先天性心臟畸形是胎兒先天性畸形中常見的一種,其發病率在活產新生兒中佔 5‰ ~ 10‰,在死胎中可高達30‰[1]。多因各種原因被漏診、誤診,而對於複雜的先天性心臟畸形,給家庭及社會極大的精神壓力及經濟負擔。
胎兒心臟超聲檢查是胎兒先天性心臟畸形篩查的有效手段和唯一影像學方法,其篩查的主要目的是檢出複雜及致死性心臟畸形,是胎兒產前超聲篩查的重要部分,被臨床廣泛應用[2]。隨著超聲技術的發展,一些畸形檢出率得到大幅提高。內蒙古自治區人民醫院超聲醫學科馮天鷹
1.超聲心動圖的檢查技術的發展
1964年,國內王新房、周永昌等[2]最先提出了胎心超聲檢查法,並應用M型超聲觀察胎心。1980 年,Kleinman 等[ 3]首次應用二維超聲心動圖(2DE)診斷胎兒先心病以來, 此技術日趨成熟。Gembrach 等[4]用2DE對579例胎兒篩查,檢出59例包括房室間隔缺損、心內膜彈力纖維增生症、 心臟腫瘤等的心臟畸形。Copel 等[5] 對1022例胎兒應用2DE篩查, 發現74 例心臟畸形(敏感性92%,特異性99. 7%, 陽性預檢率為95. 8%),由此可見假陽性率、假陰性率仍有一定比例。
2.胎兒超聲心動圖新技術應用
胎兒超聲心動圖檢查應包括傳統的2DE、M型超聲、CDFI,但有時一些複雜先天性畸形,當常規斷面難以顯示時,藉助一些新技術會提高診斷的準確率。
2.1組織多普勒成像( D T I ) 技術
1 9 9 2 年, M c D i c k e n等[6]首先提出了組織多普勒成像( D T I ) 技術, 它直接從心肌中提取低頻、高振幅的多普勒頻移訊號,可以直接觀察房室環的運動,並同時記錄收縮期與舒張期的運動頻譜, 可以對心臟整體和區域性功能監測。Paladini 等[7]通過DTI 技術評價胎兒心肌運動速度及其階差,認為 DTI 技術可用於胎兒檢查。曹荔等[8]用DTI技術記錄心室心肌的最大運動速度,發現可將E/Ea比值作為一個定量評價胎兒心室舒張功能的指標。
2.2組織速度成像(T V I )技術
TVI是建立在掃描線上採集和分析原始組織速度資料的新技術, 它克服了M超和2DE的侷限性,可在同一時相對心臟任何部位在數個心動週期內的速度波形進行比較,可對同一胎兒不同時期心肌組織速度成像中的心肌任意取樣,從而快速診斷胎兒心律失常。Rein等[9] 的研究結果表明,它在診斷各種室上性和室性心律失常方面有較大優勢。
2.3諧波成像(H I )技術
隨著超聲技術的發展,HI應運而生。它可以提高微小解剖結構的顯示率,降低超聲波噪聲。Kovalchin 等[10]的研究認為,應用HI明顯改善了心臟結構的影象質量及清晰度, 提高了卵圓窩、動脈導管、 主動脈弓等結構的顯示率。Marjorie 等[11]對照HI 和 FI兩種技術,研究證明應用HI顯著提高了心臟結構的顯出率和對比分辨力, 尤其對於肥胖妊娠者的影象質量改善明顯。
2.4能量多普勒成像(P D I )
PDI是彩色多普勒的一項新技術,它是在CDFI的基礎上提取的第三種引數即訊號強度,利用血流中單位面積下紅細胞通過的數量以及訊號振幅的大小進行彩色編碼成像,受探測夾角的影響小,可以提高了血流檢測的靈敏度, 對高速血流不產生訊號混疊。C h u a 等[12]在對照PDI和CDFI對室間隔和肺靜脈檢查,認為PDI均比2DE及CDFI顯示率高。因此,PDI在評估血流動力學時有著非常重要的作用,但也存在不能顯示血流的方向和流速等缺點。
2.5三維超聲心動圖(3DE)
3DE相對 2DE是一個補充,3DE通過多普勒門控、 M 型門控或心動門控技術來確定胎兒心動週期的時相,選擇特定的時相, 對感興趣區選擇幾組橫切面和矢狀切面作三維重建和分析。而實時三維超聲心動圖是用三維矩陣容積探頭任意掃查胎兒心臟,能對胎兒心臟容量進行較為準確的估測。
Meyer等[13]分別 應用3DE和2DE對先心病胎兒對照研究,認為三維成像是可行的,且能顯示2DE無法獲得的切面深部的心臟結構,從而為複雜的先心病提供了額外的診斷資訊。Deng等[14]研究證實,實時三維成像可實時顯示心臟結構的立體形態以及動態變化,顯示出各結構與病變的毗鄰位置與空間關係,及早對胎兒先心病作出診斷。
2.6 增強型能量多普勒成像(e- Flow)技術
e- Flow技術是一種新型血流成像技術,採用先進的複合脈衝發射技術,濾除噪音干擾,採用寬頻接收同時,在自相干成像中加入了運動偽像抑制,並通過高速聲束並行處理技術改善血流解析度,真實地反映低速血流的灌注,有效控制彩色外溢,提高了時間和空間解析度,使得血液和組織無混疊。劉琳等[15]應用 e-Flow 技術對胎兒不同切面的 4 支肺靜脈進行觀察,顯示率100%。
2.7時間-空間相關成像(STIC)技術
時間-空間相關成像(STIC)技術從三維影像的電影回放中獲得胎兒心臟的基本資料,獲得 1 個由大量連續二維切面組成的三維資料。STIC技術能提供更多的觀察心臟解剖結構的切面和資訊,簡化影象採集過程,減少對檢查者經驗的依賴。STIC技術有多種成像模式,包括重建模式、剖面模式、X線斷層超聲波成像模式(TUI模式)、容積分析模式(Volume analysis模式),且每一種模式都可以和彩色多普勒、能量多普勒、e-FLOW技術聯合應用,根據不同的研究目的可以選擇不同成像模式進行分析。[16]
2.7.1重建模式( Render 模式)
Render模式是應用二維影象進行三維重建,以全方位顯示心臟結構,包括: 表面重建模式、反轉重建模式、玻璃體重建模式。Yagel等[17]用表面重建模式聯合CDFI準確定位胎兒室間隔缺損的空間方位,準確測量室缺的大小。Messing 等[18]應用反轉重建模式聯合計算機容積輔助自動測量技術( VOCAL) 研究認為STIC 技術中的反轉重建模式是一種估測胎兒心室容積的更簡便、重複性更好的方法。這種創新的方法[ 18.19]可能會增加心臟容積和功能的整體評估,並改善我們對心臟結構的認識,以及對心臟病變預後及嚴重程度的評估。
2.7.2剖面模式( Section planes 模式)
Section planes模式包括多平面成像模式、omniView 模式、壁龕模式,此模式無需進行三維重建,它主要獲取二維超聲不能得到的冠狀面的回聲資訊, 可以清楚地顯示目標區域各個切面的形狀與結構。劉濤等[20.21]應用多平面模式檢查胎兒心臟,通過調節三維容積資料庫, 72%~ 100%的心房、心室、大動脈以及大動脈連線在多平面模式下都具有可視性, 且影象的質量能夠滿足正常胎兒心臟解剖結構離線分析的需要。最重要的是,在這一模式下可以獲得室間隔的矢狀切面,這一切面在常規二維超聲不能輕易獲得。
2.7.3 X 線斷層超聲波成像模式( TUI模式)
TUI模式是多平面成像模式的延伸發展,在這一模式下可檢視容積中的平行分層影象, 包括T UI標準成像模式、V CAD 心臟模式, 此模式可自動生成胎兒心臟的多個檢視,以便於診斷。TU RAN 等[ 22]運用STIC-TUI技術得出以下結論:1.融合影像聯合彩色多普勒, 在初期妊娠檢查先心病方面顯示出極大的優勢,可以獲得早期妊娠胎兒心臟影象更精確的解剖結構。2.運用這一技術,從可辨認的四腔心開始,個體標誌的顯示率從89. 7%~ 99. 1% ,所有的結構在85%的患者全部顯示。因而認為,對早妊的胎心STIC-TUI檢查能夠提供一個很好的描述。
2.7.4容積分析模式(Volume analysis模式)
Volume analysis 模式可以準確定量胎兒心腔容積,測量時不受被測結構的不規則形態的影響,有較高的準確性和可重複性。而其超聲容積自動測量技術( sonography based automated volume count, SonoAVC) 能自動完成心室腔鑄型及得出容積數值[23.24]。Rizzo 等[ 25]分別用虛擬器官計算機輔助容積測量技術( Vocal 技術) 和SonoAVC測量胎兒心室容積的可靠性,結果顯示兩者具有高度的相關性及可靠性。SonoAVC是估算胎兒心搏量的新方法, 有望迅速成為首選。Molina 等[26]的研究認為左右心室每分搏出量隨孕周增加而增加,心室搏出量之比隨孕周變化顯著。
2.8速度向量成像(velocity vector imaging,VVI)技術
VVI是新近推出的研究心肌結構力學,分析區域性心功能的新技術,它基於二維灰階成像的原理,利用超聲畫素的空間相干、斑點追蹤及邊界追蹤等技術,採集原始的二維畫素的振幅及相應資訊,運用一種實時心肌運動跟蹤運演算法,計算並以向量方式顯示區域性心肌組織真實的活動方向、速度、距離、時相等。通過一種實時心肌運動跟蹤運演算法,跟蹤每幀影象上的畫素點,能在二維的高幀頻灰階影象上得到其運動速度和方向的變化曲線,對心肌組織在多個平面運動的結構力學進行量化分析,不依賴超聲束與室壁的角度,不僅能同時提供心肌整體和各節段的心功能、容積變化曲線,還能觀察各個部位心肌對射血分數的貢獻度。國外部分學者利用VVI技術評價胎兒左室扭轉運動的研究認為胎兒期心臟心肌帶的存在與心臟扭轉運動的產生有密切關係[27]。
3.胎兒超聲心動圖的臨床價值
胎兒超聲心動圖檢查的最終目的是提前告知並改善預後。有助於提前制定圍產期治療計劃 ,避免新生兒診斷延誤,避免可能的缺氧和酸中毒加重導致多器官功能衰竭和遠期的神經損害,提高近期和遠期生存率。義大利的一項多中心研究[28]分析了經治的847例胎兒先 天性心臟病患兒,其中29%終止妊娠,11%宮內死亡,餘602例新生兒,只有45%生後存活18月以上。由於產前獲知胎兒患有先天性心臟病使得終止妊娠成為可能的選擇之一 ,正確的胎兒心臟畸形診斷及產前諮詢極為重要。所以胎兒超聲心動圖檢查目前是一項在高危人群中進行先天性心臟病產前篩查的有效方法。
4問題與展望
超聲心動圖是檢測胎兒心臟畸形的一種可行、可靠、無創的方法,其價值得到了醫學界的廣泛認可。但胎兒超聲心動圖診斷的準確性受到孕婦體形、胎兒胎位、胎動、呼吸及檢查者的經驗等諸多因素影響。隨著計算機技術的飛速發展, 通過提高影象的幀頻和畫素, 進而改善灰階影象的質量, 更好地顯示胎心血流, 通過與聲學定量技術的結合, 更準確地實時顯示胎心的結構、容量和功能。各種新技術的應用將使胎兒先天性心臟病的檢出率大幅提高, 為醫生和患者提供寶貴資訊,對於早期正確處理和優生優育、提高人口素質具有重要的意義。
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