胎心容积辅助诊断技术筛查孕中晚期胎儿心脏流出道病变的可行性

高 翔 舒开凤 刘微微

先天性心脏病发病率约占活产儿的0.3%～0.8%［1］。二维超声心动图和CDFI 是目前产前筛查先天性心脏病的主要方法，但其易受胎儿体位、胎心结构及胎盘位置等因素影响，且对操作者的手法及临床经验要求较高，筛查结果并不理想［2］。时间-空间相关成像能清晰显示胎儿心脏空间立体结构，有助于超声医师获得胎儿心脏标准切面，临床应用价值高［3］。胎心容积辅助诊断技术由时间-空间相关成像技术发展而来，其在三维或四维超声探查模式下，通过容积探头可自动快速扫描并采集心脏容积数据，然后通过软件分析处理，清晰显示8 个超声心动图检查标准切面［4］。本研究通过分析胎心容积辅助诊断技术筛查孕中晚期单胎胎儿心脏流出道病变的可行性，旨在为临床工作提供指导。

资料与方法

一、研究对象

选取2019 年7～10 月在我院行超声检查的孕中晚期单胎孕妇190例，年龄18～42岁，平均（30.17±2.60）岁；孕14～38 周，平均孕（26.63±3.58）周；所有胎儿胎龄均与孕妇孕周相符。190例胎儿中，超声心动图检出38例心脏异常，其中单纯室间隔缺损8例，法洛四联症6例，主动脉瓣膜狭窄6 例，右位主动脉弓5 例，肺动脉瓣膜狭窄4例，完全型大动脉转位3例，永存动脉干2例，房室间隔缺损、肥厚型心肌病、左室发育不良、心肌致密化不全各1 例。本研究经我院医学伦理委员会批准，所有孕妇均签署知情同意书。

二、仪器与方法

1.仪器：二维超声心动图检查使用Philips iE 33彩色多普勒超声诊断仪，S5-1 和S8-3 探头，频率分别为1～5 MHz 和3～8 MHz；胎儿心脏容积数据采集使用GE Voluson E 6彩色多普勒超声诊断仪，eM6C G2探头，频率2～6 MHz；配备胎心容积辅助诊断技术。

2.检查医师包括：A 医师，副高职称，从事胎儿超声检查工作超过15 年；B 医师，中级职称，从事胎儿超声检查工作超过5 年；C 医师，初级职称，从事胎儿超声检查工作不超过1 年，参加过胎儿产前系统超声检查培训。

3.超声检查：由A 医师对胎儿行二维超声心动图检查，获取胎儿心脏左、右室流出道切面，测量其主动脉和肺动脉内径；然后切换至四维超声检查模式，将随机方位的标准四腔心切面作为容积获取的基础切面，根据胎心位置和大小调整取样框深度、宽度及位置；嘱孕妇在静息状态下屏住呼吸，启动容积数据自动采集功能获取胎儿心脏容积数据（采集时间3～6 s，采集角度30°～45°）。采集过程中尽量将取样框调小，但应包含完整的四腔心切面与胃泡、降主动脉及脊柱。每一胎儿心脏容积数据均采集3～5 个随机胎位，保存数据以备脱机分析。

4.图像分析：A 医师打开胎心容积辅助诊断软件，导入胎儿心脏容积数据，选择“semi-auto”功能，在A平面手动描绘心尖至十字交叉室间隔，标记好降主动脉；在B平面对图像位置进行调整，确保实际图像的脊柱部位和脊柱定位线重叠，点击确定即可自动生成胃泡水平腹部横切面、左室流出道切面、右室流出道切面、心尖四腔心切面、三血管气管切面、主动脉弓切面、动脉导管弓切面及上下腔静脉-右房切面等8 个标准切面。最后由A医师根据国际妇产科超声学会制定的胎儿心脏结构图像质量评分法［5］对图像质量进行评价，评分1～3 分，分数越高表示图像质量越好，比较软件处理前后图像质量评分的差异，选择图像质量最清晰的容积数据测量主动脉和肺动脉内径。

5.重复性分析：①观察者间差异。由B医师和C医师再次分析全部容积数据，并测量主动脉和肺动脉内径，比较3 名医师所测主动脉和肺动脉内径的差异；②观察者内差异。间隔2周后，再次安排B医师和C 医师分析和测量相关数据，比较同一观察者所测主动脉和肺动脉内径的差异。

三、统计学处理

应用SPSS 23.0统计软件，不符合正态分布的计量资料以M（P25，P75）表示，两组比较行非参数检验。二维超声心动图和胎心容积辅助诊断技术测得主动脉和肺动脉内径的相关性采用Pearson相关分析法；两种检查方法的一致性分析行Bland-Altman 检验；重复性分析采用组内相关系数（ICC）。P<0.05 为差异有统计学意义。

结 果

一、两种检查方法获取诊断切面的成功率

190例胎儿中，119例（62.63%）通过二维超声心动图测得主动脉和肺动脉内径（图1）。176 例（92.63%）通过胎心容积辅助诊断技术获得胎儿心脏左、右室流出道切面的清晰图像（图2）；10例胎儿心脏左、右室流出道切面图像较模糊，4 例胎儿心脏左、右室流出道切面图像未获得，不能测量主动脉和肺动脉内径，最终将176例胎儿纳入定量研究。软件处理前后胎儿左、右室流出切面图像质量评分比较差异均有统计学意义（均P<0.05）。见表1。

二、相关性分析

Pearson 相关分析显示，两种检查方法测得的主动脉和肺动脉内径均呈正相关（r=0.83、0.79，均P<0.05）。见图3，4。

图1 二维超声心动图测量胎儿主动脉（A）和肺动脉（B）内径

图2 胎心容积辅助诊断技术获得的胎儿左室流出道（A）和右室流出道切面（B）图像

表1 胎心容积辅助诊断技术处理前后图像质量评分比较［M（P25，P75）］ 分

三、一致性分析

Bland-Altman 检验结果显示，两种检查方法测得主动脉和肺动脉内径的一致性较好，95%一致性界限分别为-1.18～1.01、-1.81～1.03，分别有5.68%（10/176）和4.55%（8/176）的点落在95%一致性界限范围外。见图5，6。

图3 两种检查方法测量主动脉内径的相关性分析散点图

图4 两种检查方法测量肺动脉内径的相关性分析散点图

图5 两种检查方法测量主动脉内径的一致性

图6 两种检查方法测量肺动脉内径的一致性

四、胎心容积辅助诊断技术的重复性分析

1.主动脉内径：3 名观察者间ICC 为0.86（95%CI：0.76～0.89），B 医师观察者内ICC 为0.91（95%CI：0.86～0.97），C医师观察者内ICC为0.87（95%CI：0.81～0.93）。

2.肺动脉内径：3 名观察者间ICC 为0.87（95%CI：0.79～0.94），B 医师观察者内ICC 为0.91（95%CI：0.85～0.95），C医师观察者内ICC为0.93（95%CI：0.89～0.96）。

讨 论

胎儿心脏结构和血流动力学与成人心脏不同，胎儿体循环、肺循环无法明显分开，下腔静脉血通过卵圆孔流入左房，大部分肺动脉血通过动脉导管进入降主动脉然后向右房回流。另外，由于动脉导管和卵圆孔的存在，左房与右房之间会相互影响，导致左室与右室的压力相等；且胎儿肺脏处于压缩状态，肺血管阻力偏大［5］。因此，胎儿心脏超声检查是一项极具挑战的工作。在常规胎儿心脏超声检查过程中，图像清晰度会受孕妇腹部脂肪厚度、胎位、胎动及肋骨伪影等影响［6-7］。研究［8］证实，先天性心脏病产前诊断准确率仅28%，故需全面提高临床诊断水平，保证先天性心脏病的早发现、早治疗。

既往胎儿心脏容积数据的分析多以人工、半智能等方法为主，脱机状态下难以准确分辨空间关系和方位，不便于进行系统性的图像处理，获取复杂心脏血管结构胎儿的心脏标准切面较困难［9］。近年随着时间-空间相关成像技术的发展，其在判断胎儿心脏血流情况、大血管空间关系及心血管结构等方面的重要作用已被证实。胎心容积辅助诊断技术是由时间-空间相关成像技术发展而来的一项新技术，其以大样本量胎儿心脏基本解剖结构及各超声切面之间的位置为参照，设计出标准心脏四腔心切面与左、右室流出道及胃泡特定的空间位置关系；临床医师将从四腔心切面获得的胎儿心脏容积数据导入软件，由软件对各超声标准切面进行重建显像，并从图像中选出与标准切面平行的若干个横断面逐一展示在显示器上，超声医师可直接选择其中一幅较为完整且相对清晰的标准切面进行研究，获取诊断切面的成功率较高，且图像后处理工作较为简单［10］。因此，本研究尝试分析胎心容积辅助诊断技术在筛查孕中晚期胎儿心脏流出道病变中的可行性，以期为先天性心脏病的产前筛查提供一种新的方法。

本研究结果发现，176 例（92.63%）孕妇通过胎心容积辅助诊断技术获得了胎儿心脏左、右室流出道切面的清晰图像，能够测量主动脉和肺动脉内径，且处理后的图像质量评分明显优于处理前，差异均有统计学意义（均P<0.05）。分析原因可能是：①孕妇处于静息状态，屏住呼吸再开始采集胎心容积数据，有效防止了因呼吸而产生的伪像；②单个胎儿采集到的胎心容积数据较多（3～5 个），有助于从中获得质量清晰的图像，为测量主动脉和肺动脉内径奠定了良好基础；③在极短的时间（3～5 s）内即可采集到胎心容积辅助诊断技术所需的容积数据，有效降低了因胎儿活动等原因对图像质量造成的影响；④胎儿心脏容积数据的采集均由临床经验非常丰富的A 医师操作，并选择了较大的采集角度，使容积数据的信息量得以保证。国外学者［11］报道胎心容积辅助诊断技术获得胎儿心脏左、右室流出道切面图像的成功率在90%以上，本研究结果与其相似。但有学者［12］使用胎心容积辅助诊断技术获得孕18～22周胎儿心脏四腔心切面，以及左、右室流出道切面的图像满意率仅为43%～65%，可能与孕周、前期采集心脏容积数据医师的经验等有关。

本研究结果还发现使用胎心容积辅助诊断技术测得的主动脉、肺动脉内径与二维超声心动图比较，其相关性和一致性均良好，与吕淑懿等［13］研究结果相似。说明胎心容积辅助诊断技术在孕中晚期单胎胎儿心脏流出道病变（如主动脉和肺动脉狭窄等）筛查中的价值较高。此外，胎心容积辅助诊断技术测量主动脉和肺动脉内径观察者间及观察者内的ICC 均>0.85，重复性较好。余燕成等［10］研究也发现，胎心容积辅助诊断技术大大降低了三维数据后处理的操作难度，减少了不同操作者之间的误差，提高了数据的可重复性，在孕中晚期单胎胎儿心脏流出道病变筛查中具有较好的应用价值。

本研究的局限性：①样本量较少，且为单中心研究；②未对上下腔静脉-右房切面等其他标准切面进行分析；③由于伦理、医院条件等各种限制，未结合先天性心脏病胎儿的手术病理及尸检结果进一步分析。今后应针对上述不足进行多中心大样本量的前瞻性研究。

综上所述，胎心容积辅助诊断技术在孕中晚期单胎胎儿心脏流出道病变筛查中的可行性较高，能够改善左、右室流出道切面图像质量，有助于先天性心脏病的产前筛查，但在前期采集心脏容积数据时建议由经验丰富的超声医师进行操作，以确保软件处理后胎儿心脏左、右室流出道切面图像的清晰度。