三維超聲STIC技術(shù)輔助診斷胎兒心臟畸形的研究

文/趙月華

1 引言

由于CHD（先天性心臟?。┑陌l(fā)病率在新出生的胎兒中間占比極高，但因?yàn)樵袐D胎盤胎兒CHD 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、現(xiàn)有有效檢測(cè)手段有限并且受到孕婦子宮內(nèi)部結(jié)構(gòu)的限制，現(xiàn)階段胎兒心臟畸形的檢出率仍較低。而STIC 技術(shù)則是通過分析胎兒心臟三維容積數(shù)據(jù)，通過全面顯示胎兒心臟的任意切面，來(lái)把胎兒的心臟結(jié)構(gòu)、心臟中血管連接以及血管相互之間的毗鄰關(guān)系，以三維時(shí)間空間超聲技術(shù)來(lái)形成離散分析數(shù)據(jù)。并根據(jù)引產(chǎn)后胎兒病例解剖數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)比分析STIC 三維超聲技術(shù)，與常規(guī)的二維超聲判斷胎兒心臟畸形的準(zhǔn)確性。

2 三維超聲STIC 技術(shù)診斷胎兒心臟畸形的作用

作為檢查和篩選診斷胎兒是否具有的先天性的心臟畸形的主要手段，STIC（實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)三維超聲成像技術(shù)-時(shí)間空間關(guān)聯(lián)成像技術(shù)）具有高度的特異性和靈敏性。STIC 技術(shù)可以在短時(shí)間內(nèi)快速地對(duì)胎兒心臟進(jìn)行全方位掃描，以顯示胎兒心臟三維圖像，幫助醫(yī)師從多維度來(lái)觀察和分析胎兒心臟的具體情況，來(lái)提高胎兒的心臟畸形檢出率。

（1）三維超聲STIC 技術(shù)檢測(cè)胎兒心臟畸形的研究方法：使用含有STIC 技術(shù)軟件的三維彩色多普勒超聲探測(cè)儀，把探測(cè)儀的容積探頭頻率設(shè)定為4mHZ~8mHZ，并使用4DviewSTIC 軟件來(lái)進(jìn)行成像數(shù)據(jù)分析。并在檢查的過程中記錄孕婦的年齡、孕次、懷孕周數(shù)、孕產(chǎn)歷史以及是否具有并發(fā)癥。對(duì)胎兒進(jìn)行全面詳細(xì)的掃描檢查，觀察并記錄胎兒的各個(gè)器官是否有與正常胎兒不同的超聲圖像。同時(shí)再根據(jù)二維超聲成像檢測(cè)技術(shù)，并由專業(yè)的產(chǎn)科超聲檢驗(yàn)人員對(duì)同樣的胎兒作出胎兒心臟檢驗(yàn)結(jié)論，再記錄相關(guān)的圖像、容積資料。

（2）具體檢驗(yàn)流程：二維彩色多普勒超聲成像檢測(cè)，把檢測(cè)儀電子凸陣設(shè)定為AB2-7，選擇胎兒心臟檢查專用模式，再按照常規(guī)的操作流程進(jìn)行檢測(cè)，把二維檢測(cè)中的標(biāo)準(zhǔn)圖形予以保存，用以和三維圖像進(jìn)行比對(duì)。三維STIC 超聲檢測(cè)則選用電子凸陣為RA（4L-8L）。三維圖像采集流程為：在儀器屏幕終端顯示出胎兒心臟的四腔心切面較為清晰的時(shí)候，開始轉(zhuǎn)換為STIC 成像模式，同時(shí)把成像圖像放大至1.69 倍上下，并隨之調(diào)整成像的取樣框使其能夠把胎兒的整個(gè)胸腔都被覆蓋進(jìn)去。并以此刻的四腔心作為初始切面，并把圖像掃描時(shí)長(zhǎng)設(shè)定在9.5s ～12.6s 之間，同時(shí)把掃描角度設(shè)定在20°～40°之間，叮囑孕婦屏住呼吸，之后快速點(diǎn)擊開始按鈕，啟動(dòng)彩超掃描儀器，探頭開始自動(dòng)掃描，完成后生成三維圖像。之后再通過人工模式把彩色超聲儀器調(diào)整為二維檢測(cè)模式，把取樣范圍設(shè)定為胎兒的整個(gè)心臟及其主動(dòng)脈，同時(shí)獲取胎兒的各個(gè)流入流出道動(dòng)態(tài)血流信號(hào)等信息。

（3）三維STIC 超聲圖像容積數(shù)據(jù)采集和詳細(xì)分析：醫(yī)院的醫(yī)護(hù)人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)胎兒的體位來(lái)及時(shí)調(diào)整探測(cè)儀的探頭方向、頻率，以胎兒心臟胸骨四腔的心切面、心尖四個(gè)腔的切面以及胎兒的弓長(zhǎng)軸主動(dòng)脈切面，以這三個(gè)胎兒心臟切面作為初始切面來(lái)得到胎兒全面的心臟STIC 容積數(shù)據(jù)。之后把STIC 容積數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在專用電腦之中，同時(shí)開始啟動(dòng)電腦裝有的4Dview 電腦軟件，以MPR（多平面重建技術(shù)）和TUI（斷層成像技術(shù)）的模式來(lái)顯示胎兒的上下靜脈縱切面、心臟左右心室流出切面、導(dǎo)管長(zhǎng)軸動(dòng)脈切面、胎兒心臟四腔切面、三血管氣管切面等7 個(gè)較為常用的切面。同時(shí)結(jié)合STIC 的三維旋轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)成像等模式來(lái)顯示胎兒心臟的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，幫助醫(yī)師全面客觀的根據(jù)立體圖像以及CHD 胎兒超聲診斷條件作出診斷。同時(shí)應(yīng)當(dāng)確保STIC 容積數(shù)據(jù)分析人員應(yīng)當(dāng)與二維超聲診斷人員相互獨(dú)立，以作出更加客觀的診斷。

3 檢測(cè)結(jié)果與討論分析

超聲診斷是目前產(chǎn)科用來(lái)檢測(cè)的重要影像診斷手段，二維超聲檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用到孕婦產(chǎn)前胎兒心臟是否存在畸形的篩查之中，這對(duì)于及早發(fā)現(xiàn)胎兒的先天性心臟病而言有著十分重要的意義，同時(shí)能夠降低胎兒心臟出生畸形率。而超聲波作為一種無(wú)創(chuàng)檢測(cè)技術(shù)，其屬于物理學(xué)技術(shù)范疇，因而根據(jù)三維STIC 超聲檢測(cè)的生物學(xué)效應(yīng)，其對(duì)于孕婦的胎兒角膜、新生兒血細(xì)胞、體重以及早孕絨毛等有一定的影響，究其原因是因?yàn)闄z測(cè)長(zhǎng)時(shí)間的持續(xù)定點(diǎn)照射而產(chǎn)生的輻射影響。

另外鑒于先天性心臟病占到胎兒出生缺陷的絕大多數(shù)，孕婦產(chǎn)前的胎兒檢查已經(jīng)成為目前產(chǎn)科的常規(guī)檢查項(xiàng)目，但是胎兒超聲心動(dòng)圖的檢測(cè)需要多達(dá)10 余個(gè)心臟切面圖，檢查的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。同時(shí)由于胎兒心臟畸形的篩查受胎動(dòng)、胎兒位置、孕婦懷孕周數(shù)、母體自身的羊水等因素的影響，如果超聲成像不清晰，則需要二次、三次增掃，這樣會(huì)對(duì)胎兒心臟產(chǎn)生較大的輻射影響。因此產(chǎn)科在對(duì)胎兒進(jìn)行超聲檢測(cè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意保護(hù)胎兒最大限度地免受輻射影響，盡量地縮短掃描時(shí)間，達(dá)到快速詳盡的檢測(cè)目的。

（1）三維超聲STIC 技術(shù)能夠最大限度地壓縮檢測(cè)時(shí)間。由于STIC 技術(shù)能夠快速的捕捉胎兒的每個(gè)心動(dòng)周期搏動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的聲波、信息流，并以三維影像式的鏡頭回放，把胎兒的心臟數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在軟件之中。這一信號(hào)、聲波的采集的過程所耗用的時(shí)間相較于二維超聲而言十分短暫，而且只需要將三維探測(cè)儀設(shè)定好固定的頻率，對(duì)準(zhǔn)胎兒的某個(gè)心臟切面即可，其可以自動(dòng)捕捉研究胎兒心臟發(fā)育的各個(gè)切面數(shù)據(jù)。同時(shí)，STIC 成像技術(shù)僅需在采集標(biāo)準(zhǔn)四腔心切面的聲波信息時(shí)，對(duì)胎兒進(jìn)行一次性的聲波掃描。在后期的圖像生成、數(shù)據(jù)分析階段，則可以智能切換到單機(jī)模式，并不占用對(duì)胎兒進(jìn)行聲波掃描的時(shí)間，從而大幅壓縮了掃描時(shí)間，減少對(duì)孕婦、胎兒的聲波掃描影響。另外，STIC 三維超聲技術(shù)能夠以其內(nèi)存量大、信息記憶功能強(qiáng)大的特點(diǎn)，可以把胎兒心臟的血流信號(hào)、軟組織結(jié)構(gòu)回聲進(jìn)行長(zhǎng)期記憶，從而方便了會(huì)診、管理以及數(shù)據(jù)的二次分析。

（2）三維STIC 超聲成像技術(shù)的探測(cè)范圍更廣。由于二維超聲成像技術(shù)是在實(shí)際的操作過程中，有較多的短板，諸如：重疊組織的無(wú)法有效分辨、探測(cè)盲區(qū)需要多次調(diào)整探針角度以及切面和圖像分辨率不高等問題。基于此，二維超聲成像技術(shù)更加依賴檢測(cè)醫(yī)師的臨床經(jīng)驗(yàn)與實(shí)際操作熟練度，以至于難以有效降低誤診率，不能顯著提高胎兒心臟畸形的檢出率。而三維STIC 超聲成像技術(shù)簡(jiǎn)化了檢測(cè)流程，以標(biāo)準(zhǔn)四腔心切面掃描即可獲得比二維超聲掃描更高質(zhì)量、更廣闊范圍的圖像，同樣的大幅降低了產(chǎn)科胎兒心臟畸形超聲檢測(cè)的操作難度，提高了心臟畸形的檢出率。比如：在胎兒存在的合并靜脈異位引流時(shí)，肺靜脈畸形引流占到了胎兒先天性心臟病的6%左右，如果采取傳統(tǒng)的二維超聲技術(shù)檢測(cè)則面臨著胎兒靜脈小、胎兒畸形血管分布血流走向難以清晰判斷，而胎兒的血流動(dòng)力異常并一不定造成房室的顯著異常變大，致使出現(xiàn)漏診、誤診的情況。再如胎兒的心臟畸形往往會(huì)出現(xiàn)多種畸形并發(fā)的情形，三維STIC 技術(shù)可以顯示出二維超聲技術(shù)所不能探測(cè)到的微小畸形，客觀的把胎兒的心臟全貌清晰地展現(xiàn)給醫(yī)師，以減低醫(yī)師的診斷難度。

（3）三維STIC 的技術(shù)優(yōu)勢(shì)較為顯著。STIC 三維超聲成像技術(shù)相較于二維超聲技術(shù)有顯著的優(yōu)勢(shì)，尤其是在圖像分辨率、掃描時(shí)長(zhǎng)、操作難易程度等方面技術(shù)成熟。如在一些二維超聲檢測(cè)無(wú)法快速、準(zhǔn)確的診斷的背景下，三維STIC 超聲技術(shù)的應(yīng)用十分必要。尤其是在以下心臟畸形、先天性心臟疾病的診斷方面：

①CHD 產(chǎn)前診斷的檢測(cè)的應(yīng)用：通過大量的臨床數(shù)據(jù)分析可知，由于胎兒心臟高速跳動(dòng)的特性使得常規(guī)的二維超聲檢測(cè)始終難以提高畸形檢出率。由于胎兒的心臟構(gòu)造特殊，使得不同種類的CHD 會(huì)讓相似的合并畸形產(chǎn)生聲波“盲區(qū)”，無(wú)法準(zhǔn)確地確定CHD 的種類。常見的心臟畸形檢出類型有：心內(nèi)膜墊缺、心室間隔缺損、左右心房發(fā)育異常、大動(dòng)脈主動(dòng)脈縮窄轉(zhuǎn)位、肺動(dòng)脈萎縮等。使用的三維STIC 超聲探測(cè)技術(shù)，可以在每個(gè)胎兒病例中獲得多于1 個(gè)的容積數(shù)據(jù)，并通過電腦軟件的離散數(shù)據(jù)分析（脫機(jī)分析數(shù)據(jù)市場(chǎng)為2.5min~11.3min），得出STIC 超聲診斷的與胎兒心臟結(jié)構(gòu)實(shí)際畸形診斷率為96.73%、二維超聲檢測(cè)技術(shù)的檢測(cè)負(fù)荷率為63.37%，并具有統(tǒng)計(jì)學(xué)價(jià)值（P=0）。

②胎兒心臟房室連接異常、VSD（室間隔缺損）疾病檢測(cè)的運(yùn)用：胎兒的心臟房室連接發(fā)育異常在彩色多普勒超聲檢測(cè)探頭下有典型的特征，如心臟內(nèi)血流信號(hào)的強(qiáng)弱、心臟組織之間的回聲反饋信息，因而單純地從診斷方面來(lái)對(duì)比STIC 輔助診斷技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值并不顯著。但是三維STIC 技術(shù)可以在短時(shí)間內(nèi)捕捉胎兒心動(dòng)的多個(gè)切面數(shù)據(jù)，其動(dòng)態(tài)視頻播放優(yōu)勢(shì)可以幫助醫(yī)師清晰地看到胎兒的心內(nèi)膜墊缺損偏移情況、心房室瓣運(yùn)動(dòng)情況，從而為后期的手術(shù)的治療可以提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。從這方面而言三維STIC 輔助的檢測(cè)方法十分重要。

VSD（胎兒心室間隔缺損）或ASD（原發(fā)孔型房間隔缺損）并發(fā)癥，在采用三維STIC 超聲檢測(cè)基礎(chǔ)上，由于胎兒的心臟心室血流壓力梯度逐漸降低，過隔血流信號(hào)較弱，難以被超聲所探測(cè)到，致使難以準(zhǔn)確作出診斷。但STIC 技術(shù)可以呈現(xiàn)房室間隔的任意心臟切面，克服了二維超聲技術(shù)無(wú)法全面的顯示胎兒心臟的缺損、房室瓣卵圓孔瓣膜運(yùn)動(dòng)的情況，這樣能夠幫助醫(yī)師確定科學(xué)合理的診療方案。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，三維超聲STIC 技術(shù)輔助診斷胎兒心臟畸形有著十分重要的意義。通過臨床數(shù)據(jù)分析可知，三維超聲STIC 技術(shù)相較于二維超聲檢測(cè)技術(shù)，具有“高效全面”“圖像清晰”“檢測(cè)傷害低”等優(yōu)勢(shì)，并對(duì)于一些二維超聲診斷率較低的心臟疾病，STIC 技術(shù)可以幫助快速檢出，為醫(yī)師的后期手術(shù)治療方案提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。