引用本文： 康敏, 齊亞娜, 邵劍波, 馬慧靜, 鄭楠楠. 胎兒胸腺二維三徑線預測胸腺體積的模型研究. 華西醫學, 2016, 31(1): 94-97. doi: 10.7507/1002-0179.20160024 復制
胸腺是胎兒期培育T細胞分化成熟的重要淋巴器官，來源于中胚層和外胚層，胚胎前3個月基本分化完成[1-2]。胸腺發育不良或缺如與胎兒染色體22q11微小缺失、宮內營養不良、各種宮內感染、絨毛膜羊膜炎、胎兒炎性反應綜合征、心臟畸形等有關[3-6]，產前測量胎兒胸腺大小可為診斷胎兒畸形和宮內異常提供線索以便臨床及時處理。目前產前檢查中常用胸腺二維切面徑線值代表胸腺大小，但多數研究認為胸腺體積的準確度較高但測量相對復雜[7]。本研究擬應用MRI技術輔助診斷超聲懷疑畸形胎兒，測得其胸腺二維三徑線和三維體積，通過建立胸腺二維三徑線為參考指標的胸腺體積預測模型，實現胸腺體積的簡單快速預測。
1 資料與方法
1.1 一般資料
2010年9月－2012年3月至武漢市婦女兒童醫療保健中心-經超聲檢查懷疑胎兒畸形的單胎孕婦210例，排除胸腺缺如或明顯增大者。孕婦年齡17 ～ 35歲，平均（26.0±3.7）歲；孕周15.8 ～ 40.7周，平均（29.8±4.9）周。征得患者及家屬同意后24 h內行MRI檢查，檢查過程中不使用鎮靜劑。
1.2 MRI儀器及檢查方法
采用美國通用公司GE Signa HDe型1.5 T超導MRI儀。孕婦取仰臥位，足先進，采用相控陣體部線圈，在孕婦盆腔冠狀面定位像的基礎上，再行胎兒胸腺長軸面、冠狀面、矢狀面掃描。采用單次激發快速自旋回波序列及快速穩態進行采集序列，掃描范圍包括整個子宮，層厚依據病變大小而定。胸腺橫徑（左右徑）在“三血管”層面測得，上下徑和前后徑在最大矢狀面上測得，并在連續掃描胸腺完全的每個層面上用畫線法測量面積，體積=∑（面積×層厚）。MRI讀片前未知超聲檢查結果，最終超聲與MRI診斷結果的一致率為80.5%（169/210）。
1.3 統計學方法
應用SPSS 18.0軟件進行統計分析。采用均數±標準差描述胸腺體積。胎兒畸形診斷標準：超聲和MRI診斷一致的結果，不一致者以MRI診斷為準，MRI診斷缺失者取超聲結果，超聲和MRI診斷均缺失者歸為診斷不明。根據系統或部位將胎兒畸形分為未見異常、神經系統畸形、呼吸系統畸形、泌尿系統畸形、消化系統畸形、肌肉骨骼畸形、腹部占位異常、淋巴管瘤、多發畸形及診斷不明共10類。以未見異常胎兒為標準建立胸腺體積與其孕周的線性回歸模型，計算不同孕周胎兒的胸腺體積理論正常值。采用配對t檢驗比較畸形胎兒胸腺體積與其理論正常值的差異，若差異無統計學意義則同未見異常胎兒歸為胸腺正常組，若胸腺體積小于理論正常值且差異有統計學意義歸為胸腺發育不良組。分別以胎兒胸腺的上下徑、前后徑、左右徑為自變量，胸腺體積為因變量建立線性回歸模型。依據模型計算胸腺體積預測值并計算誤差率，公式為：誤差率=[（預測值－實際值）/實際值]×100%，誤差率接受標準要求在±5%以內，計算誤差率絕對值與胎兒孕周的Pearson相關系數。檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 總體情況
本研究納入210例胎兒的胸腺體積為（0.6 ～ 13.2）×103 mm3，經正態性檢驗為偏態分布，自然對數轉換后近似服從正態分布，胎兒胸腺體積自然對數值（lnV）為（8.03±0.66） mm3。MRI診斷未見異常胎兒18例（其中5例超聲診斷異常），孕周21.5 ～ 35.0周，lnV與其孕周的線性回歸模型為lnV=0.08×孕周+5.73+ε（r=0.650，F=11.682，P=0.004），可用于計算胸腺體積理論正常值。
2.2 胎兒胸腺體積與其理論正常值的比較
經配對t檢驗，胎兒神經系統和呼吸系統畸形者，胸腺體積小于其理論正常值，差異有邊界統計學意義（P=0.052、0.051），歸為胸腺發育不良組；胎兒泌尿系統、消化系統、肌肉骨骼畸形、腹部占位異常、淋巴管瘤、多發畸形及診斷不明者，胸腺體積與其理論正常值差異無統計學意義（均P＞0.05），同未見異常胎兒歸為胸腺正常組。見表 1。
表1
胎兒胸腺體積與其理論正常值的比較
2.3 擬合胎兒胸腺體積的預測模型
以胎兒胸腺的上下徑（d1）、前后徑（d2）、左右徑（d3）為自變量，胸腺體積自然對數值（lnV）為因變量，采用“進入法”擬合線性回歸模型，方程表達式：胸腺正常組lnV=0.016d1+0.030d2+0.086d3+5.707+ε（n=103，F=34.292，P＜0.001），胸腺發育不良組 lnV=0.048d1+0.036d2+0.016d3+6.011+ε（n=107，F=27.783，P＜0.001）。
2.4 模型的效果評價及其準確度驗證
胸腺正常組和胸腺發育不良組以上擬合的胸腺體積預測模型的決定系數（R2）分別為0.510和0.447，即胸腺上下徑、前后徑、左右徑3條徑線僅可解釋胸腺體積變異程度的51.0%和44.7%，模型效果欠佳。依據模型計算胸腺體積預測值，并與其實際值進行比較計算誤差率，結果示胸腺正常組和胸腺發育不良組誤差率絕對值分別為0.02% ～ 16.35%和0.07% ～ 17.27%，平均4.34%和5.34%（均接近最低標準5%）。胸腺正常組和胸腺發育不良組的預測誤差率絕對值與胎兒孕周的Pearson相關系數（r）分別為-0.264（P=0.007）和-0.182（P=0.060），即模型準確度隨胎兒孕周增加有升高趨勢，且在胸腺正常組較為明顯。
3 討論
胎兒胸腺是一個形狀不規則、呈分葉狀結構的實質性器官，產前檢查中可采用橫徑、周長、面積等二維測量值及三維體積來描述胸腺大小[7]。二維測量值可反映胸腺單一平面的大小但不能代表胸腺整體，三維體積則通過整合多個胸腺二維切面的信息進行估算，更能顯示胸腺的分葉狀立體結構，相對接近胸腺的真實大小[8]。然而，胸腺體積的測量較為繁瑣，需先測得各個層面的面積，方可求得三維體積值，醫生的工作量較大且易出現操作和計算失誤。胸腺二維各徑線的測量相對簡單并與三維體積高度相關[7]，可考慮以此為參考指標建立胸腺體積的預測模型，用于三維體積測量受限條件下胸腺體積的快速預測。
依據胸腺大小與胎兒孕周存在高度線性相關[7-8]，以MRI未發現異常胎兒（18例）為標準建立胸腺體積與其孕周的線性回歸模型（F=11.682，P=0.004），用于計算胸腺體積理論正常值。經配對t檢驗發現，神經系統和呼吸系統畸形胎兒合并有胸腺發育不良（歸為胸腺發育不良組），其他畸形胎兒的胸腺體積與其理論正常值差異無統計學意義（歸為胸腺正常組）。這說明某些胎兒畸形與胸腺發育不良有關且不同系統或部位畸形胎兒的胸腺發育程度不同，與其他研究結論相一致[9-11]。為避免畸形及其相關混雜因素的干擾，提高模型的效果和預測準確度，本研究分別建立了胸腺正常組和胸腺發育不良組的胸腺體積預測模型。
經線性回歸擬合，得胎兒胸腺上下徑（d1）、前后徑（d2）、左右徑（d3）為參考指標的胸腺體積預測模型：胸腺正常組lnV=0.016d1+0.030d2+0.086d3+ 5.707+ε（R2=0.510）和胸腺發育不良組lnV=0.048d1+0.036 d2+0.016 d3+6.011+ε（R2=0.447）；胸腺上下徑、前后徑、左右徑3條徑線可分別解釋胸腺體積變異程度的51.0%和44.7%，預測誤差率絕對值平均4.34%和5.34%（均接近5%）：模型效果欠佳，原因可能是胸腺二維各徑線的比例在個體間變異較大[12-13]，各徑線的生長發育規律不完全相同且在胎兒期易受其他因素干擾。同時發現，模型的預測誤差率與胎兒孕周存在負相關趨勢（胸腺正常組r=-0.264，P=0.007；胸腺發育不良組r=-0.182，P=0.060），即模型準確度隨胎兒孕周增加有升高趨勢且在胸腺正常組較為明顯。這主要是胸腺發育早期極易受宮內外各種因素影響而可能出現發育遲緩或停滯，個體間變異和測量誤差均較大，在孕后期（孕周24 ～ 40周）胸腺增長顯著[8, 12]，胸腺二維各徑線與體積的相關性較好并可實現較為準確的測量，模型準確度增加，這一變化趨勢在胸腺正常組可能較少受不良因素的干擾而表現明顯[13]。
本研究擬合的胸腺體積預測模型基于二維三徑線與三維體積的高度相關性，以簡單的二維切面徑線測量來實現三維體積的快速預測，具有一定的實用性和臨床價值，并可嘗試將該建模思路應用在普遍的超聲技術中。然而，本次分組建模基于畸形胎兒胸腺體積與其理論正常值的比較結果，而理論正常值的計算依據18例未見異常胎兒不同孕周下的胸腺體積預測模型，樣本量較小。該18例未見異常胎兒均系MRI診斷結果，其中有5例超聲診斷異常。有研究報道，產前超聲聯合MRI可明顯提高診斷準確率，MRI可發現超聲不能發現的異常，對神經系統和軟組織畸形的診斷準確率較高（可達95%）[14-15]；MRI作為超聲懷疑異常胎兒的重要輔助診斷手段，正常胎兒的納入例數難免受限。本研究中的18例未見異常胎兒孕周分布范圍較大（21.5 ～ 35.0周），胸腺體積與其孕周中度相關（r=0.650），盡量保證了結果的可信度，但尚無其他相關研究可參考驗證。為提高模型的擬合效果和預測準確度，后期研究應擴大樣本量，建立正常胎兒不同孕周下二維徑線的胸腺體積預測模型，通過胸腺體積的快速預測為胎兒異常的及時診斷提供線索。
胸腺是胎兒期培育T細胞分化成熟的重要淋巴器官，來源于中胚層和外胚層，胚胎前3個月基本分化完成[1-2]。胸腺發育不良或缺如與胎兒染色體22q11微小缺失、宮內營養不良、各種宮內感染、絨毛膜羊膜炎、胎兒炎性反應綜合征、心臟畸形等有關[3-6]，產前測量胎兒胸腺大小可為診斷胎兒畸形和宮內異常提供線索以便臨床及時處理。目前產前檢查中常用胸腺二維切面徑線值代表胸腺大小，但多數研究認為胸腺體積的準確度較高但測量相對復雜[7]。本研究擬應用MRI技術輔助診斷超聲懷疑畸形胎兒，測得其胸腺二維三徑線和三維體積，通過建立胸腺二維三徑線為參考指標的胸腺體積預測模型，實現胸腺體積的簡單快速預測。
1 資料與方法
1.1 一般資料
2010年9月－2012年3月至武漢市婦女兒童醫療保健中心-經超聲檢查懷疑胎兒畸形的單胎孕婦210例，排除胸腺缺如或明顯增大者。孕婦年齡17 ～ 35歲，平均（26.0±3.7）歲；孕周15.8 ～ 40.7周，平均（29.8±4.9）周。征得患者及家屬同意后24 h內行MRI檢查，檢查過程中不使用鎮靜劑。
1.2 MRI儀器及檢查方法
采用美國通用公司GE Signa HDe型1.5 T超導MRI儀。孕婦取仰臥位，足先進，采用相控陣體部線圈，在孕婦盆腔冠狀面定位像的基礎上，再行胎兒胸腺長軸面、冠狀面、矢狀面掃描。采用單次激發快速自旋回波序列及快速穩態進行采集序列，掃描范圍包括整個子宮，層厚依據病變大小而定。胸腺橫徑（左右徑）在“三血管”層面測得，上下徑和前后徑在最大矢狀面上測得，并在連續掃描胸腺完全的每個層面上用畫線法測量面積，體積=∑（面積×層厚）。MRI讀片前未知超聲檢查結果，最終超聲與MRI診斷結果的一致率為80.5%（169/210）。
1.3 統計學方法
應用SPSS 18.0軟件進行統計分析。采用均數±標準差描述胸腺體積。胎兒畸形診斷標準：超聲和MRI診斷一致的結果，不一致者以MRI診斷為準，MRI診斷缺失者取超聲結果，超聲和MRI診斷均缺失者歸為診斷不明。根據系統或部位將胎兒畸形分為未見異常、神經系統畸形、呼吸系統畸形、泌尿系統畸形、消化系統畸形、肌肉骨骼畸形、腹部占位異常、淋巴管瘤、多發畸形及診斷不明共10類。以未見異常胎兒為標準建立胸腺體積與其孕周的線性回歸模型，計算不同孕周胎兒的胸腺體積理論正常值。采用配對t檢驗比較畸形胎兒胸腺體積與其理論正常值的差異，若差異無統計學意義則同未見異常胎兒歸為胸腺正常組，若胸腺體積小于理論正常值且差異有統計學意義歸為胸腺發育不良組。分別以胎兒胸腺的上下徑、前后徑、左右徑為自變量，胸腺體積為因變量建立線性回歸模型。依據模型計算胸腺體積預測值并計算誤差率，公式為：誤差率=[（預測值－實際值）/實際值]×100%，誤差率接受標準要求在±5%以內，計算誤差率絕對值與胎兒孕周的Pearson相關系數。檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 總體情況
本研究納入210例胎兒的胸腺體積為（0.6 ～ 13.2）×103 mm3，經正態性檢驗為偏態分布，自然對數轉換后近似服從正態分布，胎兒胸腺體積自然對數值（lnV）為（8.03±0.66） mm3。MRI診斷未見異常胎兒18例（其中5例超聲診斷異常），孕周21.5 ～ 35.0周，lnV與其孕周的線性回歸模型為lnV=0.08×孕周+5.73+ε（r=0.650，F=11.682，P=0.004），可用于計算胸腺體積理論正常值。
2.2 胎兒胸腺體積與其理論正常值的比較
經配對t檢驗，胎兒神經系統和呼吸系統畸形者，胸腺體積小于其理論正常值，差異有邊界統計學意義（P=0.052、0.051），歸為胸腺發育不良組；胎兒泌尿系統、消化系統、肌肉骨骼畸形、腹部占位異常、淋巴管瘤、多發畸形及診斷不明者，胸腺體積與其理論正常值差異無統計學意義（均P＞0.05），同未見異常胎兒歸為胸腺正常組。見表 1。
表1
胎兒胸腺體積與其理論正常值的比較
2.3 擬合胎兒胸腺體積的預測模型
以胎兒胸腺的上下徑（d1）、前后徑（d2）、左右徑（d3）為自變量，胸腺體積自然對數值（lnV）為因變量，采用“進入法”擬合線性回歸模型，方程表達式：胸腺正常組lnV=0.016d1+0.030d2+0.086d3+5.707+ε（n=103，F=34.292，P＜0.001），胸腺發育不良組 lnV=0.048d1+0.036d2+0.016d3+6.011+ε（n=107，F=27.783，P＜0.001）。
2.4 模型的效果評價及其準確度驗證
胸腺正常組和胸腺發育不良組以上擬合的胸腺體積預測模型的決定系數（R2）分別為0.510和0.447，即胸腺上下徑、前后徑、左右徑3條徑線僅可解釋胸腺體積變異程度的51.0%和44.7%，模型效果欠佳。依據模型計算胸腺體積預測值，并與其實際值進行比較計算誤差率，結果示胸腺正常組和胸腺發育不良組誤差率絕對值分別為0.02% ～ 16.35%和0.07% ～ 17.27%，平均4.34%和5.34%（均接近最低標準5%）。胸腺正常組和胸腺發育不良組的預測誤差率絕對值與胎兒孕周的Pearson相關系數（r）分別為-0.264（P=0.007）和-0.182（P=0.060），即模型準確度隨胎兒孕周增加有升高趨勢，且在胸腺正常組較為明顯。
3 討論
胎兒胸腺是一個形狀不規則、呈分葉狀結構的實質性器官，產前檢查中可采用橫徑、周長、面積等二維測量值及三維體積來描述胸腺大小[7]。二維測量值可反映胸腺單一平面的大小但不能代表胸腺整體，三維體積則通過整合多個胸腺二維切面的信息進行估算，更能顯示胸腺的分葉狀立體結構，相對接近胸腺的真實大小[8]。然而，胸腺體積的測量較為繁瑣，需先測得各個層面的面積，方可求得三維體積值，醫生的工作量較大且易出現操作和計算失誤。胸腺二維各徑線的測量相對簡單并與三維體積高度相關[7]，可考慮以此為參考指標建立胸腺體積的預測模型，用于三維體積測量受限條件下胸腺體積的快速預測。
依據胸腺大小與胎兒孕周存在高度線性相關[7-8]，以MRI未發現異常胎兒（18例）為標準建立胸腺體積與其孕周的線性回歸模型（F=11.682，P=0.004），用于計算胸腺體積理論正常值。經配對t檢驗發現，神經系統和呼吸系統畸形胎兒合并有胸腺發育不良（歸為胸腺發育不良組），其他畸形胎兒的胸腺體積與其理論正常值差異無統計學意義（歸為胸腺正常組）。這說明某些胎兒畸形與胸腺發育不良有關且不同系統或部位畸形胎兒的胸腺發育程度不同，與其他研究結論相一致[9-11]。為避免畸形及其相關混雜因素的干擾，提高模型的效果和預測準確度，本研究分別建立了胸腺正常組和胸腺發育不良組的胸腺體積預測模型。
經線性回歸擬合，得胎兒胸腺上下徑（d1）、前后徑（d2）、左右徑（d3）為參考指標的胸腺體積預測模型：胸腺正常組lnV=0.016d1+0.030d2+0.086d3+ 5.707+ε（R2=0.510）和胸腺發育不良組lnV=0.048d1+0.036 d2+0.016 d3+6.011+ε（R2=0.447）；胸腺上下徑、前后徑、左右徑3條徑線可分別解釋胸腺體積變異程度的51.0%和44.7%，預測誤差率絕對值平均4.34%和5.34%（均接近5%）：模型效果欠佳，原因可能是胸腺二維各徑線的比例在個體間變異較大[12-13]，各徑線的生長發育規律不完全相同且在胎兒期易受其他因素干擾。同時發現，模型的預測誤差率與胎兒孕周存在負相關趨勢（胸腺正常組r=-0.264，P=0.007；胸腺發育不良組r=-0.182，P=0.060），即模型準確度隨胎兒孕周增加有升高趨勢且在胸腺正常組較為明顯。這主要是胸腺發育早期極易受宮內外各種因素影響而可能出現發育遲緩或停滯，個體間變異和測量誤差均較大，在孕后期（孕周24 ～ 40周）胸腺增長顯著[8, 12]，胸腺二維各徑線與體積的相關性較好并可實現較為準確的測量，模型準確度增加，這一變化趨勢在胸腺正常組可能較少受不良因素的干擾而表現明顯[13]。
本研究擬合的胸腺體積預測模型基于二維三徑線與三維體積的高度相關性，以簡單的二維切面徑線測量來實現三維體積的快速預測，具有一定的實用性和臨床價值，并可嘗試將該建模思路應用在普遍的超聲技術中。然而，本次分組建模基于畸形胎兒胸腺體積與其理論正常值的比較結果，而理論正常值的計算依據18例未見異常胎兒不同孕周下的胸腺體積預測模型，樣本量較小。該18例未見異常胎兒均系MRI診斷結果，其中有5例超聲診斷異常。有研究報道，產前超聲聯合MRI可明顯提高診斷準確率，MRI可發現超聲不能發現的異常，對神經系統和軟組織畸形的診斷準確率較高（可達95%）[14-15]；MRI作為超聲懷疑異常胎兒的重要輔助診斷手段，正常胎兒的納入例數難免受限。本研究中的18例未見異常胎兒孕周分布范圍較大（21.5 ～ 35.0周），胸腺體積與其孕周中度相關（r=0.650），盡量保證了結果的可信度，但尚無其他相關研究可參考驗證。為提高模型的擬合效果和預測準確度，后期研究應擴大樣本量，建立正常胎兒不同孕周下二維徑線的胸腺體積預測模型，通過胸腺體積的快速預測為胎兒異常的及時診斷提供線索。
