二維超聲心動圖聯合四維時空關聯成像在胎兒復雜心臟畸形篩查中的應用

盧洪濤 鄭學東 韓穎 王建偉 張慧

2012年衛生部發布的《中國出生缺陷防治報告》顯示，我國出生缺陷發生率約為5.6%，全國每年新增出生缺陷人數約90萬例，其中，2000-2011年圍產期先天性心臟畸形發生率呈上升趨勢，由2000年的第4位上升至2005年的第1位，此后一直排序第一并呈明顯上升態勢，2011年全國先天性心臟畸形發生率為2000年的3.56倍[1]。而復雜心臟畸形是造成圍產期胎兒和新生兒死亡的主要原因[2]，給家庭和社會帶來了沉重的經濟負擔和精神負擔。因此，提高胎兒復雜心臟畸形的產前超聲診斷準確率，降低復雜心臟畸形的出生率，對提高出生人口質量和兒童健康水平，降低嬰兒死亡率具有重要意義。本研究應用二維超聲心動圖聯合STIC檢測胎兒復雜心臟畸形，并評價其臨床應用價值。

1 資料與方法

1 一般資料 選取2010年1月-2012年12月在本院行產前超聲檢查、經住院引產后胎兒心臟病理或產后新生兒超聲心動圖檢查確診為復雜性心臟畸形的34例中晚孕期胎兒，胎兒孕周18～39周，平均（26.3±2.4）孕周；孕婦年齡21～40歲，平均（27.2±6.5）歲。檢查前均告知孕婦產前超聲檢查的必要性和局限性，孕婦均表示理解并簽署產前超聲檢查知情同意書。

1.2 儀器與方法

1.2.1 儀器 采用GE Voluson E8彩色多普勒超聲診斷儀，經腹三維容積探頭，探頭頻率4～8 MHz。

1.2.2 方法 選用產科檢查條件，對胎兒各重要臟器及胎兒附屬物進行常規二維超聲掃查，測量雙頂徑、頭圍、腹圍、股骨長及羊水最大深度。

1.2.3 二維超聲心動圖檢查 對產前常規超聲篩查疑似胎兒心臟復雜畸形的病例選用胎兒心臟檢查條件，首先進行常規二維超聲心動圖檢查，順序掃查下列8個切面：（1）上腹部橫切面；（2）四腔心切面；（3）左心室流出道切面；（4）右心室流出道切面；（5）三血管氣管切面；（6）主動脈弓切面；（7）動脈導管弓切面；（8）腔靜脈長軸切面，并將采集的圖像存儲在超聲圖文工作站上。

1.2.4 STIC采集 然后進行STIC采集：在二維模式下，當胎兒相對不活動后進入3D/4D模式，應用三維容積探頭，選擇胎兒胸部橫斷面的四腔心切面或胎兒胸部矢狀切面的主動脈弓長軸切面為初始采集平面[3]，取樣框邊緣置于胎兒胸部皮膚外緣，需包括胎兒胃、心臟、大血管、回心靜脈及下頸部[4]，囑孕婦屏住呼吸，啟動STIC功能，調整容積窗包含所有感興趣區域，根據不同孕周將采集時間設為7.5～15 s，掃描角度為25°～40°，進行容積數據采集。將所獲取的容積數據圖像存貯于硬盤，采用GE 4D view成像軟件進行容積數據脫機分析。

所有病例均由經過產前超聲診斷系統培訓并獲得篩查資格認證的兩名高年資醫師檢查，并依據胎兒先天性心臟病超聲診斷標準作出診斷。

1.3 統計學處理 采用SPSS 13.0軟件對所得數據進行統計分析，計數資料采用 字2檢驗，以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 胎兒復雜心臟畸形基本情況 34例中晚孕期胎兒中，28例經引產后胎兒心臟病理檢查，6例生后新生兒超聲心動圖檢查明確診斷。34例胎兒復雜心臟畸形的主要診斷包括：完全性房室間隔缺損7例，法洛四聯癥6例，左室發育不良綜合征6例，右室發育不良綜合征5例，右室雙出口3例，左室雙出口1例，永存動脈干2例，完全型大動脈轉位2例，矯正型大動脈轉位1例，心脾綜合征1例（右側異構）。2例（5.9%）只有一種心臟結構異常，32例（94.1%）存在兩種或兩種以上結構異常，見表1。本組14例（41.2%，14/34）為單純心臟結構異常，20例（58.8%）合并1種或以上其他系統異常（唇腭裂5例，肢體異常4例，中樞神經系統異常4例，心脾綜合征1例，其他系統異常6例）。10例行羊膜腔或臍帶穿刺檢查胎兒染色體，其中核型異常3例，包括21三體征2例，18三體征l例；7例染色體核型正常。

表1 34例95處心臟結構異常的產前心臟超聲與病理/產后超聲結果比較 例

2.2 常規二維超聲心動圖與二維結合STIC檢測方法比較 34例復雜心臟畸形中有95處心臟結構異常。常規超聲心動圖與二維聯合STIC對心臟結構異常的細節診斷總符合率分別為71.6%（68/95）和97.9%（93/95），漏診率分別為28.4%（27/95）和2.1%（2/95），二維聯合STIC對心臟結構異常的細節診斷與常規二維超聲心動圖測量方法比較差異有統計學意義（字2=22.80，P<0.01），兩種檢查方法吻合度較弱，差異有統計學意義（Kappa=0.103，P<0.01）。

3 討論

胎兒心臟超聲檢查是產前胎兒畸形篩查中的難點，也是重點，產前明確診斷胎兒復雜心臟畸形，對于圍產兒的正確處理，降低新生兒的病死率具有十分重要的臨床意義。常規二維超聲心動圖是目前產前診斷胎兒先天性心臟畸形最重要的影像學技術，已被廣泛應用于產前篩查胎兒心臟畸形[5]。但是，由于胎兒心臟較小、搏動快，尤其當胎兒體位不夠理想時，一些切面常難于獲得，而且，常規二維超聲心動圖提供的只是平面信息，不能對心臟及大血管的形態結構及其位置關系做出立體直觀地顯示，因此，對于一些伴有流出道及大血管的畸形如法洛四聯征、大動脈轉位、永存動脈干、右室雙出口等復雜性心臟畸形診斷較困難[6]。

STIC是近幾年發展起來的一項專用于胎兒心臟的動態三維超聲成像技術，它將三維數據的采集與時相信息的獲取結合起來，在短時間內可以完成對整個胎兒心臟的掃描，獲得由大量連續二維切面組成的三維數據庫，以動態三維的方式顯示胎兒心臟的立體超聲影像，更加清晰地顯示胎兒心臟結構的立體形態和動態變化，顯示心臟各結構與病變的毗鄰位置與空間關系[7]，STIC技術進行胎兒心臟篩查僅需獲得標準的四腔心切面，而且不論是心尖、心底還是橫位四腔心切面，都可實現對左、右心室流出道和三血管氣管切面的再顯示，通過圖像的切割平移或旋轉不但能觀察到二維掃查的各標準切面，能顯示二維超聲不能顯示的切面，彌補二維超聲的某些不足，較直觀地觀察病變情況，降低了篩查胎兒心臟畸形的操作難度，使經驗不足的超聲醫師也能獲得較高質量的超聲切面，從而提高胎兒心臟畸形的檢出率。

以心尖四腔心為初始切面采集的胎兒心臟容積數據可清晰顯示房室瓣、主動脈瓣、肺動脈瓣及左、右心室流出道，聯合彩色多普勒可評估房室通道和主、肺動脈的血流動力學狀況，有助于診斷房室瓣發育不良、動脈錐干發育異常等胎兒復雜心臟畸形。胎兒復雜心臟畸形往往同時出現多個心內結構異常，二維超聲心動圖常無法顯示全部的結構異常細節而導致診斷不全面，本研究將二維超聲心動圖聯合STIC多種成像模式，成功地應用于左/右心室雙出口、大動脈轉位、永存動脈干及完全性房室間隔缺損等胎兒復雜心臟畸形的診斷，通過對照引產后胎兒心臟病理檢查或生后新生兒超聲心動圖檢查，證實二維聯合STIC對胎兒復雜心臟畸形的細節診斷符合率為97.9%（93/95），幾乎接近病理診斷水平，說明STIC在提供胎兒心臟結構異常細節信息方面具有明顯的優勢，對篩查胎兒復雜心臟畸形的具有輔助應用價值，對提高胎兒心臟產前超聲診斷水平具有十分重要的意義[8]。

因右室雙出口的病理改變介入大動脈轉位與法洛四聯癥之間，而且彎曲的心臟大血管不在同一切面顯示，因此產前二維超聲心動圖常常難以做出鑒別診斷[9]，而STIC技術更容易追蹤觀察心臟大血管的走行，辨別大血管異常的類型。本組l例胎兒常規二維超聲心動圖診斷為右室雙出口，而STIC離線分析后診斷為大動脈轉位，經引產后病理證實。

另外，因復雜心臟畸形心內結構錯綜復雜，切面難于辨認，加之胎兒體位的影響，二維超聲心動圖在尋找診斷依據的過程中往往耗時較長。而本研究應用STIC進行數據的采集，再進行脫機的圖像分析處理，孕婦接受超聲照射的時間明顯少于二維超聲檢查所需時間。

STIC是在二維超聲心動圖基礎上的一項新技術，與常規二維超聲心動圖一樣，STIC的三維圖像質量受到許多因素的影響，如孕周、胎位、羊水、胎兒骨骼聲影少及孕婦腹壁過厚等，此外，胎動、胎兒心律失常及孕婦的呼吸影響也會導致偽像的產生[10]。盡管STIC技術能自動采集容積數據，但從三維容積數據中得到二維超聲切面的步驟仍較為繁瑣，操作者需要經過專門的培訓和練習，對胎兒心臟解剖結構十分熟悉，并且具備一定的立體空間想象能力才能完成對三維圖像的分析。另外，雖然容積數據的采集過程簡單快速，但是三維圖像的后處理同樣需要一定的時間、經驗和技巧，且三維圖像中的結構難免會有所重疊。盡管如此，STIC數據采集的快速簡便、信息完整方面的優勢，以及多種處理模式的恰當應用，能彌補二維超聲的某些不足，為胎兒心臟的檢查提供更多的診斷信息和新的視角，可成為胎兒超聲心動圖檢查的一個重要方法，值得胎兒超聲心動圖工作者深入研究并進行臨床應用[11]。本研究本研究應用二維超聲心動圖聯合STIC檢測胎兒復雜心臟畸形，能顯著提高胎兒復雜心臟畸形的細節診斷符合率，為臨床醫生評估胎兒預后、手術風險等提供更加準確的參考數據和診斷依據，具有重要的臨床使用價值。

[1]中華人民共和國衛生部.中國出生缺陷防治報告[R].2012-1-16.

[2]Ayres N A.Advances in fetal echocardiography[J].Tex Heart Inst J，1997，24（4）：250.

[3]Goncalves L F，Lee W，Espinoza J，et al.Examination of the fetal heart by four-dimensional （4D） ultrasound with spatio-temporal image correlation （STIC）[J].U1trasound Obstet Gynecol，2006，27（3）：336-348.

[4]Zhang M，Pu D R，Zhou Q C，et a1.Four-dimensional echocardiography with B-flow imaging and spatiotemporal image correlation in the assessment of congenital heart defects[J].Prenat Diagn，2010，30（5）：443-448.

[5]伍穎恒，馬小燕.產前超聲檢測中孕期胎兒心臟發育[J].中國醫學影像技術，2011，27（11）：2294-2298.

[6]Yagel S，Cohen S M，Shapiro L，el 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.

[7]Uittenbogaard L B，Haak M C，Spreeuwenberg M D，et al.A systematic analysis of the feasibility of four-dimensional ultrasound imaging using spatiotemporal image correlation in routine fetal echocardiography[J].Ultrasound Obstet Gynecol，2008，31（6）：625-632.

[8]Isaksen C V，Eik-Nes S H，Blaas H G，et al.Comparison of prenatal ultrasound and postmortem findings in fetuses and infants with congenital heart defects[J].Ultrasound Obstet Gynecol，1999，13（2）：117-126.

[9]Smith R S，Comstock C H，Kirk J S，et al.Double-outlet right ventricle： an antenatal diagnostic dilemma[J].Ultrasound Obset Gynecol，1999，14（5）：315-319.

[10]倪志鵬，吳瑛.時間空間相關成像技術的臨床應用研究進展[J].中華醫學超聲雜志：電子版，2009，6（4）：730-733.

[11]周啟昌.重視時間-空間相關成像技術產前診斷胎兒心臟病的研究與應用[J].中華醫學超聲雜志（電子版），2010，7（3）：1-3.