第八节 胎儿骨骼系统检查

一、概述
胎儿骨骼系统畸形及肢体畸形并不少见,发生率约为1/500,且畸形种类繁多,受累部位亦多,形成原因复杂。骨发育不良或骨软骨发育不良常表现为全身性骨骼及软骨发育异常,而非全身性或局限性骨骼畸形也常有多个畸形同时存在。因此骨骼系统及肢体畸形常表现为全身性或多发性畸形,单处畸形较少见。
由于超声检查要求常规测量股骨长度,因此对于严重短肢畸形产前诊断不易遗漏,但对于其他畸形尤其是膝关节以下及肘关节以下的畸形,产前遗漏较常见。据报道,骨骼系统畸形产前超声总的检出率为20%~64%不等。为提高肢体畸形的检出率,采用连续顺序追踪超声检测法检测胎儿四肢,畸形检出率明显提高,达87.18%。因此,常规胎儿超声检查时按一定方法及顺序检查是提高产前诊断骨骼及肢体畸形的有效途径。
(一)骨骼系统解剖及胚胎发育
1.骨骼系统的解剖概况
人体共有206块骨骼,分为颅骨、躯干骨和四肢骨3个大部分。其中,有颅骨29块、躯干骨51块、四肢骨126块。胎儿骨骼比成人多,如胎儿骶、尾骨有9~10块,长大后融合成1块骶骨和1块尾骨等。
2.骨骼的胚胎发生
骨骼及骨骼肌发生于中胚层及其所产生的体节,第一对体节在受精后的第16天形成,到第4周末,有30对左右体节形成。每一体节可分为三个部分,即生肌节、生骨节和生皮节。椎体和肋骨在胚胎第4周开始生骨节,先形成致密的间充质,然后分化成软骨组织,最后骨化形成骨。颅骨在胚胎第5周开始而胸骨在胚胎第6周开始形成,两者都是由原地的间充质细胞分化而形成的。受精后第5周人胚示意图见图3-8-1。
图3-8-1 受精后第5周(妊娠龄第7周)人胚躯干骨和肢体骨间充质胚胎软骨原基部位示意图
两侧上、下肢带与上、下肢骨起源于胚胎两侧的中胚层。上肢肢芽在受精后26天出现,下肢肢芽较上肢晚1~2天出现。上、下肢芽按照从肢体近端到远端的特定顺序生长和分化,因此,肢体近端分化较远端分化早。至受精后32~34天,双手雏形已基本形成。四肢骨在受精后第5周先由原地的间充质密集形成软骨,然后骨化而形成。到第8周末,肢体基本形成,但其中的骨骼尚没有骨化,而完全为软骨。因此受精后第4~8周是四肢形成的关键时期,极易受损坏而引起肢体畸形。
3.骨的形成方式
骨的形成有两种方式,即膜内成骨和软骨内成骨,后者是最常见的一种成骨方式,大多数骨的形成,包括四肢骨骼、椎体骨、肋骨等均为软骨内成骨。仅少部分骨如颅骨、面骨、部分锁骨和下颌骨为膜内成骨。
软骨内成骨在软骨达到一定体积后,软骨中心部分形成初级骨化中心,并以此为中心向骨两端生长,骺软骨内出现的骨化中心为次级骨化中心。长骨结构示意图见图3-8-2。
图3-8-2 正常长骨结构示意图
(二)重要相关知识
详细了解家族史和妊娠史(包括致畸物和药物暴露);系统观察头、胸、腹部、股骨等长骨,观察脊柱、手、足、颅盖和颜面特征;判断长骨是否表现弯曲、缩短、成角以及骨化程度是否正常或减低。
骨骼发育不良的种类有271种之多,但是能用产前超声检查出来的相当少。超声能检测的致死性骨骼发育不良可达94%~96%,但是特异性低,据报道,超声仅能对31%~39%的某些特定类型的病例做出准确的诊断,而40%~49%的病例超声不能区分为何种类型的骨发育不全,17%~21%的病例产前诊断错误,3%~7%产前诊断异常但最终骨骼系统并无异常。这些数据表明,产前超声并不能对所有骨骼系统畸形做出具体类型的判断,其他许多情况可酷似骨发育不全,如FGR。
对产前超声可疑存在骨骼系统畸形胎儿,尤其是骨骼发育不良性先天畸形,行染色体和或基因测序检查,有可能确定该畸形病因,为产前咨询和临床预后提供依据。
二、扫查方法
(一)检查前准备
(见第一章)
(二)检查方法及观察内容
1.检查方法
对于胎儿肢体的观察,遵循一定的检查顺序是非常重要的。这里主要介绍连续顺序追踪超声检测法:将各肢体以大的关节为界分为近段、中段、远段三个节段,即上肢近段为上臂(含肱骨)、中段为前臂(含尺、桡骨)、远段为手;下肢近段为大腿(含股骨)、中段为小腿(含胫、腓骨)、远段为足。超声扫描时对每一肢体的每个节段从近至远,按顺序连接追踪检查(图3-8-3)。上下肢的扫查方法如下:
图3-8-3 连续顺序追踪超声检测法检查胎儿肢体示意图
A.连续顺序追踪超声检测法检查胎儿上肢示意图;B.连续顺序追踪超声检测法检查胎儿下肢示意图
(1)上肢检测:
首先在肩胛骨水平横切沿着一侧的肩峰方向寻找并显示胎儿肱骨短轴切面,探头旋转90°后显示肱骨长轴切面并测量其长度,然后沿着上肢的自然伸展方向追踪显示出尺、桡骨纵切面,最好能显示前臂的冠状切面,在同一切面上显示尺、桡两骨长轴,如果不能显示前臂冠状切面或在同一切面上不能显示尺、桡两骨,则在前臂应将探头再旋转90°横切前臂,进一步确认前臂有尺、桡两骨,探头此时继续向前臂末端扫查,显示出手的冠状切面,并观察手的姿势及其与前臂的位置关系。
(2)下肢检测:
与上肢检测相似,首先显示盆腔横切面,继而获取胎儿股骨长轴切面并测量其长度,然后沿着下肢的自然伸展方向追踪显示小腿胫、腓骨长轴切面,此时注意探头旋转90°横切小腿以确认小腿有胫、腓两骨的横断面,再将探头转为小腿纵向扫查,并移向足底方向,显示足底平面观察足的形态、足与小腿的位置关系。
如果因胎儿体位关系部分肢体显示不清时,可嘱孕妇起床活动15~30分钟后再检查,有可能显示清楚。
2.观察内容
胎儿全身骨骼数量较多,初级与次级骨化中心出现的时间不同,形态各异,产前超声很难对胎儿每块骨骼逐一进行评价。目前常规检查的胎儿骨骼有颅骨、股骨、肱骨等,其中股骨长度、形态、结构的观察最普遍,许多骨骼系统异常也都在股骨上有所表现,因此,股骨的测量与观察常常是诊断胎儿骨骼系统畸形的最初线索。
(1)骨的长度:
对于孕周较确切的胎儿,长骨测量值低于预测值2倍标准差以上或低于第5百分位时应考虑异常。在测量四肢长骨时,一般肱骨比尺桡骨略长,股骨比胫腓骨略长。
(2)骨的形态:
正常长骨呈平直的强回声伴后方声影。长骨异常的超声表现有:长骨骨干均匀增粗增大或局部增粗增大、骨干弯曲变形、骨折成角(图3-8-4)、骨干初级骨化中心不出现而呈软骨低回声。
图3-8-4 骨形态异常
孕29周胎儿成骨不全Ⅱ型,肱骨长约2.12cm(图A),骨干粗细不均、骨折成角,骨干回声降低,后方声影不明显。X线检查证实产前超声检查结果(图B)
(3)胎儿肢体数目的观察:
主要了解四肢各部分是否存在以及其内的骨骼数目。
三、正常声像图
根据中国医师协会超声医师分会发布的《产前超声检查指南》(2012),胎儿Ⅲ级产科超声检查骨骼系统检查应观察以下切面:肱骨长轴切面(左、右)、尺桡骨长轴切面(左、右)、股骨长轴切面(左、右)、胫腓骨长轴切面(左、右)。正常骨化良好的长骨呈平直的强回声,后方伴明显声影。
肱骨及股骨长轴切面(图3-8-5):沿一侧肩胛骨的肩峰方向或一侧髂骨的髋关节方向寻找该侧肱骨或股骨并显示肱骨或股骨短轴切面,探头旋转90°后即可显示肱骨或股骨长轴切面。正常骨化良好的肱骨或股骨呈平直的强回声,后方伴明显声影,观察肱骨或股骨形态、测量骨骼长度等。
图3-8-5 胎儿肱骨、股骨长轴切面声像图
A.胎儿肱骨长轴切面;B.胎儿股骨长轴切面。HUM:肱骨;FL:股骨
四、测量方法和正常值(附录1)
1.股骨长度(femur length,FL)
股骨是最常用于评估妊娠龄的长骨,股骨测量适用于中晚期妊娠的妊娠龄评估,尤其在妊娠晚期,较其他径线测量值更有意义。
标准切面:声束与股骨长径垂直,从股骨外侧扫查,完全显示股骨长轴切面,且股骨两端呈平行的斜面。
测量值:测量点应在股骨两端斜面的中点上(图3-8-6)。
图3-8-6 胎儿股骨长测量图
A.股骨长轴切面声像图,测量游标置于股骨两端斜面的中点。B.股骨长测量示意图
(1)孕30周前股骨增长速度为2.7mm/周,孕31~36周增长速度为2.0mm/周,孕36周后增长速度为1.0mm/周。
(2)应从股骨外侧扫查,若从股骨内侧扫查,可见股骨有轻微弯曲。
(3)当胎头测量估测孕周不准时,取股骨测量值。
也可参考FL/BPD及FL/AC比值:
若FL/BPD比值在71%~87%之间(为正常范围),可进一步用FL/AC;
若FL/AC比值在20%~24%(为正常范围)。
(4)必要时测量另一侧股骨作对比。
(5)测量时须测量股骨的骨化部分,不要包括骨骺和股骨头。要显示长骨真正的长轴切面,如果长骨两端的软骨部分都能看到,说明该测量平面是通过长轴切面的。
(6)胎儿矮小症及胎儿骨骼发育畸形时不适用。
2.肱骨长度(humerus length,HL)
测量标准切面:完全显示肱骨长轴切面,并且声束要与肱骨长径垂直,清晰显示出肱骨的两端。
测量径线:肱骨两端端点的距离,测量点应在肱骨两端斜面的中点(图3-8-7)。
图3-8-7 胎儿肱骨长测量图
A.肱骨轴切面声像图,测量游标置于肱骨两端的中点;B.肱骨长测量示意图
注意:
(1)中孕期,肱骨与股骨等长,甚至可以长于股骨。
(2)必要时测量对侧肱骨作为对比。
(3)要测量肱骨真正的长轴切面。
(4)胎儿短肢畸形时,肱骨测量不适用于推测孕周。
股骨与肱骨测量值低于平均值的2倍标准差以上,可认为股骨或肱骨偏短,低于平均值2倍标准差以上5mm,则可能有骨骼发育不良。
正常值:13~42周胎儿四肢长骨与双顶径正常测值见附录1中附表1-6。12~40周胎儿四肢长骨第5、第50、第95百分位测值(mm)见附录1中附表1-7。
3.注意事项
(1)如果骨的长度明显短于正常预测值,那么应对长骨短小的类型进行区分。肢体短小畸形主要有四大类,即四肢短肢畸形(micromelia)、肢体近段短肢畸形(rhizomelia)、肢体中段短肢畸形(mesomelia)、肢体远段短肢畸形(acromelia)。
(2)合并畸形的超声检测:骨骼系统畸形主要的合并畸形有心脏畸形、泌尿系统畸形、颜面部畸形等,也可合并有其他畸形,因此应详细检查胎儿各系统结构。
(3)尺桡骨长轴切面:显示肱骨后,沿着上肢的自然伸展方向追踪显示出前臂尺、桡骨纵切面。正常前臂内尺、桡两骨初级骨化中心远端在同一平面上,但尺骨初级骨化中心较桡骨长,其近端两骨不齐平,尺骨更靠近肱骨,超声可据此区别尺骨和桡骨,有时纵切面仅能显示前臂内一根骨,此时需横切前臂辅助诊断。主要了解前臂内骨骼的数目、形态、长度等。
(4)胫腓骨长轴切面:显示股骨后,沿着下肢的自然伸展方向追踪显示出小腿内胫、腓骨纵切面。正常小腿内有胫、腓两骨初级骨化中心,两骨上下两端均齐平,胫骨位于小腿内侧较粗,腓骨位于小腿的外侧较细,超声可据此区别胫骨和腓骨,有时纵切面仅能显示小腿内一根骨,此时需横切小腿辅助诊断。主要了解小腿内骨骼的数目、形态、长度等。
五、异常声像图及常见原因
六、常见疾病及声像图表现
(一)致死性骨发育不良(图3-8-8A、B、C)
图3-8-8 胎儿致死性骨发育不良
1.常见超声表现
(1)较常见的致死型骨骼发育不良有致死性侏儒、软骨不发育、成骨不全Ⅱ型等。少见的致死性骨骼发育不良有先天性低磷酸酯酶症、肢体屈曲症、骨骺点状发育不良、短肋多指综合征等。
(2)严重四肢均匀短小畸形:四肢长骨长度均低于正常孕周平均值的4个标准差或以下,股骨长/腹围<0.16。
(3)严重胸部发育不良:严重胸部发育不良常导致肺发育不良和胎儿死亡。主要指标有:胸围、心胸比值、胸围/腹围。有以下表现均提示胸腔严重狭窄。
胸围(TC)低于正常胎儿预测值的第5百分位(测量时应取心尖四腔心平面肋骨外缘测量,不包括皮肤)。
心/胸面积比值>60%(除外心脏畸形时)。
胸围/腹围(TC/AC)比值<0.89。
(4)某些特征性超声表现:部分类型致死性骨发育不全可见特征表现。如三角形头颅为致死性侏儒Ⅱ型特征表现;多发性骨折为成骨不全Ⅱ型的特征表现。
(5)产前超声不应把注意力集中在某一具体骨骼发育不全的诊断上,而应集中精力区分每一具体病例是致死性的还是非致死性的骨发育不良,超声区分致死性或非致死性骨发育不良准确性可高达92%~96%。
2.鉴别诊断
主要与完全型海豹肢畸形相鉴别,两者均表现为肢体严重缩短,前者是全身骨骼系统均受累,肢体数目完整;后者常常是上肢或下肢受累,前臂和上臂或(和)小腿和大腿缺如,手或(和)足直接连于躯干。
3.预后
由于严重窄胸导致肺发育不良,胎儿出生后不能成活,预后差,只有极少数肢体屈曲症病例可存活至儿童期。
(二)非致死性骨发育不良(图3-8-9 A、B)
图3-8-9
A,B.胎儿非致死性骨发育不良
1.常见超声表现
(1)产前超声可以发现非致死性骨发育不良,但很难对它们的具体类型一一作出诊断。
(2)胎儿肢体轻-中度缩短,部分肢体缩短在中孕晚期或晚孕期才出现;可有前额隆起、窄胸等骨骼异常表现。
(3)窄胸一般为轻-中度,且不是渐进性的,达不到致死性标准。
(4)伴有其他畸形,如轴后多指、小下颌、足内翻、先天性心脏病、唇(腭)裂等。
2.鉴别诊断
股骨低于第十百分位数或-2SD下,这些胎儿可以是正常的生理变异或FGR,正常生理变异者父母亲身材均不高,FGR者可伴多普勒异常或羊水异常,这些胎儿均不伴有窄胸、前额突出、颅骨异常等骨发育不良声像。
3.预后
非致死性骨发育不良胎儿可出现胎儿宫内死亡、先兆子痫、呼吸窘迫等,但出生后多能存活,患儿身材矮小,智力可正常。成骨不全Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型者需长期轮椅生活。
(三)肢体缺陷
肢体缺陷种类繁多,常见的有先天性桡骨发育不全或缺如、肢体缺失、先天性马蹄足内翻畸形等。
1.先天性桡骨发育不全或缺如(图3-8-10A、B)
图3-8-10
A,B.胎儿先天性桡骨发育不全
(1)常见超声表现
1)桡骨完全缺如,前臂纵切面与横切面扫查均只能显示一骨(尺骨)回声而不能显示双骨回声,且手明显向桡侧偏斜,不能显示大拇指。
2)桡骨发育不全或部分缺如,桡骨远端明显缩短,尺桡骨远端不再齐平。大拇指发育不良或缺如。
3)畸形手,手明显向桡侧偏斜,与前臂成角呈钩状等。
4)可有尺骨缩短、凹面向桡侧弯曲。可有胫骨、肱骨缩短、足内翻畸形。
5)某些综合征可伴发桡侧缺如或发育不全如Holt-Oram综合征、TAR综合征、Roberts-SC海豹肢畸形、VATER联合征等。
(2)鉴别诊断:
主要与尺骨缺如或发育不全相鉴别,尺骨缺如时,桡骨可弯曲,尺侧空虚,尺骨强回声缺失,手向尺侧偏斜,常伴4及5掌骨缺如、小指缺如或发育不良。尺骨发育不全时,前臂长轴切面可见尺、桡骨强回声,但尺骨强回声明显短于桡骨,桡骨弯曲,手向尺侧偏斜。
(3)预后:
预后取决于畸形的严重程度及伴发畸形,如TAR综合征因严重岀血有40%死亡,roberts-SC综合征大部分出生后死亡,且有严重的智力低下。桡骨缺如或发育不全可引起严重的手畸形及手的功能障碍,出生后须进行多次手术。
2.先天性截肢(图3-8-11A、B)
图3-8-11
A,B.胎儿先天性截肢
(1)常见超声表现
先天性截肢:胎儿某一肢体完全或部分缺失,缺失以远的肢体软组织及其内的骨骼均不显示。
1)完全截肢:
上肢或下肢整条肢体完全缺失,在肩关节以远的上臂、前臂、手及其内的骨骼或髂关节以远的大腿、小腿、足及其内的骨骼均缺失,产前超声只能显示三条肢体图像。在缺失侧的肩关节或髂关节,不显示肱骨头或股骨头参与这些关节的形成,断端一般较平整。
2)部分截肢:
在截肢平面以上的肢体可显示,截断平面以下的肢体不显示,断端可规则、整齐,也可不规则、不整齐。上臂中段截肢,超声仅显示近段上臂及其内近段肱骨,可显示肱骨头,该肢体的远侧不显示。前臂截肢,则可显示完整的上臂,其内的肱骨亦完整,但肱骨以远的前臂、手及其内骨骼均缺失而不能显示。下肢部分截肢的表现与上肢一样,在截肢平面以下的肢体缺失而不显示。
(2)鉴别诊断:
主要与海豹肢等纵形肢体缺陷鉴别。
(3)预后:
单纯横形肢体缺陷预后好,可通过安装假肢改善生存质量。
3.先天性马蹄足内翻畸形(图3-8-12A、B)
图3-8-12
A,B.胎儿先天性马蹄足内翻畸形
(1)常见超声表现
1)足底平面和小腿骨骼长轴切面可在同一切面内显示,且这种关系持续存在,不随胎动而改变。
2.足内翻严重程度不同,超声表现亦有差异。严重者有上述典型表现,而轻者前足内收内翻轻,前足足底平面不会完全与小腿骨骼长轴平面平行。
3)检出足内翻后,应对胎儿全身骨骼及器官进行详细观察,检出可能的合并畸形。
4.18~28周检查较清楚,也有报道13周即可诊断足内翻畸形;孕晚期由于受子宫的压迫及羊水相对较少时,出现假阳性的诊断可能增多。
5)三维超声可较好显示小腿、足跟与前足的空间位置关系,对理解足内翻很有意义。
(2)鉴别诊断
1)先天性腓骨缺如或发育不全:
先天性腓骨缺如者小腿内仅见一根骨性强回声,且该强回声位于内侧,且该骨性强回声与通过膝关节与股骨相连接为胫骨。先天性腓骨发育不全者腓骨强回声明显短于内侧的胫骨。常合并有足外翻(小腿矢状切面不能显示正常足底回声,足底向外翻)。
2)先天性胫骨缺如或发育不全:
胫骨缺如者小腿内仅见一条腓骨强回声,且该强回声位于外侧,不与股骨构成关节。胫骨发育不全者胫骨强回声明显短于外侧的腓骨。两者均合并足内翻。
(3)预后:
足内翻患儿的治疗从出生后即开始,愈早治疗,效果愈好。治疗方法根据年龄和畸形程度而不同,有手法矫正法、石膏管形外固定矫正等。单纯足内翻畸形预后较好,50%可通过石膏固定治愈。效果不佳者,外科手术亦可取得较好效果,伴有其他部位或器官的严重畸形,预后与伴发畸形的严重程度有关。
七、病例
病例一
1.病史和相关检查
孕妇25岁,既往孕1产0,现孕27周,病史及实验室检查均未见明显异常。
2.声像图(见图3-8-8A、B、C)
3.超声描述
胎儿双顶径6.48cm,头围24.06cm,腹围21.14cm,肱骨长0.95cm,股骨长1.05cm;足长2.94cm。胎儿四肢严重短小,四肢长骨极度短小,回声强度减弱,骨后方声影不明显。肋骨明显短小,胸腔狭窄,心胸面积比为0.64。腹部明显膨隆。椎体骨化极差而呈低回声,腰骶部更明显。颈后可见一多房囊性包块回声,大小约5.78 cm×1.63cm。
4.提示诊断
单活胎,头位;
胎儿严重短肢畸形,窄胸,心胸比值增大大于0.6,提示致死性骨发育不良畸形。
建议羊水染色体和基因检查。
病例二
1.病史和相关检查
孕妇28岁,既往孕1产0,现孕30周,病史及实验室检查无明显特殊,孕23周时Ⅲ级产科超声检查未见明显异常。
2.声像图(见图3-8-9A、B)
3.超声描述
胎儿双顶径7.66cm,头围28.81cm,腹围26.6cm,肱骨长3.99cm,股骨长4.15cm。胎儿颜面部矢状切面显示前额明显前凸。胎儿四肢长骨低于正常预测值2个标准差,心胸面积比例为0.3。
4.提示诊断
单活胎,头位;
胎儿四肢长骨低于正常预测值2个标准差。
建议羊水染色体和基因检查。
病例三
1.病史和相关检查
孕妇35岁孕妇,既往孕2产1,现孕26周,病史及实验室检查无明显特殊。
2.声像图(见图3-8-10A、B)
3.超声描述
胎儿双顶径6.61cm,头围24.51cm,腹围19.82cm,股骨长4.66cm,羊水最大深度8.3cm,羊水指数29.76cm。胎儿心脏超声显示左右肺静脉汇合成肺总静脉,通过食管裂孔向下走行,最后汇入门静脉系统。胎儿上腹部可见双泡征,侧动探头时两者相通,左侧大者为胃泡,右侧为十二指肠球部。胎儿右前臂及右手冠状切面示前臂仅见尺侧的尺骨回声,手严重向桡侧偏斜,拇指缺失,仅见2、3、4、5指回声。胎儿臀部未见明显肛门声像。
4.提示诊断
单活胎,头位;
胎儿多发畸形:十二指肠闭锁、肛门闭锁、完全性肺静脉异位引流(心下型)、右侧桡骨缺失,右侧大拇指缺失并严重手畸形,提示VATER联合征;
羊水过多;
建议羊水染色体和基因检查。
病例四
1.病史和相关检查
孕妇36岁,既往孕2产0,现孕22周,病史及实验室检查无明显特殊。
2.声像图(见图3-8-11A、B)
3.超声描述
双胎儿测量参数:双顶径5.54/5.83cm,头围20.25/21.58cm,腹围16.27/19.08cm,股骨长3.37/3.79cm。胎盘1个,附着子宫后壁,双胎间可见羊膜分隔光带。A胎儿左前臂仅可见1cm的残存近端回声,其以远部分缺如。
4.提示诊断
单绒毛膜双羊膜囊双活胎,头位/臀位;
A胎儿左前臂近端以远缺如。
病例五
1.病史和相关检查
孕妇29岁,既往孕1产0,现孕24周,病史及实验室检查无明显特殊。
2.声像图(见图3-8-12A、B)
3.超声描述
双胎儿测量参数:双顶径6.09cm,头围22.7 cm,腹围20.25cm,股骨长4.18cm。胎儿双侧小腿与双足底在一切面上同时显示,双足呈内翻姿势,且肢体活动2~3次后该姿势依旧不变。
4.提示诊断
单活胎,头位;
胎儿双足内翻。