超聲時間-空間關聯成像技術及三維超聲在胎兒先天性心臟畸形及心外畸形診斷中的應用價值

王媛，趙旭*，楊婭，何宜靜，焦春美，邱兵

本文研究價值/局限性：

（1）發生2處及以上心臟畸形的胎兒與僅發生1處心臟畸形的胎兒合并心外畸形的發生率間無明顯差異，而發生2處及以上心臟畸形的胎兒存活率更低。應用三維超聲及超聲時間-空間關聯成像（STIC）可更全面、立體顯示胎兒先天性心臟畸形（CHD）及其合并的心外畸形，結合常規二維超聲檢查，為臨床決策提供更準確的超聲檢查依據。

（2）本研究中新生兒超聲心動圖結果大部分由電話隨訪新生兒父母所獲取，為了尊重新生兒父母的個人意愿，本研究在新生兒超聲心動圖結果的獲取方面還存在一些欠缺。在以后的研究工作中，還需要加強新生兒超聲心動圖資料的收集能力，進一步提高科研數據的質量。

計算機技術的發展使超聲三維成像技術不斷提高，超聲時間-空間關聯成像（STIC）技術是一種將三維數據采集與時相信息獲取相結合的超聲新技術，可對胎兒心臟進行實時動態三維成像，為胎兒先天性心臟畸形（CHD）的診斷提供了新的輔助檢查方法［1］。本研究旨在探討超聲STIC及三維超聲在胎兒CHD及其合并的心外畸形診斷中的應用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2015年3月—2017年11月在北京大學民航臨床醫學院行產前超聲檢查的中晚孕期孕婦共7 707例，本研究選擇產前系統超聲和胎兒超聲心動檢查均提示CHD的胎兒33例為研究對象，其中1例失訪，最終納入32例。孕婦年齡22～38 歲，平均年齡（29.8±3.9）歲；孕周16～32周，平均孕周（24.0±3.4）周。32例CHD胎兒均進行相關的產前診斷及與胎兒預后相關的臨床遺傳咨詢，孕婦均隨訪妊娠結局。對于終止妊娠者，在家屬同意并簽署知情同意書后對胎兒進行尸檢。對于選擇繼續妊娠者，新生兒出生后通過新生兒超聲心動圖及電話隨訪至出生后30 d，并記錄隨訪結果。

1.2 儀器與方法 采用GE Voluson E8彩超診斷儀，探頭型號RAB 4-8-D，頻率為4.0～8.0 MHZ。選擇產科條件常規進行胎兒生物指標及羊水、臍動脈血流的測量；對顱腦部、顏面部、脊柱、胸腔、腹腔、四肢以及胎盤臍帶結構進行觀察；選擇胎兒心臟條件進行胎兒心臟超聲檢查，并在二維標準切面基礎上利用彩色多普勒顯示心腔和血管內的血流信號［2］。

同時應用超聲STIC對可疑或明確CHD的胎兒進行容積數據的采集及分析。取標準四腔心切面，根據不同孕周選擇采集時間7.5～15.0 s，采集角度為20°～40°，取樣框應盡量包括降主動脈、脊柱橫斷面等四腔心平面的完整胸廓內結構，在胎兒安靜狀態下開始超聲STIC掃描，收集容積數據。容積數據存儲后，使用GE 公司4D View后處理軟件對獲得的實時三維數據進行后處理。對胎兒心臟進行多平面和多角度的觀察，運用容積對比成像、透視成像、高分辨率彩色血流成像模式等多種成像方式對胎兒心臟進行三維重建，立體顯示胎兒心臟的結構異常［3］。隨后將心臟異常胎兒的二維超聲心動圖像結合超聲STIC多種成像模式所得到的重建圖像進行綜合分析，依照心臟結構順序節段分析方法判斷心臟畸形。對于可疑或明確合并心外畸形的胎兒，應用三維超聲成像技術對心臟外的異常部位進行容積數據的采集及分析。

1.3 統計學方法 采用SPSS 22.0統計軟件進行數據分析，計數資料以相對數表示，采用χ2檢驗或Fisher's確切概率法；計量資料采用（±s）表示。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 CHD及心外畸形胎兒檢出率及存活率 本研究CHD胎兒的檢出率為0.4%（32/7 707），共檢出15種類型的CHD，其中部分病例是復雜性CHD，在發生多處心臟畸形的病例中以最嚴重的畸形分類［4］。32例CHD中最多見的類型是室間隔缺損（8例，見表1），僅發生CHD的胎兒24例，CHD合并心外畸形的胎兒8例（見表2）。心臟有1處畸形合并心外畸形胎兒的檢出率為13.3%（2/15），與心臟有2處及以上畸形合并心外畸形胎兒的檢出率〔35.3%（6/17）〕比較，差異無統計學意義（P=0.229）。

32例CHD胎兒存活14例（43.8%）。存活新生兒的超聲心動圖結果與胎兒超聲心動圖結果一致。心臟有1處畸形胎兒的存活率為86.7%（13/15），高于心臟有2處及以上畸形胎兒的存活率〔5.9%（1/17）〕，差異有統計學意義（P＜0.05）。CHD合并心外畸形胎兒的存活率為12.5%（1/8），與CHD不合并心外畸形胎兒的存活率〔54.2%（13/24）〕比較，差異無統計學意義（P=0.053）。

表1 32例CHD胎兒心臟畸形情況Table 1 Occurrence of fetal cardiac malformations in 32 fetuses with CHDs

表2 8例CHD胎兒合并心外畸形情況Table 2 Characteristics of 8 fetuses with CHDs and extracardiac malformations

圖1 大動脈轉位超聲STIC顯示圖像及病理解剖圖Figure 1 STIC and pathological anatomy image of a case of transposition of the great arteries

2.2 部分病例產前超聲STIC或三維超聲圖像與產后病理解剖圖的對比 3例產前超聲STIC顯示大動脈轉位，大動脈根部形成的“十”字交叉消失，兩大動脈平行排列，主動脈弓位置較肺動脈高，與病理解剖結果一致（見圖1）。1例心臟多發畸形的病例二維超聲檢出顯示存在心內膜墊缺損、肺動脈閉鎖、右位主動脈弓、左心發育不良，似有肺靜脈異位引流，超聲STIC顯示胎兒心臟存在完全性肺靜脈異位引流，與病理解剖結果一致（見圖2）。CHD合并肢體畸形1例，超聲STIC顯示室間隔缺損及主動脈騎跨，與病理解剖結果一致（見圖3、圖4），三維超聲顯示胎兒右上肢畸形，橈骨發育不全，尺骨向橈側彎曲，腕關節向橈側偏斜，與病理解剖結果一致（見圖5）。

圖2 完全性肺靜脈異位引流超聲STIC顯示圖像及病理解剖圖Figure 2 STIC and pathological anatomy image of a case of total anomalous pulmonary venous drainage

圖3 室間隔缺損超聲STIC顯示圖像及病理解剖圖Figure 3 STIC and pathological anatomy image of a case of ventricular septal defect

圖4 主動脈騎跨超聲STIC顯示圖像及病理解剖圖Figure 4 STIC and pathological anatomy image of a case of overriding aorta

圖5 橈骨發育不全三維超聲顯示圖像及病理解剖圖Figure 5 Three-dimensional ultrasound and pathological anatomy image of a case of hypoplasia of radius

3 討論

胎兒心臟高速跳動的特性使CHD的產前診斷準確率在不同的觀察者中存在著較大差異［5］。超聲STIC使觀察者可以多切面、多角度確定心臟形態結構、組織連接和瓣膜運動狀態，從而彌補觀察者的主觀因素對二維超聲圖像分析的影響，更全面地分析胎兒CHD進而完善臨床診斷［6］。2010年一項關于363名孕中晚期孕婦應用超聲STIC進行胎兒心臟超聲檢查的研究發現，胎兒CHD診斷準確性為91.6%［7］。CHD在胎兒時期發生率為0.3%～1.4%，產前診斷CHD的胎兒存活率僅為10%～38%，終止妊娠率為31%～75%［8］。本研究顯示，產前胎兒CHD檢出率為0.4%，32例產前檢出CHD的胎兒中存活率為43.8%（14例），56.2%（18例）的孕婦均終止妊娠，無宮內死亡病例。本研究中心臟有1處畸形的胎兒存活率高于心臟有2處以上畸形的胎兒存活率。有文獻報道，25%～44%的CHD合并心外畸形［9］。本研究中25.0%（8/32）的CHD胎兒合并心外畸形，心臟有1處畸形合并心外畸形的檢出率與心臟有2處及以上畸形合并心外畸形的檢出率無明顯差異，CHD合并心外畸形的存活率與CHD不合并心外畸形的存活率無明顯差異。文獻報道，復雜心臟畸形胎兒比簡單心臟畸形胎兒靜脈導管血流異常發生率增加［10］。推測心臟有2處及以上畸形的胎兒較心臟有1處畸形的胎兒更易出現血流動力學的異常，從而影響胎兒的存活率。國外一項關于胎兒CHD嚴重程度與合并心外畸形對妊娠結局影響的研究表明，胎兒復雜心臟畸形合并心外畸形的終止妊娠率高于無嚴重心臟畸形或無心外畸形的終止妊娠率［11］。因此，全面診斷胎兒心臟畸形及是否合并心外畸形對臨床決策有重要意義。

不同類型的CHD雖然具有不同特征的超聲表現，但是當發現胎兒心臟多發畸形時，二維超聲常無法顯示全部的畸形結構細節而導致診斷不全面［12］。超聲STIC容積數據的高分辨率血流成像模式可用于顯示流速較低的小血管，例如胎兒的肺靜脈［13］。本研究中1例復雜性CHD病例二維超聲顯示胎兒心臟多發畸形，同時似有肺靜脈異位引流，應用超聲STIC在多平面成像模式下明確顯示出異常靜脈的全程及其引流情況，使完全性肺靜脈異位引流復雜的解剖空間結構展現出來。應用超聲STIC容積數據的玻璃體成像模式可以顯示大動脈轉位中的兩條平行的大血管［14］。本研究中3例大動脈轉位，應用超聲STIC進行容積數據的采集，在立體圖像重建模式下采用彩色玻璃體成像模式，顯示大動脈根部形成的“十”字交叉消失，主動脈與肺動脈平行排列。本研究中1例CHD合并肢體畸形，對胎兒肢體畸形部位進行三維容積數據采集，在立體圖像重建模式下，應用透視模式成像與病理解剖結果一致，為臨床決策提供了立體可視化的超聲診斷資料。

超聲STIC以及三維超聲技術可通過多種成像模式重建出內容更豐富、視覺更立體的胎兒CHD及心外畸形圖像信息，主要與常規二維超聲聯合應用，更全面的對胎兒心臟多發畸形及心外畸形進行超聲檢查，為胎兒先天性畸形的早發現、早診斷及早治療提供了更準確的超聲診斷依據。由于樣本量較小，今后還需擴大樣本量對胎兒CHD及心外畸形的超聲診斷進行深入研究。

作者貢獻：王媛進行文章的構思與設計，文獻及數據的收集整理，結果的分析與解釋，論文撰寫；趙旭進行論文的修訂，負責文章的質量控制及審校，對文章整體負責；楊婭指導文章寫作思路，對研究進行可行性分析；何宜靜、焦春美進行數據收集；邱兵進行統計學處理、英文的修訂。

本文無利益沖突。