時間-空間關聯成像技術定量分析在胎兒心臟畸形篩查中的價值

尤利益 朱紫宛 陳 登

先天性心臟畸形(CHD)是較為常見的先天性畸形類，我國新生兒的發生率約為5/1000左右，其病死率也呈明顯升高趨勢，不僅嚴重影響患兒的生命安全，也造成了較為沉重的家庭和社會負擔[1～3]。孕期篩查是早期發現CHD的主要手段，而其中，超聲檢查由于具有快捷、安全和高效等優點最為常用。但由于普通超聲的分辨率限制，對于CHD的篩查常有較高的漏診率。時間-空間相關成像技術(STIC)基于三維數據采集和時間信息獲取相結合的新型超聲技術，通過對胎兒心臟結構進行連續三維成像，可以獲取動態和完整的胎兒心臟結構圖像，具有較高的準確性，一致性和可靠性[4，5]。通過對STIC圖像進行定量測量可以較為全面地評估胎兒心臟結構，但其在CHD篩查中的診斷價值及其最佳截點尚不十分明確。為此，本研究對212例孕中期單胎孕婦進行了回顧性分析。

材料與方法

1.一般資料:對2015年1月～2017年8月期間筆者醫院進行篩查的212例孕中期單胎孕婦進行回顧性分析，納入標準：①孕16～22周進行產檢并行三維超聲聯合STIC檢查的單胎孕婦;②產后新生兒經胸超聲心動圖明確有無先天性心臟畸形。排除標準：①既往孕檢已明確存在先天性心臟畸形;②進行超聲檢查時胎兒體位不適宜或胎動頻繁，顯像不佳;③新生兒出生后資料缺失。根據產后是否診斷為先天性心臟畸形，分為對照組(非先心病新生兒156例)和CHD組(先天性心臟畸形新生兒56例)。兩組一般資料比較，差異無統計學意義，具有可比性(P>0.05)，詳見表1。

表1 兩組一般資料比較

2.檢查方法:(1)常規檢查：使用美國GE Voluson E8超聲診斷系統及其配套探頭(頻率4～8MHz)；產婦充分暴露腹部，根據《產前超聲檢查指南(2012)》[6]相關要求，常規灰階掃描下進行一般產前超聲檢查，對胎兒數目、胎方位、胎心率和胎兒附屬物進行觀察，并測量胎兒生物學指標，著重對胎兒心臟解剖結構進行檢查。(2)STIC檢查：根據胎兒的體位進行超聲心動圖檢查為STIC采集不同切面的圖像數據(主要包括四腔心切面、心尖四腔切面、大血管短軸和主動脈弓短軸切面)，數據采集完成后應用超聲系統工作站中的4DView程序完成胎兒心臟的動態重建和各個切面的測量。主要測量參數包括心臟周長、左心室內徑、右心室內徑、右/左心室內徑比(right/Left ventricular inner width ratio，RLVIWR)、室間隔厚度、左心室壁厚度、右心室壁厚度、雙室外徑、左心室短軸縮短率、右心室短軸縮短率、主動脈瓣直徑、肺動脈瓣直徑、左心房內徑、右心房內徑和右/左心房內徑比(right/left atrial inner width ratio，RLAIWR)。

3.評價指標:比較兩組胎兒心臟STIC參數間的差異，并以產后臨床診斷作為金標準，應用受試者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線比較不同STIC對于胎兒心臟畸形的診斷效能(包括診斷準確率、敏感度、特異性、陽性預測值和陰性預測值等)。準確率=診斷符合例數/總例數×100%，敏感度=真陽性例數/(真陽性例數+假陰性例數)×100%，特異性=真陰性例數/(真陰性例數+假陽性例數)×100%，陽性預測值=真陽性例數/(真陽性例數+假陽性例數)×100%，陰性預測值=真陰性例數/(真陰性例數+假陰性例數)×100%。

結 果

圖1 左右心室不對稱的典型超聲圖像

圖2 室間隔缺損典型STIC圖像VSD室間隔缺損

兩組胎兒STIC參數間的比較:典型胎心STIC圖像詳見圖1。CHD組胎兒的右心室內徑、RLVIWR、室間隔厚度、右心室壁厚度、左心室短軸縮短率、右心室短軸縮短率、左心房內徑、右心房內經和RLAIWR均明顯高于對照組，差異有統計學意義(t=-2.598、-12.246、2.134、-2.693、-2.227、-4.479、-2.709、-2.437、-9.202，P=0.010、0.000、0.034、0.008、0.027、0.000、0.007、0.016、0.000)，詳見表2。

表2 兩組胎兒STIC參數間的比較

2.應用STIC參數單獨與聯合診斷CHD的ROC曲線:在各項STIC參數中，應用RLVIWR和RLAIWR單獨診斷CHD的AUC較高，分別為0.909和0.864，其中，RLVIWR≥1.09和RLAIWR≥1.07為最佳截點。應用各項STIC參數聯合診斷后AUC得到明顯提高(AUC=0.973，P=0.000)，詳見圖3、表4。

圖3 應用RLVIWR和RLAIWR單獨與聯合診斷CHD的ROC曲線

表4 應用RLVIWR和RLAIWR單獨與聯合診斷CHD的AUC

3.應用RLVIWR和RLAIWR單獨和聯合診斷CHD的診斷效能:應用RLVIWR和RLAIWR聯合診斷CHD的敏感度為92.86%，明顯高于RLVIWR和RLAIWR單獨診斷(χ2=7.669、5.617，P=0.006、0.018)，而診斷準確率與單獨診斷間比較，差異無統計學意義(χ2=3.327、0.257，P=0.068、0.613)，詳見表5。

表5 應用RLVIWR和RLAIWR單獨和聯合診斷CHD的診斷效能 (%)

討 論

先天性心臟病是我國發生率最高的出生缺陷，及時準確的產前診斷對正確的圍生期及產后管理和搶救治療至關重要。隨著超聲診斷能力的提高和臨床操作技術的進步，產前診斷越來越早，準確性也越來越高。超聲技術是一種快捷、經濟和簡便的胎兒畸形病篩查與診斷方式。然而，在孕早期和中期，普通超聲對于微小的畸形表現分辨率較低，容易造成漏診。STIC通過將二位切面圖像形成動態三維模型，能夠克服普通超聲以及多普勒技術應用的局限，能夠實時、動態連續地呈現出胎兒心臟的結構并進行精確的定量測量，可以彌補以往傳統的二維超聲缺陷和提高診斷的準確性[7，8]。

由典型圖像可以看出，二維超聲通過不同切面的觀察，對于胎心各腔室的基本結構能夠做到較為清晰的顯示，再結合多普勒技術，對于室間隔缺損、房間隔缺損以及瓣膜的異常反流也能得到顯示[9]。而應用STIC技術，將二維掃描圖像以正交平面模式或立體重建模式進行圖像處理，對左右心房內徑進行動態觀察和測量，可見左右心房內徑隨心跳發生動態變化，并在常規立體重建模式的基礎上顯示一個心動周期中心臟結構及血流的動態變化[10，11]。

本研究通過對212例孕中期單胎孕婦進行回顧性分析，經產后臨床診斷，共檢出CHD病例56例，通過對CHD胎兒和對照組胎兒心臟STIC定量測量結果，由表2可以看出，CHD組胎兒的右心室內徑、RLVIWR、心室間隔厚度、右心室壁厚度、左心室短軸縮短率、右心室短軸縮短率左心房內徑、右心房內經和RLAIWR均明顯高于對照組(P<0.05)，這提示STIC形成的動態三維圖像可以從多項心臟結構測量參數對胎兒的心臟進行分析；而CHD胎兒的心臟結構也與正常胎兒存在較多的差異。胎兒心臟的結構隨著發育過程可以明顯的改變，其中，心室和心房的內徑隨著胎兒的生長逐漸增大，而左右心房和心室的比例關系則較為固定[12]。對于室間隔缺損、法洛四聯癥、肺動脈狹窄、三尖瓣返流等常見的胎兒心臟畸形類型，其左右心房和左右心室的結構，特別是內徑的比例關系常存在明顯的異常，是早期胎兒心臟畸形篩查的重要標志之一[13]。RLVIWR和RLAIWR是STIC技術通過對胎心進行動態成像和三維重建的基礎上得出的左右心室和左右心房內徑比值，能夠較好地反映胎兒左右心室和心房的比例關系，研究顯示，結合STIC技術對上述兩個比例關系進行定量測量，能夠有效提高對于微小畸形的檢出率[14]。此外，STIC技術還可以動態觀察胎兒的心功能情況，對于準確測量心室容積及射血分數具有良好的應用價值[15,16]。

ROC曲線是評價診斷效能的常用統計學工具，由圖2可見，與其他STIC參數比較，應用RLVIWR和RLAIWR單獨診斷CHD的AUC分別為0.909和0.864，具有較好的臨床應用價值；應用各項STIC參數進行診斷后的AUC得到明顯提高(AUC=0.973)，聯合診斷的敏感度明顯高于RLVIWR和RLAIWR單獨診斷，而診斷準確率與單獨診斷間差異無統計學意義。這一結果與Tongsong等[17]對492例孕婦進行的研究結果較為相似。

綜上所述，時間-空間關聯成像技術定量分析能夠對胎心結構進行動態分析，應用STIC參數聯合診斷CHD具有較高的敏感度。然而，本研究為小樣本、單中心回顧性分析，納入的病例數和正常胎兒例數較少，STIC預測CHD的參考值還需要開展大樣本多中心研究進一步探究。