時間-空間相關(guān)成像技術(shù)聯(lián)合組織多普勒成像技術(shù)評價(jià)臍繞頸胎兒右心功能

張力維，王義成，楊瑞敏，劉云春，劉宏強(qiáng)，羅兵，程志華

河北北方學(xué)院附屬第一醫(yī)院 a.超聲醫(yī)學(xué)科；b.產(chǎn)科，河北張家口075000

引言

臍繞頸在產(chǎn)科中比較常見，是胎兒宮內(nèi)缺氧的一個非常重要的因素[1-2]，缺氧早期往往又會引起胎兒心功能的改變。既往國內(nèi)外學(xué)者對于胎兒宮內(nèi)缺氧的研究主要集中于臍動脈及大腦中動脈血流動力學(xué)指標(biāo)的變化[3-4]，而對于臍繞頸導(dǎo)致胎兒心功能改變的報(bào)道相對較少。將時間—空間相關(guān)成像（Spatiotemporal Image Correlation，STIC）技術(shù)及組織多普勒成像（Tissue Doppler Imaging，TDI）技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用于臍繞頸胎兒右心舒張功能、收縮功能及整體心功能的評價(jià)中尚未見報(bào)道。本研究結(jié)合上述兩種技術(shù)探討臍繞頸胎兒右心功能的變化，可及時了解臍繞頸胎兒宮內(nèi)是否發(fā)生缺氧，從而指導(dǎo)臨床醫(yī)生早期進(jìn)行干預(yù)，預(yù)防不良妊娠結(jié)局的發(fā)生，達(dá)到優(yōu)生優(yōu)育的目的。

1 資料與方法

1.1 研究對象

2019年8月至2020年5月在我院產(chǎn)科住院并足月分娩98例臍繞頸胎兒被選擇作為研究對象。根據(jù)臍繞頸的周數(shù)進(jìn)行分組：臍繞頸1周組（A組）與臍繞頸2周及以上組（B組），其中，A組67例，孕婦年齡為22～35歲，平均（29.5±2.1）歲，孕齡為37～41+6周，平均（39±1.4）周；B組31例，孕婦年齡為22～35歲，平均（29.7±2.3）歲，孕齡為 37～41+6周，平均（39±1.6）周。選擇同一時期同孕周無臍繞頸胎兒143例作為對照組，孕婦年齡為 22～35歲，平均（28.4±2.2）歲，孕齡為 37～41+6周，平均（39±1.5）周。三組間孕婦年齡、身高、體重及孕齡差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。所有孕婦均為單胎妊娠，平素月經(jīng)規(guī)律，有準(zhǔn)確的停經(jīng)史；均身體健康，不合并高血壓、結(jié)締組織病等全身性疾病。每個病例均有詳細(xì)的隨訪記錄。實(shí)驗(yàn)過程已通過我院倫理委員會批準(zhǔn)，且所有孕婦及家屬均知情同意。

1.2 儀器與方法

產(chǎn)科超聲檢查及胎兒心臟超聲檢查所用儀器為GEVolusion E10彩色多普勒超聲診斷儀，C1-5凸陣探頭，頻率為1～5MHz，RM6C凸陣容積探頭，頻率為1～6 MHz。

孕婦取左側(cè)臥位或仰臥位，首先完成一般產(chǎn)科超聲檢查，明確胎位并逐一測量胎兒的雙頂徑、頭圍等。采用二維及彩色多普勒相結(jié)合的方法確定胎兒是否存在臍繞頸，并根據(jù)胎兒頸部臍帶壓跡的形狀確定繞頸的周數(shù)。

STIC圖像采集：啟動胎兒心臟二維預(yù)設(shè)條件，多切面對胎兒心臟進(jìn)行掃查，排除胎兒心臟結(jié)構(gòu)畸形者。清晰顯示胎兒四腔心切面，放大圖像，激活4D鍵，進(jìn)入STIC模式，對取樣框的位置及大小進(jìn)行調(diào)節(jié)以優(yōu)化切面，設(shè)置采集條件：容積掃描角度一般：20°～30°，掃描時長：7.5～12.5s，告知孕婦屏氣，在胎兒安靜狀態(tài)下，啟動“start”鍵，完成探頭的自動掃描過程，圖像采集時，胎動不宜過多，否則需要重新進(jìn)行采集。儲存采集成功的數(shù)據(jù)，通過后處理技術(shù)得到胎兒右心室收縮末期容積（Right Ventricular End Systolic Volume,RVESV）及右心室舒張末期容積（Right Ventricular End Stroke Volume，RVEDV），見圖1～2。通過計(jì)算得出胎兒右心室每搏輸出量（Right Ventricular Stroke Volume，RVSV）、右心室心排血量（Right Ventricular Cardiac Output，RVCO）及右心室射血分?jǐn)?shù)（Right Ventricular Ejection Fraction，RVEF），用以評估臍繞頸胎兒右心收縮功能。以上所有數(shù)據(jù)均測量3個心動周期，取其平均值。

圖1 STIC技術(shù)測量B組胎兒右心室舒張末期容積

圖2 STIC技術(shù)測量對照組胎兒右心室舒張末期容積

TDI圖像采集：同樣在胎兒四腔心切面，進(jìn)入TDI模式，多普勒取樣容積位于三尖瓣前葉與三尖瓣環(huán)連接處，取樣容積：1～3 mm，需滿足多普勒取樣線與房室環(huán)運(yùn)動方向夾角小于20°。獲得胎兒心臟三尖瓣環(huán)TDI頻譜：顯示Ea峰（舒張?jiān)缙诜澹a峰（舒張晚期峰）以及Sa峰（收縮期峰），見圖3～4。測量Ea峰、Aa峰并計(jì)算Ea/Aa值，用以評估臍繞頸胎兒右心舒張功能。同時記錄TDI頻譜中射血時間（Ejection Time，ET）、等容收縮時間 （Isovolumetric Contraction Time，ICT） 及等容舒張時間 （Isovolumic Relaxation Time，IRT），并按公式 Tei指數(shù)＝（ICT＋I(xiàn)RT）/ET 進(jìn)行計(jì)算，用以評估臍繞頸胎兒右心整體心功能。以上所有數(shù)據(jù)均測量3個心動周期，取其平均值。同時，儲存所有胎兒超聲檢查過程以備后期分析及測量。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件包用于對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，計(jì)量資料比較采用方差分析，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

圖3 TDI技術(shù)獲得B組胎兒三尖瓣環(huán)運(yùn)動頻譜

圖4 TDI技術(shù)獲得對照組胎兒三尖瓣環(huán)運(yùn)動頻譜

2 結(jié)果

2.1 STIC技術(shù)測量右心室各參數(shù)比較

A 組胎兒 RVESV、RVEDV、RVSV、RVCO 以及 RVEF與對照組相比差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）；B組胎兒RVESV、RVEDV較對照組及A組均增大，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），B組胎兒RVSV、RVCO以及RVEF較對照組及A組均減小，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），見表1。

表1 三組胎兒STIC技術(shù)測量右心室各參數(shù)比較（±s）

表1 三組胎兒STIC技術(shù)測量右心室各參數(shù)比較（±s）

注：a與對照組相比，P<0.05；b與A 組相比，P<0.05。

組別 例數(shù)/例 RVEDV/mL RVESV/mL RVSV/mL RVCO/mL RVEF/%對照組 143 0.96±0.33 0.53±0.20 0.45±0.24 132.15±13.99 63.12±5.10 A 組 67 0.98±0.30 0.52±0.19 0.44±0.31 133.10±12.02 62.12±5.10 B 組 31 1.20±0.23ab 0.76±0.09ab 0.30±0.19ab 118.00±14.19ab 57.20±5.30ab

表2 三組胎兒三尖瓣環(huán)TDI頻譜測量右心室各參數(shù)比較（±s）

表2 三組胎兒三尖瓣環(huán)TDI頻譜測量右心室各參數(shù)比較（±s）

注：a與對照組相比，P<0.05；b與A組相比，P<0.05。

組別 例數(shù)/例 Ea/(cm/s) Aa/(cm/s) Ea/Aa TDI-Tei指數(shù)對照組 143 9.70±0.24 11.20±0.15 0.86±0.12 0.40±0.12 A 組 67 8.40±0.26a 10.80±0.12a 0.77±0.31a 0.41±0.31a B 組 31 8.60±0.23a 10.50±0.09a 0.81±0.20a 0.44±0.20ab

2.2 三尖瓣環(huán)TDI頻譜測量右心室各參數(shù)比較

A組及B組胎兒右心室Ea、Aa、Ea/Aa較對照組均減小，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；B組胎兒右心室Ea、Aa、Ea/Aa與A組相比，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。另外，A組胎兒右心室Tei指數(shù)較對照組增大，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；B組胎兒右心室Tei較對照組及A組增大，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），見表2。

3 討論

臍帶繞頸是一種較為多見的臍帶異常之一，常為繞頸一周，也可出現(xiàn)繞頸2周及以上的情況。臍帶繞頸是否會影響胎兒的生長發(fā)育取決于臍繞頸的松緊程度，當(dāng)臍繞頸過緊時可造成胎兒的營養(yǎng)及氧氣的供應(yīng)障礙，造成胎兒宮內(nèi)缺氧，引起胎兒心功能的改變[5]，此時如果臨床醫(yī)生不及時進(jìn)行干預(yù)，可危及胎兒生命，因此動態(tài)監(jiān)測晚期妊娠臍繞頸胎兒心功能的變化，指導(dǎo)臨床醫(yī)師選擇合適的分娩時機(jī)，對圍產(chǎn)醫(yī)學(xué)有非常重要的意義。我們發(fā)現(xiàn)以往臨床上多用M型超聲、多普勒超聲及二維超聲評估臍繞頸胎兒心功能，大量研究顯示上述方法容易受心率、心臟幾何形態(tài)及前后負(fù)荷的影響，可重復(fù)性及準(zhǔn)確性均較差[6-9]。

STIC技術(shù)是近年來出現(xiàn)的評估胎兒左右心室收縮功能的新方法，圖像幀頻高，時間分辨率高，可重復(fù)性好。能較好地解決心臟三維重建中空間參數(shù)檢測與時相信息變化的對應(yīng)關(guān)系，動態(tài)顯示包含收縮末期及舒張末期的整個心動周期，經(jīng)過后處理技術(shù)可用于評估胎兒心臟的收縮功能。國內(nèi)已有學(xué)者將STIC技術(shù)應(yīng)用于正常胎兒、妊娠期糖尿病孕婦胎兒及妊娠期高血壓狀態(tài)下胎兒心室收縮功能的研究中[10-14]，結(jié)果顯示數(shù)據(jù)的一致性良好。國內(nèi)外較多學(xué)者研究表明STIC技術(shù)測量正常胎兒及先天性心臟病胎兒心室容積的可重復(fù)性及準(zhǔn)確性均較高[15-19]。

本研究中A組胎兒RVESV、RVEDV、RVSV、RVCO以及RVEF與對照組相比，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說明臍繞頸一周時胎兒發(fā)揮自身代償機(jī)制，從而保護(hù)胎兒右心收縮功能不受影響。與對照組及A組相比，B組胎兒RVESV、RVEDV均增大，RVSV、RVCO以及RVEF均減小，說明臍繞頸周數(shù)等于或大于2周時，臍血管受擠壓，胎兒通過臍帶從母體獲得的含氧血減少，會導(dǎo)致胎兒心肌的缺血、缺氧，最終使得胎兒心肌收縮力減低，收縮功能受到影響。

TDI技術(shù)直接提取來自心肌運(yùn)動的平移信號，可以對三尖瓣環(huán)的心肌運(yùn)動速度進(jìn)行定量及定向的分析，已有學(xué)者證實(shí)Ea、Aa、Ea/Aa可很好的評估正常胎兒、三尖瓣反流胎兒及妊娠期糖尿病胎兒右心舒張功能[20-23]。本研究采用TDI技術(shù)評估正常胎兒及不同繞頸周數(shù)胎兒右心舒張功能及整體心功能。結(jié)果顯示：A組及B組胎兒右心室Ea、Aa、Ea/Aa與對照組相比均減小，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；B組胎兒右心室Ea、Aa、Ea/Aa與A組相比，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。說明臍繞頸胎兒右心舒張功能比收縮功能受損更早，更易發(fā)生改變。此外，A組胎兒右心室Tei指數(shù)與對照組相比增大，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，B組胎兒右心室Tei與對照組及A組相比增大，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示臍繞頸時胎兒的整體心功能受到影響。

STIC技術(shù)可評估臍繞頸胎兒右心收縮功能，TDI技術(shù)可評估臍繞頸胎兒右心舒張功能及整體心功能，與以往報(bào)道不同之處在于本實(shí)驗(yàn)將兩種技術(shù)相結(jié)合，全面評價(jià)臍繞頸胎兒心功能的改變，從而為臨床醫(yī)生的早期診療提供可靠的依據(jù)。但是本研究也存在一定的局限性：①孕婦肥胖、胎動較多、胎兒較大及羊水少等均可影響胎兒四腔心切面的清晰顯示，運(yùn)用STIC技術(shù)進(jìn)行心室容積測量時，心內(nèi)膜面無法準(zhǔn)確描記，最終導(dǎo)致心室收縮功能的測量誤差較大，所以在本實(shí)驗(yàn)過程中對于圖像不清晰者，我們要求孕婦活動后或是改日再行檢查，并且多次測量以使誤差降至最低；②TDI技術(shù)受心臟幾何形態(tài)、血壓以及心率的影響較小，但其受角度影響較大，所以在檢查過程中我們嚴(yán)格要求多普勒取樣線與房室環(huán)運(yùn)動方向夾角小于20°。

綜上所述，臍繞頸胎兒右心舒張功能、收縮功能及整體心功能均受損，只用一種方法進(jìn)行心功能的評價(jià)是不全面的、不客觀的，而將STIC技術(shù)與TDI技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用可達(dá)到相互補(bǔ)充的目的。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，兩種技術(shù)將能被更多的應(yīng)用于不同病理狀態(tài)下胎兒心功能的評價(jià)中，有望在臨床工作中發(fā)揮更大價(jià)值。