二维超声心动图联合四维时空关联成像在胎儿复杂心脏畸形筛查中的应用

卢洪涛 郑学东 韩颖 王建伟 张慧

2012年卫生部发布的《中国出生缺陷防治报告》显示，我国出生缺陷发生率约为5.6%，全国每年新增出生缺陷人数约90万例，其中，2000-2011年围产期先天性心脏畸形发生率呈上升趋势，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显上升态势，2011年全国先天性心脏畸形发生率为2000年的3.56倍[1]。而复杂心脏畸形是造成围产期胎儿和新生儿死亡的主要原因[2]，给家庭和社会带来了沉重的经济负担和精神负担。因此，提高胎儿复杂心脏畸形的产前超声诊断准确率，降低复杂心脏畸形的出生率，对提高出生人口质量和儿童健康水平，降低婴儿死亡率具有重要意义。本研究应用二维超声心动图联合STIC检测胎儿复杂心脏畸形，并评价其临床应用价值。

1 资料与方法

1 一般资料 选取2010年1月-2012年12月在本院行产前超声检查、经住院引产后胎儿心脏病理或产后新生儿超声心动图检查确诊为复杂性心脏畸形的34例中晚孕期胎儿，胎儿孕周18～39周，平均（26.3±2.4）孕周；孕妇年龄21～40岁，平均（27.2±6.5）岁。检查前均告知孕妇产前超声检查的必要性和局限性，孕妇均表示理解并签署产前超声检查知情同意书。

1.2 仪器与方法

1.2.1 仪器 采用GE Voluson E8彩色多普勒超声诊断仪，经腹三维容积探头，探头频率4～8 MHz。

1.2.2 方法 选用产科检查条件，对胎儿各重要脏器及胎儿附属物进行常规二维超声扫查，测量双顶径、头围、腹围、股骨长及羊水最大深度。

1.2.3 二维超声心动图检查 对产前常规超声筛查疑似胎儿心脏复杂畸形的病例选用胎儿心脏检查条件，首先进行常规二维超声心动图检查，顺序扫查下列8个切面：（1）上腹部横切面；（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）三血管气管切面；（6）主动脉弓切面；（7）动脉导管弓切面；（8）腔静脉长轴切面，并将采集的图像存储在超声图文工作站上。

1.2.4 STIC采集 然后进行STIC采集：在二维模式下，当胎儿相对不活动后进入3D/4D模式，应用三维容积探头，选择胎儿胸部横断面的四腔心切面或胎儿胸部矢状切面的主动脉弓长轴切面为初始采集平面[3]，取样框边缘置于胎儿胸部皮肤外缘，需包括胎儿胃、心脏、大血管、回心静脉及下颈部[4]，嘱孕妇屏住呼吸，启动STIC功能，调整容积窗包含所有感兴趣区域，根据不同孕周将采集时间设为7.5～15 s，扫描角度为25°～40°，进行容积数据采集。将所获取的容积数据图像存贮于硬盘，采用GE 4D view成像软件进行容积数据脱机分析。

所有病例均由经过产前超声诊断系统培训并获得筛查资格认证的两名高年资医师检查，并依据胎儿先天性心脏病超声诊断标准作出诊断。

1.3 统计学处理 采用SPSS 13.0软件对所得数据进行统计分析，计数资料采用 字2检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 胎儿复杂心脏畸形基本情况 34例中晚孕期胎儿中，28例经引产后胎儿心脏病理检查，6例生后新生儿超声心动图检查明确诊断。34例胎儿复杂心脏畸形的主要诊断包括：完全性房室间隔缺损7例，法洛四联症6例，左室发育不良综合征6例，右室发育不良综合征5例，右室双出口3例，左室双出口1例，永存动脉干2例，完全型大动脉转位2例，矫正型大动脉转位1例，心脾综合征1例（右侧异构）。2例（5.9%）只有一种心脏结构异常，32例（94.1%）存在两种或两种以上结构异常，见表1。本组14例（41.2%，14/34）为单纯心脏结构异常，20例（58.8%）合并1种或以上其他系统异常（唇腭裂5例，肢体异常4例，中枢神经系统异常4例，心脾综合征1例，其他系统异常6例）。10例行羊膜腔或脐带穿刺检查胎儿染色体，其中核型异常3例，包括21三体征2例，18三体征l例；7例染色体核型正常。

表1 34例95处心脏结构异常的产前心脏超声与病理/产后超声结果比较 例

2.2 常规二维超声心动图与二维结合STIC检测方法比较 34例复杂心脏畸形中有95处心脏结构异常。常规超声心动图与二维联合STIC对心脏结构异常的细节诊断总符合率分别为71.6%（68/95）和97.9%（93/95），漏诊率分别为28.4%（27/95）和2.1%（2/95），二维联合STIC对心脏结构异常的细节诊断与常规二维超声心动图测量方法比较差异有统计学意义（字2=22.80，P<0.01），两种检查方法吻合度较弱，差异有统计学意义（Kappa=0.103，P<0.01）。

3 讨论

胎儿心脏超声检查是产前胎儿畸形筛查中的难点，也是重点，产前明确诊断胎儿复杂心脏畸形，对于围产儿的正确处理，降低新生儿的病死率具有十分重要的临床意义。常规二维超声心动图是目前产前诊断胎儿先天性心脏畸形最重要的影像学技术，已被广泛应用于产前筛查胎儿心脏畸形[5]。但是，由于胎儿心脏较小、搏动快，尤其当胎儿体位不够理想时，一些切面常难于获得，而且，常规二维超声心动图提供的只是平面信息，不能对心脏及大血管的形态结构及其位置关系做出立体直观地显示，因此，对于一些伴有流出道及大血管的畸形如法洛四联征、大动脉转位、永存动脉干、右室双出口等复杂性心脏畸形诊断较困难[6]。

STIC是近几年发展起来的一项专用于胎儿心脏的动态三维超声成像技术，它将三维数据的采集与时相信息的获取结合起来，在短时间内可以完成对整个胎儿心脏的扫描，获得由大量连续二维切面组成的三维数据库，以动态三维的方式显示胎儿心脏的立体超声影像，更加清晰地显示胎儿心脏结构的立体形态和动态变化，显示心脏各结构与病变的毗邻位置与空间关系[7]，STIC技术进行胎儿心脏筛查仅需获得标准的四腔心切面，而且不论是心尖、心底还是横位四腔心切面，都可实现对左、右心室流出道和三血管气管切面的再显示，通过图像的切割平移或旋转不但能观察到二维扫查的各标准切面，能显示二维超声不能显示的切面，弥补二维超声的某些不足，较直观地观察病变情况，降低了筛查胎儿心脏畸形的操作难度，使经验不足的超声医师也能获得较高质量的超声切面，从而提高胎儿心脏畸形的检出率。

以心尖四腔心为初始切面采集的胎儿心脏容积数据可清晰显示房室瓣、主动脉瓣、肺动脉瓣及左、右心室流出道，联合彩色多普勒可评估房室通道和主、肺动脉的血流动力学状况，有助于诊断房室瓣发育不良、动脉锥干发育异常等胎儿复杂心脏畸形。胎儿复杂心脏畸形往往同时出现多个心内结构异常，二维超声心动图常无法显示全部的结构异常细节而导致诊断不全面，本研究将二维超声心动图联合STIC多种成像模式，成功地应用于左/右心室双出口、大动脉转位、永存动脉干及完全性房室间隔缺损等胎儿复杂心脏畸形的诊断，通过对照引产后胎儿心脏病理检查或生后新生儿超声心动图检查，证实二维联合STIC对胎儿复杂心脏畸形的细节诊断符合率为97.9%（93/95），几乎接近病理诊断水平，说明STIC在提供胎儿心脏结构异常细节信息方面具有明显的优势，对筛查胎儿复杂心脏畸形的具有辅助应用价值，对提高胎儿心脏产前超声诊断水平具有十分重要的意义[8]。

因右室双出口的病理改变介入大动脉转位与法洛四联症之间，而且弯曲的心脏大血管不在同一切面显示，因此产前二维超声心动图常常难以做出鉴别诊断[9]，而STIC技术更容易追踪观察心脏大血管的走行，辨别大血管异常的类型。本组l例胎儿常规二维超声心动图诊断为右室双出口，而STIC离线分析后诊断为大动脉转位，经引产后病理证实。

另外，因复杂心脏畸形心内结构错综复杂，切面难于辨认，加之胎儿体位的影响，二维超声心动图在寻找诊断依据的过程中往往耗时较长。而本研究应用STIC进行数据的采集，再进行脱机的图像分析处理，孕妇接受超声照射的时间明显少于二维超声检查所需时间。

STIC是在二维超声心动图基础上的一项新技术，与常规二维超声心动图一样，STIC的三维图像质量受到许多因素的影响，如孕周、胎位、羊水、胎儿骨骼声影少及孕妇腹壁过厚等，此外，胎动、胎儿心律失常及孕妇的呼吸影响也会导致伪像的产生[10]。尽管STIC技术能自动采集容积数据，但从三维容积数据中得到二维超声切面的步骤仍较为繁琐，操作者需要经过专门的培训和练习，对胎儿心脏解剖结构十分熟悉，并且具备一定的立体空间想象能力才能完成对三维图像的分析。另外，虽然容积数据的采集过程简单快速，但是三维图像的后处理同样需要一定的时间、经验和技巧，且三维图像中的结构难免会有所重叠。尽管如此，STIC数据采集的快速简便、信息完整方面的优势，以及多种处理模式的恰当应用，能弥补二维超声的某些不足，为胎儿心脏的检查提供更多的诊断信息和新的视角，可成为胎儿超声心动图检查的一个重要方法，值得胎儿超声心动图工作者深入研究并进行临床应用[11]。本研究本研究应用二维超声心动图联合STIC检测胎儿复杂心脏畸形，能显著提高胎儿复杂心脏畸形的细节诊断符合率，为临床医生评估胎儿预后、手术风险等提供更加准确的参考数据和诊断依据，具有重要的临床使用价值。

[1]中华人民共和国卫生部.中国出生缺陷防治报告[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]伍颖恒，马小燕.产前超声检测中孕期胎儿心脏发育[J].中国医学影像技术，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]倪志鹏，吴瑛.时间空间相关成像技术的临床应用研究进展[J].中华医学超声杂志：电子版，2009，6（4）：730-733.

[11]周启昌.重视时间-空间相关成像技术产前诊断胎儿心脏病的研究与应用[J].中华医学超声杂志（电子版），2010，7（3）：1-3.