時(shí)間-空間相關(guān)成像技術(shù)診斷胎兒先天性心臟病的臨床研究

溫晟姝 劉秋華 鄧宜雅 金正平

先天性心臟病是出生嬰兒中最常見的嚴(yán)重先天畸形，在活嬰兒中發(fā)生率約80‰，分別是染色體異常和神經(jīng)管畸形發(fā)生的6.5倍和4倍，且其中半數(shù)為嚴(yán)重畸形，是新生兒死亡的主要原因[1-4]。近幾年，三維／四維超聲在胎兒心臟方面的應(yīng)用成為熱門的研究領(lǐng)域，也取得了很多新進(jìn)展，尤其是時(shí)間空間相關(guān)成像技術(shù)（STIC）問世后為胎兒心臟檢查開辟了新視窗[5]。本研究對(duì)300例胎兒進(jìn)行了檢測(cè)，其中胎兒心臟正常組210例，先天性心臟病胎兒90例，以探討時(shí)間-空間相關(guān)成像技術(shù)診斷胎兒先天性心臟的臨床應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2010年9月～2012年7月于珠海市婦幼保健院行產(chǎn)前超聲篩查了300例胎兒，其中，正常胎兒210例，先天性心臟病胎兒90例，孕周18～40周，平均孕周（27±5）周，孕婦年齡19～43歲，平均年齡28.62歲。

1.2 儀器 使用GEVoluson730Exert型彩色多普勒超聲儀和RAB4-8MH2容積探頭。

1.3 數(shù)據(jù)采集 對(duì)每一研究對(duì)象首先由一操作者進(jìn)行平均15min的胎兒心臟三維超聲及彩色普勒超聲掃查和10min的胎兒心臟、胸部三維超聲掃查，以獲得四腔心并存儲(chǔ)，90例胎兒先天性心臟病患者由2名已取得產(chǎn)前診斷資格的具有5年胎兒超聲心動(dòng)圖檢查經(jīng)驗(yàn)的副主任醫(yī)師做完整的胎兒心臟檢查[6]。進(jìn)行STIC數(shù)據(jù)采集前，先行二維超聲。放置容積窗以包含所有感興趣區(qū)。采集時(shí)要求孕婦保持靜止，屏氣6～8s激活自動(dòng)容積按鈕，探頭在3～6s內(nèi)自動(dòng)掃過預(yù)先選定的組織。采集完成后，儀器會(huì)立刻自動(dòng)顯示多平面排列的數(shù)據(jù)集。如圖像不滿意或胎兒運(yùn)動(dòng)明顯時(shí)可重新采集，直至獲得滿意的容積數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)保存以備之后用四維處理軟件（4Dview）進(jìn)行脫機(jī)分析。

1.4 數(shù)據(jù)分析和圖像處理 圖像可進(jìn)行灰度及對(duì)比度的調(diào)整以獲得滿意的效果。多平面排列的數(shù)據(jù)集，呈現(xiàn)診斷相互垂直三維平面圖像。對(duì)其中的每一幅圖像都可以通過旋轉(zhuǎn)、平移，進(jìn)行控制、分析、切割或三維重建圖像，可使常規(guī)胎兒心臟檢查不能顯示的結(jié)構(gòu)顯而易見。

2 結(jié)果

300例胎兒均獲得滿意二維和三維/四維四腔心臟切面的圖像。超聲心動(dòng)圖檢出先天性心臟病胎兒90例，其中46例經(jīng)引產(chǎn)后胎兒尸體解剖證實(shí)，37例經(jīng)產(chǎn)后超聲檢查/或手術(shù)確診，7例失訪。90例胎兒CHD中包含146個(gè)結(jié)構(gòu)異常細(xì)節(jié)，其二維超聲和STIC技術(shù)診斷符合率分別為66.44%（97/146）、97.26%（142/146），二維超聲STIC技術(shù)診斷的各種心臟結(jié)構(gòu)異常細(xì)節(jié)比較見表1。

90例CHD胎兒心臟結(jié)構(gòu)異常中單純心臟結(jié)構(gòu)異常34例，占37.78%(34/90)；單臍動(dòng)脈19例，占21.11%（19/90），羊水過多9例，占10%（9/90），羊水過少5例，占5.56%（5/90），胎兒宮內(nèi)生長(zhǎng)受限11例，占12.22%（11/90）；合并1種或以上其它系統(tǒng)異常56例，占62.22%（56/90），其中包含64個(gè)其它系統(tǒng)結(jié)構(gòu)異常細(xì)節(jié)。見表2。

3 討論

胎兒心臟畸形（CHD）是出生缺陷中最常見的畸形，也是導(dǎo)致新生兒死亡最主要的原因[7]，而超聲幾乎是胎兒心臟CHD產(chǎn)前診斷的唯一選擇，然而超聲篩查胎兒畸形的準(zhǔn)確性和敏感性受檢查者技術(shù)水平的制約，這也是不同醫(yī)院胎兒心臟CHD檢出率不同的主要原因。迄今為止，先天性心臟病的產(chǎn)前診斷依舊是個(gè)難題。而胎兒心臟超聲檢查是產(chǎn)前超聲檢查中重要且復(fù)雜的組成部分，胎兒結(jié)構(gòu)性先天性心臟病，特別是胎兒復(fù)雜心臟畸形的產(chǎn)前超聲診斷，對(duì)于圍產(chǎn)兒的正確處理，減少新生兒的發(fā)病率與病死率以及圍產(chǎn)醫(yī)學(xué)的維護(hù)具有十分重要的臨床意義。最近10年，西方國(guó)家開展完整胎兒超聲心動(dòng)圖檢查，產(chǎn)前超聲檢查胎兒先天性心臟病具有較高的診斷準(zhǔn)確性，可以發(fā)現(xiàn)大多數(shù)的胎兒先天性心臟病，但完整的胎兒超聲心動(dòng)圖不同于簡(jiǎn)單的篩查檢查，由于檢查全面，觀察仔細(xì)，不僅耗時(shí)較長(zhǎng)（約需30～45min），而且需要操作者掌握胎兒的正常心臟的解剖結(jié)構(gòu)和心臟畸形的病理知識(shí)。隨著我國(guó)產(chǎn)前診斷的推廣及普及，胎兒超聲心動(dòng)圖檢查產(chǎn)前診斷胎兒先天性心臟病亦應(yīng)運(yùn)而生，且作為一項(xiàng)重點(diǎn)項(xiàng)目在不斷發(fā)展完善中，其醫(yī)務(wù)工作隊(duì)伍亦不斷壯大。

表1 90胎兒CHD二維心臟結(jié)構(gòu)異常細(xì)節(jié)的二維超聲和STIC診斷結(jié)果比較（例）

表2 90例胎兒CHD中56例合并其它系統(tǒng)結(jié)構(gòu)異常情況

不同類型的胎兒CHD雖然具有特異性的圖像學(xué)特征，但存在大量的合并異常，有時(shí)多種類型異常同時(shí)出現(xiàn)，本組90例胎兒CHD單純心臟結(jié)構(gòu)34例（37.78%）；合并其它系統(tǒng)異常56例（62.22%），涉及64個(gè)其它系統(tǒng)結(jié)構(gòu)異常細(xì)節(jié)。此外，90例胎兒CHD涉及胎兒心臟結(jié)構(gòu)異常細(xì)節(jié)達(dá)146個(gè)，異常細(xì)節(jié)中以室間隔缺損等最常見。由此可見胎兒CHD的復(fù)雜性，實(shí)時(shí)二維超聲無法顯示全部的結(jié)構(gòu)異常細(xì)節(jié)導(dǎo)致診斷不全面，難以為臨床提供詳細(xì)的咨詢信息，本組實(shí)時(shí)二維超聲診斷胎兒CHD總符合率為66.44%（97/146），而STIC技術(shù)診斷符合率為97.26%（142/146）。在提供完整心動(dòng)周期的心臟結(jié)構(gòu)信息方面，STIC技術(shù)顯示出巨大的潛力，是檢查胎兒心臟的有力工具，通過識(shí)別相關(guān)結(jié)構(gòu)的范圍，再重建出這個(gè)范圍內(nèi)的邊界及輪廓，克服了常規(guī)超聲只能提供視野范圍較小的圖像，對(duì)同時(shí)觀察掃描目標(biāo)的整體以及病變組織與周鄰組織的關(guān)系的困難，降低了整體思維、報(bào)告書寫及圖像打印的復(fù)雜性，另外，其最終目標(biāo)是減少二維超聲對(duì)操作者技術(shù)水平的依賴性，從而提高胎兒先天性心臟病的產(chǎn)前診斷率。自2003年以來發(fā)展的時(shí)間-空間相關(guān)成像技術(shù)（STIC），是近年來醫(yī)學(xué)影像技術(shù)最引人注目的新型產(chǎn)物，該技術(shù)對(duì)胎兒進(jìn)行心臟和胸部的自動(dòng)掃查，獲得容積數(shù)據(jù)后進(jìn)行脫面分析，主要對(duì)胎兒心臟的解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行多平面的觀察和三維/四維重建,觀察胎兒心臟的四腔心,左、右室流出道三血管切面等，獲取最為常用和最為重要的胎兒先天性心血管畸形的篩查確診的切面。STIC技術(shù)的另外一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于其能夠在脫機(jī)狀態(tài)下動(dòng)態(tài)地顯示心臟的形態(tài)、方位及各結(jié)構(gòu)之間的相互關(guān)系，更為直觀也便于進(jìn)行回顧性的研究及分析，且能以循環(huán)播放的正交平面模式或立體重建模式顯示一個(gè)完整心動(dòng)周期中跳動(dòng)的心臟。其四維重建可獲取二維超聲心動(dòng)圖所無法提供的關(guān)于胎兒的心臟解剖及病理特點(diǎn)的信息，并且圖像直觀，這將更有助于胎兒先天性心臟病的產(chǎn)前診斷，及超聲醫(yī)師與小兒心胸外科或兒科診療團(tuán)隊(duì)間的交流。本研究聯(lián)合應(yīng)用不同顯像方式（二維、彩色多普勒等）與STIC技術(shù)進(jìn)行胎兒心臟及血管的四維重建，旨在探討STIC四維重建技術(shù)在胎兒心臟病產(chǎn)前診斷中的可行性、臨床意義及應(yīng)用價(jià)值。STIC技術(shù)其優(yōu)點(diǎn)是直觀、幀頻高、時(shí)間分辨率高，可提供無窮多的圖像，可同時(shí)顯示與采集平面垂直的正交平面；可減少對(duì)操作者技術(shù)的依賴性，可縮短檢查時(shí)間等。

遠(yuǎn)程醫(yī)療：可通過互聯(lián)網(wǎng)傳授STIC采集技術(shù)及傳輸STIC容積圖像，分析容積圖像，有助于胎兒先天性心臟病的產(chǎn)前診斷、診治團(tuán)隊(duì)間的交流、孕父母的咨詢及專業(yè)培訓(xùn)。

值得注意的是，與常規(guī)二維超聲一樣，STIC技術(shù)的三維圖像質(zhì)量，受到許多因素的影響，如胎動(dòng)、胎兒心律及孕婦的呼吸都會(huì)導(dǎo)致偽像的產(chǎn)生。因此操作者采集時(shí)應(yīng)盡量使其避開骨性結(jié)構(gòu)，可適當(dāng)延長(zhǎng)時(shí)間以使胎兒轉(zhuǎn)到合適的胎位。本研究中采用的方法是讓孕婦改變體位或起床稍做運(yùn)動(dòng)后重新采集直至滿意為止。

綜上所述，STIC技術(shù)進(jìn)行胎兒心臟的容積圖像采集，正交平面顯示及分析應(yīng)用于正常及先天性心臟病胎兒是可行的，有助于胎兒先天性心臟病的產(chǎn)前診斷，而且可提供常規(guī)二維超聲心動(dòng)圖無法獲得的空間、結(jié)構(gòu)信息，成為二維超聲視野的有力補(bǔ)充，有利于提高產(chǎn)前診斷先天性心臟病的水平，成為提高先天性心臟病產(chǎn)前檢出率的有效方法，具有重要的臨床應(yīng)用價(jià)值。

[1]Hoffman JI,Christianson R.Congenital heart disease in a cohort of 19502 births with long-term follow-up[J].Am J Cardilol,1978,42(4):641-647.

[2]Young ID,Clarke M.Lethal malformations and perinatal mortality:a ten year review with comparison of elhnic difference[J].BMJ,1987,295(6590):89-91.

[3]Ferencz C,Neill VA,Baughman JA,et al.Congenital cardionasular malfrmations associated with chromosome abnrmalities:an epidemiological study[J].J Pediatr,1989,114(1):79-86.

[4]周啟昌.重視時(shí)間-空間相關(guān)成技術(shù)產(chǎn)前診斷胎兒心臟的研究與應(yīng)用[J].中華超聲醫(yī)學(xué)雜志（電子版），2010，7（3）：328-333.

[5]Yagel S,Cohen SM,Shapiro I,et al.3D and 4D ultrasound in fetal cardiac scanning:a new look at the fetal heart[J].Ultrasound Obstet Gynecol,2007,29(1):81-95.

[6]Carvalhl JS,Mavrides E,Shinebourne EA.et al.Improving the effect-iveness of routine Prenatal screening for major congenital heart defects[J].Heart,2002,88(4):387-391.

[7]Achiron R,Glaser J,Gelemter I,et al.Extended fetal echocardiographic examination for detecting cardiac malformations in low risk pregnancies[J].BMJ,1992,304(6828):671-674.