超声时间-空间关联成像技术及三维超声在胎儿先天性心脏畸形及心外畸形诊断中的应用价值

王媛，赵旭*，杨娅，何宜静，焦春美，邱兵

本文研究价值/局限性：

（1）发生2处及以上心脏畸形的胎儿与仅发生1处心脏畸形的胎儿合并心外畸形的发生率间无明显差异，而发生2处及以上心脏畸形的胎儿存活率更低。应用三维超声及超声时间-空间关联成像（STIC）可更全面、立体显示胎儿先天性心脏畸形（CHD）及其合并的心外畸形，结合常规二维超声检查，为临床决策提供更准确的超声检查依据。

（2）本研究中新生儿超声心动图结果大部分由电话随访新生儿父母所获取，为了尊重新生儿父母的个人意愿，本研究在新生儿超声心动图结果的获取方面还存在一些欠缺。在以后的研究工作中，还需要加强新生儿超声心动图资料的收集能力，进一步提高科研数据的质量。

计算机技术的发展使超声三维成像技术不断提高，超声时间-空间关联成像（STIC）技术是一种将三维数据采集与时相信息获取相结合的超声新技术，可对胎儿心脏进行实时动态三维成像，为胎儿先天性心脏畸形（CHD）的诊断提供了新的辅助检查方法［1］。本研究旨在探讨超声STIC及三维超声在胎儿CHD及其合并的心外畸形诊断中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 2015年3月—2017年11月在北京大学民航临床医学院行产前超声检查的中晚孕期孕妇共7 707例，本研究选择产前系统超声和胎儿超声心动检查均提示CHD的胎儿33例为研究对象，其中1例失访，最终纳入32例。孕妇年龄22～38 岁，平均年龄（29.8±3.9）岁；孕周16～32周，平均孕周（24.0±3.4）周。32例CHD胎儿均进行相关的产前诊断及与胎儿预后相关的临床遗传咨询，孕妇均随访妊娠结局。对于终止妊娠者，在家属同意并签署知情同意书后对胎儿进行尸检。对于选择继续妊娠者，新生儿出生后通过新生儿超声心动图及电话随访至出生后30 d，并记录随访结果。

1.2 仪器与方法 采用GE Voluson E8彩超诊断仪，探头型号RAB 4-8-D，频率为4.0～8.0 MHZ。选择产科条件常规进行胎儿生物指标及羊水、脐动脉血流的测量；对颅脑部、颜面部、脊柱、胸腔、腹腔、四肢以及胎盘脐带结构进行观察；选择胎儿心脏条件进行胎儿心脏超声检查，并在二维标准切面基础上利用彩色多普勒显示心腔和血管内的血流信号［2］。

同时应用超声STIC对可疑或明确CHD的胎儿进行容积数据的采集及分析。取标准四腔心切面，根据不同孕周选择采集时间7.5～15.0 s，采集角度为20°～40°，取样框应尽量包括降主动脉、脊柱横断面等四腔心平面的完整胸廓内结构，在胎儿安静状态下开始超声STIC扫描，收集容积数据。容积数据存储后，使用GE 公司4D View后处理软件对获得的实时三维数据进行后处理。对胎儿心脏进行多平面和多角度的观察，运用容积对比成像、透视成像、高分辨率彩色血流成像模式等多种成像方式对胎儿心脏进行三维重建，立体显示胎儿心脏的结构异常［3］。随后将心脏异常胎儿的二维超声心动图像结合超声STIC多种成像模式所得到的重建图像进行综合分析，依照心脏结构顺序节段分析方法判断心脏畸形。对于可疑或明确合并心外畸形的胎儿，应用三维超声成像技术对心脏外的异常部位进行容积数据的采集及分析。

1.3 统计学方法 采用SPSS 22.0统计软件进行数据分析，计数资料以相对数表示，采用χ2检验或Fisher's确切概率法；计量资料采用（±s）表示。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 CHD及心外畸形胎儿检出率及存活率 本研究CHD胎儿的检出率为0.4%（32/7 707），共检出15种类型的CHD，其中部分病例是复杂性CHD，在发生多处心脏畸形的病例中以最严重的畸形分类［4］。32例CHD中最多见的类型是室间隔缺损（8例，见表1），仅发生CHD的胎儿24例，CHD合并心外畸形的胎儿8例（见表2）。心脏有1处畸形合并心外畸形胎儿的检出率为13.3%（2/15），与心脏有2处及以上畸形合并心外畸形胎儿的检出率〔35.3%（6/17）〕比较，差异无统计学意义（P=0.229）。

32例CHD胎儿存活14例（43.8%）。存活新生儿的超声心动图结果与胎儿超声心动图结果一致。心脏有1处畸形胎儿的存活率为86.7%（13/15），高于心脏有2处及以上畸形胎儿的存活率〔5.9%（1/17）〕，差异有统计学意义（P＜0.05）。CHD合并心外畸形胎儿的存活率为12.5%（1/8），与CHD不合并心外畸形胎儿的存活率〔54.2%（13/24）〕比较，差异无统计学意义（P=0.053）。

表1 32例CHD胎儿心脏畸形情况Table 1 Occurrence of fetal cardiac malformations in 32 fetuses with CHDs

表2 8例CHD胎儿合并心外畸形情况Table 2 Characteristics of 8 fetuses with CHDs and extracardiac malformations

图1 大动脉转位超声STIC显示图像及病理解剖图Figure 1 STIC and pathological anatomy image of a case of transposition of the great arteries

2.2 部分病例产前超声STIC或三维超声图像与产后病理解剖图的对比 3例产前超声STIC显示大动脉转位，大动脉根部形成的“十”字交叉消失，两大动脉平行排列，主动脉弓位置较肺动脉高，与病理解剖结果一致（见图1）。1例心脏多发畸形的病例二维超声检出显示存在心内膜垫缺损、肺动脉闭锁、右位主动脉弓、左心发育不良，似有肺静脉异位引流，超声STIC显示胎儿心脏存在完全性肺静脉异位引流，与病理解剖结果一致（见图2）。CHD合并肢体畸形1例，超声STIC显示室间隔缺损及主动脉骑跨，与病理解剖结果一致（见图3、图4），三维超声显示胎儿右上肢畸形，桡骨发育不全，尺骨向桡侧弯曲，腕关节向桡侧偏斜，与病理解剖结果一致（见图5）。

图2 完全性肺静脉异位引流超声STIC显示图像及病理解剖图Figure 2 STIC and pathological anatomy image of a case of total anomalous pulmonary venous drainage

图3 室间隔缺损超声STIC显示图像及病理解剖图Figure 3 STIC and pathological anatomy image of a case of ventricular septal defect

图4 主动脉骑跨超声STIC显示图像及病理解剖图Figure 4 STIC and pathological anatomy image of a case of overriding aorta

图5 桡骨发育不全三维超声显示图像及病理解剖图Figure 5 Three-dimensional ultrasound and pathological anatomy image of a case of hypoplasia of radius

3 讨论

胎儿心脏高速跳动的特性使CHD的产前诊断准确率在不同的观察者中存在着较大差异［5］。超声STIC使观察者可以多切面、多角度确定心脏形态结构、组织连接和瓣膜运动状态，从而弥补观察者的主观因素对二维超声图像分析的影响，更全面地分析胎儿CHD进而完善临床诊断［6］。2010年一项关于363名孕中晚期孕妇应用超声STIC进行胎儿心脏超声检查的研究发现，胎儿CHD诊断准确性为91.6%［7］。CHD在胎儿时期发生率为0.3%～1.4%，产前诊断CHD的胎儿存活率仅为10%～38%，终止妊娠率为31%～75%［8］。本研究显示，产前胎儿CHD检出率为0.4%，32例产前检出CHD的胎儿中存活率为43.8%（14例），56.2%（18例）的孕妇均终止妊娠，无宫内死亡病例。本研究中心脏有1处畸形的胎儿存活率高于心脏有2处以上畸形的胎儿存活率。有文献报道，25%～44%的CHD合并心外畸形［9］。本研究中25.0%（8/32）的CHD胎儿合并心外畸形，心脏有1处畸形合并心外畸形的检出率与心脏有2处及以上畸形合并心外畸形的检出率无明显差异，CHD合并心外畸形的存活率与CHD不合并心外畸形的存活率无明显差异。文献报道，复杂心脏畸形胎儿比简单心脏畸形胎儿静脉导管血流异常发生率增加［10］。推测心脏有2处及以上畸形的胎儿较心脏有1处畸形的胎儿更易出现血流动力学的异常，从而影响胎儿的存活率。国外一项关于胎儿CHD严重程度与合并心外畸形对妊娠结局影响的研究表明，胎儿复杂心脏畸形合并心外畸形的终止妊娠率高于无严重心脏畸形或无心外畸形的终止妊娠率［11］。因此，全面诊断胎儿心脏畸形及是否合并心外畸形对临床决策有重要意义。

不同类型的CHD虽然具有不同特征的超声表现，但是当发现胎儿心脏多发畸形时，二维超声常无法显示全部的畸形结构细节而导致诊断不全面［12］。超声STIC容积数据的高分辨率血流成像模式可用于显示流速较低的小血管，例如胎儿的肺静脉［13］。本研究中1例复杂性CHD病例二维超声显示胎儿心脏多发畸形，同时似有肺静脉异位引流，应用超声STIC在多平面成像模式下明确显示出异常静脉的全程及其引流情况，使完全性肺静脉异位引流复杂的解剖空间结构展现出来。应用超声STIC容积数据的玻璃体成像模式可以显示大动脉转位中的两条平行的大血管［14］。本研究中3例大动脉转位，应用超声STIC进行容积数据的采集，在立体图像重建模式下采用彩色玻璃体成像模式，显示大动脉根部形成的“十”字交叉消失，主动脉与肺动脉平行排列。本研究中1例CHD合并肢体畸形，对胎儿肢体畸形部位进行三维容积数据采集，在立体图像重建模式下，应用透视模式成像与病理解剖结果一致，为临床决策提供了立体可视化的超声诊断资料。

超声STIC以及三维超声技术可通过多种成像模式重建出内容更丰富、视觉更立体的胎儿CHD及心外畸形图像信息，主要与常规二维超声联合应用，更全面的对胎儿心脏多发畸形及心外畸形进行超声检查，为胎儿先天性畸形的早发现、早诊断及早治疗提供了更准确的超声诊断依据。由于样本量较小，今后还需扩大样本量对胎儿CHD及心外畸形的超声诊断进行深入研究。

作者贡献：王媛进行文章的构思与设计，文献及数据的收集整理，结果的分析与解释，论文撰写；赵旭进行论文的修订，负责文章的质量控制及审校，对文章整体负责；杨娅指导文章写作思路，对研究进行可行性分析；何宜静、焦春美进行数据收集；邱兵进行统计学处理、英文的修订。

本文无利益冲突。