三維超聲和二維超聲對先天性心臟病兒童心臟標準切面的顯示效果比較研究

先天性心臟病是一種因胚胎發(fā)育不良所致的心臟或胸腔大血管結(jié)構(gòu)異常疾病，雖然隨著胚胎診斷技術(shù)的進步，先天性心臟病可在胚胎發(fā)育階段就可診斷出來，但仍有近5%的兒童在學齡期發(fā)病[1]。及早對兒童心室功能結(jié)構(gòu)異常診斷，有助于臨床醫(yī)生早期采取治療措施，保障先天性心臟病兒童生命安全和生活質(zhì)量。超聲檢查是先天性心臟病臨床診斷的常用手段，但易受兒童心臟或胸腔異常解剖結(jié)構(gòu)、胸腔骨骼的影響，加之人體心臟結(jié)構(gòu)復雜，造成常規(guī)二維超聲檢查對臨床醫(yī)師專業(yè)經(jīng)驗依賴度高，導致兒童先天性心臟病的檢出率不到80%[2-3]，因此，提升超聲診斷先天性心臟病能力是當前亟須解決的問題，為提高超聲檢查成功率，縮短超聲檢查時間，為臨床兒童先天性心臟病診斷提供參考依據(jù)。本研究觀察三維超聲和二維超聲對先天性心臟病兒童心臟標準切面的顯示效果，分析三維超聲不同容積數(shù)據(jù)對心臟結(jié)構(gòu)中的顯示能力。

1 資料與方法

1.1 一般資料 研究對象為2016年4月—2017年4月于我院診治的先天性心臟病兒童。納入標準：符合中華心血管醫(yī)學會先天性心臟病診斷標準[4]，即具有先天性心臟病臨床表現(xiàn)及體征，具有明確的心外科彩色超聲、放射科心臟大血管CT血管造影(CTA)及心導管室檢查的明確診斷結(jié)果；可獲取兒童三維超聲、二維超聲檢查臨床資料；兒童家屬同意參與本研究。排除標準：綜合型先天性心臟病如18-三體綜合征、Alagille綜合征等。簽訂研究知情同意書。按上述標準共納入研究兒童109例，男56例，女53例，年齡3～14(6.84±1.87)歲。

1.2 超聲檢查方法 均選用西門子SC2000心臟超聲診斷儀(上海聚慕醫(yī)療器械，配備超聲探頭4V1c，檢測頻率為1～3 MHz)行二維超聲及三維超聲心臟功能檢查，所有檢查及圖像分析均由本研究第一作者完成。二維超聲檢查：患兒仰臥，操作者以二維心臟超聲探頭4V1c顯示患兒四腔心切面、上下腔靜脈長軸切面、三血管及氣管切面、左心室流出道切面、右心室流出道切面、主動脈弓長軸切面、動脈導管弓長軸切面等7個切面心臟圖像，并保存各個切面時心臟超聲二維圖像。三維超聲檢查：患兒仰臥，操作者以二維心臟超聲探頭4V1c，首先在二維模式下將圖像調(diào)整到最清晰，然后轉(zhuǎn)換為三維超聲容積模式，分別顯示患兒四腔心切面、上下腔靜脈長軸切面、三血管及氣管切面、左心室流出道切面、右心室流出道切面、主動脈弓長軸切面、動脈導管弓長軸切面等7個切面心臟圖像，并保存各切面所得到的三維容積數(shù)據(jù)，然而啟動SC2000三維容積數(shù)據(jù)工作站，在MPR 模式下顯示各切面心臟超聲圖像，保存供之后分析。

1.3 圖像顯示效果判定標準 參照2011年全國心臟超聲檢查協(xié)作組制定的《心臟超聲檢查規(guī)范共識》[5]制定超聲圖像顯示效果判定標準。即各切面能顯示心臟器官解剖結(jié)構(gòu)者為清晰，未能有效顯示本切面解剖結(jié)構(gòu)者為模糊，顯示率=清晰顯示例數(shù)/總例數(shù)×100%。

心臟各切面檢查必須清晰顯示的解剖結(jié)構(gòu)如下：四腔心切面可清晰顯示左右心房、左右心室及左右房室瓣；上下腔靜脈長軸切面可清晰顯示上下腔靜脈、歐氏瓣、右肺動脈；三血管及氣管切面可清晰顯示肺動脈、主動脈、上腔靜脈及氣管橫切面；左心室流出道切面可清晰顯示左室流出道及主動脈瓣結(jié)構(gòu)；右心室流出道切面可清晰顯示右室流出道及主動脈短軸；主動脈弓長軸切面可清晰顯示主動脈弓、升降主動脈、主動脈頭臂干、左頸總動脈及左部鎖骨下動脈；動脈導管弓長軸切面主肺動脈、肺動脈及動脈導管。

為探討三維超聲和二維超聲對先天性心臟病兒童心臟標準切面的顯示效果，本研究特選擇四腔心切面和主動脈弓長軸切面，比較在此切面時其他切面心臟器官顯示效果，其解剖結(jié)構(gòu)判定也如上。

1.4 統(tǒng)計學處理 采用SPSS 20.0軟件進行數(shù)據(jù)分析，顯示率以百分比表示，采用χ2檢驗分析。以P<0.05為有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié) 果

2.1 三維超聲和二維超聲對患兒各心臟標準切面的顯示率比較 與二維超聲比較，三維超聲可明顯顯示出四腔心切面的左右心房、左右心室、左右房室瓣，且可見右心室調(diào)節(jié)束及左心房孔瓣(見圖1A)，可明顯顯示出上下腔靜脈長軸切面的上下腔靜脈、歐氏瓣、右肺動脈等(見圖1B)，可明顯顯示出三血管及氣管切面的肺動脈、主動脈、上腔靜脈及氣管橫切面(見圖1C)，可明顯顯示出左心室流出道切面的左心室流出道及主動脈瓣結(jié)構(gòu)(見圖1D)，可明顯顯示出右心室流出道切面的右室流出道及主動脈短軸(見圖1E)，可明顯顯示出主動脈弓長軸切面的主動脈弓、升主動脈及降主動脈、主動脈頭臂干、左頸總動脈、左部鎖骨下動脈等(見圖1F)，可明顯顯示出動脈導管弓長軸切面主動脈、肺動脈、動脈導管及降主動脈，以及各動脈分支(見圖1G)。

三維超聲對先天性心臟病患兒四腔心切面、上下腔靜脈長軸切面、三血管及氣管切面、左心室流出道切面、右心室流出道切面、主動脈弓長軸切面、動脈導管弓長軸切面的顯示率均顯著高于二維超聲，比較差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。詳見表1。

圖1 三維超聲和二維超聲對患兒各心臟標準切面的顯示比較

表1三維超聲和二維超聲對患兒各心臟標準切面的顯示率比較例(%)

檢查方式例數(shù)四腔心切面上下腔靜脈長軸切面三血管及氣管切面左心室流出道切面右心室流出道切面主動脈弓長軸切面動脈導管弓長軸切面三維超聲109103(94.50)104(95.41)107(98.16)108(99.08)102(93.58)105(96.33)101(92.66)二維超聲10984(77.06)79(72.49)74(67.89)73(66.97)66(60.55)68(60.55)66(60.55)χ2值13.57621.27233.33337.63047.86539.16829.589P0.0040.0000.0000.0000.0000.0000.000

2.2 四腔心切面容積數(shù)據(jù)掃描時三維超聲和二維超聲對心臟標準切面顯示率的比較 以四腔心切面容積數(shù)據(jù)掃描，三維超聲對先天性心臟病患兒上下腔靜脈長軸切面、三血管及氣管切面、左心室流出道切面、右心室流出道切面、主動脈弓長軸切面、動脈導管弓長軸切面的顯示率均顯著高于二維超聲，二者比較差異具有統(tǒng)計學意義(P均<0.05)。詳見表2。

表2 四腔心切面掃描時三維超聲和二維超聲對心臟標準切面顯示率比較 例(%)

2.3 主動脈弓長軸切面容積數(shù)據(jù)掃描時三維超聲和二維超聲對心臟標準切面顯示率比較 以主動脈弓長軸切面容積數(shù)據(jù)掃描時，三維超聲對先天性心臟病患兒四腔心切面、上下腔靜脈長軸切面、三血管及氣管切面、左心室流出道切面、右心室流出道切面、主動脈弓長軸切面、動脈導管弓長軸切面的顯示率均顯著高于二維超聲組，二者比較差異具有統(tǒng)計學意義(P均<0.05)。詳見表3。

表3 主動脈弓長軸切面容積數(shù)據(jù)掃描時三維超聲和二維超聲對心臟標準切面顯示率比較 例(%)

2.4 主動脈弓長軸切面容積數(shù)據(jù)、四腔心切面容積數(shù)據(jù)三維掃描與常規(guī)三維掃描心臟標準切面顯示率分析 四腔心切面容積數(shù)據(jù)掃描時，三維超聲對患兒上下腔靜脈長軸切面、左心室流出道切面、右心室流出道切面的顯示率與常規(guī)三維掃描差異無統(tǒng)計學意義，而三血管及氣管切面、主動脈弓長軸切面、動脈導管弓長軸切面的顯示率具有統(tǒng)計學意義；而主動脈弓長軸切面容積數(shù)據(jù)掃描時，三維超聲對患兒動脈導管弓長軸切面、三血管及氣管切面的顯示率與常規(guī)三維掃描差異無統(tǒng)計學意義，而上下腔靜脈長軸切面、左心室流出道切面、右心室流出道切面顯示率差異有統(tǒng)計學意義(P均<0.05)。詳見表4。

表4 主動脈弓長軸切面容積、四腔心切面容積數(shù)據(jù)三維掃描與常規(guī)三維掃描心臟標準切面顯示率分析例(%)

與常規(guī)掃描比較，1)P<0.05

3 討 論

超聲檢查是臨床診斷兒童先天性心臟病的重要手段，早在19世紀80年代，國外就開始運用二維切面超聲心動圖進行兒童先天性心臟病的診斷。已經(jīng)有大量文獻報道顯示，二維超聲結(jié)合彩色多普勒血流顯像、頻譜多普勒技術(shù)等，在檢查兒童心臟結(jié)構(gòu)[6-8]、心臟血流動力學監(jiān)測[9]、心室心房畸形監(jiān)測[10-11]等方面取得了可喜成績。二維超聲檢查具有以下特點：①診斷高度依賴臨床醫(yī)師超聲診斷技術(shù)經(jīng)驗[12-13]，使先天性心臟病兒童成功診斷率僅為35%左右[14]，尤其當兒童先天性心臟病為復雜性的畸形時，二維超聲只能診斷出一些小的、孤立心臟結(jié)構(gòu)異常情況[15]。②二維超聲檢查時間較長，尤其對于復雜的先天性心臟病，需要臨床檢驗醫(yī)師以大量的時間與精力才能獲取到有診斷價值的圖像信息，從而增加了兒童心臟在超聲下的暴露時間。③二維超聲檢查技術(shù)是一種切面結(jié)構(gòu)檢查技術(shù)，其只可顯示某一切面的圖像信息，對于病變的直觀三維立體結(jié)構(gòu)，病變與周圍毗鄰結(jié)構(gòu)的關(guān)系無法顯示，因此其診斷需要臨床醫(yī)師高度的空間想象力[16]。鑒于二維超聲檢查上述特點，因此在先天性心臟病診斷中具有一定的局限性。

三維超聲技術(shù)不僅可立體、動態(tài)地顯示先天性心臟病兒童心臟解剖結(jié)構(gòu)，而且可顯示出心房、心室、大血管之間的連接結(jié)構(gòu)[17]。其通過計算機圖像三維重建處理技術(shù)，通過旋轉(zhuǎn)任意方位與角度觀察，從而直觀地反映先天性心臟病兒童心臟解剖結(jié)構(gòu)和心房、心室、大血管之間的連接結(jié)構(gòu)，因此可以有效彌補二維超聲檢查技術(shù)的不足，不僅可提升先天性心臟病兒童心臟的顯示效果，而且對于操作者的經(jīng)驗水平依賴性相對較小[18]。本研究結(jié)論證實：三維超聲對先天性心臟病患兒四腔心切面、上下腔靜脈長軸切面、三血管及氣管切面、左心室流出道切面、右心室流出道切面、主動脈弓長軸切面、動脈導管弓長軸切面的顯示率均顯著高于二維超聲。這個結(jié)論證實了三維超聲對先天性心臟病兒童心臟標準切面的顯示效果明顯優(yōu)于二維超聲，可以提高先天性心臟病檢查的成功率。

標準四腔心切面是心臟超聲檢查的最基本切面，其余標準切面(如上下腔靜脈長軸切面、三血管及氣管切面、左心室流出道切面、右心室流出道切面、主動脈弓長軸切面、動脈導管弓長軸切面)等均可在四腔心切面的基礎上，通過移動或旋轉(zhuǎn)探頭獲取。鐘曉紅等[19]研究證實：標準四腔心切面三維掃描可有效診斷出的先天性心臟病畸形包括心臟異位、心室發(fā)育不良、單心室、室間隔缺損、房間隔缺損、三尖瓣下移畸形、三尖瓣下移畸形狹窄等較為簡單先天性心臟病。但本研究結(jié)果顯示，四腔心切面容積數(shù)據(jù)掃描時，三維超聲掃描的上下腔靜脈長軸切面、左心室流出道切面、右心室流出道切面的顯示率與本身切面的顯示率比較差異無統(tǒng)計學意義，而三血管及氣管切面、主動脈弓長軸切面、動脈導管弓長軸切面的顯示率具有明顯差異。提示標準四腔心切面無法對主動脈弓長軸切面、三血管及氣管切面及動脈導管弓長軸切面的主動脈弓、升主動脈及降主動脈、主動脈頭臂干、左頸總動脈、左部鎖骨下動脈、主肺動脈、肺動脈、動脈導管及降主動脈等進行有效顯示，因此會漏診部分與動脈相關(guān)的先天性心臟病，如法洛氏四聯(lián)癥、肺動脈狹窄、室間隔缺損等[20]。但本研究結(jié)果還顯示，主動脈弓長軸切面容積數(shù)據(jù)掃描時，三維超聲組的動脈導管弓長軸切面、三血管及氣管切面的顯示率與本身切面的顯示率比較差異無統(tǒng)計學意義。采用主動脈弓長軸切面可有效彌補標準四腔心切面檢查漏診的先天性心臟病。因此建議在應用三維超聲容積檢查先天性心臟病兒童心臟結(jié)構(gòu)時，可綜合四腔心切面和主動脈弓長軸切面信息評價兒童先天性心臟病兒童心臟功能，從而彌補標準四腔心切面圖像的不足。

三維超聲對先天性心臟病兒童心臟標準切面的顯示效果明顯優(yōu)于二維超聲，同時聯(lián)合四腔心切面和主動脈弓長軸切面容積數(shù)據(jù)進行心臟掃描，基本可有效顯示先天性心臟病兒童心臟全部切面信息，因此可根據(jù)四腔心切面和主動脈弓長軸切面信息綜合評價兒童先天性心臟病心臟功能。