高分辨血流成像联合时间-空间相关成像技术在正常胎儿静脉导管检查中的应用

王 磊，张 颖，蔡爱露

（中国医科大学附属盛京医院超声科，辽宁 沈阳 110004）

静脉导管（Dutus venosus，DV）是一条纤细的漏斗状的血管，位于胎儿肝脏的后部连接脐静脉窦与下腔静脉，是胎儿时期三种血液分流中的一种。静脉导管缺失（Agenesis of the ductus venosus，ADV）是脐静脉异常吻合的一种畸形，与严重的胎儿异常相关，包括心脏畸形、染色体异常、胎儿水肿等[1]。

高分辨血流成像（High-definition flow imaging，HDFI）作为一种新的技术与传统的彩色多普勒和能量多普勒相比，在较少的血流外溢的情况下可以提供更高的轴向分辨率，对低速细小血管具有更高的敏感性[2]。

时间-空间相关成像（Spatiotemporal image correlation，STIC）是一种四维成像技术，可以获得胎儿心脏的连续二维切面组成的三维数据和胎儿心脏的表面重建，利用电影回放可以鉴别不同心脏切面并获得更多的解剖信息[3-4]。HDFI联合STIC技术可以更好的显示DV汇入右心房的空间走行。

本研究目的是分析不同检查方法对胎儿DV的显示情况，评价HDFI-STIC检查正常中晚孕期胎儿DV的临床价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象

选取自2015年3月—2016年9月期间在我院就诊的孕18～37周155例孕妇（155例正常胎儿），年龄 24～35 岁，平均（27±3.5）岁。所有研究对象均符合以下条件：单胎妊娠，孕妇身体健康，无任何高危因素（高血压、高龄、肥胖、妊娠期糖尿病、家族遗传病史等）。 根据孕 18～21 周（30 例）、22～25 周（40例）、26～29 周（35 例）、30～33 周（30 例）、34～37 周（20例）分成5组。

1.2 仪器和方法

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。先在二维超声模式下进行常规扫查并进行基本的生物学测量，以确定胎儿无心外畸形并核对胎儿孕周。选择“胎儿心脏”程序，应用三维容积探头分别对四腔心切面、左室流出道、右室流出道、三血管-气管切面及主动脉弓、动脉导管弓、上下腔静脉切面进行扫查以确定胎儿无心内畸形。分别使用三种方法来确定DV。

1.2.1 彩色多普勒扫查胎儿上腹部旁矢状切面确定DV

于胎儿胸部或背部偏左侧做矢状面扫查，显示主动脉弓长轴切面，然后开启彩色多普勒模式，降低二维增益，轻微摆动探头，脐门静脉窦与下腔静脉入右心房处血流颜色亮度高于周围静脉血流信号的血管即为DV（图1）。利用脉冲多普勒，调节取样容积为2 mm，置于DV的起始处,调节声束方向与血流方向尽量平行，获得DV特有的三相波波形进一步证实为DV。

1.2.2 彩色多普勒显示胎儿上腹部斜横切面来确定DV

获得胎儿腹围平面后，探头向头侧稍倾斜跟踪扫查脐静脉，由于DV血流速度是静脉系统中最高的，它的特点是紧邻脐静脉上方高亮的血流部分即为DV（图2）。同样利用脉冲多普勒检出典型的三相波波形证实为DV。

1.2.3 HDFI-STIC容积数据采集

用HDFI模式显像，获得清楚的胎儿主动脉弓或导管弓长轴切面时，开启STIC程序采集容积数据。 采集时间 10～15 s，扫查角度 25°～40°，这两个参数都是随孕周增加而增大。ROI尽量包括脐静脉、主动脉弓或导管弓长轴。尽可能在胎儿安静时采集数据。

1.3 图像后处理

采用4D Viewer后处理软件，所有容积数据用多平面模式显示，同时显示图像的三个正交平面（A、B、C），重建表面渲染图像在D平面中显示。观察方向选择“从前到后”，A平面中显示主动脉弓或导管弓长轴切面，如果采集条件理想，选择Render模式时一般无需调整和旋转图像的x、y和z轴即可在D平面中观察到渲染图像中的DV。采用后处理（如二维、三维图像的颜色等）改善图像质量。

1.4 统计学方法

应用SSPS 17.0软件进行分析，组间显示率比较采用χ2检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

彩色多普勒扫查胎儿上腹部旁矢状切面、胎儿上腹部斜横切面及HDFI-STIC采集容积数据检查DV的显示情况如表1所示。在孕18～29周时，HDFI-STIC对DV的显示率＞90%，与另两种方法相比，差异无统计学意义（P＞0.05），但HDFI-STIC获取的三维图像可以更加直观、立体地显示出DV的走行及其周围血管的空间分布（图3）。孕30～37周时，HDFI-STIC对DV的显示率较其它两种方法下降，差异有统计学意义（P＜0.05）。彩色多普勒扫查上腹部旁矢状切面的方法在整个中晚孕期对DV的显示率均在90%以上。

图1 彩色多普勒显示孕26周胎儿DV长轴切面。DV内血流颜色高亮于周围静脉（UV：脐静脉）。 图2 彩色多普勒显示孕26周胎儿DV斜横切面。 图3 HDFI-STIC清楚显示孕26周胎儿DV的走形。DV连接脐静脉与下腔静脉入右房处（HV：肝静脉；IVC：腔静脉）。Figure 1. Color Doppler shows the axial section of the fetal DV at 26 weeks.The blood flow in the DV is highlighted in the surrounding veins(UV:umbilical veins). Figure 2. Color Doppler shows the oblique transverse plane of fetal DV at 26 weeks. Figure 3.HDFI-STIC clearly shows the shape of the fetal DV at 26 weeks.The DV connects the umbilical vein and the inferior vena cava and drains into the right atrium(HV:hepatic vein;IVC:inferior vena cava).

表1 彩色多普勒扫查旁矢状切面、斜横切面及HDFI-STIC对DV的显示情况

3 讨论

在围产期保健中发现ADV很重要，当确诊时，由于患儿患其它先天性畸形的危险增加，因此受影响的胎儿需要进行详细的评估。ADV的胎儿，有两种不同脐静脉返回的路线：肝外脐静脉引流绕过肝脏和没有绕过肝的肝内脐静脉引流[5]。我们的研究描述了三种DV检测方法，可以用在产前筛查，并可能提供一些信息来帮助改善当前的扫查方法。

DV是一条细小隐蔽的血管，加上胎儿自身以及胎盘、胎位、羊水的影响，在灰阶图像上准确的显示DV的切面，对扫查者的手法和技巧都有非常高的要求，使医生的诊断产生困难。虽然DV细小隐蔽，但是DV的收缩期峰值流速为40～80 cm/s，是胎儿静脉血管中流速最高的[6]，本研究运用彩色多普勒扫查旁矢状切面在整个中晚孕期的DV获取率可达90%以上。在检查过程中为了显示低速血流信号，我们降低速度范围或脉冲重复频率，但是这样彩色多普勒血流容易外溢，不能提供较准确粗细的管径形态。研究表明，胎儿DV分流直径等于或大于脐静脉直径的预后明显差于窄分流的胎儿[7]，因此在检查过程中准确的观察DV管径与脐静脉管径的相对大小很重要。HDFI可以很好的克服这一困难，在显示同一低速血流信号的血管时，能够较好的避免外溢，相对准确的显示血管的管径大小。在我们的研究中胎儿的上腹部斜横切面扫查检出率虽然也很高，但是这种方法无法显示DV的总长度，更无法显示DV与其周围血管的相互关系，因此在常规扫查中，横切面这种方法并不适合用来观察DV。

STIC提供一个新的方法来识别胎儿DV。这项技术可以获得胎儿心脏的容积数据，实现血管的三维重建，并在四维电影序列中实时观察复杂的解剖细节或血管之间的连接关系及大小差异。HDFI是增强血管的弱信号反射的一种独特的技术，可以显示血流方向，具有较高的帧速率和良好的空间分辨率。与彩色多普勒图像相比HDFI能更准确代表并且清楚的描绘实际上血管的血流。已有研究证明将STIC与HDFI两种技术结合可以有效的可视化低速血管[8]。我们的研究结果表明HDFI-STIC在孕18～29周对DV不仅有高的显示率，该方法还能全面地显示DV的形状和轮廓，同时显示肝内脐静脉、DV、下腔静脉及其之间的相互关系，这些解剖关系对诊断ADV至关重要。HDFI-STIC应用在DV检测中，有助于提高我们对于其走形的理解，与其他两种方法相比利用HDFI-STIC检查DV的另一优点是它还可以通过旋转三个互相垂直的不同轴面直接显示二维平面上无法看到的面，可以在任何角度观察DV。

然而，STIC采集质量有一些技术限制。胎儿的身体运动、呼吸运动、打嗝和心率的变化都可以影响图像质量。在妊娠后期（30～37周）DV的低检出率可能是胎儿肋骨的声影增加或肢体遮挡造成的。容积数据采集的时间和后处理的时间比扫查主动脉弓长轴切面的方法长，相比之下，彩色多普勒扫查主动脉弓长轴切面的方法更便捷，我们也可以随意侧动探头，调整声束的角度，避免肋骨影的遮挡。

四维数据采集和后处理需要经验丰富并且有专门知识的人来完成，这方面限制了四维方法的应用，在这些方法应用于临床实践之前需要很好的训练。

HDFI-STIC技术作为评价胎儿DV的一种新方法，是彩色多普勒超声的一个补充，为更直观的观察胎儿DV的发出、走行、空间立体关系提供了可能，对于认识和诊断胎儿DV异常有重要意义。