半椎体是指胎儿一侧椎体发育不良或缺失，在活产儿中发生率为0.05%~0.10%［1］，虽然较罕见，但属椎体发育畸形中较常见的类型，是导致先天性脊柱侧弯的主要原因，易累及单一或多个椎体，影响机体胸廓、腹腔及盆腔器官的发育。由于半椎体畸形时脊柱正常生理弧度消失、弯曲成角，易对脊髓造成牵拉，影响脊髓圆锥的迁移，造成脊髓拴系综合征等，导致排尿、排便功能障碍，下肢运动及感觉障碍等的一系列症状［2］。患儿出生后随着重力的增加脊柱异常侧弯会逐步加重，对心肺等重要器官造成压迫，影响其发育及功能，造成一系列不可逆的影响［3］。59%~67%的胎儿半椎体合并其他系统畸形，包括心血管系统、中枢神经系统、泌尿生殖系统、消化系统、骨骼肌肉系统等［4］。故产前明确诊断半椎体及类型及是否合并其他系统异常，对协助临床有效评估胎儿预后、指导孕妇合理选择妊娠结局及出生后手术方式具有重要临床意义。然而，因胎儿脊柱结构的复杂性、半椎体畸形的罕见性以及受胎儿体位、羊水、孕妇肥胖等因素的影响，产前超声诊断胎儿半椎体有一定的难度，存在一定的漏诊及误诊。本研究将选取2015年1月至2019年12月南京医科大学附属苏州医院本部超声中心诊断的97例胎儿半椎体，分析半椎体的产前超声声像图特征、合并畸形情况等，以期进一步提高产前超声诊断胎儿半椎体畸形的能力。
资料与方法
一、对象
回顾性分析2015年1月至2019年12月苏州市立医院本部超声中心诊断的胎儿半椎体的超声声像图特征及合并畸形。所有孕妇均签署知情同意书，胎儿均随访至出生后或引产后。
二、仪器与方法
（一）仪器
使用通用电气公司（General Electric，GE）的Voluson E8 Expert四维彩色超声诊断仪（GE Healthcare，Wauwatosa，Wisconsin，USA）及Voluson E10四维彩色超声诊断仪（GE Healthcare，Zipf，Austria），二维探头均为C5-1（探头频率为1~5 MHz），三维探头分别为RAB4-8-D（探头频率为4~8 MHz）及eM6C（探头频率为2~7 MHz）。所有检查均为经腹超声扫查。三维超声后处理使用4D View脱机分析软件（GE Healthcare，Zipf，Austria）10.3版及ViewPoint 6超声工作站软件（GE Healthcare Gmbh，München，Germany）。
（二）超声检查
1. 胎儿常规超声检查：受检孕妇常规取仰卧位，经腹部对胎儿行常规二维超声扫查。超声检查遵循中国医师协会超声医师分会颁布的《产前超声检查指南（2012）》［5］。常规测量胎儿各项生理指标，包括双顶径、头围、腹围、股骨径、肱骨径，估算胎儿孕周及体质量。详细扫查胎儿头颅、颜面部、脊柱、胸腹部、内脏器官和肢体等结构，观察胎盘、脐带、羊水等附属结构。胎儿体位不佳时可嘱孕妇变换体位，如侧卧位等，或嘱孕妇稍许活动后再复查。
2. 胎儿脊柱的超声扫查：（1）产前二维超声检查。从脊柱旁矢状切面、冠状切面、横切面等多切面、多角度观察脊柱的生理弯曲度、排列是否整齐、椎体的大小及形态、脊髓圆锥的位置、脊柱外皮肤的完整性及有无异常包块等，如发现脊柱异常，应重点关注病变的部位、节段、形态及脊髓情况，并应仔细扫查以明确有无合并其他系统异常。（2）产前三维超声检查。二维超声检查发现脊柱异常时，启用三维超声功能，原始平面为脊柱矢状切面，将容积取样框放在受累脊柱节段并调整其大小，启用骨骼成像模式采集感兴趣区的三维图像，可使用自由解剖成像技术（OmniView技术）、断层超声显像技术等对三维容积数据进行后处理，从而获得脊柱的冠状切面、横切面等多个正交或非正交平面，多角度、多方位地直观评估受累脊椎的部位、形态、数目、脊柱是否存在侧弯、是否有成角畸形等［6］。
（三）随访
脊柱异常胎儿均建议进一步检查，如胎儿MRI、羊水穿刺进行遗传学检测等，胎儿均随访出生后或引产后的X线检查。
三、统计学分析
采用四格表计算产前超声诊断半椎体的敏感度、特异度、阳性预测值和阴性预测值。
结果
一、孕妇及胎儿一般临床资料
2015年1月至2019年12月苏州市立医院本部超声中心共诊断胎儿半椎体97例，其中95例为单胎妊娠、2例为双胎妊娠其中一个胎儿。孕11~13+6周超声诊断半椎体1例，孕14~19+6周诊断15例，孕20~28+6周诊断72例，孕29周至出生诊断9例。
二、半椎体分类及合并畸形情况
根据受累椎体的数目，将半椎体分为单发及多发半椎体；根据是否合并其他系统异常分为单纯半椎体及合并其他系统异常半椎体。经随访，23例未合并其他系统异常及5例合并其他系统异常的单发半椎体胎儿妊娠结局正常，20例未合并其他系统异常及19例合并其他系统异常的单发半椎体胎儿终止妊娠；1例未合并其他系统异常的多发半椎体胎儿妊娠结局正常，9例未合并其他系统异常及20例合并其他系统异常的多发半椎体胎儿终止妊娠（表1 ）。
表1 胎儿半椎体的类型、合并其他系统异常情况及妊娠结局（例） |
| 类型 | 妊娠结局 | 未合并其他系统异常 | 合并其他系统异常 |
|---|---|---|---|
| 单发半椎体 | 正常 | 23 | 5 |
| 终止妊娠 | 20 | 19 | |
| 多发半椎体 | 正常 | 1 | 0 |
| 终止妊娠 | 9 | 20 |
本研究中半椎体较多合并的系统异常依次为血管异常（17例）、中枢神经系统畸形（16例）、心脏异常（16例）、泌尿系统畸形（15例）、颜面部异常（10例）、肢体畸形（8例）、消化道畸形（4例）及异常积液（4例）。胎儿半椎体合并其他系统异常情况详见表2 。
表2 胎儿半椎体合并其他系统异常详细情况 |
| 系统异常 | 例数 | 详细分类 |
|---|---|---|
| 血管异常 | 17 | 单脐动脉15例；门体静脉分流2例 |
| 中枢神经系统畸形 | 16 | 小脑发育不良5例；脑积水3例；脑膨出2例；颅缝早闭2例；Blake's囊肿2例；胼胝体缺失1例；前脑无裂畸形1例 |
| 泌尿系统畸形 | 15 | 肾缺如（单侧或双侧）7例；肾积水3例；多囊性肾发育不良2例；梗阻性肾发育不良1例；盆腔肾1例；马蹄肾1例；巨膀胱1例 |
| 心脏异常 | 16 | 右心室双出口5例；左心室发育不良3例；单心房、单心室1例；完全性房室间隔缺损1例；心包积液1例；心脏增大、心肌肥厚1例 |
| 颜面部异常 | 10 | 唇腭裂5例；小下颌3例；小眼畸形1例；眼球缺如1例 |
| 肢体畸形 | 8 | 足内翻6例；并腿畸形、桡骨缺失1例；手足姿势异常1例 |
| 消化道畸形 | 4 | 消化道闭锁3例；肠重复畸形1例 |
| 异常积液 | 4 | 全身水肿2例；淋巴水囊瘤2例；腹腔积液1例 |
注：表中部分胎儿合并多系统异常 |
三、半椎体超声声像图特征
1. 二维超声声像图：（1）脊柱旁矢状切面上，椎弓排列整齐，正常椎体呈清晰强回声，病变椎体有时显示不清或仅可见两正常椎体之间嵌入一个异常强回声（图1 ），椎弓、椎体不能一一对应，脊柱排列紊乱，部分胎儿脊柱生理弯曲消失，单发半椎体时可正常。（2）脊柱冠状切面上，病变椎体体积较小，其形态异常且偏于一侧，椎体强回声排列不呈一条直线（图2 ）。（3）脊柱横切面上，椎体与两侧椎弓的正常“品”字形结构消失，椎体变小，边缘模糊不清（图3 ）。
2. 三维超声声像图：三维超声成像可直观地观察到脊柱侧弯、成角，受累椎体体积明显减小，偏于一侧，且与上下椎体不在同一条直线上（图4 、5 ）。
四、随访情况
共100 822例胎儿纳入研究。产前超声诊断存在异常的胎儿共2260例，其中97例半椎体胎儿中7例失访，其余90例中84例经随访（包括胎儿MRI、出生后或引产后X线检查等）证实、4例蝴蝶椎误诊为半椎体、2例正常。产前超声未见明显异常的98 562例胎儿经随访，2958例失访，95 595例出生后正常，另有9例产前超声漏诊，均为脊柱侧弯不明显的单纯单发半椎体，在出生后证实。产前超声诊断符合率为93.33%（84/90），敏感度为90.32%（84/93），特异度99.99%（95 595/95 597），阳性预测值为97.67%（84/86），阴性预测值为99.99%（95 595/95 604，表3 ）。
表3 产前超声诊断及出生后胎儿半椎体的情况 |
| 产前超声诊断 | 出生后 | 合计 | |
|---|---|---|---|
| 半椎体 | 正常 | ||
| 半椎体 | 84 | 2 | 86 |
| 正常 | 9 | 95 595 | 95 604 |
| 合计 | 93 | 95 597 | |
共13例单纯单发半椎体胎儿接受遗传学检测，仅1例为21-三体综合征。部分半椎体胎儿（59例）进一步随访后发现7例合并脊髓拴系综合征。
讨论
一、脊柱的胚胎发育及半椎体病因
二、半椎体的分类及预后
本研究孤立性单发半椎体共43例，足月出生23例，其中有2例胎儿出生后X线检查示胎儿脊柱未见明显异常，为假阳性病例，另有4例为蝴蝶椎，为误诊病例。20例非孤立性多发半椎体因综合评估胎儿预后较差，均终止妊娠。
三、半椎体的产前诊断
产前超声检查具有无创、方便、经济、安全、可重复等优点，在胎儿畸形诊断中发挥着越来越重要的作用。由于胎儿骶椎从孕17周开始骨化，Wen等［18］认为对胎儿半椎体进行超声诊断的最佳时间是在孕18周以后，故产前超声诊断胎儿半椎体主要在孕20~28周［11］，本研究结果与之相符，对于半椎体的诊断主要集中在该时间段（72/97）。然而，孕12周胎儿椎骨骨化中心已初步形成，早孕期超声检查可发现一些骨化缺损［11］。学者Chen等［19］最早在孕13周时通过早孕期超声筛查发现半椎体。本研究亦有1例为孕13+2周诊断的半椎体，于15+3周复查超声后终止妊娠，经尸体大体标本X线检查证实。有研究发现，早孕期诊断的半椎体与严重脊柱异常、合并其他畸形的高发生率和不良结局密切相关［20］，与中孕期诊断的半椎体相比预后相对较差［13］，故应争取提高早孕期超声诊断胎儿半椎体的能力。
半椎体时产前二维超声冠状切面是观察椎体病变形态、大小和脊柱侧凸情况的重要切面。在进行二维超声检查时，应仔细检查胎儿骨化中心的数目，否则可能会造成误诊及漏诊。
由于受胎儿体位因素等影响，产前二维超声检查不易获得满意的脊柱冠状切面图像，三维超声检查可通过常规的矢状切面重建出具有诊断价值的冠状切面，在一定程度上弥补了二维超声的不足。三维超声检查则可获得最优化的脊椎图像［18］，并准确地评估胎儿脊椎和骨骼的情况，有效检测出椎体异常。此外，重建后的三维图像可以进行空间旋转，并且可以从多个角度进行综合观察。三维超声成像获得的容积数据可通过多平面重建技术显示冠状切面及横切面，并可使用后处理软件进行脱机分析，可对胎儿脊柱进行详尽地分析和评估。
Wei等［21］研究表明，三维超声自由解剖成像技术（OmniView技术）特别适用于脊柱侧弯或后凸的可视化显示，检查者可随意调整观察角度和曲度，不仅可获得传统二维超声不易显示的脊柱冠状面图像，还能对容积数据进行更灵活及有效地处理。Wax等［4］提出三维超声的三维X线模式亦有助于评估胎儿半椎体。Volpe等［22］使用三维对比增强渲染技术（水晶超声波成像）在冠状面上对脊柱进行容积重建，准确对病变椎体和肋骨进行成像及定位，可多平面、多角度观察有无轻微的脊柱侧弯或者后凸。因此，三维超声可作为二维超声的有效补充，在脊柱畸形的产前诊断中发挥独特的作用。但应注意，三维超声是在二维超声成像的基础上进行立体重建而成，有时会有伪像发生，应注意甄别。
四、半椎体的鉴别诊断
半椎体需要与以下脊柱畸形进行鉴别。
1. 蝴蝶椎：由于胎儿残余脊索的持续存在导致椎体中央出现矢状裂，冠状切面显示病变椎体变小，呈尖端相对的楔形，形似“蝴蝶”［23］。蝴蝶椎的超声声像图特征为脊柱旁矢状切面上蝴蝶椎椎体虽然较小，但椎弓与椎体呈一一对应关系。冠状面及横切面上出现椎体中间裂隙，脊柱无明显侧弯。本研究将4例蝴蝶椎诊断为半椎体，可能与胎儿体位不佳及超声医师对两者之间的鉴别诊断不甚清晰有关。另外应注意蝴蝶椎与半椎体同时存在的情况。
2. 脊髓纵裂：一种罕见的骨髓栓系综合征，其特点是脊髓、脊髓圆锥和（或）马尾在矢状面被间隔分开，通常分为2种类型，间隔为骨组织或软骨组织的为Ⅰ型，间隔为纤维组织的为Ⅱ型。其特征性超声表现为冠状面两侧椎弓骨化中心明显增宽，椎管内见强回声占位性病变，后方伴有声影［24］。
3. 开放性脊柱裂：系后神经孔闭合失败所致，好发于腰椎或骶尾椎，矢状面显示病变部位皮肤连续性中断，椎管内成分从缺损处向后膨出，表面无膜覆盖，横切面椎弓骨化中心呈“V”字形，常合并Arnold-Chiari Ⅱ畸形（“香蕉小脑征”、“柠檬头征”、小脑延髓池消失、脑室扩张等）［25］。
五、合并畸形情况分析
脊椎的胚胎发育来源于中胚层，故常合并其他起源于中胚层的器官系统异常。半椎体最常见合并骨骼肌肉系统畸形，其次为心脏、泌尿生殖道畸形以及中枢神经系统、消化道畸形［14, 15，26］。本研究发现与之基本相符，合并最多的为血管异常、中枢神经系统异常、泌尿系统畸形及心脏异常。需注意的是，半椎体也可能是某些特定遗传综合征的组成部分，包括Jarcho-Levin综合征（常染色体隐性遗传、椎体融合、脊柱侧弯、肋骨排列异常）、Klippel-Fiel综合征（常染色体隐性或显性遗传、颈椎融合）、VACTERL综合征（椎体异常、肛门闭锁、气管食管瘘、肾异常、心脏异常和肢体异常）、OEIS综合征（脐膨出、膀胱外翻、无肛症、脊柱异常）、Potter序列以及开放性脊柱裂等［4］。因此，一旦怀疑半椎体时，应注意评估胎儿有无合并骨骼、心脏、肾和胃肠道异常。
综上所述，半椎体是先天性脊柱侧弯的最常见原因，若不及时干预及治疗，在患儿出生后甚至有可能进展为严重的脊柱畸形，给患儿及其家庭造成沉重的负担。产前超声是诊断胎儿半椎体畸形的主要手段，对于明确病变的类型、部位等具有重要价值，有助于早期诊断、更好地评估胎儿预后，促进优生优育的发展。