四维超声时间- 空间关联成像技术在胎儿心脏畸形筛查诊断中的应用价值

孙桂春，黄新园，黄金

江西中医药大学第二附属医院 （江西南昌 330012）

胎儿心脏畸形为临床常见的胎儿先天性发育缺陷性疾病，是由胚胎时期胎儿心脏、大血管发育异常导致的畸形，临床发生率较高，预后较差。临床研究显示，胎儿心脏畸形发生的诱因较多，多与遗传性、母体及外界环境等因素密切相关。若未尽早接受有效干预，可对胎儿正常生长发育造成危害，增加围生儿死亡风险[1]。产前开展胎儿心脏畸形筛查，对改善妊娠结局及提升出生人口质量的意义重大。遗传学和血清学指标筛查能为临床诊断胎儿心脏畸形提供一定依据，但难以辅助医师密切观察胎儿心脏的形态结构，且发现微小畸形的难度较大，临床应用有限。二维超声为临床产前筛查胎儿心脏畸形的重要技术之一，其通过分析主动脉弓切面与三血管切面、三血管气管切面等影像学信息实施分型诊断，但由于胎儿的体积较小，病理解剖结构较复杂，加之受宫内条件和胎儿心脏运动等影响，导致二维超声仅能显示1 个切面信息，难以显示心脏和大血管间的关系，存在较高的临床误诊、漏诊风险[2-3]。四维超声时间-空间关联成像（spatiotemporal image correlation，STIC）为临床筛查胎儿畸形的新技术，其能经多方位与多角度重建技术得到更具体的胎儿心脏信息，对胎儿心脏结构的形态、周围组织关系、空间位置进行全面、直观的展示，为临床早期筛查胎儿心脏畸形提供新方向[4]。鉴于此，本研究旨在探讨胎儿心脏畸形筛查诊断中四维超声STIC 技术的应用价值，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2020 年3 月至2022 年5 月医院收治的97 例疑似有胎儿心脏畸形的孕妇，年龄21～40 岁，平均（28.65±2.79）岁；孕周19～28 周，平均（24.30±1.15）周；初产妇62 例，经产妇35 例；体质量指数19.4～29.8 kg/m2， 平 均（24.86±2.37）kg/m2。本研究经医院医学伦理委员会审批。

纳入标准：妊娠期未应用药物治疗；均为单胎妊娠；具备正常的言语、认知功能；经颈项软组织检查提示增厚；经唐氏筛查提示胎儿染色体存在明显异常；生化指标检查示胎儿心脏异常；均于本院接受全程产前筛查，并于本院产科接受正常分娩或终止妊娠处理；孕妇和家属均签署知情同意书。排除标准：经体外受精妊娠；产前筛查期间发生宫内死亡、自然流产；合并心脑血管疾病、脏器功能不全；宫内发育迟缓；有先天性心脏畸形既往家族史；有妊娠期并发症、合并症；随访资料不全。

1.2 方法

采用彩色多普勒超声诊断仪[美国GE 公司，国械注准20152231495， Voluson E8 型]进行二维超声、四维超声STIC 技术筛查，配备凸阵容积探头，工作频率为4～8 MHz；先进行二维超声筛查，叮嘱产妇放松身心，保持呼吸平稳，胎儿身体处于静止状态下检查；采集初始平面为四腔心切面，全方位扫查胎儿的心脏五腔心切面、左右心室流出道、三血管气管切面、主动脉弓切面、腔静脉长轴及动脉导管弓切面，采集角度为25°～30°，扫描时间为10～12.5 s。二维超声扫查完毕后，调整工作模式为3D/4D，采用三维容积探头，扫查胎儿胸部矢状切面、主动脉弓长轴切面、四腔心切面，采集扫查信息作为原始采集平面。明确胎儿胸部皮肤外缘，扫查心脏、下颈部、胃等部位，启动STIC 技术功能，合理调整容积窗，调节扫描角度为25°～40°，采集时间为7.5～15 s。容积数据获取后，借助GE4D View 软件进行脱机分析，经多切面、断层超声成像模式，显示心脏五腔心切面、左右心室流出道、三血管气管切面、主动脉弓切面、腔静脉长轴及动脉导管弓切面信息，分析胎儿是否存在心脏畸形。由2 名经验丰富的超声科医师通过双盲法阅片，获取最终结果。

1.3 观察指标

（1）比较二维超声与四维超声STIC 技术对胎儿心脏畸形的筛查时间、图像采集时间。（2）随访结果：给予入选孕妇随访直至妊娠结束，对于选择终止妊娠的孕妇，根据引产胎儿的临床检查结果和尸检结果来判定是否存在胎儿心脏畸形，对于继续妊娠直至正常分娩的孕妇，则根据新生儿超声心动图等具体检查结果判定是否存在胎儿心脏畸形。（3）诊断效能：以随访结果为胎儿心脏畸形诊断金标准，比较二维超声、四维超声STIC 技术单独及联合筛查的诊断效果，包括灵敏度、准确度、特异度，并分析2 种影像技术单独诊断、联合诊断结果与随访结果的一致性。

1.4 统计学处理

采用SPSS 21.0 统计学软件分析数据。计量资料以±s表示，采用t检验。计数资料以率表述，采用χ2检验。一致性分析采用Kappa检验，Kappa值>0.75 为 高 度 一 致；Kappa值 为0.45～0.75 为中度一致；Kappa值<0.45 为一致性欠佳。P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 二维超声与四维超声STIC 技术对胎儿心脏畸形的筛查时间、图像采集时间比较

四维超声STIC技术的胎儿心脏畸形筛查时间、图像采集时间短于二维超声（P<0.05），见表1。

表1 二维超声与四维超声STIC 技术对胎儿心脏畸形的筛查时间、图像采集时间比较（97 例，min，±s）

表1 二维超声与四维超声STIC 技术对胎儿心脏畸形的筛查时间、图像采集时间比较（97 例，min，±s）

注：STIC 为时间-空间关联成像

筛查方法 筛查时间 图像采集时间二维超声 9.81±2.06 1.08±0.12四维超声STIC 技术 7.69±1.97 0.80±0.06 t 7.325 20.555 P 0.000 0.000

2.2 随访结果

随访发现，经引产病理诊断和新生儿超声心动图诊断发现胎儿心脏畸形46 例，占比47.42%。46 例心脏畸形类型分别为心内膜垫缺损3 例、室间隔缺损31 例、法洛四联症6 例、单心室1 例、主动脉缩窄/ 狭窄1 例、右心发育不良1 例、右位主动脉弓1 例、左心发育不良1 例、左心发育不良1 例。

2.3 诊断效能

相较于二维超声、四维超声STIC 技术单独诊断，两者联合诊断在提高胎儿心脏畸形的诊断灵敏度、准确度方面效果均较好，且四维超声STIC 技术较二维超声好（P<0.05）；相较于二维超声、四维超声STIC 技术单独诊断，两者联合诊断在提高特异度方面效果略好，但差异无统计学意义（P>0.05），见表2～3。经Kappa一致性检验显示，二维超声、四维超声STIC 技术单独及联合诊断胎儿心脏畸形与随访结果的一致性分别为中度一致（Kappa值=0.522，P=0.000）、高度一致（Kappa值=0.752，P=0.000）、极高度一致（Kappa值=0.938，P=0.000）。

表2 二维超声、四维超声STIC 技术单独与联合诊断胎儿心脏畸形的结果

表3 二维超声、四维超声STIC 技术单独与联合对胎儿心脏畸形的诊断效能（%）

3 讨论

目前，临床对胎儿心脏畸形发生的具体病因仍未明晰，但因胎儿心脏结构较为复杂且特殊，加之受宫内胎儿体位及羊水条件、母体状态等有关因素影响，胎儿心脏畸形发生率较高。若未及早发现和诊治，可影响胎儿的发育与存活。现阶段，二维超声在临床筛查胎儿心脏畸形中应用广泛，具有重复性好、安全性高的优点，能够较清晰地呈现胎儿的心脏形态、大小等。但由于胎儿体积较小、心脏波动相对较快等，无法对心功能准确评估[5]。同时，由于操作者的经验及技术水平不尽相同。孕妇存在较厚的腹部脂肪。部分孕妇可能既往实施过腹部手术等，造成二维超声无法获取完全的心脏切面，故难以清晰、准确地辨认胎儿心脏内部结构，易引起误诊、漏诊等，加之胎儿体位的影响，导致筛查时间延长[6-7]。

作为临床早期筛查胎儿心脏畸形的一种新手段，STIC 技术具有断层显像、反转成像的功能，能在采集胎儿心脏容积信息后，直接重建立体影像结构，并在充分考虑时间因素的情况下，简化图像的采集操作过程，以多种成像模式展现，避免因操作者经验不同而造成的不良影响[8-9]。同时，STIC 技术筛查能够较清晰、准确地展示胎儿心脏的任意切面，为超声医师提供较为直观的心脏结构及其与周围结构关系等的高质量图像，进一步提高临床诊断准确度，弥补二维超声图像在时间与空间方面的不足[10]。本研究中，相较于二维超声，四维超声STIC 技术的胎儿心脏畸形筛查、图像采集时间均较短。分析其原因为，相较于二维超声，四维超声STIC 技术能一次性采集胎儿的不同切面图像及相关的心脏数据信息，筛查难度相对较低，不会显著依赖于操作技术。本研究结果还显示，相较于二维超声、四维超声STIC 技术单独诊断，两者联合在提高胎儿心脏畸形的诊断灵敏度、准确度方面效果均较好，且四维超声STIC 技术较二维超声好，相较于二维超声，四维超声STIC 技术单独诊断，两者联合在提高诊断特异度方面效果略好，提示联合采用四维超声STIC 技术及二维超声筛查能提高临床诊断胎儿心脏畸形的诊断效能。同时，经Kappa一致性检验分析发现，二维超声、四维超声STIC 技术及两者联合诊断胎儿心脏畸形与随访结果的一致性分别为中度一致、高度一致、极高度一致，提示联合采用四维超声STIC 技术、二维超声筛查能提高对胎儿心脏畸形的诊断准确度。分析其原因为，相较于二维超声，四维超声STIC 技术不仅能够连续性扫描感兴趣的区域，还能根据时间顺序，按照心动周期连续播放，获得胎儿延时心脏三维图像。此外，相较于二维超声，四维超声STIC 技术能够系统化分析所筛查胎儿的四维图像、容积数据，充分显示胎儿大血管连接、心脏结构等信息，并呈现心脏任意切面，便于超声医师从多角度对胎儿心脏的细微结构进行分析，显著提高诊断的准确度。

综上所述，相较于单一应用二维超声、四维超声STIC 技术，两者联合筛查能够进一步提高胎儿心脏畸形诊断的准确度、灵敏度，显著降低漏诊和误诊风险，为临床早期诊断提供准确的参考依据。