孕12～15+6周應用四維STIC技術篩查圓錐動脈干畸形的可行性分析

劉雪琳 李德鑫 王義成 孫偉 尹佳園 王思思 溫德惠 張敏秀

圓錐動脈干畸形(conotruncal defects，CTD)是一組胚胎發育過程中原始動脈干分裂或旋轉出現異常而導致的圓錐動脈干缺損相關的先天性心臟病，是引發嬰幼兒紫紺的常見心臟病，占先天性心臟病的25% ～30%，包括法洛氏四聯癥、永存動脈干、大動脈轉位、主動脈弓離斷等類型[1,2]，胎兒超聲心動圖檢查已經成為目前我國產前篩查先天性心臟病的常用手段，其在判斷異常結構的范圍及血流動力學變化方面有積極作用[3]，但由于圓錐動脈干結構發育的復雜性，且受超聲心動圖檢查醫師手法及經驗的影響，目前對該疾病的孕早期產前檢出率相對較低及檢出率存在一定差異性[4]，四維時間-空間關聯成像技術(spatio-temporal image correlation,STIC)作為不斷成熟的新技術，可以多角度、多方位地顯示心臟及大血管的解剖結構，一定程度上可彌補二維超聲的不足[5]，本文探討于孕12～15+6周應用四維STIC技術篩查CTD的可行性。報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2019年9月至2021年1月于河北北方學院附屬第一醫院超聲醫學科行胎兒超聲心動圖檢查的單胎妊娠孕婦215例，年齡22～35歲，平均年齡(29.0±2.0)歲；孕周12～15+6周，平均(13.9±1.1)周。本實驗已通過我院倫理委員會審核批準，并于檢查前告知孕婦胎兒超聲心動圖的檢查內容、安全性及局限性，并囑孕婦簽署知情同意書。

1.2 納入與排除標準

1.2.1 納入標準：①孕婦平素月經規律，核對月經齡與其停經周數相符；②單胎妊娠；③本次掃查胎兒所測得的生物學測量指標與月經齡相符。

1.2.2 排除標準：①雙胎或多胎妊娠；②胎兒頸項透明層(NT)厚度異常及合并染色體異常、胎心率失常者；③因胎兒胎動頻繁及孕婦肥胖(BMI≥25 kg/m2)腹壁脂肪層厚、腹壁瘢痕等原因影響胎兒心臟四腔心切面完整獲得者。

1.3 儀器與方法 采用GE Voluson E10彩色多普勒超聲診斷儀，C1-5凸陣探頭，頻率1～5 MHz，行常規產科超聲檢查；RM6C凸陣容積探頭，頻率1～6 MHz，行胎兒超聲心動圖檢查。

1.3.1 二維胎兒心臟標準切面的采集：詢問孕婦末次月經，核對月經齡并記錄，所有孕婦取平臥位于檢查床上，首先測量胎兒雙頂徑、頭圍、腹圍、股骨長等生物學測量指標評估其超聲孕周，然后在二維模式下進行胎兒超聲心動圖檢查，采集圓錐動脈干畸形關鍵診斷切面：四腔心切面、左心室流出道切面、右心室流出道切面、主動脈弓切面、三血管氣管切面、肺動脈分叉切面。

1.3.2 四維胎兒心臟容積數據的采集：進入四維模式，設置采集條件：采集時間設為10～12.5 s,掃描角度20°～30°。根據胎兒心臟的位置及大小調整取樣容積框大小，以胎兒心臟四腔心切面作為容積采集的初始切面，將圖像放大至1.5～2.0倍，囑孕婦屏住呼吸，啟動STIC功能,容積探頭自動掃描并采集整個心臟的容積數據。掃描次數3～5次，將動態及靜態的實時容積數據存盤后待后期的脫機分析。

1.3.3 四維STIC容積數據的分析：應用4D View軟件將存盤的容積數據進行分析，選擇多平面重建(MPR)及斷層超聲成像技術(TUI)等顯像模式，根據需要通過旋轉X、Y、Z軸及切面推拉等方法顯示所研究的6個胎兒心臟標準切面，并結合三維旋轉功能等模式顯示異常結構的全貌和立體聲像。

1.3.4 胎兒心臟標準切面顯示情況的評價：心臟結構清晰可辨并可作出診斷為顯示滿意；心臟結構不清晰或不可辨認為顯示不滿意。各切面合格率由兩名有經驗的高年資醫師獨立分析，分析結果不一致時，舍棄該樣本。

1.3.5 隨訪：活產胎兒隨訪其中晚孕胎兒超聲心動圖檢查結果或新生兒超聲心動圖檢查結果；死亡胎兒或引產胎兒隨訪其手術檢查結果。

2 結果

2.1 兩種檢查方式所用時間比較 四維STIC技術檢查時間短于二維超聲心動圖，差異有統計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 兩種檢查方式檢查時間比較

2.2 兩種檢查方式標準切面顯示率比較 兩種檢查方式的四腔心切面顯示率比較，差異無統計學意義(P>0.05)，而左心室流出道切面、右心室流出道切面、主動脈弓切面、肺動脈分叉切面、三血管氣管切面在四維STIC技術采集的切面顯示率均高于二維超聲心動圖，差異均有統計學意義(P均<0.05)。見表2。

表2 二維超聲采集組與四維STIC技術采集組切面顯示率比較 n=215,例(%)

2.3 四維STIC技術分析 通過隨訪入組病例中確診為CTD 5例，其中法洛氏四聯癥2例，大動脈轉位1例，單支肺動脈缺如1例，主動脈弓離斷1例。見圖1、2。

2.4 兩種檢查方式對CTD的檢出情況比較 單純二維超聲心動圖正確診斷病例數2例，漏診法洛氏四聯癥1例，大動脈轉位1例，左肺動脈缺如1例；四維STIC技術正確診斷病例數3例，漏診法洛氏四聯癥1例，

圖1 四維STIC技術獲得的左肺動脈缺如胎兒及出生后超聲心動圖；a研究孕14周+2d 肺動脈分叉切面；b 出生后5 d 肺動脈分叉切面；*：肺動脈分叉處未見左肺動脈，提示肺動脈缺如大動脈轉位1例，糾正二維超聲心動圖檢查漏診病例1例。見表3。

圖2 四維STIC技術獲得的主動脈弓離斷胎兒及中孕超聲心動圖；a 孕14周+5d 主動脈弓切面；b 孕23周+4d 主動脈弓切面；*：主動脈弓切面示降主動脈遠端離斷

表3 兩種檢查方式對CTD的篩查情況 例

3 討論

先天性心臟病見于胚胎時期胎兒心臟、大血管發育異常，是最常見的先天性畸形，是導致先天性畸形嬰兒死亡的主要原因，據報道，我國新生兒先心病發生率為0.8～1%，連續多年位居我國出生缺陷的第一位[6]。先天性心臟病是圓錐動脈干胚胎發育異常所致的心臟畸形，作為常見的胎兒先心病之一，嚴重危害嬰兒健康，圍產期的病死率較高[7]。二維超聲心動圖檢查是目前篩查胎兒心臟畸形的常用無創手段，常規在妊娠18～24周進行先天性心臟病的篩查，但由于胎兒心臟小、胎動頻繁，且超聲醫師檢查水平參差不齊，導致目前胎兒先天性心臟病的檢出情況不理想，甚至出現過度引產事件。

近年來，隨著早孕末期胎兒頸項透明層檢查的普及及超聲技術水平的提高，使孕早期發現胎兒心臟畸形成為可能，此外有研究顯示：孕早期診斷出的先天性心臟病往往比孕中晚期發現的更復雜，相關結構畸形、染色體異常和流產的發生率更高[8]，先天性心臟病的早期診斷可以使終止妊娠相對更安全，也可以延長胎兒核型分析的時間，并可為有高危妊娠風險的夫婦提供遺傳咨詢的機會，胎兒心臟解剖結構的早期篩查可以緩解他們在懷孕早期的焦慮，此外一旦確診為先天性心臟病，通過早期迅速開展的藥物治療或臨床干預，可影響先天性心臟病患兒的預后[9-11]。因此對先天性心臟病的早期篩查是亟待解決的問題，本研究將先天性心臟病的篩查時間窗提前到16周前，通過對胎兒心臟圓錐動脈干畸形的重要診斷切面顯示情況的分析，發現在孕12～15+6周胎兒心臟標準切面的顯示率均較高，且二維超聲心動圖檢出法洛氏四聯癥1例，主動脈弓離斷1例；四維STIC技術檢出法洛氏四聯癥1例，左肺動脈缺如1例，主動脈弓離斷1例；這證明了孕早期胎兒心臟超聲心動圖檢查的可行性。

先天性心臟病的診斷要點是評估心房、心室與大動脈相互之間的連接關系以及大動脈之間的空間位置關系，參照胎兒心臟超聲檢查實踐指南[12]，目前對于CHD的研究主要是通過國際上通用的4個切面(四腔心切面、左右室流出道切面、三血管切管切面)來篩查，系統的三級篩查中增加到12個切面，但目前對于先天性心臟病的研究沒有把肺動脈切面納入，雖然檢查左右肺動脈的最佳切面為三血管切面，由于動脈導管的影響，使得肺動脈分叉不能完整的在三血管切面上顯示[13]，肺動脈及左、右肺動脈分支異常合并復雜CHD的發生率高，往往預后不良[14,15]。本研究在胎兒心臟常規篩查切面基礎上增加了肺動脈分叉切面的探查，突破了常規胎兒超聲心動圖檢查的局限性，能夠更好的評估胎兒心臟錐干系統的發育情況。

近年來四維STIC的推廣應用，為胎兒先天性心臟病的早期篩查提供了新的思路[16]，基于時空關聯成像的四維超聲是一種自動容積采集技術，記錄整個心動周期的單個三維容積，從而得到四維容積數據庫，可以方便快捷的獲得整個胎兒心臟的容積數據，包括胎兒心臟的時間、空間信息，通過四維View分析軟件的后期重建，更好的再現大動脈的起源、走行等的解剖位置關系，可通過多種成像模式全面、直觀的對胎兒心臟及大血管進行動態或靜態的觀察[17]，以往研究表明四維STIC技術在妊娠中期和晚期在胎兒心臟畸形的篩查中有較高的準確性和可重復性[18]，本研究通過比較二維超聲心動圖及四維STIC技術兩種檢查方式于孕12～15+6周對先天性心臟病重要診斷切面顯示情況的分析，發現四維STIC技術與二維超聲心動圖比較，切面顯示率更高，檢查時間更少，差異有統計學意義(P<0.05)，此外有研究報道，四維STIC技術圖像離線分析可以長期完整地保存胎兒心臟組織結構與血流動力學信息[19]，此特點可與近期比較熱門的遠程5G專家會診聯合，這有利于孕早期的胎兒心臟檢查在基層醫院的開展。

本研究收集并經隨訪最終確診為先天性心臟病的病例總計5例，四維STIC技術正確診斷病例數3例，二維超聲心動圖正確診斷病例數2例，四維STIC技術糾正二維超聲心動圖檢查漏診病例數1例。研究結果表明，四維STIC技術可以清晰的顯示圓錐動脈干畸形異常結構的起源、走行和空間位置關系，可為疾病的診斷提供一些二維超聲心動圖無法顯示的重要信息，這說明四維STIC技術在篩查先天性心臟病方面可在一定程度上彌補二維超聲心動圖檢查的不足，這與Vioals等[20]研究結果一致。此外，由于在整個妊娠期，胎兒心臟的發育是持續發展變化的，這種進展尤其發生在瓣膜狹窄方面，有研究表明早孕期及中孕早期時明顯正常的主動脈瓣或肺動脈瓣在妊娠結束時可能變成中度甚至重度的狹窄，而心臟的其他疾病，如完全性心臟傳導阻滯、心肌病和心臟腫瘤，通常要到妊娠后期才會發生[21]。本研究中經隨訪證實兩種檢查方式均漏診法洛氏四聯癥1例，由于胎兒期肺動脈狹窄與主動脈騎跨是呈漸進性的[22]，因此對法洛氏四聯癥的早期診斷能力有限。由此可見，即使孕早期的胎兒心臟篩查有許多潛在優勢，但孕中后期的胎兒心臟結構與功能的持續動態評估也是至關重要的。本研究得出的結論與Rasiah等[23]的研究結果一致。

本研究的局限性：(1)本研究收集到的完整樣本量比較少，特別是先天性心臟病只有5例，不同檢查技術在早孕期先天性心臟病疾病篩查的診斷效能方面，有待今后采用多中心研究及擴大樣本量來進一步明確與證實；(2)四維STIC技術雖然有檢查時間短等優點，但仍存在一定的局限性，例如容積圖像質量容易受到胎兒運動及胎兒肋骨聲影的干擾，影響成像質量；(3)胎兒心臟各標準切面的顯示率可能會因操作人員經驗水平及熟練程度的差異而有所偏差，有待進一步統一超聲心動圖檢查人員的操作水平。

綜上所述，四維STIC技術在孕16周前可初步評估胎兒心臟的圓錐動脈干發育情況，且在檢查時間及圓錐動脈干畸形關鍵診斷切面的顯示率方面優于二維超聲心動圖，能直觀有效地為臨床提供有價值的信息。