基于经会阴多模态超声的女性压力性尿失禁模型的构建与预测价值

郭二芳1 冯 蕾2 石超会1 林伟群1 李 宁1 张树华1

1.华北理工大学附属医院超声科,河北唐山 063000;2.解放军总医院第四医学中心超声科,北京 100142

[摘要] 目的 基于经会阴多模态超声构建女性压力性尿失禁(SUI)的预测模型并评估其预测价值。方法 选取2020 年9 月至2022 年9 月华北理工大学附属医院收治144 例女性SUI 患者为SUI 组,同期92 名健康体检女性为对照组。分析女性SUI 发生的影响因素,评估经会阴多模态超声指标对女性SUI 发生的预测价值。结果 SUI组年龄高于非SUI 组,差异有统计学意义(P<0.05)。SUI 组膀胱颈下移距离、膀胱颈位置移动度、膀胱尿道后角(PUA)、肛提裂孔面积(LHA)、静息状态下耻骨直肠肌杨氏模量值(E1)高于非SUI 组,最大缩肛状态下耻骨直肠肌杨氏模量值(E3)、最大缩肛状态下与静息状态下耻骨直肠肌杨氏模量值之差(ΔE)低于非SUI 组,差异有统计学意义(P<0.05)。PUA、LHA、E1、E3、ΔE 是女性SUI 发生的影响因素(P<0.05),预测模型方程为:Logit(P)=0.151×PUA+0.602×LHA+0.814×E1-0.154×E3-0.147×ΔE-57.031。预测模型预测女性SUI 发生的曲线下面积高于PUA、LHA、E1、E3、ΔE 单独预测。结论 经会阴多模态超声可以清晰、直观地反映女性SUI 患者盆底结构的解剖及功能变化;预测模型的预测价值更高。

[关键词] 经会阴多模态超声;压力性尿失禁;肛提裂孔

女性压力性尿失禁(stress urinary incontinence,SUI)是临床常见的盆底支持系统损伤,尽管对患者生命不产生直接威胁,但对生活质量、身体心理健康和社会生活产生了深远的影响,还会给社会带来医疗经济负担[1-2]。Chen 等[3]研究显示,盆底二维、三维超声可以作为女性SUI 的筛查方法,但不能全面客观地反映盆底结构及功能的变化。Koo 等[4]研究显示,剪切波弹性成像(shear wave elastography,SWE)是一种稳健的肌肉弹性检测方法,能够用于肌肉力量的定量测量。SWE 能够弥补目前二维、三维盆底超声无法直接评估盆底肌肉生物力学特征的缺陷,提供更为客观和全面的影像依据。本研究使用二维、三维超声联合盆底SWE 超声技术分析SUI 女性盆底结构及功能的改变,建立多模态预测模型,评估其预测价值,同时确立SUI 的多模态超声诊断参数和阈值,为临床提供新的诊断思路,同时为临床早期全面评估女性SUI 盆底解剖功能改变提供影像学依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2020 年9 月至2022 年9 月华北理工大学附属医院收治的144 例女性SUI 患者为SUI 组,同期92 名健康体检女性为对照组。纳入标准:①符合《女性压力性尿失禁的诊断及治疗指南(2017)》[5]相关标准;②腹压增加时出现漏尿现象;③膀胱抬举试验阳性;④尿动力学检测符合SUI。排除标准:①有盆腔巨大肿物;②近期接受激素类药物治疗;③有盆腹腔手术史;④存在神经系统病变。本研究经华北理工大学附属医院伦理委员会批准(20230228003)。

1.2 研究方法

1.2.1 仪器 选用美国GE 公司的Voluson E10 型超声图像诊断仪(三维容积探头,频率为1~7 MHz),法国声科Aixplorer 型超声图像诊断仪(SC6-1 探头,频率为1~6 MHz)。

1.2.2 检查方法 嘱受检者检查前适量充盈(容量<50 ml)膀胱并排空直肠,取截石位,将无菌隔离膜包裹涂有耦合剂的探头,置于耻骨联合下缘,受检者分别于静息状态、有效Valsalva 动作(嘱患者做屏气动作加大腹压,持续时间≥6 s,留取图像观察到盆底脏器向后下方位移,肛提肌裂孔明显增大)及最大缩肛状态[图像观察到盆腔脏器向头腹侧位移,收缩的耻骨直肠肌(puborectal,PR)变短、变厚,持续时间≥5 s]下采集图像。二维图像取正中矢状切面,使耻骨联合、膀胱、尿道、阴道等显示清晰,测量膀胱颈下移距离(YΔ)、膀胱颈位置移动度(bladder neck descent,BND)、膀胱尿道后角(posterior urethrovesical angle,PUA);开启3D图像模式,采集标准肛提肌裂孔(levator hiatal,LH)切面,并对肛提裂孔面积(levator hiatal area,LHA)进行测量。

SWE 成像PR 杨氏模量值检测:盆底左右两侧旁矢状切面,PR 显示清晰,切换至SWE 成像模式,设置180 kPa 为最大量程,在静息及最大缩肛状态下分别测量PR 杨氏模量值(E1、E3)。所有检查操作及数据收集由同一医师按标准完成,取3 次测量结果的平均值作为最终值。

各参数定义如下:YΔ=Y1-/+Y2,Y1、Y2 分别为静息及最大Valsalva 动作下膀胱颈在Y 轴方向下移距离(同侧相减,异侧相加)。BND:静息与最大Valsalva 动作下膀胱颈位置连线的长度。PUA:最大Valsalva 动作下,膀胱后壁切线与近端尿道中轴线的夹角。LHA:取Valsalva 状态下肛提肌裂孔切面图像,沿着PR 和耻骨联合内侧缘描绘,自动生成。E1:静息状态下,直径为5 mm 圆形弹性取样框置于PR 前部,自动测得PR杨氏模量值。E3:缩肛动作下,直径为5 mm 圆形弹性取样框置于PR 前部,自动测得PR 杨氏模量值。ΔE:缩肛动作下与静息状态下PR 杨氏模量值之差即ΔE=E3-E1

1.3 统计学方法

采用SPSS 26.0 统计学软件进行数据分析。符合正态分布的计量资料用均数±标准差()表示,比较采用t 检验;不符合正态分布的计量资料采用中位数(M)和四分位数(P25,P75)表示,比较采用秩和检验。女性SUI 发生的影响因素采用logistic 回归分析。绘制受试者操作特征(receiver operator characteristic,ROC)曲线,评估经会阴多模态超声指标对女性SUI发生的预测价值。以P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组一般资料比较

两组体重指数、孕次、产次比较,差异无统计学意义(P>0.05);SUI 组年龄高于非SUI 组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 两组一般资料比较

注SUI:压力性尿失禁。

2.2 两组超声参数比较

SUI 组YΔ、BND、PUA、LHA、E1 高于非SUI 组,E3、ΔE低于非SUI 组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 两组超声参数比较(

注SUI:压力性尿失禁;YΔ:膀胱颈下移距离;BND:膀胱颈位置移动度;PUA:膀胱尿道后角;LHA:肛提裂孔面积;E1:静息状态下耻骨直肠肌杨氏模量值;E3:最大缩肛状态下耻骨直肠肌杨氏模量值;ΔE:缩肛动作下与静息状态下耻骨直肠肌杨氏模量值之差。

2.3 女性SUI 发生的影响因素分析

多重共线性分析结果显示,年龄、PUA、LHA、E1、E3、ΔE 不存在严重共线性,进入后续研究;以女性SUI发生情况为因变量(是=1,否=0),年龄、PUA、LHA、E1、E3、ΔE 为自变量(均为连续变量)进行logistic 回归分析。结果显示,PUA、LHA、E1、E3、ΔE 是女性SUI 发生的影响因素(P<0.05),预测模型方程为:Logit(P)=0.151×PUA+0.602×LHA+0.814×E1-0.154×E3-0.147×ΔE-57.031。见表3~4。

表3 女性SUI 影响因素的多重共线性诊断分析

注SUI:压力性尿失禁;YΔ:膀胱颈下移距离;BND:膀胱颈位置移动度;PUA:膀胱尿道后角;LHA:肛提裂孔面积;E1:静息状态下耻骨直肠肌杨氏模量值;E3:最大缩肛状态下耻骨直肠肌杨氏模量值;ΔE:缩肛动作下与静息状态下耻骨直肠肌杨氏模量值之差。

表4 女性SUI 发生的影响因素

注SUI:压力性尿失禁;PUA:膀胱尿道后角;LHA:肛提裂孔面积;E1:静息状态下耻骨直肠肌杨氏模量值;E3:最大缩肛状态下耻骨直肠肌杨氏模量值;ΔE:缩肛动作下与静息状态下耻骨直肠肌杨氏模量值之差。

2.4 经会阴多模态超声指标对女性SUI 发生的预测价值

预测模型预测女性SUI 发生的曲线下面积(area under the curve,AUC)高于PUA、LHA、E1、E3、ΔE 单独预测。见图4、表5。

表5 经会阴多模态超声指标对女性SUI 发生的预测价值

注SUI:压力性尿失禁;PUA:膀胱尿道后角;LHA:肛提裂孔面积;E1:静息状态下PR 杨氏模量值;E3:最大缩肛状态下PR 杨氏模量值;ΔE:缩肛动作下与静息状态下PR 杨氏模量值之差;AUC:曲线下面积。

3 讨论

女性SUI 主要源于膀胱颈及尿道的盆底支持结构(包括盆底筋膜、韧带等组织等)遭受破坏而薄弱,导致尿道活动度增加,当腹压上升时,膀胱压力无法有效传递至尿道,导致膀胱内部压力大于尿道,从而导致疾病的发生[6-7]。此类人群如若未能尽早诊断且得不到合理治疗,会使其遭受会阴部湿疹等生理不适,还会严重影响其社交和心理健康。选择合适的诊断方式评价盆底解剖功能变化在指导后续治疗上有重大意义。

图1 经会阴多模态超声指标预测女性SUI 发生的ROC 曲线

SUI:压力性尿失禁;PUA:膀胱尿道后角;LHA:肛提裂孔面积;E1:静息状态下PR 杨氏模量值;E3:最大缩肛状态下PR 杨氏模量值;ΔE:缩肛动作下与静息状态下PR 杨氏模量值之差。

本研究结果显示,SUI 组年龄大于对照组,提示女性SUI 的发生率随着年龄的增长而增加。SUI 是一个与年龄相关的健康问题,这与Li 等[8]研究结果一致。究其原因可能是随着年龄的增长,女性雌激素水平快速下降,盆底组织内的静脉变细导致血供减少,使得盆底肌肉组织中弹性纤维和胶原含量降低,尿道括约肌中的肌纤维水平下降,尿道和周围盆底肌群萎缩,导致SUI 的发生[9]

盆底超声具备实时动态、多角度、非侵入性等特点,二维超声图像可清晰观察女性SUI 在各种状态下尿道及膀胱解剖结构的变化[10-11]。本研究结果显示,SUI 组YΔ、BND、PUA 大于对照组,与相关研究结果一致[12-14]。提示SUI 女性的盆底整体结构支持力相对较弱,其膀胱颈及近端尿道具有更高活动性。即使膀胱逼尿肌无明显的过度活动,有些盆底功能障碍患者也会在腹压增大时出现SUI,给生活带来严重影响[15]

盆底三维超声可反映肛提肌不同状态下的解剖结构及功能情况,获得高质量的影像图像,为临床诊断提供了直观、清晰的图像依据,其结果准确性接近MRI[16]。本研究结果显示,SUI 组LHA 大于对照组。可能是因为肛提肌是盆底肌群的关键部分,不只提供了维持尿道位置的解剖支持,腹压加大时迅速收缩加速尿道闭合,在控尿中发挥重要的作用[17]。当肛提肌逐渐退变和损伤时,可能会使肛提肌裂孔收缩和舒张功能失衡,导致肛提肌裂孔发生变化[18-19]。LHA 反映了肛提肌的收缩性能,LHA 随着肛提肌收缩性能下降而增加,盆底的支撑力随着肛提肌收缩性能的下降而减弱,从而引发SUI。

SWE 具有无损伤、易操作的优点,可实时、动态地呈现组织内生物力学数据信息,同时可进行定量测量,因此在临床得到广泛应用[20]。研究显示,肌肉硬度与其收缩力呈正相关,SWE 以组织的杨氏模量值评估组织硬度,杨氏模量值的增加意味着组织硬度也相应增加[21]。本研究结果显示,SUI 组E1 高于非SUI 组,提示SUI 女性肛提肌的内部组成变化或已改变,使得肌肉僵硬程度增加。本研究结果显示,SUI 组E3 低于非SUI 组,提示SUI 女性肛提肌的被动拉伸性能相比正常女性有所下降[22]

有学者应用单一超声技术诊断指标及多超声指标联合对SUI 进行诊断,但结论并不统一,可能与样本量的选择、操作手法等有关系[23-25]。本研究结果显示,预测模型预测女性SUI 发生的AUC 高于PUA、LHA、E1、E3、ΔE 单独预测。同时也证实,多模态超声技术比单一超声技术能更全面地评估女性盆底结构和功能的变化。

综上所述,本研究通过多模态超声定量评估SUI女性盆底结构及功能的变化,发现SUI 女性盆底结构松弛程度更为明显;在SUI 诊断方面,预测模型表现出更高的灵敏度及特异度,证实预测模型在SUI 诊断方面的优越性。但本研究存在一定的局限性:①样本量较小,未对不同程度女性SUI 盆底结构及功能的变化进行逐层研究;②研究纳入临床资料相对不足,未纳入其他可能与SUI 相关的临床资料如激素水平、肛提肌撕裂与否等。未来将增加样本量及相关临床资料以进一步分析。

利益冲突声明:本文所有作者均声明不存在利益冲突。

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Model construction and predictive value of female stress urinary incontinence based on transperineal multimodal ultrasound

GUO Erfang1 FENG Lei2 SHI Chaohui1 LIN Weiqun1 LI Ning1 ZHANG Shuhua1

1.Department of Ultrasound,North China University of Science and Technology Affiliated Hospital,Hebei Province,Tangshan 063000,China;2.Department of Ultrasound,the Fourth Medical Center of the Chinese People’s Liberation Army General Hospital,Beijing 100142,China

[Abstract] Objective To construct predictive model of female stress urinary incontinence (SUI) based on transperineal multimodal ultrasound,and to evaluate its predictive value.Methods A total of 144 female patients with SUI admitted to North China University of Science and Technology Affiliated Hospital from September 2020 to September 2022 as SUI group,and 92 healthy women underwent physical examination during the same period as non-SUI group.The influencing factors for occurrence of female SUI were analyzed,the predictive value of transperineal multimodal ultrasound indexes for the occurrence of female SUI were assessed.Results The age of SUI group was higher than that of non-SUI group,the difference was statistically significant (P<0.05).The bladder neck downward distance,bladder neck descent,posterior urethrovesical angle (PUA),levator hiatal area (LHA),and the puborectal Young’s modulus value at rest (E1) of SUI group were higher than those of non-SUI group,and the puborectal Young’s modulus value at maximal retraction (E3),and the difference of puborectal Young’s modulus value at maximal retraction and at rest (ΔE)were lower than those of non-SUI group,the differences were statistically significant (P<0.05).PUA,LHA,E1,E3,ΔE were the influencing factors for occurrence of female SUI (P<0.05),and the prediction model equation was as follows:Logit(P)=0.151×PUA+0.602×LHA+0.814×E1-0.154×E3-0.147×ΔE-57.031.The area under the curve predicted by the prediction model was higher than that predicted by PUA,LHA,E1,E3,and ΔE alone.Conclusion Transperineal multimodal ultrasound can clearly and intuitively reflect the anatomical and functional changes of pelvic floor structures in female patients with SUI;the predictive value of the predictive model is higher.

[key words] Transperineal multimodal ultrasound;Stress urinary incontinence;Levator hiatal

[中图分类号] R445.1

[文献标识码] A

[文章编号] 1673-7210(2024)07(a)-0150-05

DOI:10.20047/j.issn1673-7210.2024.19.29

[基金项目] 河北省医学科学研究课题(20231265)。

[作者简介] 郭二芳(1987-),女,硕士;研究方向:盆底超声。

[通讯作者] 张树华(1973-),男,硕士,主任医师;研究方向:妇产及介入超声。

(收稿日期:2024-04-26)