胎儿超声心动图在先天性心脏病的临床应用

先天性心脏畸形是胎儿先天性畸形中常见的一种，其发病率在活产新生儿中占 5‰ ～ 10‰，在死胎中可高达30‰［1］。多因各种原因被漏诊、误诊，而对于复杂的先天性心脏畸形，给家庭及社会极大的精神压力及经济负担。

胎儿心脏超声检查是胎儿先天性心脏畸形筛查的有效手段和唯一影像学方法，其筛查的主要目的是检出复杂及致死性心脏畸形，是胎儿产前超声筛查的重要部分，被临床广泛应用［2］。随着超声技术的发展，一些畸形检出率得到大幅提高。内蒙古自治区人民医院超声医学科冯天鹰

1.超声心动图的检查技术的发展

1964年，国内王新房、周永昌等[2]最先提出了胎心超声检查法，并应用M型超声观察胎心。1980 年，Kleinman 等[ 3]首次应用二维超声心动图（2DE）诊断胎儿先心病以来, 此技术日趋成熟。Gembrach 等[4]用2DE对579例胎儿筛查，检出59例包括房室间隔缺损、心内膜弹力纤维增生症、 心脏肿瘤等的心脏畸形。Copel 等[5] 对1022例胎儿应用2DE筛查, 发现74 例心脏畸形（敏感性92%,特异性99. 7%, 阳性预检率为95. 8%），由此可见假阳性率、假阴性率仍有一定比例。

2.胎儿超声心动图新技术应用

胎儿超声心动图检查应包括传统的2DE、M型超声、CDFI，但有时一些复杂先天性畸形，当常规断面难以显示时，借助一些新技术会提高诊断的准确率。

2.1组织多普勒成像( D T I ) 技术

1 9 9 2 年， M c D i c k e n等［6］首先提出了组织多普勒成像( D T I ) 技术， 它直接从心肌中提取低频、高振幅的多普勒频移信号，可以直接观察房室环的运动，并同时记录收缩期与舒张期的运动频谱， 可以对心脏整体和局部功能监测。Paladini 等[7]通过DTI 技术评价胎儿心肌运动速度及其阶差，认为 DTI 技术可用于胎儿检查。曹荔等[8]用DTI技术记录心室心肌的最大运动速度,发现可将E/Ea比值作为一个定量评价胎儿心室舒张功能的指标。

2.2组织速度成像(T V I )技术

TVI是建立在扫描线上采集和分析原始组织速度数据的新技术， 它克服了M超和2DE的局限性，可在同一时相对心脏任何部位在数个心动周期内的速度波形进行比较，可对同一胎儿不同时期心肌组织速度成像中的心肌任意取样，从而快速诊断胎儿心律失常。Rein等[9] 的研究结果表明，它在诊断各种室上性和室性心律失常方面有较大优势。

2.3谐波成像(H I )技术

随着超声技术的发展，HI应运而生。它可以提高微小解剖结构的显示率，降低超声波噪声。Kovalchin 等[10]的研究认为,应用HI明显改善了心脏结构的图像质量及清晰度, 提高了卵圆窝、动脉导管、 主动脉弓等结构的显示率。Marjorie 等[11]对照HI 和 FI两种技术，研究证明应用HI显著提高了心脏结构的显出率和对比分辨力, 尤其对于肥胖妊娠者的图像质量改善明显。

2.4能量多普勒成像(P D I )

PDI是彩色多普勒的一项新技术，它是在CDFI的基础上提取的第三种参数即信号强度，利用血流中单位面积下红细胞通过的数量以及信号振幅的大小进行彩色编码成像，受探测夹角的影响小，可以提高了血流检测的灵敏度， 对高速血流不产生信号混叠。C h u a 等［12］在对照PDI和CDFI对室间隔和肺静脉检查，认为PDI均比2DE及CDFI显示率高。因此，PDI在评估血流动力学时有着非常重要的作用，但也存在不能显示血流的方向和流速等缺点。

2.5三维超声心动图（3DE）

3DE相对 2DE是一个补充，3DE通过多普勒门控、 M 型门控或心动门控技术来确定胎儿心动周期的时相，选择特定的时相， 对感兴趣区选择几组横切面和矢状切面作三维重建和分析。而实时三维超声心动图是用三维矩阵容积探头任意扫查胎儿心脏，能对胎儿心脏容量进行较为准确的估测。

Meyer等［13］分别 应用3DE和2DE对先心病胎儿对照研究，认为三维成像是可行的，且能显示2DE无法获得的切面深部的心脏结构，从而为复杂的先心病提供了额外的诊断信息。Deng等［14］研究证实，实时三维成像可实时显示心脏结构的立体形态以及动态变化，显示出各结构与病变的毗邻位置与空间关系，及早对胎儿先心病作出诊断。

2.6 增强型能量多普勒成像（e- Flow）技术

e- Flow技术是一种新型血流成像技术，采用先进的复合脉冲发射技术，滤除噪音干扰，采用宽带接收同时，在自相干成像中加入了运动伪像抑制，并通过高速声束并行处理技术改善血流分辨率，真实地反映低速血流的灌注，有效控制彩色外溢，提高了时间和空间分辨率，使得血液和组织无混叠。刘琳等［15］应用 e-Flow 技术对胎儿不同切面的 4 支肺静脉进行观察，显示率100%。

2.7时间-空间相关成像(STIC)技术

时间-空间相关成像(STIC)技术从三维影像的电影回放中获得胎儿心脏的基本数据，获得 1 个由大量连续二维切面组成的三维资料。STIC技术能提供更多的观察心脏解剖结构的切面和信息,简化图像采集过程,减少对检查者经验的依赖。STIC技术有多种成像模式,包括重建模式、剖面模式、X线断层超声波成像模式(TUI模式)、容积分析模式(Volume analysis模式),且每一种模式都可以和彩色多普勒、能量多普勒、e-FLOW技术联合应用,根据不同的研究目的可以选择不同成像模式进行分析。［16］

2.7.1重建模式( Render 模式)

Render模式是应用二维图像进行三维重建，以全方位显示心脏结构，包括: 表面重建模式、反转重建模式、玻璃体重建模式。Yagel等[17]用表面重建模式联合CDFI准确定位胎儿室间隔缺损的空间方位,准确测量室缺的大小。Messing 等[18]应用反转重建模式联合计算机容积辅助自动测量技术( VOCAL) 研究认为STIC 技术中的反转重建模式是一种估测胎儿心室容积的更简便、重复性更好的方法。这种创新的方法[ 18.19]可能会增加心脏容积和功能的整体评估,并改善我们对心脏结构的认识,以及对心脏病变预后及严重程度的评估。

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、壁龛模式,此模式无需进行三维重建,它主要获取二维超声不能得到的冠状面的回声信息, 可以清楚地显示目标区域各个切面的形状与结构。刘涛等[20.21]应用多平面模式检查胎儿心脏,通过调节三维容积数据库, 72%~ 100%的心房、心室、大动脉以及大动脉连接在多平面模式下都具有可视性, 且图像的质量能够满足正常胎儿心脏解剖结构脱机分析的需要。最重要的是,在这一模式下可以获得室间隔的矢状切面,这一切面在常规二维超声不能轻易获得。

2.7.3 X 线断层超声波成像模式( TUI模式)

TUI模式是多平面成像模式的延伸发展,在这一模式下可查看容积中的平行分层图像, 包括T UI标准成像模式、V CAD 心脏模式, 此模式可自动生成胎儿心脏的多个视图，以便于诊断。TU RAN 等[ 22]运用STIC-TUI技术得出以下结论:1.融合影像联合彩色多普勒, 在初期妊娠检查先心病方面显示出极大的优势,可以获得早期妊娠胎儿心脏图像更精确的解剖结构。2.运用这一技术,从可辨认的四腔心开始,个体标志的显示率从89. 7%~ 99. 1% ,所有的结构在85%的患者全部显示。因而认为,对早妊的胎心STIC-TUI检查能够提供一个很好的描述。

2.7.4容积分析模式(Volume analysis模式)

Volume analysis 模式可以准确定量胎儿心腔容积，测量时不受被测结构的不规则形态的影响,有较高的准确性和可重复性。而其超声容积自动测量技术( sonography based automated volume count, SonoAVC) 能自动完成心室腔铸型及得出容积数值［23.24］。Rizzo 等[ 25]分别用虚拟器官计算机辅助容积测量技术( Vocal 技术) 和SonoAVC测量胎儿心室容积的可靠性,结果显示两者具有高度的相关性及可靠性。SonoAVC是估算胎儿心搏量的新方法, 有望迅速成为首选。Molina 等[26]的研究认为左右心室每分搏出量随孕周增加而增加,心室搏出量之比随孕周变化显著。

2.8速度向量成像(velocity vector imaging，VVI)技术

VVI是新近推出的研究心肌结构力学，分析局部心功能的新技术，它基于二维灰阶成像的原理，利用超声像素的空间相干、斑点追踪及边界追踪等技术，采集原始的二维像素的振幅及相应信息，运用一种实时心肌运动跟踪运算法，计算并以矢量方式显示局部心肌组织真实的活动方向、速度、距离、时相等。通过一种实时心肌运动跟踪运算法，跟踪每帧图像上的像素点，能在二维的高帧频灰阶图像上得到其运动速度和方向的变化曲线，对心肌组织在多个平面运动的结构力学进行量化分析，不依赖超声束与室壁的角度，不仅能同时提供心肌整体和各节段的心功能、容积变化曲线，还能观察各个部位心肌对射血分数的贡献度。国外部分学者利用VVI技术评价胎儿左室扭转运动的研究认为胎儿期心脏心肌带的存在与心脏扭转运动的产生有密切关系［27］。

3.胎儿超声心动图的临床价值

胎儿超声心动图检查的最终目的是提前告知并改善预后。有助于提前制定围产期治疗计划 ,避免新生儿诊断延误,避免可能的缺氧和酸中毒加重导致多器官功能衰竭和远期的神经损害,提高近期和远期生存率。意大利的一项多中心研究［28］分析了经治的847例胎儿先 天性心脏病患儿,其中29%终止妊娠,11%宫内死亡,余602例新生儿,只有45%生后存活18月以上。由于产前获知胎儿患有先天性心脏病使得终止妊娠成为可能的选择之一 ,正确的胎儿心脏畸形诊断及产前咨询极为重要。所以胎儿超声心动图检查目前是一项在高危人群中进行先天性心脏病产前筛查的有效方法。

4问题与展望

超声心动图是检测胎儿心脏畸形的一种可行、可靠、无创的方法，其价值得到了医学界的广泛认可。但胎儿超声心动图诊断的准确性受到孕妇体形、胎儿胎位、胎动、呼吸及检查者的经验等诸多因素影响。随着计算机技术的飞速发展, 通过提高图像的帧频和像素, 进而改善灰阶图像的质量, 更好地显示胎心血流, 通过与声学定量技术的结合, 更准确地实时显示胎心的结构、容量和功能。各种新技术的应用将使胎儿先天性心脏病的检出率大幅提高, 为医生和患者提供宝贵信息，对于早期正确处理和优生优育、提高人口素质具有重要的意义。