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干货!经阴道超声评估子宫内膜容受性的应用研究进展

来源 2023-10-14 14:29:31 医疗资讯

近年来,女性不孕症的发病率逐年升高,已成为全球关注的健康问题。着床失败是不明原因不孕的主要因素,也是辅助生殖技术(ART)失败的主要原因。其中,因子宫内膜容受性低下导致体外受精-胚胎移植(IVF-ET)着床失败的病例约占2/3。

子宫内膜容受性是指囊胚在定位、黏附、穿透、植入过程中,内膜间质随之发生相应变化,从而具备接受并容纳囊胚的能力。因此,胚胎移植前评估患者的子宫内膜容受性显得尤为重要。

目前,评价子宫内膜容受性最可靠的方法是对内膜组织进行分子水平的生物标志物检测。但因其有创性检测且价格昂贵,临床应用上受到限制。经阴道超声具有实时、无创、可重复性高以及患者接受度高等优点,已成为评估子宫内膜容受性首选的非侵入性检查手段。

检查的主要内容包括子宫内膜厚度、回声模式、内膜容积、内膜蠕动波、内膜弹性、内膜及内膜下血流灌注等。然而,超声评价子宫内膜容受性的指标和方法尚未达成共识。本文就经阴道超声评估子宫内膜容受性的应用进展进行综述。

一、子宫内膜形态学指标与内膜容受性的关系

1.子宫内膜厚度:经超声子宫正中矢状切面,测量子宫内膜和肌层界面前壁与后壁之间的最大距离,即子宫内膜厚度(endometrial thickness, EMT)。一般认为适宜胚胎移植的EMT阈值为7~8 mm。

Mahutte等对43383例新鲜胚胎移植周期和 53377例冻融胚胎移植周期进行了回顾性分析:观察到当EMT<6 mm时,新鲜与冻融胚胎移植周期的妊娠率与活产率均显著降低;新鲜周期中,活产率在EMT为10~12 mm后趋于平稳,而在冻融周期中EMT为7~10 mm时达稳定水平。

大部分研究表明,当EMT低于某一阈值时,其评估内膜容受性的可靠性显著降低。可能的机制是薄型子宫内膜主要特点为功能层薄或缺失,胚胎主要植入基底层,而基底层螺旋动脉的氧浓度更高,其附近的高氧浓度可能不利于胚胎发育。

大多数学者认为子宫内膜过薄会降低子宫内膜容受性,但子宫内膜增厚是否影响子宫内膜容受性及增厚的阈值并未达成共识。一项荟萃分析显示,在HCG注射日,将EMT为14 mm作为预测临床妊娠临界高值,随着EMT的增加其预测临床妊娠率的灵敏度下降,特异度增加,证明其并不能成为临床妊娠结局的良好预测因子。

由此可见,子宫内膜过薄或过厚均可能影响子宫内膜容受性,且厚度并非与妊娠率呈线性关系。因此,不建议将子宫内膜厚度单独作为临床妊娠率与活产率的预测指标,尤其对薄型子宫内膜的患者,还需结合其他临床指标作为胚胎移植的依据。

2.子宫内膜模式:子宫内膜模式(质地、回声)是指子宫内膜和邻近肌层的相对回声类型。早期研究发现,超声可以从组织形态学角度描述子宫内膜的周期性变化。

Gonen系统将子宫内膜模式分为三种类型:A型,三线模式,主要在内膜增生中晚期,由外层和中层高回声,内层低回声和宫内中线稍高回声组成;B型,子宫内膜相对均质高回声,内膜层不清晰,宫内中线回声模糊,但内膜与肌层界面清晰;C 型,整个内膜呈均匀高回声,无宫内中线回声。

目前,研究者们对子宫内膜回声模式是否影响子宫内膜容受性及妊娠结局的看法不一。Hou等研究发现,在人工激素替代周期中,超生理剂量的孕酮可提高血孕酮水平并加快子宫内膜向分泌期转化,转化后子宫内膜高回声越多,临床妊娠率和胚胎着床率越高。

而Liao等研究发现,当EMT低于14 mm时,不同子宫内膜模式的妊娠率排序为A型>B型>C型;当EMT达到14 mm,三种不同子宫内膜模式的妊娠结局相似。这和其他在 HCG 治疗当天评估子宫内膜回声模式研究结果相似,C型子宫内膜的妊娠率最低,均匀回声则居中。但有研究认为,子宫内膜回声模式与ART周期中的妊娠结局无显著关系。

不同学者的观点及其研究结果差异的原因可能为:针对不同人群有不同的辅助生殖方案使用不同的药物,将会导致子宫内膜形态与患者本身对应的周期形态不一致,从而研究结果有所偏差。另外,胚胎着床的最佳时期在分泌中期,即植入窗口期,当子宫内膜形态与功能发育不一致时,内膜可能呈现出不同的回声类型,此时期的内膜模式用于评估内膜容受性及预测妊娠结局具有一定的价值。

3.子宫内膜容积:相对于常规二维超声,三维能量多普勒成像(3D-PDA)测量子宫内膜能提供更多信息。经阴道3D-PDA能在二维超声基础上进一步评估子宫内膜的厚度、体积、模式和血管指数,以及内膜交界区的连续性、回声和厚度。

目前,关于内膜容积评估子宫内膜容受性、预测妊娠率与活产率的研究结果存在许多争议。Mayer等通过在冻融胚胎移植前 30 分钟为患者行经阴道3D-PDA检查,观察到妊娠组与非妊娠组的内膜体积(EV)存在显着差异(P<0.01),妊娠组的内膜体积较大,且妊娠率随着内膜体积的增加而增高,表明胚胎移植当天较高的EV更有助于胚胎着床,而子宫内膜体积小与内膜容受性低有关。

有研究指出,内膜容积预测妊娠结局特异性差,但EV≤2.5 ml可作为评估子宫内膜容受性低下的指标,可将子宫内膜体积用作决定是否行胚胎移植或冷冻保存胚胎的附加标准。而Boza等在胚胎移植当天测量子宫内膜体积,发现内膜容积不会影响子宫正常且无瘢痕的女性接受优质囊胚移植的活产率。

导致上述研究结果有差异的原因可能是:不孕症的病因及发病机制很多,研究中纳入的研究对象未根据具体病因进行亚组分析;受试者是否使用药物及其种类未做统计;测量内膜容积的月经周期不同;内膜容积测量需要操作者手动勾勒出内膜区域,容易发生测量误差等。总之,在利用3D-PDA测量子宫内膜容积评估子宫内膜容受性时,应注意避免上述干扰因素。

二、子宫内膜生理性指标与内膜容受性的联系

1.内膜蠕动性:子宫内膜蠕动(uterine peristalsis,UP)是由内膜与肌层之间的交界组织不同步收缩产生的一种机械运动,与激素水平相关,贯穿了人类生殖的全过程。

Ljland等临床研究显示UP随着月经周期的改变也发生周期性变化。内膜波动频率在排卵前达到峰值,在黄体期则显著降低,可为受精卵的着床提供一个稳定环境,并根据内膜蠕动的方向与节律将其分为5种类型:(1)正波;(2)负波;(3)静波;(4)双向波;(5)局部蠕动波。

有研究表明较低的内膜蠕动频率(<3次/分)有利于胚胎着床并提高妊娠率,异常的内膜蠕动可能导致生殖障碍与不良妊娠结局。最近,有研究者通过超声斑点追踪和应变分析对胚胎移植患者UP的研究,观察到在经期的不同阶段UP的传播速度存在显著差异,且非妊娠组的协调性也比妊娠组更差,表明产生适当频率及协调的UP是IVF成功的一个重要因素。

崔雅青等研究结果显示不孕症患者子宫内膜的负向蠕动波明显多于健康妊娠期妇女,表明高频的负向蠕动波可能是导致患者不孕的原因。辅助生殖治疗中,由于内膜-肌层交界区受雌孕激素的调控,控制性卵巢刺激周期(COH)中相应时间的子宫蠕动波的频率与类型比例比自然周期中更明显和复杂。因此,生理量的激素浓度下,子宫内膜蠕动波类型和蠕动频率可以预测胚胎着床率及临床妊娠率,但超生理量的激素可能导致UP异常,应根据不同的情况将内膜蠕动波进一步分类。

2.内膜弹性:从组织病理学角度分析,各个部位的组织细胞类型及数量不同,其相应组织的弹性特征也会表现出相应差异。超声剪切波弹性成像技术(shear-wave elastography, SWE)可以定量检测因生理或病理因素引起组织结构的硬度特征,具有无创、便捷和重复性好的优点。

近年来,已有学者将该项技术用于检测不同人群的子宫内膜弹性。Manchanda等对56名健康妊娠期妇女的子宫内膜进行弹性成像,测得其平均杨氏模量值为25.54±8.56 kPa,发现内膜弹性值与月经周期和年龄无显著相关性。与之相反,有研究发现容受期内膜平均杨氏模量值低于增殖期,杨氏模量值可用于评估内膜的时相,能有效评估子宫内膜容受性。

方文静等将SWE用于复发性流产患者相关的研究,发现复发性流产患者在种植窗期的子宫内膜弹性模量平均值高于正常对照组,分析其原因可能是此类患者内膜组织因机械性操作或自身原因导致子宫内膜胶原纤维增加,内膜硬度增加导致内膜容受性低下。

目前,剪切波弹性成像在颈动脉、浅表器官及骨骼肌中的应用已相对成熟,并在量化组织硬度中具有独特的优势。但SWE应用于子宫内膜的研究尚浅,研究样本量较少,能否成为评价子宫内膜容受性的可靠指标还需要进一步扩大样本量研究。

三、子宫内膜及内膜下血流灌注指标与内膜容受性的相关性

1.子宫动脉波形与血流参数:子宫内膜容受性受到许多因素的影响,窗口期子宫内膜具备良好的血供是着床成功的决定因素之一,有研究证明不明原因不孕症患者与正常妊娠期妇女的子宫内膜及内膜下血流灌注有显著性差异。子宫动脉是子宫最主要的供血动脉,常用的多普勒血流参数主要有子宫动脉波形、搏动指数(PI)、阻力指数 (RI)、收缩期峰值流速/舒张末期峰值流速(S/D)。

近年来,有研究发现复发性流产患者的子宫动脉波形多为A型或舒张期缺失,提示复发性流产患者的子宫内膜血流灌注不足,子宫动脉波形可用于评估子宫内膜容受性并预测妊娠结局。

Smart等研究结果显示不明原因不孕症患者的子宫动脉多普勒PI 和RI增加,子宫内膜-内膜下血流灌注减少。Zhang等检测170名不明原因复发性流产(URIF)患者双侧子宫动脉,观察到血流参数PI、RI、S/D值均显著高于对照组,发现在小剂量阿司匹林治疗后,URIF患者子宫内膜血流灌注增多,有效改善了子宫内膜容受性。

与之相反,有学者在黄体中期检测胚胎移植患者的子宫动脉,发现妊娠组与非妊娠组的子宫动脉多普勒参数差异无统计学意义,认为其并不能用于预测妊娠结局。

正常女性的子宫动脉血流RI随月经周期发生周期性的变化,增殖期达到最高,黄体期逐渐降低。因此,子宫动脉的波形以及血流参数可在一定程度上反映子宫内膜血流的灌注情况,用于评估内膜容受性,有望成为辅助生殖治疗中的重要随访指标。出现不同观点的主要原因在于所选择的研究对象有所不同,不孕症的发病因素较多且复杂,未来探索的方向应根据不孕症不同的病因及发病机制进行分别讨论。

2.螺旋动脉血流模式及血流参数:目前,大多数学者认为内膜及内膜下血流灌注不良是不孕症患者子宫内膜容受性低下的重要原因之一。子宫内膜的直接血供来源于子宫螺旋动脉,螺旋动脉是子宫动脉的终末分支,其血流参数更能反映内膜及内膜下血流灌注情况,进而更准确地评估子宫内膜容受性。

但由于螺旋动脉管径小、流速低,常规的彩色多普勒技术(CDFI)往往难以检测,随着超声医学技术的飞速发展,超声造影(CEUS)、3D-PDA、超微血流成像技术(mSMI)等超声新技术逐渐用于评价内膜及内膜下血流灌注,并取得较好效果。

有学者利用CEUS检测增殖晚期和排卵期子宫内膜及内膜下血流灌注,结果显示不孕组子宫内膜和内膜下峰值强度(Pi)和曲线下面积(AUC)值低于健康组,而窗口期两组差异无统计学意义,表明在增殖晚期及排卵期不孕患者的子宫内膜血流灌注不足。Wu等得出的结论与其一致,同时证明3D-PDA可为临床评价子宫容受性提供定量分析指标。

Wang等研究表明不明原因不孕症患者的ER下降,3D-PDA测量参数中预测ER的最佳参数为血流指数(FI)(AUC = 0.894,敏感性93.8%,特异性83.1%)。相反,有学者认为3D-PDA评估的子宫内膜血管分布与组织学的微血管密度不存在任何相关性,不建议用3D-PDA替代不明原因复发性流产(RSA)患者子宫内膜的微血管密度的组织学形态测量。

1995年Applebaum根据子宫内膜血流在内膜的分布情况分为I-III型,并将其用于预测ER。既往有研究证明III型内膜血流ER更好,妊娠率更高。有学者联合mSMI与宫腔镜,提示反复移植失败可能与I型内膜血流的低灌注量、血供差、营养供给不足有关。

总之,上述超声新技术可从不同角度获得子宫螺旋动脉的不同相关血流参数,监测内膜及内膜下血流灌注情况,在评价ER中有一定的应用价值。但既往研究人群较局限,其可靠性仍有一定争议,且运用的超声技术及参数众多,需要合理选择评估技术,避免对评估造成不必要的干扰。

四、多模态超声评估子宫内膜容受性

随着超声技术的不断发展,评估子宫内膜容受性主要止步于运用不同的新技术测量以往反复探究的单种内膜特征。近年来,国内外学者提出多模态超声评估ER,即采用多项超声技术测量不同的内膜参数,对ER进行综合评价。

Jiao等创建了一种超声多模态评分标准,将EMT、内膜模式、血流分布模式、EV和血管血流指数(VFI)分别给予不同的分数权重,其总分作为超声多模态评分,纳入了68例人工流产与70例正常生育女性,其中人流组子宫内膜容受性综合评分为10.46±2.99,对照组为13.49±2.21,证明此评分系统能有效综合评估子宫内膜容受性。但该评分标准的纳入指标是基于前人的研究成果,具有一定主观性。

江帆等回顾性分析了278个IVF周期,发现仅内膜容积和血流分布模式对妊娠结局有显著影响,而EMT、子宫动脉RI和内膜下VFI等参数对妊娠结局并无显著影响。

Liao等通过3D-PDA观察并利用赤池信息准则(AIC)和后向逐步回归方法,构建了基于最小AIC值的早期妊娠预测模型,该预测模型中仅包含3D-PDA测量的EMT、EV和VFI,该预测模型诊断效能高(敏感度88.9%,特异度75%,约登指数0.639),可以较好反映子宫内膜容受性并预测IVF-ET后的妊娠率。在此模型中,提示内膜模式、血流分布模式及内膜蠕动均与妊娠结局无显著相关性。

五、总结与展望

综上所述,超声评价子宫内膜容受性包括形态学指标(内膜厚度、模式及容积)、生理性指标(内膜蠕动性与弹性)及血流灌注指标(子宫动脉及螺旋动脉血流参数),大多数学者通过测量上述多个参数用于评价ER并预测妊娠结局,但目前尚未确立统一的指标与标准。

近年来,多模态超声评估子宫内膜容受性逐渐引起了学者们的重视,但目前的评分标准依赖于特定的超声仪器,且纳入的评价参数未进行严格的统计学方法筛选,研究对象较局限,需要寻求一种适用范围更广的超声多模态评分系统。

此外,剪切波弹性成像已成为近年来评估内膜容受性的研究热点。有研究证实,超声弹性成像可对子宫内膜的组织硬度特征进行定量评估。因此,弹性成像是否可成为评价子宫内膜容受性指标且具有实际临床意义,值得进一步探索与研究。

在后续的研究中,应鼓励建立适用于评估不同病因及发病机制的不孕症患者子宫内膜的综合评分系统,综合分析子宫内膜的形态、生理及血流灌注特征,进而全面综合评估子宫内膜容受性。

文章来源:李政英,王惠.经阴道超声评估子宫内膜容受性的应用研究进展[J].生殖医学杂志,2023,32(9):1451-1456.

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