時間-空間相關成像技術評估胎兒心臟收縮功能＊

趙 旭，楊 婭，李嶸娟

（1.首都醫科大學附屬北京安貞醫院超聲科 100029；2.民航總醫院婦產科，北京100123）

胎兒的心臟結構與成人有很大不同，隨著妊娠的進展，胎兒心臟功能的發育亦趨于成熟。胎兒超聲心動圖作為一項無創的診斷技術，不僅可以用來觀察胎兒心臟結構，同時還可以評估胎兒心臟功能。早期發現胎兒心功能異常對于臨床及時干預和評估預后有重要意義。以往臨床上多以多普勒超聲、M型超聲和二維超聲Simpson法來評價心室收縮功能。文獻報道，上述方法評估胎兒心臟功能重復性差［1］。2003年，一項新的胎兒心臟超聲診斷技術時間-空間相關成像技術（spatiotemporal image correlation，STIC）應用于臨床［2］。本文旨在探討運用STIC技術評估胎兒心臟收縮功能的價值，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2011年4月至2011年12月進行胎兒超聲心動檢查的健康妊娠孕婦160例，年齡22～37歲，孕周20.3～36.0周。按孕周分為小于24周、24～27＋6周、28～31＋6周、32～36周4組。入選標準：（1）單胎妊娠；（2）胎兒生長發育與孕周相符；（3）無孕婦和胎兒的并發癥，所有孕婦知情同意。

1.2 儀器與方法 采用GE公司 Voluson E8彩色多普勒超聲診斷儀，探頭為RAB 4-8-D，頻率為4～8MHz。三維后處理軟件使用GE公司4DView software version 10.0。

1.3 方法

1.3.1 STIC圖像采集 孕婦平躺，詢問孕婦末次月經及孕早期超聲結果，以核對孕周。隨后測量產科常規生長指標，包括胎兒雙頂徑、頭圍、腹圍、股骨等。觀察胎兒無異常后進行胎兒心臟超聲檢查。STIC數據采集具體方法：取胎兒滿意四腔心切面，將圖像放大，點擊4D鍵，調整取樣框位置和取樣框大小，取樣框的大小應盡量包括降主動脈、脊柱橫斷面等四腔心平面的完整胸廓內結構。根據胎兒孕周大小，容積掃描角度20°～30°，采集時間7.5～12.5s。在胎兒安靜狀態下，囑孕婦屏氣，按下“start”鍵，探頭自動掃描，完成三維數據的采集，并將圖像存儲于超聲機內。

1.3.2 STIC后處理 將三維STIC數據導入電腦進行操作分析，分析軟件使用GE公司4DView software version 10.0后處理軟件。首先調整A平面，使其顯示為標準的四腔心切面，并清晰地顯示二尖瓣和三尖瓣。通過調節對比度、圖像大小、偽彩等來提高圖像的顯示效果。在STIC重建出的心動周期中逐幅定幀，選出收縮末期和舒張末期的圖像。收縮末期定義為房室瓣開放前，舒張末期定義為房室瓣關閉后［3］。應用VOCAL法獲得每個心室收縮、舒張的6幅連續圖像。圖像起點是四腔心切面，圍繞一個固定軸旋轉30°后獲得下一個圖像，每幅圖像均采用手動描記，最后獲得心室重建圖像和心室容積大小。測定左（右）心室收縮末期容積VESV、左（右）心室舒張末期容積VEDV（圖1、2），從而計算出心搏出量（SV）＝心室舒張末期容積-心室收縮末期容積；射血分數（EF）＝心室舒張末期容積-心室收縮末期容積／心室舒張末期容積；心輸出量（CO）＝心搏出量×心率。

圖1 左心室收縮末期容積

1.4 統計學處理 采用SAS統計軟件進行分析。本文的研究指標均為非正態資料，因此計量資料分布使用第50百分位數（P50）表述集中趨勢，使用第5和第95百分位數（P5和P95）表述離散趨勢。采用Spearman等級相關檢驗對研究指標與孕周分組之間的相關關系及變化趨勢進行檢驗。組間差異的單因素分析使用非參數檢驗（Wilcoxon方法），以P＜0.05為差異有統計學意義。

圖2 左心室舒張末期容積

2 結 果

2.1 胎兒左、右心室VESV、VEDV、SV和CO隨孕周的增長而增加，差異有統計學意義（P＜0.05）。但左、右心室EF不隨孕周的增長而變化，差異無統計學意義（P＞0.05），見表1。

表1 胎兒心室收縮功能指標和孕周的相關性

表2 胎兒左心室和右心室收縮功能的比較

2.2 組間差異的單因素非參數檢驗（Wilcoxon方法）顯示胎兒右心室VESV、VEDV大于左心室，差異有統計學意義（P＜0.05）；右心室SV、CO和EF亦大于左心室，差異有統計學意義（P＜0.05），見表2。

3 討 論

先天性心臟病是新生兒和嬰兒主要的死亡原因［4］，先天性心臟病包括結構缺陷和功能異常。二維超聲常常用于對胎兒心臟結構的檢查，對胎兒心臟功能的評價有限。近年來，STIC逐漸應用于臨床。STIC技術將三維數據的采集與時相信息的獲取結合起來，可以直接進行胎兒心臟三維超聲成像［5］。其優點在于：（1）能夠短時間一次性完成對胎兒心臟的數據采集，減少對胎兒的照射時間；（2）能夠在脫機狀態下進行回顧性的研究、分析及診斷。STIC技術不僅能夠清晰地觀察胎兒心臟結構，準確地對胎兒先天畸形進行診斷［6-7］，同時由于它后處理重建出的心動周期中能夠逐幅定幀，選出收縮末期和舒張末期的圖像，故它可以用來測量胎兒心室VESV、VEDV，從而計算出胎兒心臟收縮功能相關指標，對胎兒心臟的功能評估較其他方法更為準確［3］。

本研究運用STIC技術對160例胎兒心臟收縮功能指標進行研究，各指標從中孕至晚孕分別為：左（右）心室VEDV 1.3（1.3）～4.1（6.2）mL；左（右）心室 VESV 0.6（0.7）～2.5（3.0）mL；左（右）心室SV 0.5（0.5）～2.1（3.1）mL；左（右）心室CO 80.7（82.3）～300.4（478.1）mL，均隨孕周的增加而增長，差異有統計學意義（P＜0.05）。但胎兒左右心室EF整個孕周保持不變。Messing等［8］運用STIC技術對100例胎兒的研究表明，胎兒左右心室VEDV、VESV、SV均隨孕周的增加而增長，EF與孕周無相關性。Uittenbogaard等［3］運用STIC技術對63例胎兒整個孕期心臟功能測定發現，胎兒左右心室VEDV、VESV及左右心室SV、CO均與孕周正相關，隨孕周增加而增長。心室EF整個孕周保持不變。上述研究均與本研究結果一致。

本研究還發現，胎兒右心室VEDV、VESV、EF、SV和CO均大于左心室，與一些文獻報道結果一致［3，8］。反映了胎兒期右心系統占優勢的特點。理論上胎兒期由于無呼吸運動，胎肺處于不張狀態，肺動脈壓力增高，右心房的血液充盈到右心室后，少部分通過肺動脈供應肺組織，而大部分血液（80%以上）排入動脈導管，通過導管再排入降主動脈。因此，在胎兒階段右心室承擔了部分大循環功能。因此，右心室在胎兒血循環中占優勢，起主導作用［9］。

臨床上通常運用VOCAL方法測量胎兒心室容積。一方面可以清楚地顯示整個心室，另一方面如描記不合適可以重新描記以準確測量心室容積。此外，每幅圖旋轉30°可減少后處理時間，結果與三維超聲很好相符［10］。

影響STIC技術成像質量的因素很多，如胎動、孕婦腹壁厚、肋骨聲影等。此外，STIC技術三維圖像的后處理需要一定的時間、經驗和技巧，操作者需要經過專門培訓，且具備一定的空間想象能力才能完成對三維圖像的分析。

綜上所述，運用STIC技術能準確、客觀地測量胎兒心室容積，對于研究病理狀態下的胎兒心功能變化將有很大幫助，其在產科的應用前景令人期待。

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