时间-空间相关成像技术诊断胎儿先天性心脏病的临床研究

温晟姝 刘秋华 邓宜雅 金正平

先天性心脏病是出生婴儿中最常见的严重先天畸形，在活婴儿中发生率约80‰，分别是染色体异常和神经管畸形发生的6.5倍和4倍，且其中半数为严重畸形，是新生儿死亡的主要原因[1-4]。近几年，三维／四维超声在胎儿心脏方面的应用成为热门的研究领域，也取得了很多新进展，尤其是时间空间相关成像技术（STIC）问世后为胎儿心脏检查开辟了新视窗[5]。本研究对300例胎儿进行了检测，其中胎儿心脏正常组210例，先天性心脏病胎儿90例，以探讨时间-空间相关成像技术诊断胎儿先天性心脏的临床应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 2010年9月～2012年7月于珠海市妇幼保健院行产前超声筛查了300例胎儿，其中，正常胎儿210例，先天性心脏病胎儿90例，孕周18～40周，平均孕周（27±5）周，孕妇年龄19～43岁，平均年龄28.62岁。

1.2 仪器 使用GEVoluson730Exert型彩色多普勒超声仪和RAB4-8MH2容积探头。

1.3 数据采集 对每一研究对象首先由一操作者进行平均15min的胎儿心脏三维超声及彩色普勒超声扫查和10min的胎儿心脏、胸部三维超声扫查，以获得四腔心并存储，90例胎儿先天性心脏病患者由2名已取得产前诊断资格的具有5年胎儿超声心动图检查经验的副主任医师做完整的胎儿心脏检查[6]。进行STIC数据采集前，先行二维超声。放置容积窗以包含所有感兴趣区。采集时要求孕妇保持静止，屏气6～8s激活自动容积按钮，探头在3～6s内自动扫过预先选定的组织。采集完成后，仪器会立刻自动显示多平面排列的数据集。如图像不满意或胎儿运动明显时可重新采集，直至获得满意的容积数据。将数据保存以备之后用四维处理软件（4Dview）进行脱机分析。

1.4 数据分析和图像处理 图像可进行灰度及对比度的调整以获得满意的效果。多平面排列的数据集，呈现诊断相互垂直三维平面图像。对其中的每一幅图像都可以通过旋转、平移，进行控制、分析、切割或三维重建图像，可使常规胎儿心脏检查不能显示的结构显而易见。

2 结果

300例胎儿均获得满意二维和三维/四维四腔心脏切面的图像。超声心动图检出先天性心脏病胎儿90例，其中46例经引产后胎儿尸体解剖证实，37例经产后超声检查/或手术确诊，7例失访。90例胎儿CHD中包含146个结构异常细节，其二维超声和STIC技术诊断符合率分别为66.44%（97/146）、97.26%（142/146），二维超声STIC技术诊断的各种心脏结构异常细节比较见表1。

90例CHD胎儿心脏结构异常中单纯心脏结构异常34例，占37.78%(34/90)；单脐动脉19例，占21.11%（19/90），羊水过多9例，占10%（9/90），羊水过少5例，占5.56%（5/90），胎儿宫内生长受限11例，占12.22%（11/90）；合并1种或以上其它系统异常56例，占62.22%（56/90），其中包含64个其它系统结构异常细节。见表2。

3 讨论

胎儿心脏畸形（CHD）是出生缺陷中最常见的畸形，也是导致新生儿死亡最主要的原因[7]，而超声几乎是胎儿心脏CHD产前诊断的唯一选择，然而超声筛查胎儿畸形的准确性和敏感性受检查者技术水平的制约，这也是不同医院胎儿心脏CHD检出率不同的主要原因。迄今为止，先天性心脏病的产前诊断依旧是个难题。而胎儿心脏超声检查是产前超声检查中重要且复杂的组成部分，胎儿结构性先天性心脏病，特别是胎儿复杂心脏畸形的产前超声诊断，对于围产儿的正确处理，减少新生儿的发病率与病死率以及围产医学的维护具有十分重要的临床意义。最近10年，西方国家开展完整胎儿超声心动图检查，产前超声检查胎儿先天性心脏病具有较高的诊断准确性，可以发现大多数的胎儿先天性心脏病，但完整的胎儿超声心动图不同于简单的筛查检查，由于检查全面，观察仔细，不仅耗时较长（约需30～45min），而且需要操作者掌握胎儿的正常心脏的解剖结构和心脏畸形的病理知识。随着我国产前诊断的推广及普及，胎儿超声心动图检查产前诊断胎儿先天性心脏病亦应运而生，且作为一项重点项目在不断发展完善中，其医务工作队伍亦不断壮大。

表1 90胎儿CHD二维心脏结构异常细节的二维超声和STIC诊断结果比较（例）

表2 90例胎儿CHD中56例合并其它系统结构异常情况

不同类型的胎儿CHD虽然具有特异性的图像学特征，但存在大量的合并异常，有时多种类型异常同时出现，本组90例胎儿CHD单纯心脏结构34例（37.78%）；合并其它系统异常56例（62.22%），涉及64个其它系统结构异常细节。此外，90例胎儿CHD涉及胎儿心脏结构异常细节达146个，异常细节中以室间隔缺损等最常见。由此可见胎儿CHD的复杂性，实时二维超声无法显示全部的结构异常细节导致诊断不全面，难以为临床提供详细的咨询信息，本组实时二维超声诊断胎儿CHD总符合率为66.44%（97/146），而STIC技术诊断符合率为97.26%（142/146）。在提供完整心动周期的心脏结构信息方面，STIC技术显示出巨大的潜力，是检查胎儿心脏的有力工具，通过识别相关结构的范围，再重建出这个范围内的边界及轮廓，克服了常规超声只能提供视野范围较小的图像，对同时观察扫描目标的整体以及病变组织与周邻组织的关系的困难，降低了整体思维、报告书写及图像打印的复杂性，另外，其最终目标是减少二维超声对操作者技术水平的依赖性，从而提高胎儿先天性心脏病的产前诊断率。自2003年以来发展的时间-空间相关成像技术（STIC），是近年来医学影像技术最引人注目的新型产物，该技术对胎儿进行心脏和胸部的自动扫查，获得容积数据后进行脱面分析，主要对胎儿心脏的解剖结构进行多平面的观察和三维/四维重建,观察胎儿心脏的四腔心,左、右室流出道三血管切面等，获取最为常用和最为重要的胎儿先天性心血管畸形的筛查确诊的切面。STIC技术的另外一个优势在于其能够在脱机状态下动态地显示心脏的形态、方位及各结构之间的相互关系，更为直观也便于进行回顾性的研究及分析，且能以循环播放的正交平面模式或立体重建模式显示一个完整心动周期中跳动的心脏。其四维重建可获取二维超声心动图所无法提供的关于胎儿的心脏解剖及病理特点的信息，并且图像直观，这将更有助于胎儿先天性心脏病的产前诊断，及超声医师与小儿心胸外科或儿科诊疗团队间的交流。本研究联合应用不同显像方式（二维、彩色多普勒等）与STIC技术进行胎儿心脏及血管的四维重建，旨在探讨STIC四维重建技术在胎儿心脏病产前诊断中的可行性、临床意义及应用价值。STIC技术其优点是直观、帧频高、时间分辨率高，可提供无穷多的图像，可同时显示与采集平面垂直的正交平面；可减少对操作者技术的依赖性，可缩短检查时间等。

远程医疗：可通过互联网传授STIC采集技术及传输STIC容积图像，分析容积图像，有助于胎儿先天性心脏病的产前诊断、诊治团队间的交流、孕父母的咨询及专业培训。

值得注意的是，与常规二维超声一样，STIC技术的三维图像质量，受到许多因素的影响，如胎动、胎儿心律及孕妇的呼吸都会导致伪像的产生。因此操作者采集时应尽量使其避开骨性结构，可适当延长时间以使胎儿转到合适的胎位。本研究中采用的方法是让孕妇改变体位或起床稍做运动后重新采集直至满意为止。

综上所述，STIC技术进行胎儿心脏的容积图像采集，正交平面显示及分析应用于正常及先天性心脏病胎儿是可行的，有助于胎儿先天性心脏病的产前诊断，而且可提供常规二维超声心动图无法获得的空间、结构信息，成为二维超声视野的有力补充，有利于提高产前诊断先天性心脏病的水平，成为提高先天性心脏病产前检出率的有效方法，具有重要的临床应用价值。

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