引用本文： 康敏, 齐亚娜, 邵剑波, 马慧静, 郑楠楠. 胎儿胸腺二维三径线预测胸腺体积的模型研究. 华西医学, 2016, 31(1): 94-97. doi: 10.7507/1002-0179.20160024 复制
胸腺是胎儿期培育T细胞分化成熟的重要淋巴器官，来源于中胚层和外胚层，胚胎前3个月基本分化完成[1-2]。胸腺发育不良或缺如与胎儿染色体22q11微小缺失、宫内营养不良、各种宫内感染、绒毛膜羊膜炎、胎儿炎性反应综合征、心脏畸形等有关[3-6]，产前测量胎儿胸腺大小可为诊断胎儿畸形和宫内异常提供线索以便临床及时处理。目前产前检查中常用胸腺二维切面径线值代表胸腺大小，但多数研究认为胸腺体积的准确度较高但测量相对复杂[7]。本研究拟应用MRI技术辅助诊断超声怀疑畸形胎儿，测得其胸腺二维三径线和三维体积，通过建立胸腺二维三径线为参考指标的胸腺体积预测模型，实现胸腺体积的简单快速预测。
1 资料与方法
1.1 一般资料
2010年9月－2012年3月至武汉市妇女儿童医疗保健中心-经超声检查怀疑胎儿畸形的单胎孕妇210例，排除胸腺缺如或明显增大者。孕妇年龄17 ～ 35岁，平均（26.0±3.7）岁；孕周15.8 ～ 40.7周，平均（29.8±4.9）周。征得患者及家属同意后24 h内行MRI检查，检查过程中不使用镇静剂。
1.2 MRI仪器及检查方法
采用美国通用公司GE Signa HDe型1.5 T超导MRI仪。孕妇取仰卧位，足先进，采用相控阵体部线圈，在孕妇盆腔冠状面定位像的基础上，再行胎儿胸腺长轴面、冠状面、矢状面扫描。采用单次激发快速自旋回波序列及快速稳态进行采集序列，扫描范围包括整个子宫，层厚依据病变大小而定。胸腺横径（左右径）在“三血管”层面测得，上下径和前后径在最大矢状面上测得，并在连续扫描胸腺完全的每个层面上用画线法测量面积，体积=∑（面积×层厚）。MRI读片前未知超声检查结果，最终超声与MRI诊断结果的一致率为80.5%（169/210）。
1.3 统计学方法
应用SPSS 18.0软件进行统计分析。采用均数±标准差描述胸腺体积。胎儿畸形诊断标准：超声和MRI诊断一致的结果，不一致者以MRI诊断为准，MRI诊断缺失者取超声结果，超声和MRI诊断均缺失者归为诊断不明。根据系统或部位将胎儿畸形分为未见异常、神经系统畸形、呼吸系统畸形、泌尿系统畸形、消化系统畸形、肌肉骨骼畸形、腹部占位异常、淋巴管瘤、多发畸形及诊断不明共10类。以未见异常胎儿为标准建立胸腺体积与其孕周的线性回归模型，计算不同孕周胎儿的胸腺体积理论正常值。采用配对t检验比较畸形胎儿胸腺体积与其理论正常值的差异，若差异无统计学意义则同未见异常胎儿归为胸腺正常组，若胸腺体积小于理论正常值且差异有统计学意义归为胸腺发育不良组。分别以胎儿胸腺的上下径、前后径、左右径为自变量，胸腺体积为因变量建立线性回归模型。依据模型计算胸腺体积预测值并计算误差率，公式为：误差率=[（预测值－实际值）/实际值]×100%，误差率接受标准要求在±5%以内，计算误差率绝对值与胎儿孕周的Pearson相关系数。检验水准α=0.05。
2 结果
2.1 总体情况
本研究纳入210例胎儿的胸腺体积为（0.6 ～ 13.2）×103 mm3，经正态性检验为偏态分布，自然对数转换后近似服从正态分布，胎儿胸腺体积自然对数值（lnV）为（8.03±0.66） mm3。MRI诊断未见异常胎儿18例（其中5例超声诊断异常），孕周21.5 ～ 35.0周，lnV与其孕周的线性回归模型为lnV=0.08×孕周+5.73+ε（r=0.650，F=11.682，P=0.004），可用于计算胸腺体积理论正常值。
2.2 胎儿胸腺体积与其理论正常值的比较
经配对t检验，胎儿神经系统和呼吸系统畸形者，胸腺体积小于其理论正常值，差异有边界统计学意义（P=0.052、0.051），归为胸腺发育不良组；胎儿泌尿系统、消化系统、肌肉骨骼畸形、腹部占位异常、淋巴管瘤、多发畸形及诊断不明者，胸腺体积与其理论正常值差异无统计学意义（均P＞0.05），同未见异常胎儿归为胸腺正常组。见表 1。
表1
胎儿胸腺体积与其理论正常值的比较
2.3 拟合胎儿胸腺体积的预测模型
以胎儿胸腺的上下径（d1）、前后径（d2）、左右径（d3）为自变量，胸腺体积自然对数值（lnV）为因变量，采用“进入法”拟合线性回归模型，方程表达式：胸腺正常组lnV=0.016d1+0.030d2+0.086d3+5.707+ε（n=103，F=34.292，P＜0.001），胸腺发育不良组 lnV=0.048d1+0.036d2+0.016d3+6.011+ε（n=107，F=27.783，P＜0.001）。
2.4 模型的效果评价及其准确度验证
胸腺正常组和胸腺发育不良组以上拟合的胸腺体积预测模型的决定系数（R2）分别为0.510和0.447，即胸腺上下径、前后径、左右径3条径线仅可解释胸腺体积变异程度的51.0%和44.7%，模型效果欠佳。依据模型计算胸腺体积预测值，并与其实际值进行比较计算误差率，结果示胸腺正常组和胸腺发育不良组误差率绝对值分别为0.02% ～ 16.35%和0.07% ～ 17.27%，平均4.34%和5.34%（均接近最低标准5%）。胸腺正常组和胸腺发育不良组的预测误差率绝对值与胎儿孕周的Pearson相关系数（r）分别为-0.264（P=0.007）和-0.182（P=0.060），即模型准确度随胎儿孕周增加有升高趋势，且在胸腺正常组较为明显。
3 讨论
胎儿胸腺是一个形状不规则、呈分叶状结构的实质性器官，产前检查中可采用横径、周长、面积等二维测量值及三维体积来描述胸腺大小[7]。二维测量值可反映胸腺单一平面的大小但不能代表胸腺整体，三维体积则通过整合多个胸腺二维切面的信息进行估算，更能显示胸腺的分叶状立体结构，相对接近胸腺的真实大小[8]。然而，胸腺体积的测量较为繁琐，需先测得各个层面的面积，方可求得三维体积值，医生的工作量较大且易出现操作和计算失误。胸腺二维各径线的测量相对简单并与三维体积高度相关[7]，可考虑以此为参考指标建立胸腺体积的预测模型，用于三维体积测量受限条件下胸腺体积的快速预测。
依据胸腺大小与胎儿孕周存在高度线性相关[7-8]，以MRI未发现异常胎儿（18例）为标准建立胸腺体积与其孕周的线性回归模型（F=11.682，P=0.004），用于计算胸腺体积理论正常值。经配对t检验发现，神经系统和呼吸系统畸形胎儿合并有胸腺发育不良（归为胸腺发育不良组），其他畸形胎儿的胸腺体积与其理论正常值差异无统计学意义（归为胸腺正常组）。这说明某些胎儿畸形与胸腺发育不良有关且不同系统或部位畸形胎儿的胸腺发育程度不同，与其他研究结论相一致[9-11]。为避免畸形及其相关混杂因素的干扰，提高模型的效果和预测准确度，本研究分别建立了胸腺正常组和胸腺发育不良组的胸腺体积预测模型。
经线性回归拟合，得胎儿胸腺上下径（d1）、前后径（d2）、左右径（d3）为参考指标的胸腺体积预测模型：胸腺正常组lnV=0.016d1+0.030d2+0.086d3+ 5.707+ε（R2=0.510）和胸腺发育不良组lnV=0.048d1+0.036 d2+0.016 d3+6.011+ε（R2=0.447）；胸腺上下径、前后径、左右径3条径线可分别解释胸腺体积变异程度的51.0%和44.7%，预测误差率绝对值平均4.34%和5.34%（均接近5%）：模型效果欠佳，原因可能是胸腺二维各径线的比例在个体间变异较大[12-13]，各径线的生长发育规律不完全相同且在胎儿期易受其他因素干扰。同时发现，模型的预测误差率与胎儿孕周存在负相关趋势（胸腺正常组r=-0.264，P=0.007；胸腺发育不良组r=-0.182，P=0.060），即模型准确度随胎儿孕周增加有升高趋势且在胸腺正常组较为明显。这主要是胸腺发育早期极易受宫内外各种因素影响而可能出现发育迟缓或停滞，个体间变异和测量误差均较大，在孕后期（孕周24 ～ 40周）胸腺增长显著[8, 12]，胸腺二维各径线与体积的相关性较好并可实现较为准确的测量，模型准确度增加，这一变化趋势在胸腺正常组可能较少受不良因素的干扰而表现明显[13]。
本研究拟合的胸腺体积预测模型基于二维三径线与三维体积的高度相关性，以简单的二维切面径线测量来实现三维体积的快速预测，具有一定的实用性和临床价值，并可尝试将该建模思路应用在普遍的超声技术中。然而，本次分组建模基于畸形胎儿胸腺体积与其理论正常值的比较结果，而理论正常值的计算依据18例未见异常胎儿不同孕周下的胸腺体积预测模型，样本量较小。该18例未见异常胎儿均系MRI诊断结果，其中有5例超声诊断异常。有研究报道，产前超声联合MRI可明显提高诊断准确率，MRI可发现超声不能发现的异常，对神经系统和软组织畸形的诊断准确率较高（可达95%）[14-15]；MRI作为超声怀疑异常胎儿的重要辅助诊断手段，正常胎儿的纳入例数难免受限。本研究中的18例未见异常胎儿孕周分布范围较大（21.5 ～ 35.0周），胸腺体积与其孕周中度相关（r=0.650），尽量保证了结果的可信度，但尚无其他相关研究可参考验证。为提高模型的拟合效果和预测准确度，后期研究应扩大样本量，建立正常胎儿不同孕周下二维径线的胸腺体积预测模型，通过胸腺体积的快速预测为胎儿异常的及时诊断提供线索。
胸腺是胎儿期培育T细胞分化成熟的重要淋巴器官，来源于中胚层和外胚层，胚胎前3个月基本分化完成[1-2]。胸腺发育不良或缺如与胎儿染色体22q11微小缺失、宫内营养不良、各种宫内感染、绒毛膜羊膜炎、胎儿炎性反应综合征、心脏畸形等有关[3-6]，产前测量胎儿胸腺大小可为诊断胎儿畸形和宫内异常提供线索以便临床及时处理。目前产前检查中常用胸腺二维切面径线值代表胸腺大小，但多数研究认为胸腺体积的准确度较高但测量相对复杂[7]。本研究拟应用MRI技术辅助诊断超声怀疑畸形胎儿，测得其胸腺二维三径线和三维体积，通过建立胸腺二维三径线为参考指标的胸腺体积预测模型，实现胸腺体积的简单快速预测。
1 资料与方法
1.1 一般资料
2010年9月－2012年3月至武汉市妇女儿童医疗保健中心-经超声检查怀疑胎儿畸形的单胎孕妇210例，排除胸腺缺如或明显增大者。孕妇年龄17 ～ 35岁，平均（26.0±3.7）岁；孕周15.8 ～ 40.7周，平均（29.8±4.9）周。征得患者及家属同意后24 h内行MRI检查，检查过程中不使用镇静剂。
1.2 MRI仪器及检查方法
采用美国通用公司GE Signa HDe型1.5 T超导MRI仪。孕妇取仰卧位，足先进，采用相控阵体部线圈，在孕妇盆腔冠状面定位像的基础上，再行胎儿胸腺长轴面、冠状面、矢状面扫描。采用单次激发快速自旋回波序列及快速稳态进行采集序列，扫描范围包括整个子宫，层厚依据病变大小而定。胸腺横径（左右径）在“三血管”层面测得，上下径和前后径在最大矢状面上测得，并在连续扫描胸腺完全的每个层面上用画线法测量面积，体积=∑（面积×层厚）。MRI读片前未知超声检查结果，最终超声与MRI诊断结果的一致率为80.5%（169/210）。
1.3 统计学方法
应用SPSS 18.0软件进行统计分析。采用均数±标准差描述胸腺体积。胎儿畸形诊断标准：超声和MRI诊断一致的结果，不一致者以MRI诊断为准，MRI诊断缺失者取超声结果，超声和MRI诊断均缺失者归为诊断不明。根据系统或部位将胎儿畸形分为未见异常、神经系统畸形、呼吸系统畸形、泌尿系统畸形、消化系统畸形、肌肉骨骼畸形、腹部占位异常、淋巴管瘤、多发畸形及诊断不明共10类。以未见异常胎儿为标准建立胸腺体积与其孕周的线性回归模型，计算不同孕周胎儿的胸腺体积理论正常值。采用配对t检验比较畸形胎儿胸腺体积与其理论正常值的差异，若差异无统计学意义则同未见异常胎儿归为胸腺正常组，若胸腺体积小于理论正常值且差异有统计学意义归为胸腺发育不良组。分别以胎儿胸腺的上下径、前后径、左右径为自变量，胸腺体积为因变量建立线性回归模型。依据模型计算胸腺体积预测值并计算误差率，公式为：误差率=[（预测值－实际值）/实际值]×100%，误差率接受标准要求在±5%以内，计算误差率绝对值与胎儿孕周的Pearson相关系数。检验水准α=0.05。
2 结果
2.1 总体情况
本研究纳入210例胎儿的胸腺体积为（0.6 ～ 13.2）×103 mm3，经正态性检验为偏态分布，自然对数转换后近似服从正态分布，胎儿胸腺体积自然对数值（lnV）为（8.03±0.66） mm3。MRI诊断未见异常胎儿18例（其中5例超声诊断异常），孕周21.5 ～ 35.0周，lnV与其孕周的线性回归模型为lnV=0.08×孕周+5.73+ε（r=0.650，F=11.682，P=0.004），可用于计算胸腺体积理论正常值。
2.2 胎儿胸腺体积与其理论正常值的比较
经配对t检验，胎儿神经系统和呼吸系统畸形者，胸腺体积小于其理论正常值，差异有边界统计学意义（P=0.052、0.051），归为胸腺发育不良组；胎儿泌尿系统、消化系统、肌肉骨骼畸形、腹部占位异常、淋巴管瘤、多发畸形及诊断不明者，胸腺体积与其理论正常值差异无统计学意义（均P＞0.05），同未见异常胎儿归为胸腺正常组。见表 1。
表1
胎儿胸腺体积与其理论正常值的比较
2.3 拟合胎儿胸腺体积的预测模型
以胎儿胸腺的上下径（d1）、前后径（d2）、左右径（d3）为自变量，胸腺体积自然对数值（lnV）为因变量，采用“进入法”拟合线性回归模型，方程表达式：胸腺正常组lnV=0.016d1+0.030d2+0.086d3+5.707+ε（n=103，F=34.292，P＜0.001），胸腺发育不良组 lnV=0.048d1+0.036d2+0.016d3+6.011+ε（n=107，F=27.783，P＜0.001）。
2.4 模型的效果评价及其准确度验证
胸腺正常组和胸腺发育不良组以上拟合的胸腺体积预测模型的决定系数（R2）分别为0.510和0.447，即胸腺上下径、前后径、左右径3条径线仅可解释胸腺体积变异程度的51.0%和44.7%，模型效果欠佳。依据模型计算胸腺体积预测值，并与其实际值进行比较计算误差率，结果示胸腺正常组和胸腺发育不良组误差率绝对值分别为0.02% ～ 16.35%和0.07% ～ 17.27%，平均4.34%和5.34%（均接近最低标准5%）。胸腺正常组和胸腺发育不良组的预测误差率绝对值与胎儿孕周的Pearson相关系数（r）分别为-0.264（P=0.007）和-0.182（P=0.060），即模型准确度随胎儿孕周增加有升高趋势，且在胸腺正常组较为明显。
3 讨论
胎儿胸腺是一个形状不规则、呈分叶状结构的实质性器官，产前检查中可采用横径、周长、面积等二维测量值及三维体积来描述胸腺大小[7]。二维测量值可反映胸腺单一平面的大小但不能代表胸腺整体，三维体积则通过整合多个胸腺二维切面的信息进行估算，更能显示胸腺的分叶状立体结构，相对接近胸腺的真实大小[8]。然而，胸腺体积的测量较为繁琐，需先测得各个层面的面积，方可求得三维体积值，医生的工作量较大且易出现操作和计算失误。胸腺二维各径线的测量相对简单并与三维体积高度相关[7]，可考虑以此为参考指标建立胸腺体积的预测模型，用于三维体积测量受限条件下胸腺体积的快速预测。
依据胸腺大小与胎儿孕周存在高度线性相关[7-8]，以MRI未发现异常胎儿（18例）为标准建立胸腺体积与其孕周的线性回归模型（F=11.682，P=0.004），用于计算胸腺体积理论正常值。经配对t检验发现，神经系统和呼吸系统畸形胎儿合并有胸腺发育不良（归为胸腺发育不良组），其他畸形胎儿的胸腺体积与其理论正常值差异无统计学意义（归为胸腺正常组）。这说明某些胎儿畸形与胸腺发育不良有关且不同系统或部位畸形胎儿的胸腺发育程度不同，与其他研究结论相一致[9-11]。为避免畸形及其相关混杂因素的干扰，提高模型的效果和预测准确度，本研究分别建立了胸腺正常组和胸腺发育不良组的胸腺体积预测模型。
经线性回归拟合，得胎儿胸腺上下径（d1）、前后径（d2）、左右径（d3）为参考指标的胸腺体积预测模型：胸腺正常组lnV=0.016d1+0.030d2+0.086d3+ 5.707+ε（R2=0.510）和胸腺发育不良组lnV=0.048d1+0.036 d2+0.016 d3+6.011+ε（R2=0.447）；胸腺上下径、前后径、左右径3条径线可分别解释胸腺体积变异程度的51.0%和44.7%，预测误差率绝对值平均4.34%和5.34%（均接近5%）：模型效果欠佳，原因可能是胸腺二维各径线的比例在个体间变异较大[12-13]，各径线的生长发育规律不完全相同且在胎儿期易受其他因素干扰。同时发现，模型的预测误差率与胎儿孕周存在负相关趋势（胸腺正常组r=-0.264，P=0.007；胸腺发育不良组r=-0.182，P=0.060），即模型准确度随胎儿孕周增加有升高趋势且在胸腺正常组较为明显。这主要是胸腺发育早期极易受宫内外各种因素影响而可能出现发育迟缓或停滞，个体间变异和测量误差均较大，在孕后期（孕周24 ～ 40周）胸腺增长显著[8, 12]，胸腺二维各径线与体积的相关性较好并可实现较为准确的测量，模型准确度增加，这一变化趋势在胸腺正常组可能较少受不良因素的干扰而表现明显[13]。
本研究拟合的胸腺体积预测模型基于二维三径线与三维体积的高度相关性，以简单的二维切面径线测量来实现三维体积的快速预测，具有一定的实用性和临床价值，并可尝试将该建模思路应用在普遍的超声技术中。然而，本次分组建模基于畸形胎儿胸腺体积与其理论正常值的比较结果，而理论正常值的计算依据18例未见异常胎儿不同孕周下的胸腺体积预测模型，样本量较小。该18例未见异常胎儿均系MRI诊断结果，其中有5例超声诊断异常。有研究报道，产前超声联合MRI可明显提高诊断准确率，MRI可发现超声不能发现的异常，对神经系统和软组织畸形的诊断准确率较高（可达95%）[14-15]；MRI作为超声怀疑异常胎儿的重要辅助诊断手段，正常胎儿的纳入例数难免受限。本研究中的18例未见异常胎儿孕周分布范围较大（21.5 ～ 35.0周），胸腺体积与其孕周中度相关（r=0.650），尽量保证了结果的可信度，但尚无其他相关研究可参考验证。为提高模型的拟合效果和预测准确度，后期研究应扩大样本量，建立正常胎儿不同孕周下二维径线的胸腺体积预测模型，通过胸腺体积的快速预测为胎儿异常的及时诊断提供线索。
