女性盆腔脏器脱垂(female pelvic organ prolapse, FPOP)是指盆腔器官和与其相邻的阴道壁突入阴道或从阴道脱出,是一种常见的影响中老年妇女生活质量的盆底功能障碍性疾病。女性盆底是由封闭骨盆出口的多层肌肉和筋膜组成,有尿道、阴道和直肠贯穿其中。盆底肌、筋膜、韧带等组织构成了复杂的盆底支持系统,其互相作用和支持,承托并维持子宫、膀胱和直肠等盆腔脏器时刻保持正常位置。其中,盆底肌起着主要的主动支持作用,但由于其位置较深,结构及功能复杂,长期以来人们对其解剖关系缺乏深入了解,导致临床上无法直接判断其有无损伤及损伤程度,需要借助影像学图像来对其进行评估。磁共振成像(MRI)具有软组织分辨力高、多方位成像等优点,是目前评价盆底结构的最佳影像学检查方法。尽管二维MRI能反映肛提肌的各个组成部分及解剖形态,对肛提肌参数进行径线形态测量,但不能直观有效地反映盆底肌群的起止点、走形、形态、空间毗邻关系等与盆底重建手术相关的解剖信息。有研究报道手术疗效与术前肛提肌裂孔增大以及肛提肌撕裂有关,但由于术前缺乏对肛提肌直观、有效的评估,术者只能根据既往的临床经验决定手术入路和手术方式,对于手术术后的疗效、并发症等因素只能进行大概的判断；同时,二维图像由于角度和层厚等影响,不同测量者之间的测量误差可达16%。由此可见,如果术前对盆底肌群有无损伤以及损伤的部位和程度有直观和较精准的判断,那么术前就可设计有针对性的手术方案,术中也可根据实际情况进行个体化修补。近年来,以影像学为基础的数字化三维技术的出现为临床疾病的诊治提供了新的思路。三维模型具有二维图像不可比拟的优势,其后处理、多方位多角度观察的优点能充分模拟患者手术时的体位,空间选取测量点较二维直观,可减少二维测量的误差。目前已在骨科、肝胆外科、心外科等多个临床专科中得到了应用,显示出良好的临床价值和应用前景。利用该技术将MRI二维图像数据集转换为三维立体模型,可以非常形象的整体显示整个盆腔的解剖结构,既能发挥二维MRI软组织辨识度高的优势,又能解决上述因在二维图像的层厚和角度造成的测量误差的问题。构建女性盆底肌肉三维模型不仅能够提供生动的解剖教学模型,还能为临床盆底个体化的重建手术提供指导,并帮助临床医生在术前了解与手术疗效密切相关的盆底肌肉及其相关结构的位置、形态并进行指标量化,为评估手术疗效、术后并发症提供客观的科学依据。因此本研究的目的在于运用MRI数据构建女性盆腔三维模型,包括盆底肌群、骨盆、以及盆腔脏器(子宫、阴道、膀胱、尿道及直肠和肛门),并通过对模型的分析以及与其功能相关的参数测量来对盆底情况做出评估。研究分三部分进行：第一部分建立健康青年未育且无POP症状者女性盆底肌群MRI数字化三维模型,探讨测量方法,得到未育青年女性的盆底正常参数；第二部分,以已育中年无POP症状女性为研究对象,在第一部分方法基础上,研究年龄、分娩和身体体重指数(BMI)对盆底结构产生的影响变化；第三部分,分析POP女性盆底肌群和脏器在三维结构上发生的变化。第一部分 健康青年未育女性盆底肌MRI数字化三维模型的重建及特点分析[目的]利用MRI数据构建健康未育青年女性盆腔三维模型,探索测量方法,从三维立体的角度量化分析未育青年女性盆底肌形态特点。[方法]1、选取2012年12月至2013年1月在南方医科大学招募的25名正常未孕未育女性志愿者,平均年龄(22.4±1.8)岁,平均BMI(20.02±1.47)kg/m2。入选对象均无盆腔手术史,通过问卷调查排除尿失禁和盆腔器官脱垂症状,B超检查排除盆腔脏器实质性病变,排除MRI检查禁忌症。对其行常规MRI序列扫描后行横断位T2WI扫描。全部数据以Dicom 3.0格式保存。2、分析MRI原始数据,观察25例青年未育者阴道形态、髂尾肌形态以及肛提肌裂孔形态,耻骨直肠肌在耻骨联合下缘起始处有无缺损。利用Mimics软件构建骨盆、盆腔器官(包括子宫、阴道、膀胱、尿道、直肠及肛门)及盆底肌的三维模型,并以STL格式导出。3、Mimics软件中测量骨盆耻尾线(PCL)、坐骨棘间距(IS)、坐骨结节间距(IT),测量肛提肌体积(LVOL),肛提肌板角度(LPA),肛提肌裂孔横径(LH-W)及前后径(LH-L),肛提肌距耻骨联合下缘距离(LSG)。将上述三维模型以STL格式导入到UG软件中,测量宫颈内口(Cu)、宫颈外口(Cd)、阴道后穹窿(VP)、阴道前穹窿(VA)、膀胱颈(BN)、肛直肠连接处(R)距PCL线的距离。[结果]1.女性盆腔三维模型的构建成功构建25例MRI三维模型,饱满、直观、立体性强：(1)骨盆结构完整；(2)盆腔脏器结构清楚,包括子宫、阴道、膀胱、尿道以及直肠、肛门,其中子宫可分辨出宫颈内口、外口,阴道可显示前、后穹窿,该模型能直观判断盆腔脏器与PCL线之间的位置关系；(3)盆底肌的三个层次可明确分辨,自下而上分别为：1)会阴肌群,由球海绵体肌、坐骨海绵体肌、会阴浅横肌、肛门外括约肌组成,肛门外括约肌又分为皮下部、浅部和深部；2)肛提肌,由髂骨尾骨肌、耻骨直肠肌、耻骨尾骨肌组成,其中耻骨尾骨肌包括耻骨阴道肌、耻骨会阴肌、耻骨肛门肌；3)坐骨尾骨肌。2.健康青年未育女性盆底特点(1)二维图像特点二维图像中观察到25例志愿者阴道形态均为“H”形,髂尾肌形态为“穹窿”形,肛提肌裂孔形态为“V”形,耻骨直肠肌在耻骨联合下缘起始处无缺损。(2)三维参数测量1)骨性径线：耻尾线(PCD: 100.97±7.79mm;坐骨棘间径(IS): 108.01±8.36mm;坐骨结节间径(IT) :123.90±8.57mm;2)脏器与耻尾线(PCL)位置关系：25例盆腔三维模型中发现宫颈内口、宫颈外口、阴道后穹窿、阴道前穹窿、膀胱颈、肛直肠连接处均在PCL线以上,距PCL线距离分别为：宫颈内口距PCL距离(Cu-PCL): 33.77±5.74 mm;宫颈外口距PCL距离(Cd-PCL): 18.94±4.91mm;阴道后穹窿距PCL距离(VP-PCL): 21.77±6.06mm;阴道前穹窿距PCL距离(VA-PCL): 25.36±4.08mm;膀胱颈距PCL距离(BN-PCL): 11.65±3.51mm;肛直肠连接处距PCL距离(R-PCL): 3.48±4.66mmo3)肛提肌参数：肛提肌体积(LVOL)33.91±6.28cm3,肛提肌板角度(LPA)42.94±4.38°,肛提肌裂孔横径(LH-W)32.58±4.09mm,肛提肌裂孔前后径(LH-L)54.03±5.09mm,肛提肌左侧距耻骨联合下缘距离为(LSG-L) 18.79i2.52mm,肛提肌右侧距耻骨联合下缘距离(LSG-R) 18.34±2.50mm。[结论]利用MRI数据集能反映女性盆腔脏器及盆底肌肉群空间结构及毗邻关系,可重建出三维模型,并对反映肛提肌功能、脏器的相对位置的参数进行测量及量化分析,有助于理解盆底功能障碍性疾病发病机制及临床表现,评估盆底功能,为临床诊断、治疗方法选择及疗效评价提供参考。第二部分已育无POP症状中年女性盆底肌MRI数字化三维模型的重建及特点分析[目的]利用MRI数据构建已育、无POP症状、中年女性盆腔三维模型,与健康青年未育女性对比,描述年龄、经阴分娩、BMI因素对女性盆底造成的影响变化。[方法]1、选取2012年9月至2015年1月在南方医院因内膜癌、CIN就诊的患者28例,平均年龄(55.00±9.19)岁,平均(BMI 24.05±2.97)kg/m2,入选对象均为经阴道分娩,产次1-4次(包含1次、4次),平均产次(2.43±0.79)次,均无产钳助产史,超声排除盆腔巨大包块、巨大肌瘤病,通过问卷调查及妇科检查排除尿失禁和POP症状,均无盆腔手术史,排除MRI检查禁忌症。对其行常规MRI序列扫描后行横断位T2WI扫描。全部数据以Dicom 3.0格式保存。2、分析MRI原始数据,观察阴道形态、髂尾肌形态以及肛提肌裂孔形态,耻骨直肠肌在耻骨联合下缘起始处有无缺损。利用Mimics软件构建骨盆、盆腔器官(包括子宫、阴道、膀胱、尿道、直肠及肛门)及盆底肌群的三维模型,并以STL格式导出。3、Mimics软件中测量骨盆耻尾线(PCL)、坐骨棘间距(IS)、坐骨结节间距(IT),测量肛提肌体积(LVOL),肛提肌板角度(LPA),肛提肌裂孔横径(LH-W)及前后径(LH-L),肛提肌距耻骨联合下缘距离(LSG)。将上述三维模型以STL格式导入到UG软件中,测量宫颈内口(Cu)、宫颈外口(Cd)、阴道后穹窿(VP)、阴道前穹窿(VA)、膀胱颈(BN)、肛直肠连接处(R)距PCL线的距离。4、与第一部分青年未育女性对比,分析已育无POP症状中年女性盆底变化。[结果]1、两组间年龄、BMI、经阴分娩次数均有统计学差异。2、已育无POP症状中年女性盆底特点(1)二维图像观察阴道形态：7例“H”形；13例“(?)”形；5例“一”形；3例不规则,均表现为阴道向一侧盆壁膨出；肛提肌裂孔形态：23例为“V”形；2例为“U”形；2例“O”形；1例不规则；髂尾肌形态：均为“穹窿”形；耻骨直肠肌在耻骨联合下缘起始处：未见缺损。(2)三维参数测量1)骨盆径线：耻尾线(PCL):102.39±6.88mm；坐骨棘间径(IS):108.51±8.00mm;坐骨结节间径(IT):121.50±8.57mm;与青年未育组比较结果示两组差异无统计学意义。2)脏器位置与PCL线的关系：阴道前后穹窿、宫颈内外口均在PCL线以上,膀胱颈有1例在PCL线以下,其余均在PCL线以上；肛直肠连接处在PCL线以下。距PCL线距离分别为：宫颈内口距PCL距离(Cu-PCL):34.18±6.84mm；宫颈外口距PCL距离(Cd-PCL):15.53±7.43mm;阴道后穹窿距PCL距离(VP-PCL):21.20±7.23mm;阴道前穹窿距PCL距离(VA-PCL):21.17±5.54mm；膀胱颈距PCL距离(BN-PCL):8.85±5.14mm;肛直肠连接处距PCL距离(R-PCL):-9.13±4.13mm.与青年未育组比较,宫颈内口、阴道后穹窿位置无明显变化；宫颈外口、阴道前穹窿、膀胱颈、肛直肠连接处位置下移,除宫颈外口外,其余均有统计学意义。3)肛提肌参数：肛提肌三维模型完整光滑。肛提肌体积(LVOL)24.03±5.99cm3,肛提肌板角度(LPA)40.69±6.82°,肛提肌裂孔横径(LH-W)37.93±3.41mm,肛提肌裂孔前后径(LH-L) 60.58±7.27mm,肛提肌左侧距耻骨联合下缘距离为(LSG-L)24.88±3.63mm,肛提肌右侧距耻骨联合下缘距离(LSG-R)24.09±3.37mm。与青年未育组比较,肛提肌裂孔前后径、横径增大,两侧距耻骨联合下缘的距离增大,肛提肌板角度减小,体积变小,除肛提肌板角度外,其余差异均有统计学意义。[结论]1、利用MRI数据结合三维模型可对已育中年无POP症状女性的盆底结构变化做出评估,可全面显示盆底结构及状态。2、受年龄、BMI的增大,以及阴分娩的影响,已育中年无POP症状女性盆底结构发生变化,其中宫颈内口、宫颈外口、阴道后穹窿位置无明显变化,膀胱颈、阴道前穹窿位置逐渐下移,但仍位于PCL以上；肛直肠连接位置下移至PCL线以下；阴道形态出现“(?)”形、“一”形改变,提示分娩后阴道旁筋膜受损,但仍能维持阴道规则形态；肛提肌裂孔形态出现“U”形改变,参数向盆底松弛方向变化。第三部分POP女性盆底肌MRI数字化三维模型的重建及特点分析[目的]利用MRI数据构建盆腔器官脱垂(POP)女性盆腔三维结构,分析静息状态下POP患者肛提肌及盆腔脏器变化特点。[方法]1、选取2012年9月至2015年5月就诊于南方医院诊断为POP的患者31例,平均年龄(57.42±9.82)岁,平均BMI (23.90±2.53) kg/m2,均为经阴道分娩,产次1-5次(包含1次、5次),平均产次(2.90±1.01)次,无产钳助产史,无盆腔手术史,超声检查排除巨大盆腔包块、巨大肌瘤病,其中Ⅰ度4例,Ⅱ度14例,Ⅲ度10例,Ⅳ度3例,排除MRI检查禁忌症后采集其盆腔MRI数据集。2、分析MRI原始数据,观察阴道形态、髂尾肌形态以及肛提肌裂孔形态,耻骨直肠肌在耻骨联合下缘起始处有无缺损。利用Mimics软件构建骨盆、盆腔器官(包括子宫、阴道、膀胱、尿道、直肠及肛门)及盆底肌群的三维模型,并以STL格式导出。3、Mimics软件中测量骨盆耻尾线(PCL)、坐骨棘间距(IS)、坐骨结节间距(IT),测量肛提肌体积(LVOL),肛提肌板角度(LPA),肛提肌裂孔横径(LH-W)及前后径(LH-L),肛提肌距耻骨联合下缘距离(LSG)。将上述三维模型以STL格式导入到UG软件中,测量宫颈内口(Cu)、宫颈外口(Cd)、阴道后穹窿(VP)、阴道前穹窿(VA)、膀胱颈(BN)、肛直肠连接处(R)距PCL线的距离。4、分别与第一部分青年未育女性(即青年未育组)以及第二部分已育无POP症状女性(即中年已育组)对比,分析POP女性盆底结构变化特点；同时也对不同POP程度进行组间比较。[结果]1、中年已育组与POP组之间年龄、BMI、经阴分娩次数均无统计学差异,POP组与青年未育组比较均有统计学差异；POP不同程度间一般资料无统计学差异。2、POP女性盆腔结构特点(1)二维图像观察阴道形态：9例“一”形,其中Ⅰ度1例,Ⅱ度3例,Ⅲ度5例；5例“(?)”形,其中Ⅰ度1例,Ⅱ度3例,Ⅳ度1例；17例不规则形,其中共有6例表现为阴道前后壁间距增宽,其余11无法辨认形态。其中Ⅰ度2例,Ⅱ度8例,Ⅲ度5例,Ⅳ度2例。肛提肌裂孔形态：10例“U”形,其中Ⅰ度1例,Ⅱ度5例,Ⅲ度3例,Ⅳ度Ⅰ例；17例“O”形,其中Ⅰ度3例,Ⅱ度4例,Ⅲ度8例,Ⅳ度2例；4例不规则,其中Ⅱ度1例,Ⅲ度3例。髂尾肌形态：17例“穹窿”形,其中Ⅰ度1例,Ⅱ度11例,Ⅲ度5例；14例“漏斗”形,其中Ⅰ度3例,Ⅱ度3例,Ⅲ度5例,Ⅳ度3例。耻骨直肠肌在耻骨联合下缘起始处：双侧未缺损者8例：Ⅰ度1例,Ⅱ度2例,Ⅲ度3例,Ⅳ度2例；仅左侧缺损者7例：Ⅰ度1例,Ⅱ度3例,Ⅲ度3例,Ⅳ度0例；仅右侧缺损者4例：Ⅰ度0例,Ⅱ度3例,Ⅲ度0例,Ⅳ度1例；双侧缺损者12例：Ⅰ度2例,Ⅱ度6例,Ⅲ度3例,Ⅳ度1例。上述形态学变化,POP组与中年已育组之间分布均有统计学差异,不同程度POP之间均无统计学差异。(2)三维参数测量：1)骨盆径线：耻尾线(PCL):107.92±6.68mm;坐骨棘间径(IS): 110.74±8.40mm;坐骨结节间径(IT): 123.20±9.61mm;不同POP程度具体数值见后。与青年未育组对比发现POP组PCL线及IS增大,IT无明显变化,其中只有PCL线差异有统计学意义；与中年已育组对比发现POP组三个径线均增大,但只有PCL线差异有统计学意义；不同POP程度行组间比较无统计学差异。2)脏器位置与PCL线的关系：阴道后穹窿、宫颈内口均在PCL线以上,阴道前穹窿有3例(3/31)位于PCL线以下,宫颈外口有10例(10/31)位于PCL线以下；膀胱颈有12例(12/31)PCL线以下,肛直肠连接处均在PCL线以下。距PCL线距离分别为：宫颈内口距PCL距离(Cu-PCL): 29.63±9.09mm;宫颈外口距PCL距离(Cd-PCL): 1.99±16.43mm;阴道后穹窿距PCL距离(VP-PCL): 16.47±10.34mm;阴道前穹窿距PCL距离(VA-PCL): 14.44±11.02 mm;膀胱颈距PCL距离(BN-PCL): 1.71±6.02mm;肛直肠连接处距PCL距离(R-PCL): -14.28±7.76mmo不同POP程度具体数值见后。与青年未育组及中年已育组分别对比后,发现POP组脏器位置均下移,除宫颈内口、阴道后穹窿外,其余位置下移均有统计学意义；不同POP程度行组间比较无统计学差异。3)肛提肌参数：肛提肌三维模型有11例出现不同部位的缺损。肛提肌体积(LVOL)23.45±5.98cm3,肛提肌板角度(LPA)50.01±11.64°,肛提肌裂孔横径(LH-W)41.40±4.14mm,肛提肌裂孔前后径(LH-L)67.89±9.03mm,肛提肌左侧距耻骨联合下缘距离为(LSG-L) 29.38±7.25 mm,肛提肌右侧距耻骨联合下缘距离(LSG-R) 28.29±6.50 mm.不同POP程度具体数值见后。与青年未育组比较,POP组肛提肌裂孔前后径、横径增大,两侧距耻骨联合下缘的距离增大,肛提肌板角度增大,体积变小,差异均有统计学意义；与中年已育组比较,POP组肛提肌裂孔前后径、横径增大,两侧距耻骨联合下缘的距离增大,肛提肌板角度增大,差异均有统计学意义；体积无明显变化。不同POP程度行组间比较无统计学差异。[结论]1、静息状态下以MRI数据为基础构建的盆底三维结构能够通过显示和量化盆腔整体情况客观地评估POP患者盆底结构的变化,肛提肌参数与脏器位置是评价盆底功能的重要指标,对诊断和评估POP患者的情况有临床意义。2、与青年未育女性比较,受年龄、经阴分娩、BMI以及POP的影响,POP患者阴道形态、髂尾肌形态以及肛提肌裂孔形态发生明显改变,大部分失去正常形态；耻骨直肠肌在耻骨联合下缘起始处出现断裂；盆腔脏器明显位置下移；肛提肌裂孔变大,与耻骨联合下缘处附着处距离变大,肛提肌板角度增大,肛提肌体积变小。3、控制年龄、经阴分娩以及BMI后,POP女性与无POP症状女性相比,变化趋势与上述变化趋势相同,但变化程度较与青年未育发生的变化小。4、POP患者在平卧位行静态MRI检查时回纳脱垂器官,所构建三维模型不能反应不同程度间的变化。