三維超聲虛擬器官計算機輔助分析技術監(jiān)測胎兒小腦體積

賀惠琴，馬明霞，寧 璞，彭 翠

(廣州醫(yī)科大學附屬第六醫(yī)院 清遠市人民醫(yī)院婦產(chǎn)科B超室，廣東 清遠 511500)

產(chǎn)前超聲評估胎兒小腦發(fā)育至關重要。目前臨床常以二維超聲測量小腦橫徑，但小腦為立體三維結構，且形態(tài)不規(guī)則，二維超聲難以全面評估小腦整體情況。近年有研究[1-3]采用三維超聲測量胎兒小腦體積，但尚未建立相關正常值范圍。本研究采用三維超聲虛擬器官計算機輔助分析(virtual organ computer-aided analysis, VOCAL)技術監(jiān)測正常胎兒小腦體積，觀察正常胎兒小腦體積范圍，并分析其與孕周和小腦橫徑的關系。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2019年1月—2020年12月于清遠市人民醫(yī)院接受產(chǎn)前超聲檢查、按末次月經(jīng)計算孕周為18～32周的450名孕婦，孕婦年齡20～40歲，平均(29.2±4.4)歲；按孕周將胎兒分為15組，每個孕周30胎。納入標準：①孕婦身體健康，低風險妊娠，無嚴重妊娠合并癥或并發(fā)癥；②胎兒孕周明確，超聲測量孕周與末次月經(jīng)計算孕周基本相符；③單胎妊娠；④胎兒出生后均健康。排除標準：①胎兒頸項透明層(neck transparent layer， NT)增厚，或有已知結構畸形、軟指標異常或染色體異常；②胎兒生長受限(fetal growth restriction， FGR)、宮內(nèi)窘迫及巨大胎兒。所有孕婦對本研究均知情同意。

1.2 儀器與方法 采用GE Voluson E8彩色多普勒超聲診斷儀，配備VOCAL分析軟件；胎兒常規(guī)掃查使用二維經(jīng)腹探頭，頻率1～5 MHz，胎兒小腦容積掃查使用經(jīng)腹三維容積探頭，頻率4～8 MHz，具有動態(tài)影像存儲、回放功能及圖像后處理功能。

采用經(jīng)腹二維超聲于胎兒小腦平面，于同時顯示“等號樣”透明隔腔、小腦最大橫徑、小腦蚓部、后顱窩池及枕骨時測量小腦橫徑；以經(jīng)腹三維容積超聲探頭顯示小腦平面，啟動三維容積掃查，獲取容積數(shù)據(jù)并存儲(圖1)。調(diào)出存儲的三維容積數(shù)據(jù)，選擇多平面模式，將圖2A平面小腦移至屏幕正中并放大；啟動VOCAL程序，以出現(xiàn)一條垂直的虛線為中心軸，其兩端各有一個三角形圖標，即上、下極點。使中心軸位于小腦橫徑最寬處，上、下極點位于小腦輪廓外，啟動手動體積測量模式，選擇旋轉(zhuǎn)步長為30°，于每個旋轉(zhuǎn)平面處描記小腦外緣輪廓，共描記6個平面后點擊完成，軟件自動生成三維重建圖像，并計算小腦體積(圖2)；重復3次，取平均值。

圖1 三維超聲表面模式掃查所獲小腦容積數(shù)據(jù)圖 A.小腦橫切面； B.小腦冠狀面； C.小腦矢狀面； D.三維圖像

圖2 設備自動形成的三維重建圖，并計算得出小腦體積 A.于小腦橫切面描記其輪廓； B.小腦冠狀面； C.小腦矢狀面； D.小腦體積三維圖

1.3 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 19.0統(tǒng)計分析軟件。小腦橫徑、小腦體積均符合正態(tài)分布，以±s表示。采用Pearson相關分析觀察小腦體積與孕周及小腦橫徑的相關性，利用曲線擬合回歸方程。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 小腦橫徑及小腦體積 450胎孕18～32周小腦橫徑、小腦體積均符合正態(tài)分布，具體測值見表1。

表1 450胎18～32孕周正常胎兒小腦橫徑及小腦體積測值(±s)

表1 450胎18～32孕周正常胎兒小腦橫徑及小腦體積測值(±s)

孕周小腦橫徑(mm)小腦體積(cm3)18～18+618.68±0.741.12±0.2319～19+619.93±0.731.41±0.2220～20+620.30±0.741.55±0.3421～21+622.43±1.022.05±0.5622～22+624.30±1.042.79±0.5123～23+625.80±1.252.79±0.5124～24+626.87±0.813.62±0.6425～25+628.27±1.264.29±0.7726～26+630.17±0.785.23±0.8527～27+631.90±1.256.67±1.1428～28+633.10±1.607.09±1.7529～29+635.03±1.608.25±1.0130～30+636.97±1.2810.69±1.7531～31+638.70±1.4611.53±1.6732～32+640.73±1.9012.38±2.25

2.2 小腦體積與孕周及小腦橫徑的相關性Pearson相關分析結果顯示，小腦體積與孕周呈正相關(r=0.93，P<0.01)，見圖3；曲線擬合回歸方程為Y(小腦體積)=13.90-1.57X(孕周)+0.05X2(R2=0.91、P<0.05)。小腦體積與小腦橫徑呈正相關(r=0.94，P<0.01)，見圖4；曲線擬合回歸方程為Y(小腦體積)=0.63-0.12X(小腦橫徑)+0.01X2(R2=0.90，P<0.05)。

圖3 胎兒小腦體積與孕周相關性的散點圖 圖4 胎兒小腦體積與小腦橫徑相關性的散點圖

3 討論

小腦是顱后窩重要結構，為神經(jīng)系統(tǒng)最初分化、亦是最后成熟的結構之一，其發(fā)育從胚胎早期直至出生后持續(xù)數(shù)年[4]。小腦在子宮內(nèi)的生長發(fā)育過程復雜，如其發(fā)育不良，將導致平衡、姿勢、運動和學習等功能障礙。評估小腦生長發(fā)育時，小腦體積是目前最常用的客觀評價指標之一。近年來，有研究[5-6]采用MRI測量小腦體積，但該方法不及三維超聲方便、經(jīng)濟、有效。

三維超聲VOCAL技術為容積自動測量技術，近年來已應用于臨床[7-10]。VOCAL技術可提供多種測量角度，且在不同旋轉(zhuǎn)角度測量所獲結果的一致性良好[11]。為節(jié)省時間成本，本研究采用30旋轉(zhuǎn)測量法。VOCAL描記方法包括手動描記、全自動及半自動描記。為更準確地勾勒小腦輪廓，本研究采用手動描記方式。臨床工作中，如針對每一胎兒均于啟動VOCAL程序后旋轉(zhuǎn)6個平面并分別對其中的結構加以描記，需耗費一定時間及人力，故常存取容積數(shù)據(jù)再作后處理分析。VOCAL技術能處理多平面資料，并可重建組織器官。

32周后胎兒受顱底偽影或母體骨盆影響較大，而18周前胎兒小腦蚓部未發(fā)育完全，故本研究以18～32孕周正常胎兒為觀察對象，此階段羊水充足、胎兒未入盆，容積成像顯示胎兒顱內(nèi)結構清晰，圖像質(zhì)量較好，后顱窩池描繪成功率較高。本研究選擇小腦橫切面描記小腦邊界，是由于此平面相比小腦冠狀面及矢狀面能更清晰地顯示小腦整體輪廓。利用VOCAL技術不僅可獲得小腦體積數(shù)據(jù)，還能重建出正常小腦三維形態(tài)，更具直觀性及準確性。

既往研究[12]報道，胎兒發(fā)育過程中小腦形狀有所改變，隨孕周增加，其小腦橫徑與小腦寬度之比呈下降趨勢。本研究結果顯示，18～32孕周胎兒小腦體積隨孕周增加而呈曲線增長，但其間增長趨勢并非勻速，18～23孕周期間增長較緩慢， 24周后增長加快。SCOTT等[13]觀察小腦生長軌跡，發(fā)現(xiàn)胎兒小腦體積在20～31孕周期間增加約7倍，本研究結果與之相近。ARAUJO等[1]分析52胎巴西胎兒小腦生長情況，發(fā)現(xiàn)小腦體積與孕周、小腦橫徑及胎兒各項生長指標均呈正相關。本研究結果顯示，胎兒小腦體積與孕周、小腦橫徑均呈正相關，并以此擬合得出二次方程，在臨床工作中可根據(jù)孕周或小腦橫徑粗略估算正常小腦體積參考值，并可與實測胎兒小腦體積進行對比，綜合評估胎兒小腦發(fā)育情況。

既往研究[14]發(fā)現(xiàn)，小腦發(fā)育不良時，小腦橫徑與小腦體積均減小。何苗等[15]提出小腦發(fā)育不良與18-三體綜合征相關，如小腦前后徑與小腦橫徑比值較??；而VINKESTEIJN等[16]認為小腦橫徑不能作為評估染色體異常胎兒小腦發(fā)育不良的指標。曾施等[17]報道，先天性心臟病胎兒小腦體積小于正常胎兒，提示其小腦存在一定程度發(fā)育遲緩。本研究發(fā)現(xiàn)正常胎兒小腦橫徑與小腦體積呈正相關，即小腦橫徑增寬時小腦體積也隨之增大，但評估小腦發(fā)育時，小腦體積更為直觀、可信。

本研究的主要不足：由于超聲探查的局限性，僅選擇孕18～32周正常胎兒，未能獲得32周后胎兒的小腦體積數(shù)據(jù)；分析VOCAL圖像時，無法完全消除顱底偽像，可能影響描記小腦輪廓的準確性；有限樣本均來源于同一醫(yī)院，且未能對各孕周胎兒小腦橫徑及小腦體積進行總體及兩兩比較，有待多中心、大樣本研究加以完善。

綜上所述，利用三維超聲VOCAL技術可監(jiān)測胎兒小腦體積、評估小腦發(fā)育情況，為產(chǎn)前篩查提供參考。