三維超聲STIC技術輔助診斷胎兒心臟畸形的研究

文/趙月華

1 引言

由于CHD（先天性心臟病）的發病率在新出生的胎兒中間占比極高，但因為孕婦胎盤胎兒CHD 結構復雜、現有有效檢測手段有限并且受到孕婦子宮內部結構的限制，現階段胎兒心臟畸形的檢出率仍較低。而STIC 技術則是通過分析胎兒心臟三維容積數據，通過全面顯示胎兒心臟的任意切面，來把胎兒的心臟結構、心臟中血管連接以及血管相互之間的毗鄰關系，以三維時間空間超聲技術來形成離散分析數據。并根據引產后胎兒病例解剖數據來對比分析STIC 三維超聲技術，與常規的二維超聲判斷胎兒心臟畸形的準確性。

2 三維超聲STIC 技術診斷胎兒心臟畸形的作用

作為檢查和篩選診斷胎兒是否具有的先天性的心臟畸形的主要手段，STIC（實時動態三維超聲成像技術-時間空間關聯成像技術）具有高度的特異性和靈敏性。STIC 技術可以在短時間內快速地對胎兒心臟進行全方位掃描，以顯示胎兒心臟三維圖像，幫助醫師從多維度來觀察和分析胎兒心臟的具體情況，來提高胎兒的心臟畸形檢出率。

（1）三維超聲STIC 技術檢測胎兒心臟畸形的研究方法：使用含有STIC 技術軟件的三維彩色多普勒超聲探測儀，把探測儀的容積探頭頻率設定為4mHZ~8mHZ，并使用4DviewSTIC 軟件來進行成像數據分析。并在檢查的過程中記錄孕婦的年齡、孕次、懷孕周數、孕產歷史以及是否具有并發癥。對胎兒進行全面詳細的掃描檢查，觀察并記錄胎兒的各個器官是否有與正常胎兒不同的超聲圖像。同時再根據二維超聲成像檢測技術，并由專業的產科超聲檢驗人員對同樣的胎兒作出胎兒心臟檢驗結論，再記錄相關的圖像、容積資料。

（2）具體檢驗流程：二維彩色多普勒超聲成像檢測，把檢測儀電子凸陣設定為AB2-7，選擇胎兒心臟檢查專用模式，再按照常規的操作流程進行檢測，把二維檢測中的標準圖形予以保存，用以和三維圖像進行比對。三維STIC 超聲檢測則選用電子凸陣為RA（4L-8L）。三維圖像采集流程為：在儀器屏幕終端顯示出胎兒心臟的四腔心切面較為清晰的時候，開始轉換為STIC 成像模式，同時把成像圖像放大至1.69 倍上下，并隨之調整成像的取樣框使其能夠把胎兒的整個胸腔都被覆蓋進去。并以此刻的四腔心作為初始切面，并把圖像掃描時長設定在9.5s ～12.6s 之間，同時把掃描角度設定在20°～40°之間，叮囑孕婦屏住呼吸，之后快速點擊開始按鈕，啟動彩超掃描儀器，探頭開始自動掃描，完成后生成三維圖像。之后再通過人工模式把彩色超聲儀器調整為二維檢測模式，把取樣范圍設定為胎兒的整個心臟及其主動脈，同時獲取胎兒的各個流入流出道動態血流信號等信息。

（3）三維STIC 超聲圖像容積數據采集和詳細分析：醫院的醫護人員應當根據胎兒的體位來及時調整探測儀的探頭方向、頻率，以胎兒心臟胸骨四腔的心切面、心尖四個腔的切面以及胎兒的弓長軸主動脈切面，以這三個胎兒心臟切面作為初始切面來得到胎兒全面的心臟STIC 容積數據。之后把STIC 容積數據存儲在專用電腦之中，同時開始啟動電腦裝有的4Dview 電腦軟件，以MPR（多平面重建技術）和TUI（斷層成像技術）的模式來顯示胎兒的上下靜脈縱切面、心臟左右心室流出切面、導管長軸動脈切面、胎兒心臟四腔切面、三血管氣管切面等7 個較為常用的切面。同時結合STIC 的三維旋轉、反轉成像等模式來顯示胎兒心臟的內部結構，幫助醫師全面客觀的根據立體圖像以及CHD 胎兒超聲診斷條件作出診斷。同時應當確保STIC 容積數據分析人員應當與二維超聲診斷人員相互獨立，以作出更加客觀的診斷。

3 檢測結果與討論分析

超聲診斷是目前產科用來檢測的重要影像診斷手段，二維超聲檢測技術已經普遍應用到孕婦產前胎兒心臟是否存在畸形的篩查之中，這對于及早發現胎兒的先天性心臟病而言有著十分重要的意義，同時能夠降低胎兒心臟出生畸形率。而超聲波作為一種無創檢測技術，其屬于物理學技術范疇，因而根據三維STIC 超聲檢測的生物學效應，其對于孕婦的胎兒角膜、新生兒血細胞、體重以及早孕絨毛等有一定的影響，究其原因是因為檢測長時間的持續定點照射而產生的輻射影響。

另外鑒于先天性心臟病占到胎兒出生缺陷的絕大多數，孕婦產前的胎兒檢查已經成為目前產科的常規檢查項目，但是胎兒超聲心動圖的檢測需要多達10 余個心臟切面圖，檢查的時間相對較長。同時由于胎兒心臟畸形的篩查受胎動、胎兒位置、孕婦懷孕周數、母體自身的羊水等因素的影響，如果超聲成像不清晰，則需要二次、三次增掃，這樣會對胎兒心臟產生較大的輻射影響。因此產科在對胎兒進行超聲檢測時，應當注意保護胎兒最大限度地免受輻射影響，盡量地縮短掃描時間，達到快速詳盡的檢測目的。

（1）三維超聲STIC 技術能夠最大限度地壓縮檢測時間。由于STIC 技術能夠快速的捕捉胎兒的每個心動周期搏動時所產生的聲波、信息流，并以三維影像式的鏡頭回放，把胎兒的心臟數據存儲在軟件之中。這一信號、聲波的采集的過程所耗用的時間相較于二維超聲而言十分短暫，而且只需要將三維探測儀設定好固定的頻率，對準胎兒的某個心臟切面即可，其可以自動捕捉研究胎兒心臟發育的各個切面數據。同時，STIC 成像技術僅需在采集標準四腔心切面的聲波信息時，對胎兒進行一次性的聲波掃描。在后期的圖像生成、數據分析階段，則可以智能切換到單機模式，并不占用對胎兒進行聲波掃描的時間，從而大幅壓縮了掃描時間，減少對孕婦、胎兒的聲波掃描影響。另外，STIC 三維超聲技術能夠以其內存量大、信息記憶功能強大的特點，可以把胎兒心臟的血流信號、軟組織結構回聲進行長期記憶，從而方便了會診、管理以及數據的二次分析。

（2）三維STIC 超聲成像技術的探測范圍更廣。由于二維超聲成像技術是在實際的操作過程中，有較多的短板，諸如：重疊組織的無法有效分辨、探測盲區需要多次調整探針角度以及切面和圖像分辨率不高等問題。基于此，二維超聲成像技術更加依賴檢測醫師的臨床經驗與實際操作熟練度，以至于難以有效降低誤診率，不能顯著提高胎兒心臟畸形的檢出率。而三維STIC 超聲成像技術簡化了檢測流程，以標準四腔心切面掃描即可獲得比二維超聲掃描更高質量、更廣闊范圍的圖像，同樣的大幅降低了產科胎兒心臟畸形超聲檢測的操作難度，提高了心臟畸形的檢出率。比如：在胎兒存在的合并靜脈異位引流時，肺靜脈畸形引流占到了胎兒先天性心臟病的6%左右，如果采取傳統的二維超聲技術檢測則面臨著胎兒靜脈小、胎兒畸形血管分布血流走向難以清晰判斷，而胎兒的血流動力異常并一不定造成房室的顯著異常變大，致使出現漏診、誤診的情況。再如胎兒的心臟畸形往往會出現多種畸形并發的情形，三維STIC 技術可以顯示出二維超聲技術所不能探測到的微小畸形，客觀的把胎兒的心臟全貌清晰地展現給醫師，以減低醫師的診斷難度。

（3）三維STIC 的技術優勢較為顯著。STIC 三維超聲成像技術相較于二維超聲技術有顯著的優勢，尤其是在圖像分辨率、掃描時長、操作難易程度等方面技術成熟。如在一些二維超聲檢測無法快速、準確的診斷的背景下，三維STIC 超聲技術的應用十分必要。尤其是在以下心臟畸形、先天性心臟疾病的診斷方面：

①CHD 產前診斷的檢測的應用：通過大量的臨床數據分析可知，由于胎兒心臟高速跳動的特性使得常規的二維超聲檢測始終難以提高畸形檢出率。由于胎兒的心臟構造特殊，使得不同種類的CHD 會讓相似的合并畸形產生聲波“盲區”，無法準確地確定CHD 的種類。常見的心臟畸形檢出類型有：心內膜墊缺、心室間隔缺損、左右心房發育異常、大動脈主動脈縮窄轉位、肺動脈萎縮等。使用的三維STIC 超聲探測技術，可以在每個胎兒病例中獲得多于1 個的容積數據，并通過電腦軟件的離散數據分析（脫機分析數據市場為2.5min~11.3min），得出STIC 超聲診斷的與胎兒心臟結構實際畸形診斷率為96.73%、二維超聲檢測技術的檢測負荷率為63.37%，并具有統計學價值（P=0）。

②胎兒心臟房室連接異常、VSD（室間隔缺損）疾病檢測的運用：胎兒的心臟房室連接發育異常在彩色多普勒超聲檢測探頭下有典型的特征，如心臟內血流信號的強弱、心臟組織之間的回聲反饋信息，因而單純地從診斷方面來對比STIC 輔助診斷技術的應用價值并不顯著。但是三維STIC 技術可以在短時間內捕捉胎兒心動的多個切面數據，其動態視頻播放優勢可以幫助醫師清晰地看到胎兒的心內膜墊缺損偏移情況、心房室瓣運動情況，從而為后期的手術的治療可以提供準確的數據信息。從這方面而言三維STIC 輔助的檢測方法十分重要。

VSD（胎兒心室間隔缺損）或ASD（原發孔型房間隔缺損）并發癥，在采用三維STIC 超聲檢測基礎上，由于胎兒的心臟心室血流壓力梯度逐漸降低，過隔血流信號較弱，難以被超聲所探測到，致使難以準確作出診斷。但STIC 技術可以呈現房室間隔的任意心臟切面，克服了二維超聲技術無法全面的顯示胎兒心臟的缺損、房室瓣卵圓孔瓣膜運動的情況，這樣能夠幫助醫師確定科學合理的診療方案。

4 結語

總之，三維超聲STIC 技術輔助診斷胎兒心臟畸形有著十分重要的意義。通過臨床數據分析可知，三維超聲STIC 技術相較于二維超聲檢測技術，具有“高效全面”“圖像清晰”“檢測傷害低”等優勢，并對于一些二維超聲診斷率較低的心臟疾病，STIC 技術可以幫助快速檢出，為醫師的后期手術治療方案提供可靠的數據支撐。