三維超聲測量胎盤體積預測胎兒α0-地中海貧血

陳敏 梁國賢 李之朋 林勇行 唐海燕 趙德鵬 劉丹 何柏松

（1.香港大學瑪麗醫(yī)院婦產科，香港；2.香港贊育醫(yī)院產前診斷與咨詢科，香港；3.上海市第一婦嬰保健院影像診療科，上海 200040；4.同濟大學醫(yī)學院，上海 200040）

胎兒純合型α0-地中海貧血（Hb-Bart’s病）在東南亞發(fā)病流行，在香港有5%人口為α-地中海貧血攜帶者。當夫妻雙方都是攜帶者時，他們的胎兒患α0-地中海貧血的概率為25%。受累胎兒α-珠蛋白鏈的合成不足，導致無法合成血紅蛋白F，胎兒在孕早期出現重度貧血。由于重度貧血和低氧血癥，胎兒出現胎盤增大、心臟增大、肝臟增大、皮下水腫、腹水、胸膜腔積液、心包積液以及羊水過多［1，2］。

常規(guī)侵入性產前檢查，如絨毛活檢和羊膜腔穿刺都有流產的風險。高分辨率的二維超聲顯像技術顯示受累妊娠在孕12～13周即可顯示心臟增大｛心胸比（cardio-thoracic ratio，CTR）增大｝和（或）胎盤增大｛胎盤厚度（placental thickness，PT）增大｝［1，3］。這些超聲指標可以有效地分辨受累妊娠和未受累妊娠，因此可減少未受累妊娠的侵入性檢查。超聲早期診斷有助于早期選擇終止妊娠，可減少終止妊娠對孕婦造成的生理和心理創(chuàng)傷。但是，準確測量CTR高度依賴于操作者的熟練程度，要求操作者接受長期的學習，母體情況和胎盤位置都可影響孕早期PT的測量［1］。

20世紀80年代末開始，三維超聲成為婦產科超聲一個重要研究領域［4，5］。三維超聲可以測量器官的直徑、位置和體積［6］。理論上，三維超聲在體積測量的準確度和精確度上優(yōu)于二維超聲，尤其在測量胎盤等不規(guī)則形狀的物體時［7，8］。有報道指出在孕早期運用三維超聲技術測量胎盤體積是可行的［5］。聯合使用三維超聲測量胎盤體積，是否能在孕10～11周或更早期更準確地觀察到α0-地中海貧血導致的胎盤增大目前仍不清楚。據我們所知，目前仍無孕早期測量α0-地中海貧血受累妊娠胎盤體積的相關報道。本研究的目的在于探討三維超聲測量胎盤體積預測α0-地中海貧血的應用價值。

1 材料和方法

1.1 資料來源 選擇2002年6月～2004年5月期間患純合型α0-地中海貧血風險的單胎妊娠孕婦，共計62名。另外，選取82名單胎妊娠孕婦作為正常對照組，均為中國人，倫理委員會通過本研究計劃。在孕13周以前通過檢查胎兒頭臀長（crownrump length，CRL）確定孕齡，孕13～14周間通過檢查胎兒雙頂徑和頭圍確定孕齡。

1.2 方法 研究期間，本中心的兩位經驗豐富的超聲醫(yī)師給所有孕婦提供一系列常規(guī)的腹部和（或）陰道二維超聲檢查（孕12～15周、孕16～20周以及孕25～30周）。參與本研究的孕婦稍后還需接受三維超聲檢查。出現以下情況者可能為α0-地中海貧血患兒：心臟增大（孕12～17周CTR≥0.5，孕18～20周CTR≥0.52和（或）孕25～30周CTR≥0.59）和（或）胎盤增大（孕12～15周胎盤厚度＞18mm）和（或）出現水腫改變［3，9］。孕婦也可選擇絨毛活檢進行產前診斷。為避免誤差，進行三維超聲檢查的操作者不應知道二維超聲的檢測結果。所有二維超聲推測為α0-地中海貧血受累者均通過絨毛活檢及DNA檢查以確診。二維超聲推測為未受累者則通過出生時臍帶血的血液學分析以確診。

所有三維超聲檢查都在膀胱充盈的情況下，由經驗豐富的操作者進行。采用Voluson730Pro超聲儀（GE Medical Systems， Milwaukee， WI，USA），使用的腹部探頭頻率為4～8MHz，裝配SonoViewTM圖像管理系統(tǒng)（GE Kretz，Zipf，Austria）。二維超聲檢查在確定檢測目標的最適觀察區(qū)域后開始檢測胎盤體積，體積掃描自動進行。為了獲得盡可能好的分辨率，放大率、組織諧波成像和最慢掃描時間均做出調整，最大掃描角度設定為75°。獲得胎盤體積的方法在以往的研究已經闡述［8］，掃描獲得的數據均存入硬盤用于后續(xù)分析。

超聲圖像首先存貯在計算機中，然后由兩位研究人員分別閱讀，雙方的審查結果不能告訴對方。依據基底板和絨毛膜板來確認胎盤，并仔細排除子宮壁。胎盤體積的測量需應用多平面技術，計量單位為毫升（mL）。依據胎盤和周圍組織的界限，人工標記這些切面的每個周長（圖1）。以大約0.5～1cm的間距將胎盤分為許多連續(xù)的切面，系統(tǒng)可自動記錄第一切面與最后層面的距離，由計算機計算胎盤體積。每個研究人員記錄兩個連續(xù)的測量結果，并將圖片按順序存入電腦。每次測量耗時5～10分鐘。

圖1 多平面技術測量胎盤體積。相同的切面可以在胎盤的另一平面鑒別出。依據胎盤和周圍組織的界限，人工標記這些切面的每個周長。

所有數據采用SPSS16.0for Windows統(tǒng)計軟件包（SPSS，Chicago，IL，USA）分析處理。胎兒α0-地中海貧血受累組和未受累組變量間的差異通過雙側t檢驗分析。觀察者內變異和觀察者間變異性根據Bland和Altman［10］的方法計算。兩觀察者間的均數差異由95%可信區(qū)間與一致性區(qū)域（均數差異±2SD）確定。P＜0.05時數據有統(tǒng)計學差異。

2 結果

孕婦年齡均數±SD是32±5.9（95%CI，30.7～35.0）。最初入選孕婦144位，排除了39例，排除原因包括：① 胎盤邊界不清楚（n=6）；② 胎盤位置不佳（位于子宮底部或側壁）（n=3）；③ 孕婦肥胖致超聲圖像較差（n=3）；④CVS確診的唐氏綜合征（n=1）；⑤ 先天性淋巴水囊瘤（n=1）；⑥ 孕周大于14周且胎盤體積不能在一次掃描中完成成像者（n=25）。最終分析病例數為105例。這105位孕婦的孕齡均數±SD是11.3±0.9（95%CI，11.1～11.5）周。首先進行圖像分析，從數據庫中隨機選擇19個質量較好的圖像以檢驗觀察者的一致性。

結果有11例α0地中海貧血妊娠（10.5%），32（30.5%）例非α0地中海貧血妊娠及62（59%）例正常對照。所有可疑α0地中海貧血妊娠均由二維超聲進行預測，這些胎兒在孕12～13周時CRT增大，并由CVS和DNA分析確診。這些孕婦可選擇終止妊娠。孕婦年齡、體重、體重指數、妊娠次數及產次孕齡列在表1。這兩組并無差異（P＞0.05）。

表1 α0地中海貧血妊娠組和正常對照組的背景特征

因為胎盤體積和CRL成比例的變化（r=0.697，P＜0.01），計算胎盤體積／CRL比值以矯正孕齡［8］。我們將非α0地中海貧血妊娠和正常對照并為一組，即94例非α0地中海貧血妊娠。α0地中海貧血妊娠胎盤體積／CRL比值均數是1.37±0.65。這比較大，但與非α0地中海貧血妊娠胎盤體積／CRL比值（1.13±0.39）（表2），相比并無統(tǒng)計學差異（P＞0.05）。而且α0地中海貧血妊娠和非α0地中海貧血妊娠胎兒實驗數據有較多重疊（圖2）。假定α0地中海貧血胎盤體積／CRL比值較高在α0地中海貧血更常見，做一ROC曲線（圖3）。ROC曲線下面積為0.57（95%CI，0.35～0.79），P=0.45。

表2 三維超聲檢查孕9～12周胎盤體積／CRL比值（均數±SD）

2.1 觀察者間的一致性 每個研究者兩種測量方法的均數差異及兩測量方法一致性的界限顯示在圖4和5。對于觀察者1，兩種測量方法結果均數的差異是-0.53（95%CI，-2.65～1.59）及一致性界限是-9.57～8.51；對于觀察者2，兩種測量方法結果均數的差異是0.64（95%CI，-0.46～1.74）及一致性界限是-4.06～5.34（表3）。

2.2 觀察者內部的一致性 兩個研究者同一測量方法的均數差異及一致性的界限分別為15.02（95%CI，8.98～21.07）和-10.82～40.86mL，P＜0.05（配對樣本的t檢驗）。這些結果概括在表3。兩個研究者采用不同方法的測量結果有較高的一致性（r=0.916；P＜0.001）。為了減少測量誤差，胎盤體積測量及其數據分析由觀察者2單獨進行。觀察者1采用兩種方法的測量結果僅用來評估研究者測量胎盤體積的可靠性。

圖2 α0地中海貧血（○）與非α0地中海貧血（+）胎兒胎盤體積／CRL比值分布，回歸曲線及非α0地中海貧血胎兒95%CI值均描述。

圖3 胎盤體積／CRL的ROC曲線

圖4 如圖所示，觀察者1應用三維超聲測量同一胎盤體積的均數差異，一致性較低。

圖5 如圖所示，觀察者2應用三維超聲測量同一胎盤體積的均數差異，一致性較低。

表3 觀察者間和觀察者內部測量胎盤體積的一致性

3 討論

α0地中海貧血胎兒孕12～14周時超聲表現包括水腫、頸部皮膚透明層增厚、腸回聲增強及心臟流出道和靜脈導管的血流速度加快［3，11，15］。心胸比是最好的超聲標志物，盡管研究表明最早至孕12周心胸比（CRT）才可作為超聲診斷的可靠指標［3，16］。以0.5作為孕12～13周時CRT的臨界值，其診斷α0地中海貧血的敏感性為96.5%，特異性為97.7%。胎盤較大或胎盤厚度（PT）增加是另一個有意義的超聲標志物。我們在以前一項應用二維超聲測量PT來預測α0地中海貧血的研究中發(fā)現PT在孕12周前的敏感性為72%，特異性為97%［1］。然而，在孕早期應用二維超聲測量PT有一些缺陷［1］。胎盤周圍的子宮肌層局部收縮時很難確定其邊界。胎盤位于子宮后壁時很容易被胎兒遮住。孕婦肥胖可影響胎盤顯像。胎盤位于子宮側壁或底部時，超聲波很難垂直射向胎盤。傾斜放置測量儀可導致胎盤增大的假陽性診斷。

已探索應用三維超聲測量胎盤體積。在孕11～13+6周應用三維超聲測量，發(fā)現胎盤體積隨胎兒CRL增大而增大［4，8］。最近，Metzenbauer等［19］認為胎盤體積異常與孕早期胎兒非整倍性有關。已有研究描述非整倍體妊娠胎盤大小的異常。研究顯示，21三體綜合征胎盤體積與正常并無差異，而13和18三體綜合征胎盤體積明顯低于正常。在以前研究中筆者認為大多數受α0地中海貧血影響胎兒表現為心臟和胎盤擴大，這可能是胎兒對貧血和缺氧的生理性代償反應。因此我們假設α0地中海貧血胎兒胎盤體積增大。然而，有趣的是本研究發(fā)現盡管α0地中海貧血妊娠胎盤體積及CRL較正常大，但兩者差異并不明顯，甚至兩者的胎盤體積是大致相同的。因此應用三維超聲進行胎盤體積分析似乎對早期預測α0地中海貧血并無益處。相反，應用超聲診斷α0地中海貧血需依賴孕12周后高分辨二維超聲測量CTR。

正常妊娠時胎盤有形狀、重量及體積等生理變異。應用二維超聲對胎盤進行的縱向研究表明，在不同孕期胎盤體積有較大差異［23，24］。在孕10～22周應用三維超聲監(jiān)測胎盤生長變異性及隨機性過大而無法為三維超聲臨床應用提供依據［25］。胎盤體積測量的混雜因素包括個體間差異、觀察者水平及處理圖像能力不同。已有研究評估這些混雜因素影響檢測結果的程度。而通過方差成分分析，胎盤體積測量絕大部分的差異可以用胎盤體積的生物學差異來解釋［8］。孕11～13+6周的橫斷面研究同樣證實這一解釋，這也支持我們發(fā)現兩者差異并不明顯的結論。

應用三維超聲測量體積的可靠性及準確性更依賴于物體的形狀，而非體積大小［26］。胎盤是一不規(guī)則結構，因此測量誤差較其他相對規(guī)則和對稱的器官大。正如本研究所示，孕早期應用三維超聲測量胎盤體積時，觀察者兩種測量方法間及觀察者本身的差異較大，而且一致性低。兩個研究者測量結果的均數差異為15mL，一致性界限為-10.82～40.86。胎盤體積測量重復性較差限制了三維超聲的臨床應用。

本研究另一局限是孕早期三維超聲儀的圖像分辨率。測量誤差可能在于難以確定胎盤邊界，包括超聲探頭橫向、縱向及垂直向分辨率、圖像出現斑點等［27，28］。本研究證實分辨率局限可導致對器官大小和形狀的誤判，從而使得測量結果不可靠。這些誤差共同影響著每一切面的測量，最后各個切面綜合時就產生一更大的誤差。另一方面，應用高分辨率二維超聲可清楚識別每個胎盤標志物，而且可直接測量胎盤厚度（PT）而無需預先假定胎盤的形狀。PT測量易于重復且差異較小。孕早期三維超聲并不能克服二維超聲測量胎盤體積的缺陷。

本研究是應用三維超聲對有α0地中海貧血的胎兒進行胎盤體積測量的初步試驗。最初，我們計劃招募100例患α0地中海貧血的病例。我們的數據初步顯示三維超聲測量胎盤體積的預測價值較二維超聲并不理想。應用三維超聲測量胎盤體積誤差較大，而正常與α0地中海貧血的胎盤體積差異較小。若我們研究更多α0地中海貧血的病例，可能會發(fā)現有明顯區(qū)別。但找到一區(qū)別α0地中海貧血與非α0地中海貧血妊娠的臨界值似乎是不可能的。此外，有12例因不理想的圖像質量而排除。較高的失誤率顯示了三維超聲檢查和體積測量的學習曲線較長，即使有二維超聲使用經驗者亦是如此。

總之，本研究表明孕早期通過三維超聲測量胎盤體積來預測α0地中海貧血較二維超聲并無優(yōu)越性，盡管三維超聲在孕早期即可測量胎盤體積。超聲檢查的進一步提高包括特殊設計的精密探頭、更高的圖像分辨率、更廣的掃描角度及三維圖像處理的軟件。這些可提高圖像的質量，改善測量的準確性并有助于避免或減少人為誤差［29，30］。

［1］ Ghosh A， Tang MH，Lam YH，et al.Ultrasound measurement of placental thickness to detect pregnancies affected by homozygous alpha-thalassaemia1［J］.Lancet，1994，344：988-989.

［2］ Lam YH，Ghosh A，Tang MH，et al.Early ultrasound prediction of pregnancies affected by homozygous alphathalassaemia1［J］.Prenat Diagn，1997，17：327-332.

［3］ Lam YH，Tang MH，Lee CP，et al.Prenatal ultrasonographic prediction of homozygous type 1alpha-thalassemia at 12to 13weeks of gestation［J］.Am J Obstet Gynecol，1999，180：148-150.

［4］ Hafner E，Schuchter K，Van Leeuwen M，et al.Threedimensional sonographic volumetry of the placenta and the fetus between weeks 15and 17of gestation［J］.Ultrasound Obstet Gynecol，2001，18：116-120.

［5］ Metzenbauer M，Hafner E，Hoefinger D，et al.Threedimensional ultrasound measurement of the placental volume in early pregnancy：Method and cor-relation with biochemical placenta parameters［J］.Placenta，2001，22：602-605.

［6］ Nelson TR，Downey DB，Pretorius DH，et al.Quan-titative analysis methods.In Three-dimensional Ultrasound［M］.Williams &Wilkins：Philadelphia，1999.55-70.

［7］ Riccabona M，Nelson TR，Pretorius DH.Three-dimensional ultrasound：accuracy of distance and volume measurements［J］.Ultrasound Obstet Gynecol，1996，7：429-434.

［8］ Hafner E，Philipp T，Schuchter K，et al.Second-trimester measurements of placental volume by three-dimensional ultrasound to predict small-for-gestational-age infants［J］.Ultrasound Obstet Gynecol，1998，12：97-102.

［9］ Leung KY，Liao C，Li QM，et al.A new strategy for prenatal diagnosis of homozygous alpha-thalassaemia［J］.Ultrasound Obstet Gynecol，2006，DOI：10.1002／uog.2720.

［10］ Bland JM，Altman DG.Applying the right statistics：Analyses of measurement studies［J］.Ultrasound Obstet Gynecol，2003，22：85-93.

［11］ Lam YH，Tang MH，Tse HY.Ductus venosus Doppler study in fetuses with homozygous alpha-thalassemia-1at 12 to 13weeks of gestation［J］.Ultrasound Obstet Gynecol，2001，17：30-33.

［12］ Lam YH，Tang MH，Lee CP，et al.Echogenic bowel in fetuses with homozygous alpha-thalassemia1in the first and second trimesters［J］.Ultrasound Obstet Gynecol，1999，14：180-182.

［13］ Lam YH，Tang MH，Lee CP，et al.Nuchal translucency in fetuses affected by homozygous alpha-thalassemia1at 12-13 weeks of gestation［J］.Ultrasound Obstet Gynecol，1999，13：238-240.

［14］ Lam YH，Tang MH，Lee CP，et al.Cardiac blood flow studies in fetuses with homozygous alpha-thalassemia-1at 12-13weeks of gestation［J］.Ultrasound Obstet Gynecol，1999，13：48-51.

［15］ Lam YH， Tang MH.Limb reduction defects as the sonographic manifestation of hemoglobin bart’s disease at 10 weeks of gestation［J］.Ultrasound Obstet Gynecol，2000，16：587-589.

［16］ Tongsong T， Wanapirak C， Sirichotiyakul S，et al.Sonographic markers of hemoglobin bart disease at midpregnancy［J］.J Ultrasound Med，2004，23：49-55.

［17］ Wolf H，Oosting H，Treffers PE.Second-trimester placental volume measurement by ultrasound：Prediction of fetal outcome［J］.Am J Obstet Gynecol，1989，160：121-126.

［18］ Middleton WD， Kurtz AB， Hertzberg BS.Placenta，umbilical cord，and cervix.In Ultrasound：The Requisites［M］.Mosby：St.Louis，MO，2004.486-514.

［19］ Metzenbauer M，Hafner E，Schuchter K，et al.Firsttrimester placental volume as a marker for chromosomal anomalies：Preliminary results from an unselected population［J］.Ultrasound Obstet Gynecol，2002，19：240-242.

［20］ Wegrzyn P，Faro C，Falcon O，et al.Placental volume measured by three-dimensional ultrasound at 11to 13+6weeks of gestation：relation to chromosomal defects［J］.Ultrasound Obstet Gynecol，2005，26：28-32.

［21］ Benirschke K， Kaufmann P.Pathology of the Human Placenta［M］.Springer-Verlag：New York，1995.41-48.

［22］ Popek EJ.Pathology of the Placenta［M］.Churchill Livingstone：New York，1999.49-88.

［23］ Geirsson RT，Ogston SA，Patel NB，et al.Growth of total intrauterine，intra-amniotic and placental volume in normal singleton pregnancy measured by ultrasound［J］.Br JObstet Gynaecol，1985，92：46-53.

［24］ Bleker OP，Kloosterman GJ，Breur W，et al.The volumetric growth of the human placenta：A longitudinal ultrasonic study［J］.Am J Obstet Gynecol，1977，127：657-661.

［25］ Hafner E，Metzenbauer M，Hofinger D，et al.Placental growth from the first to the second trimester of pregnancy in SGA-foetuses and pre-eclamptic pregnancies compared to normal foetuses［J］.Placenta，2003，24：336-342.

［26］ Raine-Fenning NJ，Clewes JS，Kendall NR，et al.The interobserver reliability and validity of volume calculation from three-dimensional ultrasound datasets in the in vitro setting［J］.Ultrasound Obstet Gynecol，2003，21：283-291.

［27］ Sahn DJ.Resolution and display requirements for ultrasound doppler／evaluation of the heart in children，infants and the unborn human fetus［J］.J Am Coll Cardiol，1985，5：12S-19S.

［28］ Nelson TR，Pretorius DH，Hull A，et al.Sources and impact of artifacts on clinical three-dimensional ultrasound imaging［J］.Ultrasound Obstet Gynecol，2000，16：374-383.

［29］ Kalache KD，Espinoza J，Chaiworapongsa T，et al.Threedimensional ultrasound fetal lung volume measurement：A systematic study comparing the multiplanar method with the rotational（vocal）technique［J］.Ultrasound Obstet Gynecol，2003，21：111-118.

［30］ Blaas HG，Eik-Nes SH，Berg S，et al.In-vivo threedimensional ultrasound reconstructions of embryos and early fetuses［J］.Lancet，1998，352：1182-1186.