PCL)、子宫(uterus)到PCL线的垂直距离(U-PCL)、肛管直肠角、肛提肌板角、耻骨前列腺角,并计算上述参数静动态差值;在静态横轴位T2WI图像上测量耻骨直肠肌厚度和髂尾肌厚度。比较各参数两组间差异。

结果

正常青年男性静态M线长度、静态及动态最大力排相BN-PCL线长度明显大于女性(P<0.05);男性髂尾肌厚度明显大于女性(P<0.05);女性H线、BN-PCL线静动态差值明显大于男性(P<0.05)。

结论

静动态盆底MRI发现男性和女性肛直肠交界处、膀胱颈位置及盆底支持结构存在差异,提示临床医生利用磁共振技术评估盆底解剖结构及功能时应关注性别、个体差异,以提高盆底功能障碍性疾病的有效治愈率。

引用本文: 赵志恒, 吴玥, 张静, 等.  基于静动态磁共振成像比较正常青年男女盆底解剖结构及功能特征的差异 [J] . 中国临床解剖学杂志, 2023, 41(2) : 143-149. DOI: 10.13418/j.issn.1001-165x.2023.2.05.
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盆底解剖结构非常复杂,支撑着泌尿、生殖、消化等系统在内的多个组织器官,提供静息张力并控制尿道和肛门括约肌等盆底肌群[1]。盆底功能障碍性疾病(pelvic floor dysfunction,PFD)是指一组由于盆底韧带、筋膜和肌肉等支持结构损伤、退化或功能缺陷所致的疾病。目前对于盆底肌肉损伤的各种类型和肌肉功能障碍的发病机制尚未完全阐明[2]。MRI技术可以清晰地显示盆底肌肉及周围组织,是用于评估盆底解剖结构及功能最有效且最重要的影像学方法,近年来动态盆底磁共振成像已广泛应用于临床,可辅助诊断PFD[3,4]。由于男女盆底解剖结构及病因存在差异,女性PFD的患病率明显高于男性,关于疾病的病理生理学机制、诊疗方案等研究也多基于女性患者,少有关注男性盆底解剖结构以及性别因素对PFD诊疗结果的影响。本研究利用静动态MRI技术评估正常青年男女盆底解剖结构,分析MRI参数特征及性别差异,为临床准确评估病情及制定诊疗方案提供更为可靠的依据。

1 资料及方法
1.1 研究对象

收集本院2021年1月至2021年12月健康青年志愿者120例,其中男性60例,年龄18~30岁,平均年龄24.50(24.00~25.75)岁,BMI(23.70±3.03)kg/m2;女性60例,年龄18~27岁,平均年龄24.00(24.00~25.00)岁,BMI(20.65±3.27)kg/m2。排除标准:既往有生育史、盆底功能障碍性疾病史、盆腔手术史、合并糖尿病等影响盆底神经肌肉功能的神经源性疾病、幽闭恐惧症及其他MRI检查禁忌症(心起搏器、胰岛素泵、铁磁性设备植入术后、不能配合完成检查者等)。本研究经过郑州大学第一附属医院伦理委员会审核批准,批准文号2021-KY-0133-002,所有受试者签署知情同意书。

1.2 研究方法
1.2.1 MRI检查

使用德国西门子公司Skyra 3.0T MR扫描仪,受检者取仰卧位,头先进入,18通道相控阵腹部线圈接收信号,进行盆腔静动态MRI扫描。序列及参数:(1)静态扫描:采用快速自旋回波(TSE)序列分别进行横轴位、矢状位及冠状位T2WI高分辨扫描。扫描参数:TR 2200 ms,TE 86 ms,层厚3 mm,层间距0.6 mm,FOV 240 mm×240 mm,矩阵384×256。(2)动态扫描:采用半傅里叶采集单次激发快速自旋回波(HASTE)序列行正中矢状位扫描。扫描参数:TR 2000 ms,TE 197 ms,FOV 280 mm×280 mm,矩阵320×288,层厚12 mm,层数1,扫描时间40 s。嘱受检者在1次扫描时间内反复做Valsalva动作(屏气状态下增大腹压用力排空膀胱和直肠),共获得20个期相动态图像,重复扫描该序列3次,以获取膀胱颈下降最大(动态最大力排相)的图像数据。

1.3 MRI参数测量

MRI参数由1名阅片经验丰富的磁共振科医生和1名在读研究生分别测量完成,最终测量值取二者平均值。测量项目及方法如下。

(1) H线(H Line):正中矢状位T2WI图像上耻骨联合下缘到肛管直肠交界处后壁的距离,表示肛提肌裂隙的前后径(图1a~d)。

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图1
正常青年男女静动态盆底MRI径线测量示意图
Fig.1
Static and dynamic radial line measurement of pelvic floor in normal male and female
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ab:男性,28岁,静态H线约48.20 mm,M线约17.41 mm,BN-PCL线约22.88 mm,动态最大力排相H线增加至约54.66 mm,M线增加至约32.22 mm,BN-PCL线减小至约6.66 mm  cd:女性,26岁,静态H线约41.23 mm,M线约13.11 mm,BN-PCL线约19.90 mm,U-PCL线约22.73 mm,动态最大力排相H线增加至约48.49 mm,M线增加至约21.71 mm,BN-PCL线减小至约10.26 mm, U-PCL线减小至PCL线以下约3.10 mm。

a, b Male, 28 years old, static H line was about 48.20mm, M line was about 17.41mm, BN-PCL line was about 22.88 mm, dynamic maximum force phase H line increased to about 54.66mm, M line increased to about 32.22 mm BN-PCL line decreased to about 6.66mm. c, d Female, 26 years old, static H line was about 41.23 mm, M line was about 13.11 mm, BN-PCL line was about 19.90mm, U-PCL line was about 22.73 mm, dynamic maximum force phase H line increased to about 48.49mm, M line increased to about 21.71 mm, BN-PCL line decreased to about 10.26mm, U-PCL line decreased to about 3.1 mm below the PCL line.

图1
正常青年男女静动态盆底MRI径线测量示意图
Fig.1
Static and dynamic radial line measurement of pelvic floor in normal male and female

(2) M线(M Line):肛管直肠交界处到耻骨尾骨线(pubococcygeal line,PCL)的垂直距离,表示肛提肌裂隙的下降程度(图1a~d)。

(3)膀胱颈(bladder neck,BN)到PCL线的垂直距离(BN-PCL)(图1a~d)。

(4)子宫(uterus,U)到PCL线的垂直距离(U-PCL)(图1c图1d)。

(5)肛管直肠角(anorectal angle,ARA):正中矢状位T2WI图像上直肠后壁与肛管轴线的夹角(图2a图2b图2e图2f)。

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图2
正常青年男女静动态肛管直肠角、肛提肌板角测量示意图
Fig.2
Static and dynamic measurement of ARA, LPA in normal male and female
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a~d:男性,28岁,静态ARA约103.58°,LPA约30.28°,动态最大力排相ARA增加至约111.35°,LPA增加至约55.35°  e~h:女性,26岁,静态ARA约92.55°,LPA约22.21°,动态最大力排相ARA增加至约107.38°,LPA增加至约52.61°。

a-d: Male, 28 years old, static ARA was about 103.58°, LPA was about 30.28°, dynamic maximum force phase ARA increased to about 111.35 °, LPA increased to about 55.35 °; e-h: Female, 26 years old, static ARA was about 92.55 °, LPA was about 22.21 °, dynamic maximum force phase ARA increased to about 107.38 °, LPA increased to about 52.61 °.

图2
正常青年男女静动态肛管直肠角、肛提肌板角测量示意图
Fig.2
Static and dynamic measurement of ARA, LPA in normal male and female

(6)肛提肌板角(levator plate angle,LPA):正中矢状位T2WI图像上肛提肌板与水平线的夹角(图2c图2d图2g图2h)。

(7)耻骨前列腺角(puboprostatic angle,PPA):正中矢状位T2WI图像上耻骨联合与膀胱颈轴线之间的夹角(图3a图3b)。

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图3
正常青年男性静动态耻骨前列腺角测量示意图
Fig. 3
Static and dynamic measurement of PPA in normal male and female
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ab:男性,28岁,静态PPA约55.16°,动态最大力排相PPA增加至约67.24°

a, b: Male, 28 years old, static PPA was about 55.16°, dynamic maximum force phase PPA increased to about 67.24 °

图3
正常青年男性静动态耻骨前列腺角测量示意图
Fig. 3
Static and dynamic measurement of PPA in normal male and female

(8)耻骨直肠肌厚度(puborectal muscle thickness,PRM thickness):横轴位T2WI图像上PRM显示为经耻骨联合下缘水平肛管直肠交接处后方相对较厚的"U"形肌肉,最宽处内侧缘至外侧缘垂直走行长轴的距离即为PRM厚度(图4a图4c)。

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图4
正常青年男女静态耻骨直肠肌、髂尾肌厚度测量示意图
Fig.4
Static measurement of PRM, ICM in normal male and female
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ab:男性,25岁,横轴位T2WI图像上显示双侧PRM走行对称,信号均匀,左侧厚约5.59 mm,右侧厚约6.27 mm;冠状位T2WI图像上显示双侧ICM走行对称,信号均匀,左侧厚约4.52 mm,右侧厚约4.95 mm  cd:女性,24岁,横轴位T2WI图像上显示双侧PRM走行对称,信号均匀,左侧厚约7.47 mm,右侧厚约5.89 mm;冠状位T2WI图像上显示双侧ICM走行对称,信号均匀,左侧厚约5.57 mm,右侧厚约4.68 mm

a, b: Male, 25 years old, axial T2WI image showed bilateral PRM with symmetrical walking and uniform signal, with thickness of about 5.59 mm on the left and about 6.27mm on the right; coronal T2WI image showed bilateral ICM with symmetrical walking and uniform signal, with thickness of about 4.52mm on the left and 4.95mm on the right; c, d: Female, 24 years old, axial T2WI images showed bilateral PRM with symmetrical walking and uniform signal, with thickness of 7.47 mm on the left and about 5.89mm on the right; coronal T2WI image showed bilateral ICM with symmetrical walking and uniform signal, with thickness of about 5.57mm on the left and 4.68mm on the right.

图4
正常青年男女静态耻骨直肠肌、髂尾肌厚度测量示意图
Fig.4
Static measurement of PRM, ICM in normal male and female

(9)髂尾肌(iliococcygeal muscle thickness,ICM thickness)厚度:冠状位T2WI图像上ICM起自肛提肌腱弓,并向上凸起呈穹窿状,止于坐骨棘水平,肌肉最宽处上缘至下缘垂直走行的距离即为ICM厚度(图4b图4d)。

1.3 统计学方法

利用SPSS 26.0统计软件进行数据分析与处理。符合正态分布和方差齐性的计量资料以均数±标准差(±s)表示,使用两独立样本t检验;符合正态分布但方差不齐的计量资料使用两独立样本t’检验;不符合正态分布和方差齐性的计量资料以中位数和四位数间距M(P25~P75)表示,使用Wilcoxon秩和检验。P< 0.05表示差异有统计学意义。

2 结果
2.1 临床资料

正常青年男女两组的年龄差异无统计学意义(P >0.05),BMI差异有统计学意义(P<0.05)。详见表1

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表1

正常青年男女临床资料[±s,或M(P25~P75)]

Tab. 1

Comparison of clinical data of normal young male and female [Mean±SD, or M(P25-P75)]

表1

正常青年男女临床资料[±s,或M(P25~P75)]

Tab. 1

Comparison of clinical data of normal young male and female [Mean±SD, or M(P25-P75)]

 正常青年男性组Group of normal young male正常青年女性组Group of normal young femalet/ZP
年龄/Age(year)24.50(24.00~25.75)24.00(24.00~25.00)-1.4070.159
BMI(kg/m223.69±3.0320.65±3.272.8400.008*

*P<0.05

2.2 静动态盆底MRI相关参数

正常青年男性静态M线长度、静态及动态最大力排相BN-PCL线长度明显大于女性(P<0.05);男性髂尾肌厚度明显大于与女性(P<0.05);两组静态及动态最大力排相ARA、LPA值差异无统计学意义(P> 0.05);耻骨直肠肌厚度差异无统计学意义(P>0.05);比较静动态各参数差值,女性H线、BN-PCL线静动态差值明显大于男性(P<0.05)。另将两组动态最大力排相ARA值减小的数值除外,结果详见表2

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表2

静态及动态最大力排相正常青年男女盆底磁共振参数[±s,或M(P25~P75)]

Tab. 2

Static and dynamic maximum force phase pelvic floor magnetic resonance parameters of normal young men and women [Mean±SD, or M(P25-P75)]

表2

静态及动态最大力排相正常青年男女盆底磁共振参数[±s,或M(P25~P75)]

Tab. 2

Static and dynamic maximum force phase pelvic floor magnetic resonance parameters of normal young men and women [Mean±SD, or M(P25-P75)]

参数/Parameter正常青年男性组Group of normal young male正常青年女性组Group of normal young femalet/ZP
H线(mm)H Line(mm)    
静态/Static state46.50±6.2745.27±7.500.5270.602
动态最大力排相/Dynamic maximum force phase49.76±7.1252.00±7.25-0.9100.421
静动态差值/Difference value3.27±4.056.73±5.39-2.1680.037*
M线(mm)M Line(mm)    
静态/Static state13.94±2.6711.01±3.842.6650.012*
动态最大力排相/Dynamic maximum force phase19.80±6.8321.84±7.96-0.8140.421
静动态差值/Difference value5.86±6.9110.83±7.86-1.9850.055
BN-PCL(mm)    
静态/Static state25.04±5.5219.61±2.963.7400.001*
动态最大力排相/Dynamic maximum force phase16.56±6.874.30±10.643.8930.01*
静动态差值/Difference value8.48±7.3415.31±10.19-2.3080.027*
U-PCL(mm)    
静态/Static stateNA19.38±4.50  
动态最大力排相/Dynamic maximum force phaseNA3.12±10.46  
静动态差值/Difference valueNA16.26±10.80  
ARA(°)    
静态/Static state107.72(98.01~112.41)110.42(105.01~116.88)-1.6820.093
动态最大力排相/Dynamic maximum force phase115.25±10.27119.80±12.72-1.2260.228
静动态差值/Difference value4.96(1.94~12.77)9.39(5.37~16.12)-1.4680.142
LPA(°)    
静态/Static state25.11±7.0822.70±7.260.9870.331
动态最大力排相/Dynamic maximum force phase37.65±11.8340.81±11.45-0.7920.434
静动态差值/Difference value12.54±13.5718.11±11.46-1.2820.209
PPA(°)    
静态/Static state48.43±7.72NA  
动态最大力排相/Dynamic maximum force phase60.16±11.00NA  
静动态差值/Difference value11.73±9.54NA  
PRM厚度(mm)PRM thickness(mm)6.05±1.826.35±1.41-0.5260.602
ICM厚度(mm)ICM thickness(mm)5.21±1.154.46±0.872.1170.042*

*P<0.05;NA indicated Not Applicable

3 讨论

随着社会老龄化的加剧,PFD患病率逐渐上升,国内流行病学调查显示中国城市地区女性盆腔器官脱垂的患病率接近10%,且与年龄呈正相关[5],严重影响患者的日常工作、性生活、社会交流活动等。目前PFD主要采取盆底肌肉锻炼或手术修补、悬吊固定等治疗手段,但治疗效果不理想,Schiano等[6]研究发现随着术后时间的延长,患者疗效逐渐下降,提议术前应联合泌尿外科、妇产科、肛肠外科和影像科等多学科综合评估,提高有效治愈率。磁共振成像已被证明在明确女性PFD的病因方面有实用价值,然而使用MRI评估男性PFD,目前尚无有效的指南[7]。因此建立盆底结构整体观、充分了解患者治疗前盆底解剖结构、关注性别及个体差异对预后的影响极其重要。

本研究发现正常青年男女静态及动态最大力排相H线长度差异不明显,但女性H线增大较男性明显,概与男女盆腔解剖差异有关,不同于男性盆腔的两腔结构,女性盆腔主要分为3个腔室,容纳膀胱、子宫及肛管直肠等器官[1,8],增大腹压时盆底支持结构所承受的压力更大,因此女性更易发生盆底松弛或盆腔器官脱垂;本研究还观察到部分志愿者静态或/和动态最大力排相H线长度稍超出正常范围(男性2例,女性3例),这与Goh等[9]研究结果相仿,尽管他们未出现明显临床症状,根据分级标准可认定为轻度松弛,因此利用静动态MRI能够较为敏锐地检测出盆腔支持结构薄弱,也提示临床医生评估PFD患者时应将临床症状与影像学检查相结合,关注无症状患者,必要时及早给予干预措施。

既往研究中指出正常成年男女静态M线长度分别约13.57 mm、11.7 mm[10,11],与本研究测量结果相仿,同时发现男性静态M线长度明显大于女性,可能与纳入研究的男性志愿者BMI较大有关,也有研究指出男性骨盆较女性更窄更深[12],可能导致男性静态肛管直肠交界处位置较低。Goh等[9]研究认为最大应力状态时男女肛管直肠交界处下降不存在统计学差异,本研究与之保持一致,并发现女性动态最大力排相时肛管直肠交界处下降较男性明显,推测女性更易出现盆底松弛或器官脱垂。本研究还发现部分志愿者最大力排相时M线大于2 cm(男性6例,女性5例),根据分级标准可认定为轻度盆底松弛,然而有研究认为M线大于2.5 cm更具有临床指导意义[9],这也意味着评估后盆腔下降的分级标准有待商榷。

膀胱颈活动度增加被认为是女性压力性尿失禁的重要危险因素之一,Horosz等[13]研究发现尿失禁患者的膀胱颈位置更低,最大Valsalva动作时膀胱颈活动度明显增大。本研究发现静态及动态最大力排相男性BN-PCL值均显著大于女性,与Goh等[9]研究结果相符,概与男女前盆腔的解剖结构不同有关,即男性前列腺的存在使膀胱颈位于PCL线以上更高的位置;本研究还发现最大力排相时女性BN-PCL静动态差值大于男性,Narita等[14]研究发现相比于仰卧位,直立位时膀胱颈位置更低,且这一差异在女性志愿者表现更为明显,从而认为女性盆底活动度更大,因此推测女性由于先天解剖结构的劣势更易患压力性尿失禁。

盆底肌肉是盆底支持结构的主要组成部分,其中肛提肌作用尤为重要,包括耻骨直肠肌、髂尾肌和耻尾肌[15],然而近期有研究指出耻骨直肠肌不属于肛提肌[16]。髂尾肌主要功能是封闭盆腔和支撑盆腔器官,耻骨直肠肌则主要起控制排便、排尿和支撑内脏器官的作用[17]。本研究发现男性髂尾肌厚度明显大于女性,而耻骨直肠肌厚度差异无统计学意义。Li等[18]研究发现肛提肌和耻骨直肠肌相互拮抗,排便过程中随着腹内压增大,肛提肌被动收缩,PRM松弛使ARA变钝增大,利于粪便顺利排出,因此本研究推测女性更易出现功能性便秘[19]可能与肛提肌存在的性别差异有关。

ARA是肛直肠排便控制机制的结构因素之一,主要受PRM牵拉发生改变,通常静态时约108~127°,动态力排期增大约15~20°,上述参考值已应用于临床诊断中[15,20]。本研究中正常青年男女静态ARA值分别约107.72°、110.42°,然而近期有研究发现ARA值偏小[21,22],本研究也发现男性ARA值小于低限。还观察到男性静动态ARA值均稍小于女性,与Goh等[9]研究保持一致。此外本研究中正常青年男女ARA的静动态差值较小,同赵亚婧等[23]研究中健康对照组力排相ARA值变化范围较为相仿。因此进一步研究应扩大样本量及年龄范围,更准确地界定正常成人男性和女性ARA值的参考范围。另外本研究发现部分志愿者最大力排相时ARA值存在无变化甚至减小的情况(男性5例,女性5例),可能与耻骨直肠肌反常收缩、肛门括约肌复合体松弛不全有关[16]

LPA可作为评估盆底松弛的指标,Ozasa等[24]研究发现正常女性静态或动态最大力排相肛提肌板走行与PCL线基本平行或尾端轻度下降,LPA明显增大可提示肛提肌后部肌肉支撑力量薄弱。本研究发现正常青年男女静态及动态最大力排相LPA值差异无统计学意义,但女性LPA静动态差值稍大于男性,推测女性肛提肌力量较男性薄弱从而更易出现盆底松弛。

耻骨前列腺角是目前评估盆底解剖及功能的男性特有指标,正常男性排尿包括5个阶段:盆底松弛、膀胱颈下降、耻骨前列腺角增大、前列腺收缩、排尿[1]。Hocaoglu等[25]研究显示正常男性排尿前即静态PPA约33.9°,排尿末即动态最大力排相PPA约56.8°,与本研究结果相仿;并观察到排尿障碍的患者行Valsalva动作时该角度无明显增大,证实男性排尿时前列腺围绕耻骨联合旋转使得PPA值增大是正常排尿的必需阶段。因此观察PPA变化情况可为临床明确排尿障碍性疾病的病因、治疗前评估排尿功能提供良好的影像学依据。

本研究具有一定的局限性,首先样本量较少,为能够更准确界定盆底MRI常用测量径线的参考值范围需收集更多数据;其次,本研究仅纳入正常青年男女志愿者,而临床绝大多数PDF见于老年人群,因此日后研究应扩大年龄范围,观察不同年龄段的无症状人群的盆底解剖结构及功能特征,关注性别及年龄因素的影响,为临床诊断PDF提供更准确的客观依据。

综上所述,动静态磁共振成像技术能够较好地显示盆底解剖结构及功能,其应用价值已得到临床医生的广泛认可;男性静态肛管直肠交界位置较低、静动态膀胱颈位置较高及髂尾肌厚度大于女性,而动态最大力排相女性肛提肌裂隙前后径增宽、膀胱颈下降均较男性明显,因此临床医生在评估盆底解剖结构及功能时应特别关注性别、个体差异,减少低估或误诊发生率,从而降低术后复发风险。

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