三维超声STIC技术辅助诊断胎儿心脏畸形的研究

文/赵月华

1 引言

由于CHD（先天性心脏病）的发病率在新出生的胎儿中间占比极高，但因为孕妇胎盘胎儿CHD 结构复杂、现有有效检测手段有限并且受到孕妇子宫内部结构的限制，现阶段胎儿心脏畸形的检出率仍较低。而STIC 技术则是通过分析胎儿心脏三维容积数据，通过全面显示胎儿心脏的任意切面，来把胎儿的心脏结构、心脏中血管连接以及血管相互之间的毗邻关系，以三维时间空间超声技术来形成离散分析数据。并根据引产后胎儿病例解剖数据来对比分析STIC 三维超声技术，与常规的二维超声判断胎儿心脏畸形的准确性。

2 三维超声STIC 技术诊断胎儿心脏畸形的作用

作为检查和筛选诊断胎儿是否具有的先天性的心脏畸形的主要手段，STIC（实时动态三维超声成像技术-时间空间关联成像技术）具有高度的特异性和灵敏性。STIC 技术可以在短时间内快速地对胎儿心脏进行全方位扫描，以显示胎儿心脏三维图像，帮助医师从多维度来观察和分析胎儿心脏的具体情况，来提高胎儿的心脏畸形检出率。

（1）三维超声STIC 技术检测胎儿心脏畸形的研究方法：使用含有STIC 技术软件的三维彩色多普勒超声探测仪，把探测仪的容积探头频率设定为4mHZ~8mHZ，并使用4DviewSTIC 软件来进行成像数据分析。并在检查的过程中记录孕妇的年龄、孕次、怀孕周数、孕产历史以及是否具有并发症。对胎儿进行全面详细的扫描检查，观察并记录胎儿的各个器官是否有与正常胎儿不同的超声图像。同时再根据二维超声成像检测技术，并由专业的产科超声检验人员对同样的胎儿作出胎儿心脏检验结论，再记录相关的图像、容积资料。

（2）具体检验流程：二维彩色多普勒超声成像检测，把检测仪电子凸阵设定为AB2-7，选择胎儿心脏检查专用模式，再按照常规的操作流程进行检测，把二维检测中的标准图形予以保存，用以和三维图像进行比对。三维STIC 超声检测则选用电子凸阵为RA（4L-8L）。三维图像采集流程为：在仪器屏幕终端显示出胎儿心脏的四腔心切面较为清晰的时候，开始转换为STIC 成像模式，同时把成像图像放大至1.69 倍上下，并随之调整成像的取样框使其能够把胎儿的整个胸腔都被覆盖进去。并以此刻的四腔心作为初始切面，并把图像扫描时长设定在9.5s ～12.6s 之间，同时把扫描角度设定在20°～40°之间，叮嘱孕妇屏住呼吸，之后快速点击开始按钮，启动彩超扫描仪器，探头开始自动扫描，完成后生成三维图像。之后再通过人工模式把彩色超声仪器调整为二维检测模式，把取样范围设定为胎儿的整个心脏及其主动脉，同时获取胎儿的各个流入流出道动态血流信号等信息。

（3）三维STIC 超声图像容积数据采集和详细分析：医院的医护人员应当根据胎儿的体位来及时调整探测仪的探头方向、频率，以胎儿心脏胸骨四腔的心切面、心尖四个腔的切面以及胎儿的弓长轴主动脉切面，以这三个胎儿心脏切面作为初始切面来得到胎儿全面的心脏STIC 容积数据。之后把STIC 容积数据存储在专用电脑之中，同时开始启动电脑装有的4Dview 电脑软件，以MPR（多平面重建技术）和TUI（断层成像技术）的模式来显示胎儿的上下静脉纵切面、心脏左右心室流出切面、导管长轴动脉切面、胎儿心脏四腔切面、三血管气管切面等7 个较为常用的切面。同时结合STIC 的三维旋转、反转成像等模式来显示胎儿心脏的内部结构，帮助医师全面客观的根据立体图像以及CHD 胎儿超声诊断条件作出诊断。同时应当确保STIC 容积数据分析人员应当与二维超声诊断人员相互独立，以作出更加客观的诊断。

3 检测结果与讨论分析

超声诊断是目前产科用来检测的重要影像诊断手段，二维超声检测技术已经普遍应用到孕妇产前胎儿心脏是否存在畸形的筛查之中，这对于及早发现胎儿的先天性心脏病而言有着十分重要的意义，同时能够降低胎儿心脏出生畸形率。而超声波作为一种无创检测技术，其属于物理学技术范畴，因而根据三维STIC 超声检测的生物学效应，其对于孕妇的胎儿角膜、新生儿血细胞、体重以及早孕绒毛等有一定的影响，究其原因是因为检测长时间的持续定点照射而产生的辐射影响。

另外鉴于先天性心脏病占到胎儿出生缺陷的绝大多数，孕妇产前的胎儿检查已经成为目前产科的常规检查项目，但是胎儿超声心动图的检测需要多达10 余个心脏切面图，检查的时间相对较长。同时由于胎儿心脏畸形的筛查受胎动、胎儿位置、孕妇怀孕周数、母体自身的羊水等因素的影响，如果超声成像不清晰，则需要二次、三次增扫，这样会对胎儿心脏产生较大的辐射影响。因此产科在对胎儿进行超声检测时，应当注意保护胎儿最大限度地免受辐射影响，尽量地缩短扫描时间，达到快速详尽的检测目的。

（1）三维超声STIC 技术能够最大限度地压缩检测时间。由于STIC 技术能够快速的捕捉胎儿的每个心动周期搏动时所产生的声波、信息流，并以三维影像式的镜头回放，把胎儿的心脏数据存储在软件之中。这一信号、声波的采集的过程所耗用的时间相较于二维超声而言十分短暂，而且只需要将三维探测仪设定好固定的频率，对准胎儿的某个心脏切面即可，其可以自动捕捉研究胎儿心脏发育的各个切面数据。同时，STIC 成像技术仅需在采集标准四腔心切面的声波信息时，对胎儿进行一次性的声波扫描。在后期的图像生成、数据分析阶段，则可以智能切换到单机模式，并不占用对胎儿进行声波扫描的时间，从而大幅压缩了扫描时间，减少对孕妇、胎儿的声波扫描影响。另外，STIC 三维超声技术能够以其内存量大、信息记忆功能强大的特点，可以把胎儿心脏的血流信号、软组织结构回声进行长期记忆，从而方便了会诊、管理以及数据的二次分析。

（2）三维STIC 超声成像技术的探测范围更广。由于二维超声成像技术是在实际的操作过程中，有较多的短板，诸如：重叠组织的无法有效分辨、探测盲区需要多次调整探针角度以及切面和图像分辨率不高等问题。基于此，二维超声成像技术更加依赖检测医师的临床经验与实际操作熟练度，以至于难以有效降低误诊率，不能显著提高胎儿心脏畸形的检出率。而三维STIC 超声成像技术简化了检测流程，以标准四腔心切面扫描即可获得比二维超声扫描更高质量、更广阔范围的图像，同样的大幅降低了产科胎儿心脏畸形超声检测的操作难度，提高了心脏畸形的检出率。比如：在胎儿存在的合并静脉异位引流时，肺静脉畸形引流占到了胎儿先天性心脏病的6%左右，如果采取传统的二维超声技术检测则面临着胎儿静脉小、胎儿畸形血管分布血流走向难以清晰判断，而胎儿的血流动力异常并一不定造成房室的显著异常变大，致使出现漏诊、误诊的情况。再如胎儿的心脏畸形往往会出现多种畸形并发的情形，三维STIC 技术可以显示出二维超声技术所不能探测到的微小畸形，客观的把胎儿的心脏全貌清晰地展现给医师，以减低医师的诊断难度。

（3）三维STIC 的技术优势较为显著。STIC 三维超声成像技术相较于二维超声技术有显著的优势，尤其是在图像分辨率、扫描时长、操作难易程度等方面技术成熟。如在一些二维超声检测无法快速、准确的诊断的背景下，三维STIC 超声技术的应用十分必要。尤其是在以下心脏畸形、先天性心脏疾病的诊断方面：

①CHD 产前诊断的检测的应用：通过大量的临床数据分析可知，由于胎儿心脏高速跳动的特性使得常规的二维超声检测始终难以提高畸形检出率。由于胎儿的心脏构造特殊，使得不同种类的CHD 会让相似的合并畸形产生声波“盲区”，无法准确地确定CHD 的种类。常见的心脏畸形检出类型有：心内膜垫缺、心室间隔缺损、左右心房发育异常、大动脉主动脉缩窄转位、肺动脉萎缩等。使用的三维STIC 超声探测技术，可以在每个胎儿病例中获得多于1 个的容积数据，并通过电脑软件的离散数据分析（脱机分析数据市场为2.5min~11.3min），得出STIC 超声诊断的与胎儿心脏结构实际畸形诊断率为96.73%、二维超声检测技术的检测负荷率为63.37%，并具有统计学价值（P=0）。

②胎儿心脏房室连接异常、VSD（室间隔缺损）疾病检测的运用：胎儿的心脏房室连接发育异常在彩色多普勒超声检测探头下有典型的特征，如心脏内血流信号的强弱、心脏组织之间的回声反馈信息，因而单纯地从诊断方面来对比STIC 辅助诊断技术的应用价值并不显著。但是三维STIC 技术可以在短时间内捕捉胎儿心动的多个切面数据，其动态视频播放优势可以帮助医师清晰地看到胎儿的心内膜垫缺损偏移情况、心房室瓣运动情况，从而为后期的手术的治疗可以提供准确的数据信息。从这方面而言三维STIC 辅助的检测方法十分重要。

VSD（胎儿心室间隔缺损）或ASD（原发孔型房间隔缺损）并发症，在采用三维STIC 超声检测基础上，由于胎儿的心脏心室血流压力梯度逐渐降低，过隔血流信号较弱，难以被超声所探测到，致使难以准确作出诊断。但STIC 技术可以呈现房室间隔的任意心脏切面，克服了二维超声技术无法全面的显示胎儿心脏的缺损、房室瓣卵圆孔瓣膜运动的情况，这样能够帮助医师确定科学合理的诊疗方案。

4 结语

总之，三维超声STIC 技术辅助诊断胎儿心脏畸形有着十分重要的意义。通过临床数据分析可知，三维超声STIC 技术相较于二维超声检测技术，具有“高效全面”“图像清晰”“检测伤害低”等优势，并对于一些二维超声诊断率较低的心脏疾病，STIC 技术可以帮助快速检出，为医师的后期手术治疗方案提供可靠的数据支撑。