時(shí)間-空間關(guān)聯(lián)成像技術(shù)定量分析在胎兒心臟畸形篩查中的價(jià)值

尤利益 朱紫宛 陳 登

先天性心臟畸形(CHD)是較為常見的先天性畸形類，我國(guó)新生兒的發(fā)生率約為5/1000左右，其病死率也呈明顯升高趨勢(shì)，不僅嚴(yán)重影響患兒的生命安全，也造成了較為沉重的家庭和社會(huì)負(fù)擔(dān)[1～3]。孕期篩查是早期發(fā)現(xiàn)CHD的主要手段，而其中，超聲檢查由于具有快捷、安全和高效等優(yōu)點(diǎn)最為常用。但由于普通超聲的分辨率限制，對(duì)于CHD的篩查常有較高的漏診率。時(shí)間-空間相關(guān)成像技術(shù)(STIC)基于三維數(shù)據(jù)采集和時(shí)間信息獲取相結(jié)合的新型超聲技術(shù)，通過(guò)對(duì)胎兒心臟結(jié)構(gòu)進(jìn)行連續(xù)三維成像，可以獲取動(dòng)態(tài)和完整的胎兒心臟結(jié)構(gòu)圖像，具有較高的準(zhǔn)確性，一致性和可靠性[4，5]。通過(guò)對(duì)STIC圖像進(jìn)行定量測(cè)量可以較為全面地評(píng)估胎兒心臟結(jié)構(gòu)，但其在CHD篩查中的診斷價(jià)值及其最佳截點(diǎn)尚不十分明確。為此，本研究對(duì)212例孕中期單胎孕婦進(jìn)行了回顧性分析。

材料與方法

1.一般資料:對(duì)2015年1月～2017年8月期間筆者醫(yī)院進(jìn)行篩查的212例孕中期單胎孕婦進(jìn)行回顧性分析，納入標(biāo)準(zhǔn)：①孕16～22周進(jìn)行產(chǎn)檢并行三維超聲聯(lián)合STIC檢查的單胎孕婦;②產(chǎn)后新生兒經(jīng)胸超聲心動(dòng)圖明確有無(wú)先天性心臟畸形。排除標(biāo)準(zhǔn)：①既往孕檢已明確存在先天性心臟畸形;②進(jìn)行超聲檢查時(shí)胎兒體位不適宜或胎動(dòng)頻繁，顯像不佳;③新生兒出生后資料缺失。根據(jù)產(chǎn)后是否診斷為先天性心臟畸形，分為對(duì)照組(非先心病新生兒156例)和CHD組(先天性心臟畸形新生兒56例)。兩組一般資料比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，具有可比性(P>0.05)，詳見表1。

表1 兩組一般資料比較

2.檢查方法:(1)常規(guī)檢查：使用美國(guó)GE Voluson E8超聲診斷系統(tǒng)及其配套探頭(頻率4～8MHz)；產(chǎn)婦充分暴露腹部，根據(jù)《產(chǎn)前超聲檢查指南(2012)》[6]相關(guān)要求，常規(guī)灰階掃描下進(jìn)行一般產(chǎn)前超聲檢查，對(duì)胎兒數(shù)目、胎方位、胎心率和胎兒附屬物進(jìn)行觀察，并測(cè)量胎兒生物學(xué)指標(biāo)，著重對(duì)胎兒心臟解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查。(2)STIC檢查：根據(jù)胎兒的體位進(jìn)行超聲心動(dòng)圖檢查為STIC采集不同切面的圖像數(shù)據(jù)(主要包括四腔心切面、心尖四腔切面、大血管短軸和主動(dòng)脈弓短軸切面)，數(shù)據(jù)采集完成后應(yīng)用超聲系統(tǒng)工作站中的4DView程序完成胎兒心臟的動(dòng)態(tài)重建和各個(gè)切面的測(cè)量。主要測(cè)量參數(shù)包括心臟周長(zhǎng)、左心室內(nèi)徑、右心室內(nèi)徑、右/左心室內(nèi)徑比(right/Left ventricular inner width ratio，RLVIWR)、室間隔厚度、左心室壁厚度、右心室壁厚度、雙室外徑、左心室短軸縮短率、右心室短軸縮短率、主動(dòng)脈瓣直徑、肺動(dòng)脈瓣直徑、左心房?jī)?nèi)徑、右心房?jī)?nèi)徑和右/左心房?jī)?nèi)徑比(right/left atrial inner width ratio，RLAIWR)。

3.評(píng)價(jià)指標(biāo):比較兩組胎兒心臟STIC參數(shù)間的差異，并以產(chǎn)后臨床診斷作為金標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用受試者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線比較不同STIC對(duì)于胎兒心臟畸形的診斷效能(包括診斷準(zhǔn)確率、敏感度、特異性、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值和陰性預(yù)測(cè)值等)。準(zhǔn)確率=診斷符合例數(shù)/總例數(shù)×100%，敏感度=真陽(yáng)性例數(shù)/(真陽(yáng)性例數(shù)+假陰性例數(shù))×100%，特異性=真陰性例數(shù)/(真陰性例數(shù)+假陽(yáng)性例數(shù))×100%，陽(yáng)性預(yù)測(cè)值=真陽(yáng)性例數(shù)/(真陽(yáng)性例數(shù)+假陽(yáng)性例數(shù))×100%，陰性預(yù)測(cè)值=真陰性例數(shù)/(真陰性例數(shù)+假陰性例數(shù))×100%。

結(jié) 果

圖1 左右心室不對(duì)稱的典型超聲圖像

圖2 室間隔缺損典型STIC圖像VSD室間隔缺損

兩組胎兒STIC參數(shù)間的比較:典型胎心STIC圖像詳見圖1。CHD組胎兒的右心室內(nèi)徑、RLVIWR、室間隔厚度、右心室壁厚度、左心室短軸縮短率、右心室短軸縮短率、左心房?jī)?nèi)徑、右心房?jī)?nèi)經(jīng)和RLAIWR均明顯高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=-2.598、-12.246、2.134、-2.693、-2.227、-4.479、-2.709、-2.437、-9.202，P=0.010、0.000、0.034、0.008、0.027、0.000、0.007、0.016、0.000)，詳見表2。

表2 兩組胎兒STIC參數(shù)間的比較

2.應(yīng)用STIC參數(shù)單獨(dú)與聯(lián)合診斷CHD的ROC曲線:在各項(xiàng)STIC參數(shù)中，應(yīng)用RLVIWR和RLAIWR單獨(dú)診斷CHD的AUC較高，分別為0.909和0.864，其中，RLVIWR≥1.09和RLAIWR≥1.07為最佳截點(diǎn)。應(yīng)用各項(xiàng)STIC參數(shù)聯(lián)合診斷后AUC得到明顯提高(AUC=0.973，P=0.000)，詳見圖3、表4。

圖3 應(yīng)用RLVIWR和RLAIWR單獨(dú)與聯(lián)合診斷CHD的ROC曲線

表4 應(yīng)用RLVIWR和RLAIWR單獨(dú)與聯(lián)合診斷CHD的AUC

3.應(yīng)用RLVIWR和RLAIWR單獨(dú)和聯(lián)合診斷CHD的診斷效能:應(yīng)用RLVIWR和RLAIWR聯(lián)合診斷CHD的敏感度為92.86%，明顯高于RLVIWR和RLAIWR單獨(dú)診斷(χ2=7.669、5.617，P=0.006、0.018)，而診斷準(zhǔn)確率與單獨(dú)診斷間比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=3.327、0.257，P=0.068、0.613)，詳見表5。

表5 應(yīng)用RLVIWR和RLAIWR單獨(dú)和聯(lián)合診斷CHD的診斷效能 (%)

討 論

先天性心臟病是我國(guó)發(fā)生率最高的出生缺陷，及時(shí)準(zhǔn)確的產(chǎn)前診斷對(duì)正確的圍生期及產(chǎn)后管理和搶救治療至關(guān)重要。隨著超聲診斷能力的提高和臨床操作技術(shù)的進(jìn)步，產(chǎn)前診斷越來(lái)越早，準(zhǔn)確性也越來(lái)越高。超聲技術(shù)是一種快捷、經(jīng)濟(jì)和簡(jiǎn)便的胎兒畸形病篩查與診斷方式。然而，在孕早期和中期，普通超聲對(duì)于微小的畸形表現(xiàn)分辨率較低，容易造成漏診。STIC通過(guò)將二位切面圖像形成動(dòng)態(tài)三維模型，能夠克服普通超聲以及多普勒技術(shù)應(yīng)用的局限，能夠?qū)崟r(shí)、動(dòng)態(tài)連續(xù)地呈現(xiàn)出胎兒心臟的結(jié)構(gòu)并進(jìn)行精確的定量測(cè)量，可以彌補(bǔ)以往傳統(tǒng)的二維超聲缺陷和提高診斷的準(zhǔn)確性[7，8]。

由典型圖像可以看出，二維超聲通過(guò)不同切面的觀察，對(duì)于胎心各腔室的基本結(jié)構(gòu)能夠做到較為清晰的顯示，再結(jié)合多普勒技術(shù)，對(duì)于室間隔缺損、房間隔缺損以及瓣膜的異常反流也能得到顯示[9]。而應(yīng)用STIC技術(shù)，將二維掃描圖像以正交平面模式或立體重建模式進(jìn)行圖像處理，對(duì)左右心房?jī)?nèi)徑進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀察和測(cè)量，可見左右心房?jī)?nèi)徑隨心跳發(fā)生動(dòng)態(tài)變化，并在常規(guī)立體重建模式的基礎(chǔ)上顯示一個(gè)心動(dòng)周期中心臟結(jié)構(gòu)及血流的動(dòng)態(tài)變化[10，11]。

本研究通過(guò)對(duì)212例孕中期單胎孕婦進(jìn)行回顧性分析，經(jīng)產(chǎn)后臨床診斷，共檢出CHD病例56例，通過(guò)對(duì)CHD胎兒和對(duì)照組胎兒心臟STIC定量測(cè)量結(jié)果，由表2可以看出，CHD組胎兒的右心室內(nèi)徑、RLVIWR、心室間隔厚度、右心室壁厚度、左心室短軸縮短率、右心室短軸縮短率左心房?jī)?nèi)徑、右心房?jī)?nèi)經(jīng)和RLAIWR均明顯高于對(duì)照組(P<0.05)，這提示STIC形成的動(dòng)態(tài)三維圖像可以從多項(xiàng)心臟結(jié)構(gòu)測(cè)量參數(shù)對(duì)胎兒的心臟進(jìn)行分析；而CHD胎兒的心臟結(jié)構(gòu)也與正常胎兒存在較多的差異。胎兒心臟的結(jié)構(gòu)隨著發(fā)育過(guò)程可以明顯的改變，其中，心室和心房的內(nèi)徑隨著胎兒的生長(zhǎng)逐漸增大，而左右心房和心室的比例關(guān)系則較為固定[12]。對(duì)于室間隔缺損、法洛四聯(lián)癥、肺動(dòng)脈狹窄、三尖瓣返流等常見的胎兒心臟畸形類型，其左右心房和左右心室的結(jié)構(gòu)，特別是內(nèi)徑的比例關(guān)系常存在明顯的異常，是早期胎兒心臟畸形篩查的重要標(biāo)志之一[13]。RLVIWR和RLAIWR是STIC技術(shù)通過(guò)對(duì)胎心進(jìn)行動(dòng)態(tài)成像和三維重建的基礎(chǔ)上得出的左右心室和左右心房?jī)?nèi)徑比值，能夠較好地反映胎兒左右心室和心房的比例關(guān)系，研究顯示，結(jié)合STIC技術(shù)對(duì)上述兩個(gè)比例關(guān)系進(jìn)行定量測(cè)量，能夠有效提高對(duì)于微小畸形的檢出率[14]。此外，STIC技術(shù)還可以動(dòng)態(tài)觀察胎兒的心功能情況，對(duì)于準(zhǔn)確測(cè)量心室容積及射血分?jǐn)?shù)具有良好的應(yīng)用價(jià)值[15,16]。

ROC曲線是評(píng)價(jià)診斷效能的常用統(tǒng)計(jì)學(xué)工具，由圖2可見，與其他STIC參數(shù)比較，應(yīng)用RLVIWR和RLAIWR單獨(dú)診斷CHD的AUC分別為0.909和0.864，具有較好的臨床應(yīng)用價(jià)值；應(yīng)用各項(xiàng)STIC參數(shù)進(jìn)行診斷后的AUC得到明顯提高(AUC=0.973)，聯(lián)合診斷的敏感度明顯高于RLVIWR和RLAIWR單獨(dú)診斷，而診斷準(zhǔn)確率與單獨(dú)診斷間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。這一結(jié)果與Tongsong等[17]對(duì)492例孕婦進(jìn)行的研究結(jié)果較為相似。

綜上所述，時(shí)間-空間關(guān)聯(lián)成像技術(shù)定量分析能夠?qū)μバ慕Y(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，應(yīng)用STIC參數(shù)聯(lián)合診斷CHD具有較高的敏感度。然而，本研究為小樣本、單中心回顧性分析，納入的病例數(shù)和正常胎兒例數(shù)較少，STIC預(yù)測(cè)CHD的參考值還需要開展大樣本多中心研究進(jìn)一步探究。