基于二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)制定妊娠28～39 周低風(fēng)險胎兒心臟大小和形態(tài)的參考值范圍

朱 晨 須成杰 劉 芮 李 嫚 熊 鈺 項(xiàng)金蓮 任蕓蕓△

（1復(fù)旦大學(xué)附屬婦產(chǎn)科醫(yī)院超聲科， 2信息科， 3產(chǎn)科 上海 200011）

胎兒超聲心動圖以往多用于診斷先天性心臟病，近年來越來越多地用于評估胎兒心臟重塑［1］。心臟重塑是指心臟以結(jié)構(gòu)、形態(tài)或功能的變化來適應(yīng)損傷的過程［2］。正常胎兒心臟的大?。ㄩL徑、寬徑、面積）和形態(tài)（球形指數(shù)，sphericity index，SI）是診斷心臟結(jié)構(gòu)和功能異常的基礎(chǔ)，對于評價心臟重塑至關(guān)重要。二維斑點(diǎn)追蹤超聲心動圖（speckle tracking echocardiography，STE）技術(shù)因具有無角度依賴的優(yōu)勢而受到青睞。然而，使用成人STE 軟件分析胎兒心臟具有較大局限性而導(dǎo)致測量偏差［3］。專為胎兒心臟設(shè)計(jì)的STE 新技術(shù)——胎兒心臟定量分析技術(shù)（fetal heart quantitative technique，fetalHQ）能夠適應(yīng)胎兒心臟體積小、心率快、無法連接心電圖的特點(diǎn)。國內(nèi)外學(xué)者［4-6］已經(jīng)嘗試使用該技術(shù)分析胎兒心臟參數(shù)。目前國內(nèi)尚缺乏基于fetalHQ 制定的胎兒心臟大小和形態(tài)的參考值范圍，而前瞻性評價低風(fēng)險胎兒心臟大小和形態(tài)是產(chǎn)前評估胎兒心臟重塑的重要依據(jù)。本研究旨在探討使用fetalHQ 測量胎兒心臟參數(shù)的具有較高可重復(fù)性的方法，并且制定妊娠28～39周的低風(fēng)險胎兒心臟大小和形態(tài)的參考值范圍。

資 料 和 方 法

研究對象前瞻性收集2020 年5 月至2021 年7月在復(fù)旦大學(xué)附屬婦產(chǎn)科醫(yī)院建檔產(chǎn)檢并進(jìn)行胎兒超聲心動圖檢查的孕婦相關(guān)資料。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）單胎妊娠28+0～39+6周；（2）末次月經(jīng)明確且有超聲早孕期測量頭臀長記錄，如二者計(jì)算所得孕周不一致，則以頭臀長對應(yīng)的孕周為準(zhǔn)；（3）胎兒生長測量和超聲心動圖數(shù)據(jù)完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）存在心臟重塑風(fēng)險，包括產(chǎn)前超聲診斷的胎兒結(jié)構(gòu)畸形、染色體報告異常、人工輔助受孕、超聲檢查時孕婦患有糖尿病或高血壓；（2）超聲檢查時估測胎兒體重（estimated fetal weight，EFW）小于同胎齡的第10百分位數(shù)；（3）外院分娩且未能隨訪到妊娠結(jié)局。觀察起點(diǎn)是納入本研究的第一次超聲檢查時，觀察終點(diǎn)是分娩結(jié)束24 h。每個孕周至少收集22 例。同一隊(duì)列的研究流程在本團(tuán)隊(duì)以往文獻(xiàn)中已有報道［7］。本研究經(jīng)復(fù)旦大學(xué)附屬婦產(chǎn)科醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)（倫審2020-52、2021-167），所有研究對象均簽署知情同意書。

儀器與方法

常規(guī)胎兒生長徑線測量 使用GE Voluson E 10彩色多普勒超聲診斷儀，C2-9或C1-6經(jīng)腹部探頭，頻率分別為2～9 MHz和1～6 MHz。按照ISUOG 指南標(biāo)準(zhǔn)［8］測量胎兒生長徑線，包括雙頂徑、頭圍、腹圍和股骨長度。采用Hadlock 公式計(jì)算EFW，采用INTERGROWTH-21st標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算EFW 百分位數(shù)［9］。

fetalHQ 圖像獲取及分析 使用fetalHQ 軟件于標(biāo)準(zhǔn)四腔心切面（舒張末期）測量從心尖外緣至心底外緣的距離即四腔心長徑，心外緣最寬的距離即四腔心寬徑，并計(jì)算四腔心面積和整體球形指數(shù)（global sphericity index，GSI）=四腔心長徑/四腔心寬徑（圖1A）。于標(biāo)準(zhǔn)四腔心切面清晰顯示心內(nèi)膜，使用fetalHQ 軟件依次描記左室收縮末期、左室舒張末期、右室收縮末期和右室舒張末期的心內(nèi)膜，并自動計(jì)算左、右心室的舒張末期長徑、寬徑、面積［10］和24 節(jié)段SI［5］。fetalHQ 軟件自動將心室分割為24 個節(jié)段（圖1B）。節(jié)段SI=舒張末期心室長徑/對應(yīng)節(jié)段心室寬徑。S1～S8 節(jié)段屬于基底段，S9～S16節(jié)段屬于中間段，S17～S24 節(jié)段屬于心尖段。左、右心室的舒張末期寬徑僅指心室S1節(jié)段的寬徑。

圖1 胎兒心臟大小和形態(tài)的測量Fig 1 Measurement of fetal cardiac size and morphology

重復(fù)一致性檢驗(yàn) 比較兩位超聲醫(yī)師描記相同的30 例超聲心動圖視頻數(shù)據(jù)，以評估心臟測量參數(shù)（四腔心寬徑、長徑、面積、整體球形指數(shù)，以及左、右心室的長徑、寬徑、面積和24 節(jié)段球形指數(shù)）的組間可重復(fù)性；1 周后由年資較高的醫(yī)師再對這30 例視頻進(jìn)行第2 次重復(fù)測量，與1 周前同一醫(yī)師的測量值對比，以評估上述心臟測量參數(shù)的組內(nèi)可重復(fù)性。

統(tǒng)計(jì)學(xué)處理應(yīng)用SPSS 26.0 統(tǒng)計(jì)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以表示，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；不符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以M（Q1，Q3）表示。評價數(shù)據(jù)測量的可重復(fù)性使用組內(nèi)/組間相關(guān)系數(shù)（intraclass correlation coefficients，ICC）。正態(tài)性檢驗(yàn)采用Shapiro-Wilk檢驗(yàn)。四腔心和心室大小的參數(shù)隨孕周變化的趨勢散點(diǎn)圖使用SPSS 的“重疊散點(diǎn)圖”功能制作。百分位數(shù)的計(jì)算采用SPSS 的“探索”功能，參考值范圍使用P5、P10、P50、P90和P95進(jìn)行描述。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

研究對象人群特征共收集符合納入標(biāo)準(zhǔn)的單胎妊娠孕婦883 例，先排除EFW 小于同胎齡的第10 百分位數(shù)的213 例，余670 例。繼而排除孕婦患有高血壓57 例，糖尿病137 例，人工輔助受孕3 例，胎兒染色體異常2 例，外院分娩失訪18 例，最終獲得453 例進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。孕婦年齡中位數(shù)為30（28，33）歲，孕前BMI 中位數(shù)為20.5（19，22.3）kg/m2，產(chǎn)前BMI 中位數(shù)為25.6（23.7，27.9）kg/m2，其中初產(chǎn)婦353 例；超聲測量時的孕周32.5（31.2，36.1）周，估測胎兒體重中位數(shù)為2 028（1 684，2 518）g，估測胎兒體重百分位數(shù)的中位數(shù)為52.4%（29.8%，75.0%）；分娩孕周中位數(shù)為39（38，40）周，其中經(jīng)陰道分娩297 例，足月產(chǎn)438 例；新生兒出生體重平均為（3 226.9±415.2）g，出生體重百分位數(shù)的中位數(shù)為46.7%（24.0%，75.1%），新生兒男女比例為1∶0.92，5 min Apgar 評分的中位數(shù)為9（9，9），小于胎齡兒38 例（8.4%），無NICU 病例。同一隊(duì)列的基線數(shù)據(jù)在本團(tuán)隊(duì)以往文獻(xiàn)中已有報道［7］。

胎兒心臟大小隨孕周變化的規(guī)律四腔心的大小（四腔心的舒張末期寬徑、長徑和面積）均隨孕周增加而增大（r=0.717～0.775，P＜0.001，圖2），四腔心大小參數(shù)在晚孕期的百分位數(shù)參考值見表1。心室的大小（左、右心室的舒張末期長徑、寬徑和面積）均隨孕周增加而增大（r=0.424～0.710，P＜0.001，圖3），左心室大小參數(shù)的百分位數(shù)參考值見表2，右心室大小參數(shù)的百分位數(shù)參考值見表3。

表1 四腔心舒張末期寬徑、長徑和面積的參考值范圍Tab 1 Reference ranges for end-diastolic diameter， length and area of the four-chamber view

表2 左心室舒張末期寬徑、長徑和面積的參考值范圍Tab 2 Reference ranges for end-diastolic diameter， length and area of the left ventricle

表3 右心室舒張末期寬徑、長徑和面積的參考值范圍Tab 3 Reference ranges for end-diastolic diameter， length and area of the right ventricle

圖2 低風(fēng)險胎兒四腔心大小隨孕周變化趨勢的散點(diǎn)圖Fig 2 Scatterplots of four-chamber view size with gestational weeks in low-risk fetuses

圖3 低風(fēng)險胎兒心室大小隨孕周變化趨勢的散點(diǎn)圖Fig 3 Scatterplots of ventricular size with gestational weeks in low-risk fetuses

胎兒心臟形態(tài)隨孕周變化的規(guī)律GSI 與孕周不存在相關(guān)性（r=0.011，P=0.811），GSI 的百分位數(shù)P5、P10、P25、P50、P75、P90和P95分別為1.03、1.06、1.11、1.17、1.25 和1.31。左心室的24 節(jié)段SI 與孕周不存在相關(guān)性（r=0.003～0.092，P=0.050～0.951）；右心室SI 的S7～S15 節(jié)段與孕周存在較弱的相關(guān)性（r=0.096～0.106，P=0.024～0.042），其余節(jié)段與孕周不存在相關(guān)性（r=0.005～0.091，P=0.053～0.923，表4）。

表4 左、右心室24 節(jié)段球形指數(shù)的參考值范圍Tab 4 Reference ranges for 24-segment spherical index of the left and right ventricles

低風(fēng)險胎兒左、右心室的大小和形態(tài)比較左、右心室的大小比較：左心室的舒張末期長徑大于右心室，而舒張末期寬徑小于右心室，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.001），左心室舒張末期面積與右室比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.05，表5）。

表5 低風(fēng)險胎兒的左心室和右心室的大小比較Tab 5 Left and right ventricular size in low-risk fetuses（）

表5 低風(fēng)險胎兒的左心室和右心室的大小比較Tab 5 Left and right ventricular size in low-risk fetuses（）

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左、右心室的形態(tài)比較左心室S1～S19 節(jié)段的SI 大于右心室，而S22～S24 節(jié)段的SI 小于右心室，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），S20 和S21節(jié)段左、右兩心室的SI 比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.110，0.502，表6）。

表6 低風(fēng)險胎兒左心室和右心室的24 節(jié)段球形指數(shù)比較Tab 6 Left and right ventricular 24-segmental sphericity index in low-risk fetuses（）

表6 低風(fēng)險胎兒左心室和右心室的24 節(jié)段球形指數(shù)比較Tab 6 Left and right ventricular 24-segmental sphericity index in low-risk fetuses（）

SI： Spherical index； S： Segment.

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數(shù)據(jù)的可靠性胎兒四腔心寬徑、長徑、面積、整體球形指數(shù)，以及左、右心室舒張末期寬徑、長徑、面積和24 節(jié)段球形指數(shù)的組間ICC 為0.691～0.969，組內(nèi)ICC 為0.721～0.980。詳見表7。

表7 fetalHQ 測量胎兒心臟參數(shù)的組間和組內(nèi)重復(fù)性一致性檢驗(yàn)Tab 7 Interobserver and intraobserver reproducibility for fetal cardiac measurements using fetalHQ

討 論

fetalHQ 是專門用于定量分析胎兒心功能的STE 新技術(shù)，它能夠基于二維胎兒四腔心切面動態(tài)圖像追蹤描記心內(nèi)膜，并在描記全部完成之后自動生成心臟測量參數(shù)報告。超聲醫(yī)師在描記的同時無法看到全部結(jié)果，相當(dāng)于“設(shè)盲”的效果，較傳統(tǒng)手工測量計(jì)算結(jié)果更加客觀。低風(fēng)險胎兒是指排除了心臟重塑風(fēng)險的胎兒［11］。制定低風(fēng)險胎兒心臟大小和形態(tài)的參考值范圍，有利于為宮內(nèi)評估胎兒心臟重塑提供對照標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)文獻(xiàn)報道，建立參考值范圍需要使用縱向隊(duì)列研究設(shè)計(jì)和100 例以上的總樣本量［12］，本研究符合要求。本研究中fetalHQ測量胎兒心臟參數(shù)的重復(fù)一致性檢驗(yàn)結(jié)果顯示，胎兒四腔心寬徑、長徑、面積、整體球形指數(shù)，以及左、右心室舒張末期寬徑、長徑、面積和24 節(jié)段球形指數(shù)的組間ICC 為0.691～0.969，組內(nèi)ICC 為0.721～0.980，均為良好至優(yōu)秀，與以往研究［5，10］結(jié)果一致。

fetalHQ 可評估低風(fēng)險胎兒心臟大小本研究胎兒四腔心和心室舒張末期大小均隨孕周的增加而增大。四腔心舒張末期大小與孕周的相關(guān)性較高（r均大于0.7），心室舒張末期大小與孕周相關(guān)性低于四腔心，其中左、右心室舒張末期長徑與孕周的相關(guān)性最低（r均小于0.5）。分析低風(fēng)險胎兒四腔心面積百分位數(shù)發(fā)現(xiàn)，妊娠28 周的平均值為799.88 mm2，39 周為1 522.69 mm2。美國低風(fēng)險人群同樣采用fetalHQ 分析所得妊娠28 周和39 周四腔心面積平均值分別為808.419 mm2和1 658.79 mm2［13］，湘雅二院的中國低風(fēng)險人群采用手動畫橢圓描記心臟面積所得28 周和39 周的平均值分別為797.50 mm2和1 687.71 mm2［14］。可見fetalHQ 測量對于不同種族人群的可重復(fù)性也較好。本研究左心室舒張末期寬徑明顯小于右心室，而舒張末期面積與右心室無明顯差異。以往研究對于左、右心室寬徑和面積的對比結(jié)果也不一致，如DeVore 等［10］認(rèn)為左心室舒張末期寬徑和面積均明顯大于右心室，而Schneider等［15］認(rèn)為左心室舒張末期面積明顯小于右心室，Sharland 等［16］則認(rèn)為左心室寬徑明顯小于右心室。本研究左心室舒張末期長徑明顯大于右心室，與DeVore 等［10］研究結(jié)果一致。心臟增大，尤其心室增大是心臟重塑［17］的表現(xiàn)之一，對于評價胎兒生長受限有重要意義。而Ebstein 畸形、肺動脈瓣狹窄、心肌病等胎兒異常［18］，也會出現(xiàn)左心室或者右心室面積的異常。因此準(zhǔn)確評估低風(fēng)險胎兒心臟大小的臨床意義重大。本研究獲取的低風(fēng)險胎兒四腔心長徑、寬徑和面積的百分位數(shù)參考值，與美國研究使用相同分析軟件所得研究結(jié)果［13］相似。

fetalHQ 可評估低風(fēng)險胎兒心臟形態(tài)GSI 可反映心臟整體形態(tài)，本研究發(fā)現(xiàn)其與孕周不存在相關(guān)性，其數(shù)值基本恒定，與以往研究［5，11］結(jié)果相似。本研究GSI 的P5為1.03，P95為1.33，均與DeVore［5］研究相似（P5為1.08，P95為1.39），而與另一項(xiàng)中國橫斷面研究［19］差異較大（P5為1.134，P95為1.458）。分析原因可能是由于后者在測量GSI 時，沒有把四腔心的感興趣區(qū)域局部清晰放大到屏幕的2/3，這對準(zhǔn)確識別心外膜的測量邊界有一定影響。由此可見，測量標(biāo)準(zhǔn)不同造成的差異遠(yuǎn)大于不同種族研究人群特征產(chǎn)生的差異。在疾病狀態(tài)下（如胎兒生長受限等），胎兒心臟可以通過心室重塑（改變心室大小或形態(tài)）來適應(yīng)［20-21］。

臨床發(fā)現(xiàn)GSI 異常，仍需進(jìn)一步探討心臟形態(tài)異常是源于心室還是心室的某個節(jié)段（如基底段、中間段或心尖段）的異?；蛘吣膫€更為顯著。因此，近年來國內(nèi)外學(xué)者針對胎兒心室24 節(jié)段SI 做了一些回顧性研究和橫斷面研究，而本研究采用了證據(jù)等級更高的前瞻性隊(duì)列研究設(shè)計(jì)。24 節(jié)段SI 從S1 至S24 逐漸增大，心臟形態(tài)越靠近基底段越球形，而越靠近心尖段越狹長，符合正常心腔解剖結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。左心室SI 的S1～S19 節(jié)段大于右心室，而S22～S24 節(jié)段小于右心室，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），S20 和S21 節(jié)段左、右心室比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。說明左心室的基底段和中間段比右心室狹長；而右心室心尖段游離緣越靠近心尖頂端越陡尖，左心室心尖頂端則相對圓鈍。李文綱等［4］對于24 節(jié)段SI 的橫斷面研究樣本量僅65 例，僅闡述了SI 與孕周的相關(guān)性，沒有對比左、右心室SI的差異，也沒有制定參考值范圍。本研究制定了低風(fēng)險胎兒心臟24 節(jié)段SI 的參考值標(biāo)準(zhǔn)，對于進(jìn)一步分析胎兒心臟重塑具有重要的臨床價值。

綜上所述，應(yīng)用fetalHQ 新技術(shù)測量胎兒心臟參數(shù)具有較好的可重復(fù)性。本研究顯示胎兒心臟大小參數(shù)隨孕周增加而增加，而心臟球形指數(shù)基本恒定。本研究制定的妊娠晚期低風(fēng)險胎兒心臟大小和形態(tài)的參考值標(biāo)準(zhǔn)，將為產(chǎn)前評價心臟重塑提供幫助。但本研究僅包含了單中心的妊娠28～39 周的胎兒心臟數(shù)據(jù)，體現(xiàn)的研究對象特征比較有限，今后需進(jìn)一步收集中孕期胎兒心臟數(shù)據(jù)，以及聯(lián)合多個研究中心制定更加完善的參考值標(biāo)準(zhǔn)。

作者貢獻(xiàn)聲明朱晨 課題設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)收集，統(tǒng)計(jì)分析，論文撰寫和修改。須成杰 數(shù)據(jù)查閱和整理，制作圖表，論文修改。劉芮 數(shù)據(jù)查閱和整理，論文修改。李嫚，熊鈺 數(shù)據(jù)收集，論文修改。項(xiàng)金蓮 數(shù)據(jù)查閱，論文修改。任蕓蕓 課題設(shè)計(jì)和指導(dǎo)，數(shù)據(jù)質(zhì)控，論文修改。

利益沖突聲明所有作者均聲明不存在利益沖突。