实时双平面成像技术测量正常胎儿主动脉瓣环面积的临床意义

王彧，孙雪，张颖

（中国医科大学附属盛京医院超声科，沈阳 110004）

超声心动图是产前诊断胎儿先天性心脏病最有效的手段。应用超声心动图观察胎儿主动脉瓣瓣膜的形态结构有助于提高胎儿主动脉瓣异常的产前筛查检出率。目前，临床上通用的胎儿横断面扫查法可观察绝大多数胎儿的心脏结构，能够检测出各种心脏畸形。超声心动图一般在五腔心切面显示胎儿主动脉瓣部分结构，但无法观察其整体形态结构，该切面也不适用于瓣环面积的测量。超声检查医师可获取胎儿主动脉根部水平大血管短轴切面来观察主动脉瓣膜结构、形态，并测量瓣环面积，但该切面获取有一定难度，对超声医师的技术水平要求较高。

胎儿实时双平面成像技术［1-3］是近年来用于胎儿心脏产前检查的新技术。它使用电子曲面矩阵探头，能够实时获得胎儿同一心动周期2个不同角度的高分辨率、高帧频平面，因此可以同时显示主动脉瓣长轴及短轴切面，进而可以观察瓣膜启闭以及形态结构，弥补了常规二维超声心动图的不足。本研究应用常规二维超声心动图和实时双平面成像技术观察胎儿主动脉瓣，比较二者的采集时间和成像率；实时双平面成像技术测量主动脉瓣环面积，分析主动脉瓣环面积与孕周大小的关系，旨在探讨实时双平面成像技术在胎儿心脏检查方面的临床应用价值。

1 材料与方法

1.1 研究对象

选取2018年6月至2019年6月在我院进行产前胎儿心脏超声检查的孕妇180例。孕周22～34周，平均孕周（26.2±1.9）周；年龄21～36岁，平均（27.4±2.5）岁。纳入标准：（1）单胎妊娠；（2）常规胎儿超声检查无心内及心外畸形；（3）孕妇无各种高危因素疾病；（4）入选孕妇由同一名超声医生检查和数据采集。

1.2 检查仪器和方法

采用GE Voluson E10 彩色多普勒超声诊断仪进行检查，使用eM6C电子曲面矩阵4D探头，频率1～6 MHz。采用胎儿整体扫查程序排除心外畸形。应用横断面连续扫查法获取各标准诊断切面并排除心内畸形。然后应用常规二维超声心动图获取大动脉短轴切面，于舒张期清楚显示主动瓣环时冻结图像，记录采集时间和显示情况。随后在横位左心室流出道切面基础上，切换双平面成像模式，随即在同一屏幕上同时显示主动脉瓣长轴切面（平面A）与短轴切面（平面B）2个相互正交切面，调节平面A取样线角度，使取样线通过主动脉瓣环水平，此时平面B可显示出有完整主动脉瓣的短轴切面，于舒张期清楚显示主动脉瓣环时冻结图像，记录采集时间和显示情况，并操纵轨迹球勾勒出主动脉瓣环面积，每次重复测量3次，取平均值。

1.3 统计学分析

应用SPSS 17.0统计软件进行统计学分析。计量资料采用表示，组间比较采用t检验；计数资料采用率（%）表示，组间比较采用χ2检验；胎儿主动脉瓣环面积与孕周的关系采用Pearson线性相关分析，P＜ 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 常规二维超声心动图和实时双平面成像技术的成像率、采集时间比较

结果显示，常规二维超声检查111例胎儿（61.67%）成功显示主动脉瓣环（图1），图像采集时间为（15.59±4.34）s；实时双平面成像技术检查158例胎儿（87.78%）成功显示主动脉瓣环（图2），图像采集时间为（11.78±3.87）s。2种检查方法的成像率、图像采集时间比较差异均有统计学意义（χ2=32.487，P＜ 0.01；t=7.56，P＜ 0.01）。

图1 常规二维超声心动图显示正常胎儿主动脉瓣环Fig.1 Visualization of a normal fetal aortic valve annulus using traditional two-dimensional echocardiography

图2 实时双平面成像技术测量胎儿主动脉瓣环面积Fig.2 The measurement of normal fetal aortic annular areas using real-time bi-plane technique

2.2 实时双平面成像技术测量的主动脉瓣环面积与孕周的关系

结果显示，主动脉瓣环面积随胎儿孕周增加逐渐增大，主动脉瓣环面积与孕周呈正相关（r=0.90，P＜ 0.01），见表1。

表1 实时双平面成像技术测量的不同孕周的胎儿主动脉瓣环面积比较Tab.1 Comparison of fetal aortic annular areas of the different gestational age using the real-time bi-plane technique

3 讨论

主动脉瓣是心脏重要解剖结构之一，为左心室流出道的组成部分，对维持左心系统的正常血流动力学起重要作用。观察主动脉瓣叶结构及启闭运动可明确瓣膜有无畸形及功能异常，测量主动脉瓣环面积可评判胎儿有无潜在主动脉狭窄或合并左心室发育不良综合征的可能，因此准确测量主动脉瓣环面积具有重要的临床意义。产科超声检查中在左心室流出道切面上可观察到主动脉部分瓣叶与瓣环结构［4-6］。美国医用超声研究所（American Institute of Ultrasound in Medicine，AIUM）关于胎儿心脏超声检查及测量参数的规范中已增加了胎儿大动脉水平的短轴切面［7］，在该切面上可显示主动脉瓣环及瓣叶结构，并可测量主动脉瓣环的面积。然而，对于普通超声医师来说，获取该切面难度较大，易受操作医师专业水平的影响。实时双平面成像技术弥补了常规二维超声心动图的不足，也避免过于依赖操作医师的专业技术水平，能够快速准确测量主动脉瓣环面积。本研究结果显示，与常规二维超声心动图比较，实时双平面成像技术主动脉瓣环采集时间更短，成像率更高（均P＜ 0.05），在产科超声中应用具有更好的临床实用价值。

VIGNESWARAN等［8］的单中心研究中测量了13～36孕周胎儿主动脉瓣环的直径，间接评估了主动脉瓣的发育情况。主动脉瓣环面积相对于瓣环直径更能全面反映胎儿左心室流出道的发育情况，因此，本研究测量出的不同孕周胎儿主动脉瓣环面积具有重要的参考价值，在评价胎儿左心室发育不良伴随的左心室流出道狭窄程度时可依此做出准确评估。

目前，除了常规二维超声心动图，时间-空间相关成像（spatiotemporal image correlation，STIC）技术也是产前检查胎儿心脏的常用技术［9-11］。已有研究［12］应用STIC技术测量14～40孕周胎儿的主动脉瓣直径，并得到了主动脉瓣直径随孕周变化的参考值，为产前超声评估胎儿心脏异常提供了参考。ADRIAANSE等［13］应用STIC 技术测量正常胎儿主、肺动脉瓣的瓣口面积，得出主、肺动脉瓣的瓣口面积均和孕周大小呈正相关的结论，与本研究结果基本一致。与常规二维超声心动图比较，STIC技术可以更好显示胎儿主动脉瓣瓣膜启闭和形态结构，以及与周围组织的空间关系。但STIC技术容积数据质量优劣易受胎儿运动及二维图像初始平面等多种因素影响，且后期的脱机后处理分析需要专业性操作，耗时长，临床工作中存在一定的局限性，而实时双平面成像技术很好地解决了这个问题。实时双平面成像技术减少了采集时间和后处理时间，并且可同时观察主动脉瓣的长轴与短轴切面，能够更好地观察主动脉瓣叶畸形。

目前，国内外对产前应用实时双平面成像技术观察或者测量主动脉瓣环面积的研究尚未见报道，本研究为产前测量主动脉瓣环面积提供了新的方法，同时也为观察主动脉瓣的启闭情况及形态结构提供了新的辅助检查手段。然而，实时双平面成像技术也有一定的局限性，图像采集是基于二维超声图像，当孕妇腹壁过厚或者胎盘、肋骨等因素影响时，图像分辨力减低，当调高机器的灵敏度时图像回声增粗，因此导致测量值产生偏差。在采集图像时当取样线不能通过平面 A的主动脉瓣时，平面B则无法观察到主动脉瓣全貌，因此对胎儿体位要求较高。

综上所述，实时双平面成像技术可以有效显示胎儿主动脉瓣环及瓣叶形态结构，主动脉瓣环面积与孕周正相关。实时双平面成像技术可以作为产前观察胎儿主动脉瓣的新辅助方法。本研究测量的主动脉瓣环面积为临床检查提供了参考依据。