基于四維時空關聯(lián)成像技術建立早中孕期胎兒心胸比正常參考值范圍▲

黎新艷 龐彩英 楊水華 黃飛雪 陳良劍 黃 歡 李圓圓 田曉先 譚 玲 胡慧云

(1 廣西壯族自治區(qū)婦幼保健院超聲科，2 廣西胎兒疾病臨床醫(yī)學研究中心，3 廣西壯族自治區(qū)出生缺陷預防控制研究所，南寧市 530003，電子郵箱：171060227@qq.com)

心胸比指心臟與胸廓大小比例，包括心胸橫徑比、周長比和面積比[1]。心胸比是產(chǎn)前超聲檢查中常見的測量指標，可作為評估胎兒心臟大小、肺部及胸廓病變的一項重要指標。目前有關超聲測量心胸比的研究均建立在二維超聲的基礎之上,且大多集中在中晚孕期，或只研究了其中一類比值的正常值范圍[2-4]。由于胎兒心臟為一不規(guī)則結構，二維超聲在測量心臟及胸廓大小時容易產(chǎn)生誤差[5-6]。采用四維時空關聯(lián)成像(spatio temporal image correlation，STIC)技術能夠快速獲取胎兒心臟容積并離線顯示任意標準切面，可以在所有維度上對胎兒臟器徑線進行精確的測量[7]。本研究應用四維STIC技術采集早中孕期正常胎兒心臟的容積數(shù)據(jù)，并離線分析測量胎兒心胸比，建立早中孕期胎兒心胸比正常參考值范圍，旨在為臨床評估胎兒心臟大小以及肺和胸廓發(fā)育情況提供參考?，F(xiàn)將結果報告如下。

1 對象與方法

1.1 研究對象 納入2018年5月至2019年6月在廣西壯族自治區(qū)婦幼保健院行產(chǎn)前檢查的孕周11～23+6周正常單胎孕婦675例，其中孕11～11+6周75例、孕12～12+6周100例、孕13～13+6周94例、孕14～14+6周29例、孕15～15+6周39例、孕16～16+6周45例、孕17～17+6周85例、孕18～18+6周53例、孕19～19+6周28例、孕20～20+6周24例、孕21～21+6周28例、孕22～22+6周40例、孕23～23+6周35例。納入標準：(1)孕婦孕前月經(jīng)規(guī)則并通過測量早孕期胎兒頭臀長糾正孕齡；(2)低危風險妊娠，孕婦健康，未合并妊娠高血壓、糖尿病、感染等疾??；(3)胎兒無心內及心外結構畸形。排除標準：(1)通過STIC技術無法獲得滿意的心臟容積圖像；(2)胎兒宮內發(fā)育異常。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會討論審批通過，所有研究對象均簽署書面知情同意書。

1.2 測量方法 (1)STIC檢查方法。采用美國GE Voluson E8及E10彩色多普勒超聲診斷儀，2D/3D容積探頭，頻率4～8 MHz。對胎兒整體發(fā)育情況進行評估，并對胎兒心外結構、羊水及胎兒附屬物進行系統(tǒng)檢查，排除胎兒心外畸形。常規(guī)測量生長相關指標，記錄胎兒確切孕周。使用3D容積探頭，并將其切換進入3D/4D模式，將胎兒心尖四腔心或側位四腔心作為初始采集平面，調節(jié)取樣框包絡整個胎兒心臟，根據(jù)不同孕周將采集時間設為7～12 s，掃描角度為15°～40°；孕婦在整個采集過程中盡量屏氣，啟動STIC容積探頭自動掃描胎兒整個心臟，采集容積數(shù)據(jù)，每個胎兒采集3～5個容積數(shù)據(jù)。如遇胎動頻繁，則休息后再采集[8]。(2)圖像離線分析方法。獲取胎兒心臟容積數(shù)據(jù)后，采用GE公司的4D View 9.0成像軟件，應用動態(tài)正交三平面模式,對獲得的容積數(shù)據(jù)進行脫機分析。胎兒心胸比的測量均在標準四腔心觀進行。標準四腔心觀的獲取方法：在多平面視圖的a、b和c面板上的3個正交平面上同時顯示包含胎兒胸廓的胎兒心臟動態(tài)圖像；通過移動參考點并將胎兒心臟在3個正交軸(X軸、Y軸、Z軸)上分別旋轉，對圖像進行細致的調整，使得3個平面上均可顯示室間隔；調節(jié)a面板圖像(圖1A)室間隔與b面板圖像(圖1B)室間隔在同一水平，此時c面板圖像(圖1C)可顯示室間隔的全貌，即可認定為正確的圖像。將平面a中四腔心視圖凍結在舒張末期，此時應顯示至少一條完整的胎兒肋骨，而脊柱為3個強回聲點；在室瓣水平測量心臟外緣橫徑；經(jīng)由心臟中縱軸從心底到心尖最大徑測量心臟長徑；清晰顯示心臟后用軌跡球描畫其邊界即可得到心臟面積的測量值[9]。胎兒胸部的測量指標包括胸廓橫徑、胸廓周長和胸廓面積。其中在胸腔左右側最寬處肋骨外緣測量胸腔橫徑；用軌跡球描畫胎兒胸廓骨性輪廓即可得到胸廓周長和胸廓面積的測量值。以上數(shù)據(jù)均測量3次取平均值，最后計算出心胸橫徑比、周長比及面積比。

圖1 STIC中獲取的標準四腔心觀圖像

圖2 調整完畢后胎兒心臟及胸廓大小測量示意圖

1.3 統(tǒng)計學分析 采用SPSS 25.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。采用K-S檢驗對計量資料進行正態(tài)性檢驗，均符合正態(tài)分布，以(x±s)表示。采用散點圖、線性回歸模型分析胎兒心胸橫徑比、周長比及面積比與孕周的相關性。采用正態(tài)近似法制定不同孕周各指標的95%醫(yī)學參考值范圍(雙側)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結 果

2.1 STIC容積圖像數(shù)據(jù)獲取成功率 675例孕婦中，有66例的STIC心臟容積圖像不滿意，其中孕11～11+6周23例、孕12～12+6周14例、孕13～13+6周11例、孕14～14+6周3例、孕15～15+6周2例、孕16～16+6周3例、孕17～17+6周2例、孕18～18+6周2例、孕19～19+6周2例、孕20～20+6周2例、孕21～21+6周1例、孕22～22+6周1例；胎兒STIC容積圖像數(shù)據(jù)獲取成功率為90.22%(609/675)，其中孕11～13+6周STIC容積圖像數(shù)據(jù)獲取成功率為82.16%(221/269)。最終納入609例孕婦，年齡18～43(27.7±4.5)歲，心胸橫徑比、周長比、面積比分別為0.43±0.04、0.49±0.04、0.22±0.04。

2.2 胎兒心胸橫徑比、周長比及面積比與孕周的相關性 分別以心胸橫徑比、周長比及面積比為因變量，孕周為自變量，采用散點圖、線性回歸模型分析其相關性。結果顯示，胎兒心胸橫徑比、周長比及面積比均與孕周呈正相關(均P<0.05)。見表1、圖3。

表1 基于孕周的胎兒心胸比直線回歸方程

圖3 胎兒心胸橫徑比、周長比及面積比與孕周的散點圖

2.3 不同孕周胎兒心胸橫徑比、周長比及面積比的正常值范圍 由于不同孕周各指標數(shù)據(jù)均為正態(tài)分布，采用正態(tài)近似法制定雙側制定95%參考值范圍，上限為x+1.96s，下限為x-1.96s。相關結果見表2。

表2 不同孕周正常胎兒心胸橫徑比、周長比和面積比的正常值

3 討 論

胎兒心胸比這一概念由Garrett等[10]于1970年首先提出。導致胎兒心胸比增大的病因主要有胎兒貧血、感染、先天性心臟病和骨骼發(fā)育不良等[9,11]，而胎兒心胸比減小的病因主要有先天性肺囊腺瘤、高位氣道梗阻、肺隔離癥等[12]。與胎兒心胸周長比和面積比相比，二維超聲測量橫徑比具有耗時少、簡便、可重復性好等優(yōu)點，但從理論上說，周長比和面積比更能全面反映臟器的大小。然而應用二維超聲測量胎兒心胸周長和面積耗時長，且易產(chǎn)生誤差，其原因是傳統(tǒng)二維超聲在檢查過程中難以得到四腔心的準確切面，導致左右不對稱和測量不準確等問題[5]。STIC技術解決了這一難題。STIC技術是一種四維容積成像技術，其能在容積掃描后直接完成圖像的重建,之后即可獲得胎兒心臟的四維信息,并能以多種成像模式顯示胎兒心臟的立體結構,縮短孕婦檢查時間,簡化圖像采集過程,還可獲得任意方向和任意深度的胎兒心血管結構圖像。在實際分析圖像數(shù)據(jù)時，操作者只需對心臟平面進行旋轉和定位就可以得到合適的平面，而不必像二維超聲那樣需要在檢查過程中不斷地調整探頭方向，以增加測量精度和準確度。在孕早期時，由于胎兒心臟結構細小，胎心胎動快，較難獲得滿意的圖像，但既往研究顯示，在早孕期行STIC檢查是可行的[13-14]。本研究結果顯示，孕11～13+6周STIC容積圖像數(shù)據(jù)獲取成功率為82.16%(221/269)，這也在一定程度上驗證了上述觀點。另有文獻報告，在整個孕期胎兒心胸比相對恒定[3,15]；但也有學者認為，胎兒心胸比隨孕周的增長而增加[16]。本研究結果顯示,胎兒心胸橫徑比、周長比及面積比均與孕周呈正相關(均P<0.05)，即胎兒心胸比各指標隨孕周的增長而增加。但目前學界對此尚未有定論，尚需更大樣本量研究來驗證。

國內外已有多項研究報告了二維超聲測量胎兒心胸比的正常參考值范圍，其中也有關于早中孕期胎兒心胸比正常參考值范圍的研究[2-4,6,16-17]。與其他研究相比，本研究具有以下特點：(1)本研究樣本量較大，納入的是單胎妊娠孕婦，且測量采用的是STIC技術，這可保證正常參考值范圍的精確性。(2)本研究在測量胸廓數(shù)據(jù)時只選擇沒有皮膚軟組織的輪廓骨性標志進行測量[17]，避免了將皮膚軟組織納入測量造來的誤差。原因是胎兒水腫可導致皮膚增厚，如果將皮膚軟組織納入胸廓測量范圍，此時心胸比會明顯減小，從而影響對疾病的精確診斷。本研究也存在一定局限性：(1)在胎動或母體呼吸運動時以及脊柱和肢體等遮擋時，STIC技術難以獲得理想的容積數(shù)據(jù)；(2)本研究只納入了早中孕期正常胎兒；(3)未對心胸比異常病例行進一步分析。

綜上所述，孕早中期，正常胎兒的心胸橫徑比、周長比和面積比均隨孕周的增長而增加。本研究建立了基于STIC技術的早中孕期胎兒心胸比(橫徑比、周長比和面積比)的正常參考值范圍，可為診斷和評估胎兒心胸疾病提供參考數(shù)據(jù)，但其臨床應用價值有待進一步研究。