STIC技術(shù)在胎兒心臟檢查中的臨床應(yīng)用

肖保軍

（北京市大興區(qū)人民醫(yī)院超聲科，北京 102600）

STIC技術(shù)在胎兒心臟檢查中的臨床應(yīng)用

肖保軍

（北京市大興區(qū)人民醫(yī)院超聲科，北京 102600）

時(shí)間 空間相關(guān)成像技術(shù)（spatio temporalimagecorrelation，STIC）是胎心臨床評估的一個(gè)新進(jìn)展，這個(gè)功能提供了一個(gè)簡單的方法來獲取胎心的四維圖像和數(shù)據(jù)。檢查者可通過平移旋轉(zhuǎn)獲取復(fù)雜診斷所需要的所有標(biāo)準(zhǔn)切面，該成像技術(shù)近年來逐步應(yīng)用于胎兒心臟疾病的篩查和診斷。其臨床優(yōu)勢在于能較準(zhǔn)確地檢出產(chǎn)前胎兒心臟的異常結(jié)構(gòu)，在篩查先天性心臟病和心血管畸形等方面的特異性高。目前STIC技術(shù)在胎兒心臟疾病篩查和診斷中的臨床應(yīng)用價(jià)值，已逐步得到國內(nèi)外臨床醫(yī)生的認(rèn)可。本文擬對國內(nèi)外有關(guān)STIC技術(shù)應(yīng)用于胎兒心臟檢查中的臨床研究進(jìn)行綜述。

時(shí)間 空間相關(guān)成像技術(shù)；超聲；胎兒心臟

1 引言

資料表明，先天性心臟病的發(fā)病率為7‰～8‰［1，2］。先心病位居新生兒致死性疾病的首位［3］，胎兒心臟的病變可能合并多種畸形的發(fā)生。因胎兒的心臟結(jié)構(gòu)細(xì)小，血流動(dòng)力學(xué)較為復(fù)雜，加之在母體子宮內(nèi)的情況多變、復(fù)雜，存在諸如羊水量少、胎位不正、胎兒肢體（脊柱、肋骨）等遮擋的干擾因素，所以做一個(gè)完整的胎兒超聲心動(dòng)圖要求醫(yī)生具備全面的胎心篩查經(jīng)驗(yàn)和掃描技巧，這使得年輕醫(yī)生的學(xué)習(xí)周期變長［4，5］。現(xiàn)實(shí)局面是即使在很多三級醫(yī)院也沒有完全普及胎兒超聲心動(dòng)圖檢查，先心病在孕期的檢出率并不如人意，從而導(dǎo)致新生兒的預(yù)后也不理想。STIC技術(shù)的研發(fā)旨在創(chuàng)建一個(gè)容易且實(shí)用的篩查工具，有利于在常規(guī)產(chǎn)科超聲檢查中發(fā)現(xiàn)胎兒的心臟畸形。在一些研究中證實(shí)，即使在胎兒位置不佳的情況下，STIC技術(shù)依然可以減少掃查者對手法和經(jīng)驗(yàn)的依賴，獲取整個(gè)胎兒心臟的容積數(shù)據(jù)，提供胎兒心臟的形態(tài)結(jié)構(gòu)以及大動(dòng)脈之間關(guān)系的綜合性評估。不僅擁有2D圖像所獲知的感興趣區(qū)域，更提供了毗鄰的所有結(jié)構(gòu)信息。即使患者已離開，存儲(chǔ)獲得的圖像數(shù)據(jù)也可以在任意時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化、分析。此外，數(shù)據(jù)也可以進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸和會(huì)診。

2 STIC成像技術(shù)的應(yīng)用背景

在STIC技術(shù)應(yīng)用于臨床之前，臨床上常規(guī)采用的是二維超聲、彩色多普勒或頻譜多普勒等技術(shù)，用來篩查和診斷胎心疾病。數(shù)據(jù)顯示［6，7］，90%以上胎兒心臟的異常情況系通過二維超聲或彩色多普勒等檢測手段發(fā)現(xiàn)的。但傳統(tǒng)超聲檢查存在一些實(shí)際應(yīng)用的不足，一是2D圖像觀察胎心存在一定的困難，例如在胎兒很活躍或胎兒肢體有移動(dòng)時(shí)，需重新調(diào)整掃描的切面；二是傳統(tǒng)超聲成像不全面，無法完成非標(biāo)準(zhǔn)切面的掃描，或無法毫無遺漏地獲得心臟結(jié)構(gòu)的全部信息。傳統(tǒng)二維超聲的不足在于可能造成重復(fù)性檢查，甚至出現(xiàn)漏診［28］。

對于早孕期或中孕期胎兒心臟篩查，為更好地觀察胎兒心臟的結(jié)構(gòu)，在權(quán)衡分辨率和穿透率情況下，盡可能使用頻率較高的探頭。STIC的誕生，使得超聲檢查儀具備了更先進(jìn)的波束形成器、探頭和更高的頻率，提高了圖像的信噪比，增加了對早孕或孕中期胎兒心臟的分辨率［8，9］，對血流監(jiān)測更敏感［10］。即使對于大體重或腹壁厚的孕婦，也可在其早孕期獲得與中孕期同等品質(zhì)的圖像［11 13］。

3 STIC成像技術(shù)概述

傳統(tǒng)二維超聲不能進(jìn)行虛擬再掃描，特別是對于條件不好的胎兒，沒有經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)生很難快速獲得診斷所需要的切面，而四維超聲心動(dòng)圖則可以獲得任意的心臟切面，同時(shí)，對于有經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)生，可以進(jìn)一步增加復(fù)雜性先心病的診斷信心。高幀頻（高時(shí)間分辨率）是胎兒超聲心動(dòng)圖的必要條件，然而傳統(tǒng)的四維超聲很難達(dá)到像二維超聲那樣高的幀頻。基于這種狀況，門控和重建技術(shù)—時(shí)間空間相關(guān)成像是采集胎兒心臟容積數(shù)據(jù)非常可行的方法。由于胎兒心電圖采集非常困難，因此，STIC技術(shù)是歷史上首次不需要外圍設(shè)備，門控采集數(shù)據(jù)的超聲心動(dòng)圖技術(shù)。

STIC成像是高幀頻采集，容積探頭的電子陣列自動(dòng)進(jìn)行單向容積數(shù)據(jù)的采集，單幀二維圖像的幀頻可達(dá)150幀／秒。一個(gè)容積數(shù)據(jù)包含約1500幅二維圖像，為后續(xù)的處理奠定了充足的信息基礎(chǔ)。STIC技術(shù)獲取胎兒心臟容積數(shù)據(jù)需要以下4個(gè)步驟［15，27 29］：第一步，自動(dòng)快速掃描以獲取胎心的全容積數(shù)據(jù)；第二步，系統(tǒng)根據(jù)胎心的房室壁收縮峰出現(xiàn)時(shí)間（點(diǎn)）及各點(diǎn)的時(shí)間間隔計(jì)算出胎心率；第三步，系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)胎心收縮峰的時(shí)相圖再重新組合圖像，以形成一個(gè)心動(dòng)周期的四維容積數(shù)據(jù)；第四步，檢查醫(yī)生根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)再經(jīng)平移、旋轉(zhuǎn)等方式來獲得診斷所需的所有標(biāo)準(zhǔn)切面。經(jīng)STIC檢查可使胎心在時(shí)間上和空間上的信息數(shù)據(jù)同步，并且各個(gè)切面的數(shù)據(jù)均可任意調(diào)節(jié)，呈現(xiàn)出一個(gè)心動(dòng)周期中任何時(shí)像的胎心的切面圖像。

STIC數(shù)據(jù)的臨床優(yōu)勢（STIC Clinical Bene fits）：①STIC容積數(shù)據(jù)是自動(dòng)采集的，操作者只要保持探頭穩(wěn)定；②采集過程中，可保持較高的二維和彩色幀頻，具有非常好的時(shí)間分辨率和空間分辨率；③自動(dòng)運(yùn)算胎兒心率；④原始數(shù)據(jù)采集，可進(jìn)行在線和離線的進(jìn)一步分析；⑤豐富的信息資源，提供任意切面的及立體的圖像；⑥可靜態(tài)，也可動(dòng)態(tài)顯示；⑦減少操作者對機(jī)器的依賴；⑧縮短對胎兒的檢查時(shí)間；⑨成像模式豐富，可充分利用三維的原理及空間效果，直觀顯示心臟的空間結(jié)構(gòu)；⑩容積數(shù)據(jù)的傳輸，可進(jìn)行遠(yuǎn)程會(huì)診。

4 STIC成像技術(shù)篩查先心病的臨床研究

早孕期的產(chǎn)前診斷可獲得更高的先心病的檢出率［4，16 17，20］。Carvalho等研究認(rèn)為，應(yīng)用STIC技術(shù)對妊娠早期胎兒的心臟解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查是可行的。其研究結(jié)果提示，經(jīng)STIC技術(shù)顯像胎兒心臟（四腔心、大動(dòng)脈等），最佳時(shí)間應(yīng)在孕13～14周。Huggon等研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)STIC技術(shù)可準(zhǔn)確顯像孕14周的胎兒心臟，在其研究中，經(jīng)STIC檢查診斷為心臟結(jié)構(gòu)正常的204例胎兒，娩出后得以確認(rèn)；而經(jīng)STIC檢出的28例胎兒心臟有異?；蛉毕莸?，其中25例最終被尸檢結(jié)果驗(yàn)證，僅3例存在假陽性結(jié)果。也有不少學(xué)者認(rèn)為，胎兒心臟疾病篩查的最佳時(shí)間段為中孕期（18～22周）［18 21］。有學(xué)者研究在不同體位的心臟切面上采集胎兒心臟容積數(shù)據(jù)，結(jié)果表明，經(jīng)STIC技術(shù)篩查中孕期胎兒心臟畸形具有臨床可行性，可降低胎兒心臟畸形的檢查難度，尤其在心底四腔心檢查時(shí)顯像最佳。另有國內(nèi)學(xué)者的研究結(jié)果認(rèn)為，產(chǎn)前經(jīng)STIC技術(shù)檢查胎兒心臟畸形的最佳時(shí)間段在孕22～28周，其對胎兒心臟基本切面的顯示率更高。周成禮等［22］研究則發(fā)現(xiàn)，經(jīng)STIC檢查對中孕期胎兒的復(fù)雜性先心病的診斷準(zhǔn)確性較高，認(rèn)為STIC檢查更易檢出法洛四聯(lián)癥、右室雙出口、完全性心內(nèi)膜墊缺損等主要的復(fù)雜性先心病或心血管畸形。也有文獻(xiàn)表明［23］，經(jīng)STIC檢查對非嚴(yán)重畸形胎兒則較易漏診。

5 STIC成像技術(shù)聯(lián)合其他傳統(tǒng)超聲技術(shù)篩查先心病的臨床研究

將STIC技術(shù)納入胎兒心臟的早期篩查體系，有助于提高胎兒心臟畸形的診斷率和檢出率［24 29］。郭楠等利用STIC技術(shù)采集胎兒心臟容積數(shù)據(jù)，對130例正常胎兒的心臟，分別經(jīng)常規(guī)2D超聲或STIC檢查，結(jié)果顯示經(jīng)兩種檢查方法對胎兒心臟篩查切面的顯示率均達(dá)到90.0%以上，在診斷先心病方面STIC與二維超聲檢查的結(jié)果具有一致性（χ2＝0.78，犘＞0.05）。林光耀等比較經(jīng)STIC技術(shù)聯(lián)合2D超聲與傳統(tǒng)的2D超聲對胎兒心臟篩查的臨床意義，其研究中選擇了入院接受篩查的300例心臟結(jié)構(gòu)正常的胎兒，以及175例高危妊娠孕婦（其胎兒疑有先天性心臟畸形）。全部受試者均經(jīng)2D、或2D＋STIC檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，正常胎兒經(jīng)STIC檢查所耗時(shí)間明顯少于傳統(tǒng)2D檢查的時(shí)間（犘＜0.05）；而比較單純2D技術(shù)，經(jīng)2D＋STIC的聯(lián)合應(yīng)用可更好地顯示心臟篩查所需的十個(gè)常規(guī)切面。疑似心臟畸形的胎兒經(jīng)2D聯(lián)合STIC檢查的診斷準(zhǔn)確率可達(dá)95.1%，特異性高（為100%），與最終臨床診斷結(jié)果的符合率可達(dá)98.8%。王丹丹等研究總共入組433例正常孕婦，孕齡為20～37周，對胎兒先行常規(guī)二維超聲檢查，再經(jīng)STIC成像技術(shù)采集胎兒心臟容積數(shù)據(jù)，并通過離線分析得出結(jié)果（2D＋STIC聯(lián)合檢查的結(jié)果）。將兩次結(jié)果分別與產(chǎn)后新生兒心臟超聲的診斷結(jié)果（最終臨床診斷結(jié)果）進(jìn)行比較，其結(jié)果顯示，經(jīng)2D＋STIC聯(lián)合檢查可比較清晰地顯示胎兒心臟的各結(jié)構(gòu)，獲得關(guān)于四腔心、左、右室流出道、三血管氣管、肺、體靜脈回流和主動(dòng)脈弓等切面信息，其中單純經(jīng)2D檢查漏診2例室間隔缺損（ventricular septal defect，VSD）、誤診2例胎兒心臟畸形（1例正常胎兒被誤診為VSD；1例大動(dòng)脈轉(zhuǎn)位被誤診為右室雙出口，而隨后的STIC檢查均對其進(jìn)行了補(bǔ)充（檢出2例VSD）或糾正（檢出1例大動(dòng)脈轉(zhuǎn)位）。該結(jié)果提示，經(jīng)2D聯(lián)合STIC技術(shù)診斷胎兒心臟畸形的特異度高（100%）。吳秀明的研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)STIC檢查可以更清晰地獲取胎兒心臟共9個(gè)心切面的圖像信息，與傳統(tǒng)二維超聲檢查技術(shù)比較，其檢出所需的時(shí)間更少（犘＜0.05），即使是經(jīng)驗(yàn)不足的超聲醫(yī)師也可以獲取質(zhì)量好于二維超聲的圖像，且結(jié)果并不依賴于超聲醫(yī)師的經(jīng)驗(yàn)。章鳴等研究中，同時(shí)考察了經(jīng)STIC檢查與二維超聲或彩色多普勒血流顯像技術(shù)對胎兒心臟畸形的篩查效果，該研究結(jié)果顯示，用3種不同超聲檢查技術(shù)均可較成功地采集到胎兒心臟多切面的圖像信息，其中經(jīng)二維超聲顯像技術(shù)的切面顯示率為71.3%，經(jīng)彩色多普勒血流顯像技術(shù)的切面顯示率為74.9%，而經(jīng)STIC檢查的切面顯示率為81.8%，經(jīng)STIC檢查可以更好地顯示心腔內(nèi)、心底冠狀切面等二維超聲無法觀察到的信息，且疑似先心病的胎兒最終經(jīng)引產(chǎn)后的尸體解剖結(jié)果得到證實(shí)，并無誤診病例。STIC檢查可以更好地對胎兒心臟的容積圖像進(jìn)行顯示、采集及分析，提供傳統(tǒng)二維超聲等檢查無法獲得的胎兒心臟解剖、病理特點(diǎn)等方面的圖像信息。

綜上所述，STIC技術(shù)為我們提供了完整的胎兒心臟解決方案，包括優(yōu)異的二維和血流圖像、先進(jìn)的容積圖像和豐富的后處理模式。離線狀態(tài)下，利用STIC數(shù)據(jù)，通過多切面、自由解剖平面、斷層超聲成像等技術(shù)提取胎兒心臟篩查的標(biāo)準(zhǔn)切面，并可獲取新的診斷平面，獲得診斷所需的更多信息。GE公司Voluson超聲儀器采用獨(dú)有的分析軟件Sono VCADheart，即使年輕醫(yī)生也可快速獲得胎兒心臟超聲的標(biāo)準(zhǔn)切面。STIC的多種顯像模式（反轉(zhuǎn)模式、二維灰階血流、玻璃體成像）可立體顯示血管和心臟腔室的空間關(guān)系，可以作為胎兒心臟疾病篩查和診斷的首選影像學(xué)方法。

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2017 02 05）

編輯：宋文穎

10.13470／j.cnki.cjpd.2017.01.003