Application of real-time Bi-Plane in measurement of normal fetal mitral annular area

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(Department of Ultrasound, Shengjing Hospital of China Medical University, Shenyang 110004, China)

Application of real-time Bi-Plane in measurement of normal fetal mitral annular area

SUNXue,ZHANGYing*

(DepartmentofUltrasound,ShengjingHospitalofChinaMedicalUniversity,Shenyang110004,China)

Objective To assess the feasibility of real-time Bi-Plane in observing normal mitral annular areas in different gestational ages. Methods Routine two-dimensional echocardiography and real-time Bi-Plane were used to observe mitral structure and measure the mitral annular area in 159 fetuses.Pearsoncorrelation analysis was used to evaluate the correlation of the areas with gestational age. Visualization rates and acquisition time were recorded and analyzed statistically. Results The mitral annular areas measured by two techniques were both correlated to the gestational age (r=0.71, 0.75, bothP<0.05). There were significant differences in visualization rate (2=4.375,P=0.036) of mitral annular area and acquisition time (t=6.11,P<0.05) between routine two-dimensional echocardiography and real-time Bi-Plane. Conclusion Real-time Bi-Plane technique is direct, accurate, convenient and fast in observing mitral prenatally. By using Bi-Plane technique to measure mitral annular area, abnormal morphology changes of mitral valve can be evaluated, so as to provide great application value for clinic.

Bi-Plane technique; Ultrasonography, prental; Fetus; Heart; Mitral valve

二尖瓣是左心房與左心室之間的房室瓣，由2個瓣葉組成。目前，常規(guī)二維超聲心動圖是產(chǎn)前測量胎兒二尖瓣環(huán)面積最有效的手段。但由于傳統(tǒng)二維超聲心動圖時不能同時顯示二尖瓣的整體形態(tài)結(jié)構(gòu)，因此測量二尖瓣環(huán)面積具有一定的局限性。實時雙平面成像(Bi-Plane)[1]技術(shù)是通過電子矩陣探頭，同時從2個角度觀察同一心動周期的心臟情況，可形成2幅不同角度的高分辨率、高幀頻平面，因此可同時觀察心臟長軸切面二尖瓣的開放幅度以及短軸切面二尖瓣瓣口開放大小。本研究采用常規(guī)二維超聲和實時Bi-Plane技術(shù)觀察胎兒二尖瓣形態(tài)結(jié)構(gòu)，測量不同孕周胎兒二尖瓣環(huán)面積，探討實時Bi-Plane技術(shù)產(chǎn)前測量胎兒二尖瓣環(huán)面積的臨床應(yīng)用價值。

圖1 孕25周，常規(guī)二維超聲測量胎兒二尖瓣環(huán)面積的圖像 (RV：右心室；MV Area二尖瓣環(huán)面積) 圖2 孕27周，實時Bi-Plane技術(shù)測量胎兒二尖瓣環(huán)面積的圖像 A.正常觀察二尖瓣(箭)的長軸切面，以此切面為初始平面，取樣線通過完整的二尖瓣環(huán)水平； B.Bi-Plane技術(shù)實時成像二尖瓣短軸切面，可清晰顯示二尖瓣環(huán) (L：左側(cè)；LA：左心房；LV：左心室；MV Area：二尖瓣環(huán)面積；R:右側(cè)；RA：右心房；RV：右心室；S：脊柱)

1 資料與方法

1.1一般資料 收集2016年6—12月在我院進(jìn)行產(chǎn)前胎兒心臟超聲檢查的159名孕婦，年齡23～35歲，平均(27.1±2.3)歲，孕周22～35周。納入標(biāo)準(zhǔn)：①單胎，且在胎兒心臟檢查中均未發(fā)現(xiàn)明顯心臟畸形；②無高血壓、糖尿病、腎病以及家族遺傳史等疾??；③所有胎兒均經(jīng)產(chǎn)后超聲心動圖證實。

1.2儀器與方法 采用GE Voluson E10彩色超聲診斷儀，eM6C矩陣探頭，頻率1～6 MHz，囑孕婦取仰臥位或側(cè)臥位。胎兒體位不合適時，囑孕婦活動，待胎位合適時再進(jìn)行檢查，所有胎兒均由同1名醫(yī)師進(jìn)行檢查和數(shù)據(jù)采集。首先行胎兒常規(guī)超聲檢查排除心外畸形。然后切換至胎兒心臟檢查程序，獲取胎兒縱切面以及胸部和上腹部橫切面圖像以判斷心臟與內(nèi)臟的位置關(guān)系。根據(jù)美國醫(yī)用超聲研究所(American Institute of Ultrasound in Medicine, AIUM)[2]推薦的連續(xù)掃查法，獲取四腔心切面、左右心室流出道切面、三血管切面及三血管—?dú)夤芮忻娴葯M切面圖像，再行矢狀面掃查，獲取胎兒腔靜脈長軸切面、主動脈弓切面及動脈導(dǎo)管弓等切面圖像排除心內(nèi)畸形。

1.3圖像分析 采用常規(guī)二維超聲獲取二尖瓣環(huán)短軸切面，于舒張期觀察到二尖瓣環(huán)時凍結(jié)圖像，手動勾畫二尖瓣環(huán)輪廓，自動獲取二尖瓣環(huán)面積。獲取橫位長軸切面，清晰顯示二尖瓣，使二尖瓣環(huán)位于顯示屏中央，開啟Bi-Plane模式，同時顯示長軸切面(左側(cè))與短軸切面(右側(cè))2個相互正交的切面，于左側(cè)初始切面調(diào)節(jié)側(cè)向旋轉(zhuǎn)角度，使取樣線完整通過二尖瓣環(huán)水平，于右側(cè)短軸切面顯示二尖瓣環(huán)，采集圖像，于舒張期觀察到二尖瓣環(huán)時凍結(jié)圖像，同樣方法獲得二尖瓣環(huán)面積。每次重復(fù)測量3次，取均值，記錄2種成像技術(shù)的采集時間。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS 17.0統(tǒng)計學(xué)分析軟件。符合正態(tài)分布的計量資料以±s表示，2種成像技術(shù)采集時間比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗，胎兒二尖瓣環(huán)面積與孕周的相關(guān)性采用Pearson相關(guān)分析，二尖瓣環(huán)面積成像率的比較采用χ2檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

159胎中，采用常規(guī)二維超聲時，130胎(130/159，81.76%)測量二尖瓣環(huán)面積成功(圖1)；采用實時Bi-Plane技術(shù)時，143胎(143/159，89.94%)測量二尖瓣環(huán)面積成功(圖2)，2種成像方法的成像率比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(2=4.375，P=0.036)。

采用常規(guī)二維超聲和實時Bi-Plane技術(shù)所測二尖瓣環(huán)面積見表1。常規(guī)二維超聲和實時Bi-Plane技術(shù)所測二尖瓣環(huán)面積與孕周均呈正相關(guān)(r=0.71、0.75，P均<0.05)，見圖3、4。

常規(guī)二維超聲和實時Bi-Plane技術(shù)測量二尖瓣環(huán)面積所需的平均采集時間分別為(13.58±4.14)s、(10.43±4.38)s，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=6.11，P<0.05)。

表1 常規(guī)二維超聲及實時Bi-Plane技術(shù)對各孕周胎兒二尖瓣環(huán)面積的測量值(cm2，±s)

表1 常規(guī)二維超聲及實時Bi-Plane技術(shù)對各孕周胎兒二尖瓣環(huán)面積的測量值(cm2，±s)

孕周二尖瓣環(huán)面積常規(guī)二維超聲(n=130)實時Bi?Plane(n=143) 22～<240．54±0．150．48±0．13 24～<260．62±0．180．54±0．15 26～<280．68±0．150．64±0．15 28～<300．74±0．200．69±0．17 30～<320．85±0．180．74±0．16 32～<340．92±0．170．92±0．18 34～351．06±0．151．03±0．17

圖3 常規(guī)二維超聲測量二尖瓣環(huán)面積隨孕周變化的散點(diǎn)圖 圖4 實時Bi-Plane技術(shù)測量二尖瓣環(huán)面積隨孕周變化的散點(diǎn)圖

3 討論

二尖瓣包括瓣環(huán)、瓣葉、腱索及乳頭肌等結(jié)構(gòu)，稱為二尖瓣復(fù)合體[3]，具有復(fù)雜的立體結(jié)構(gòu)，構(gòu)成左心室流入道主體，對維持左心室收縮功能起重要作用。同時二尖瓣的正常結(jié)構(gòu)和功能可影響左心系統(tǒng)的血流動力學(xué)，其結(jié)構(gòu)和功能異?？蓪?dǎo)致左心房室水平的反流，導(dǎo)致心臟容量負(fù)荷改變，進(jìn)而影響血液的循環(huán)[4-5]。由于胎兒生理功能的特殊性，超聲心動圖是產(chǎn)前測量二尖瓣環(huán)面積最主要的手段。傳統(tǒng)二維超聲具有無創(chuàng)、高效以及高分辨力等特點(diǎn)，但由于傳統(tǒng)二維超聲只能從一個平面觀察二尖瓣形態(tài)特征及瓣膜間的開放和閉合程度，因此在測量二尖瓣環(huán)面積時很容易受操作熟練程度的影響而導(dǎo)致采集平面的偏差，從而影響測值的準(zhǔn)確性。

實時Bi-Plane技術(shù)采用新型電子曲面矩陣探頭，可以很好地控制聲束在任一方向聚焦，形成薄而對稱的聲束，在任意方向上獲取高分辨率的圖像，且操作者無需移動探頭即可在屏幕上同時觀察到采集同一心動周期和同一時相2個不同角度的實時二維圖像，一般默認(rèn)為互相垂直正交的2個切面的圖像，且保持高幀頻和優(yōu)異的分辨率[6]。實時Bi-Plane 2個互相垂直的圖像中，左側(cè)為初始的長軸切面，右側(cè)為與左側(cè)平面互垂直的短軸切面，通過對左側(cè)初始切面取樣線的調(diào)節(jié)改變右側(cè)圖像的顯示切面。因此，可通過有限的聲窗顯示更多的切面，避免過度依賴操作者的經(jīng)驗，并快速、準(zhǔn)確地測量二尖瓣環(huán)面積。

本研究表明，2種成像方法所測二尖瓣環(huán)面積均與孕周呈正相關(guān)。李玉蘭等[7]采用超聲心動圖測量正常胎兒心臟房室瓣環(huán)徑，發(fā)現(xiàn)與孕周亦呈正相關(guān)。因此可根據(jù)不同孕周測量二尖瓣環(huán)的面積，進(jìn)而評估胎兒二尖瓣的發(fā)育情況。本研究發(fā)現(xiàn)實時Bi-plane技術(shù)較常規(guī)二維超聲成像率高，采集時間短，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義，因此建議可將實時Bi-plane技術(shù)作為產(chǎn)前檢查胎兒二尖瓣的輔助檢查方法。

目前，產(chǎn)前除采用二維超聲測量二尖瓣環(huán)面積，還可應(yīng)用時間—空間相關(guān)成像(spatiotemporal image correlation, STIC)技術(shù)[8-9]進(jìn)行測量。王彧等[10]采用STIC技術(shù)測量二尖瓣周長與面積，認(rèn)為STIC技術(shù)較傳統(tǒng)二維超聲可更好地顯示胎兒房室瓣的立體形態(tài)及活動方式，準(zhǔn)確地測量二尖瓣環(huán)面積。但由于STIC技術(shù)所采集的容積數(shù)據(jù)質(zhì)量優(yōu)劣易受二維圖像初始平面以及胎兒運(yùn)動等因素的影響，且后處理方式繁瑣，所用時間長，有一定的局限性。而實時Bi-Plane技術(shù)實時顯像的特點(diǎn)既節(jié)省了檢查和后處理時間，又可以簡化圖像采集的過程，通過實時觀察二尖瓣的長軸與短軸切面，可清晰地顯示二尖瓣的形態(tài)以及開放和閉合情況，因此對產(chǎn)前觀察胎兒二尖瓣結(jié)構(gòu)與功能有一定的意義。

實時Bi-Plane技術(shù)也有一定的局限性：當(dāng)左側(cè)初始切面的取樣線不能完整通過二尖瓣環(huán)時，就無法觀察到二尖瓣環(huán)全貌，因此對胎位的要求較高，較難獲取，當(dāng)胎位不符合要求時，囑咐孕婦活動，待胎位合適時再次測量；該技術(shù)圖像的選取以二維超聲為基礎(chǔ)，當(dāng)孕婦腹壁過厚或胎盤及肋骨遮擋時，圖像分辨力降低，調(diào)高儀器的靈敏度可使圖像回聲增粗，造成測量誤差。

總之，實時Bi-Plane技術(shù)是一種產(chǎn)前觀察胎兒二尖瓣較直接、準(zhǔn)確、方便、快捷的新方法，可較好地顯示二尖瓣的形態(tài)結(jié)構(gòu)。

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《中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù)》增刊征稿啟事

《中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù)》雜志于1985年創(chuàng)刊，是由中國科學(xué)院主管，中國科學(xué)院聲學(xué)研究所主辦的國家級學(xué)術(shù)期刊。本刊是中國科技核心期刊、《中文核心期刊要目總覽》收錄期刊、中國科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫核心期刊，刊號ISSN 1003-3289，CN 11-1881/R。2017年度《中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù)》增刊擬定于2017年12月出版，現(xiàn)將有關(guān)事項通知如下：

1 增刊稿件內(nèi)容 放射、超聲、核醫(yī)學(xué)、內(nèi)鏡、介入治療、醫(yī)學(xué)物理與工程學(xué)等方面的論文。

2 投稿截止時間 2017年11月30日。

3 出刊時間 2017年12月20日。

4 增刊規(guī)格 同正刊，大16開本。

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《中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù)》期刊社

2017年7月20日

遼寧省科學(xué)技術(shù)項目(2012225098)、沈陽市科學(xué)技術(shù)項目(F16-206-9-11)。

孫雪(1992—)，女，遼寧西豐人，在讀碩士。研究方向：胎兒心臟超聲診斷。E-mail: 731056407@qq.com

張穎，中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院超聲科，110004。

2017-01-19

2017-05-25

實時雙平面成像技術(shù)測量正常胎兒二尖瓣環(huán)面積的應(yīng)用

孫 雪，張 穎*

(中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院超聲科，遼寧 沈陽 110004)

目的 評價實時雙平面成像(Bi-Plane)技術(shù)在測量不同孕周正常胎兒二尖瓣環(huán)面積中的可行性。方法 利用常規(guī)二維超聲和實時Bi-Plane技術(shù)觀察159胎二尖瓣形態(tài)結(jié)構(gòu)，測量二尖瓣環(huán)面積，分析測值與孕周的相關(guān)性，記錄成像率和采集時間，并進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。結(jié)果 常規(guī)二維超聲和實時Bi-Plane技術(shù)所測二尖瓣環(huán)面積與孕周均呈正相關(guān)(r=0.71、0.75，P均<0.05)。2種方法測量二尖瓣環(huán)面積的成像率(2=4.375，P=0.036)和采集時間(t=6.11，P<0.05)差異均有統(tǒng)計學(xué)意義。結(jié)論 實時Bi-Plane技術(shù)測量二尖瓣環(huán)面積直接、準(zhǔn)確、方便、快捷，可以評估胎兒二尖瓣的異常改變，為臨床提供重要的診斷依據(jù)。

雙平面成像技術(shù)；超聲檢查，產(chǎn)前；胎兒；心臟；二尖瓣

R714.51; R445.1

A

1672-8475(2017)08-0476-04

E-mail: zhangying_cmu@sina.com

10.13929/j.1672-8475.201701032