時間-空間相關成像技術聯(lián)合組織多普勒成像技術評價臍繞頸胎兒右心功能

張力維，王義成，楊瑞敏，劉云春，劉宏強，羅兵，程志華

河北北方學院附屬第一醫(yī)院 a.超聲醫(yī)學科；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指標的變化[3-4]，而對于臍繞頸導致胎兒心功能改變的報道相對較少。將時間—空間相關成像（Spatiotemporal Image Correlation，STIC）技術及組織多普勒成像（Tissue Doppler Imaging，TDI）技術聯(lián)合應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中尚未見報道。本研究結(jié)合上述兩種技術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，從而指導臨床醫(yī)生早期進行干預，預防不良妊娠結(jié)局的發(fā)生，達到優(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)計學意義。所有孕婦均為單胎妊娠，平素月經(jīng)規(guī)律，有準確的停經(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。每個病例均有詳細的隨訪記錄。實驗過程已通過我院倫理委員會批準，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設條件，多切面對胎兒心臟進行掃查，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，進入STIC模式，對取樣框的位置及大小進行調(diào)節(jié)以優(yōu)化切面，設置采集條件：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，否則需要重新進行采集。儲存采集成功的數(shù)據(jù)，通過后處理技術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）及右心室射血分數(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技術測量B組胎兒右心室舒張末期容積

圖2 STIC技術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（舒張早期峰）、Aa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＋IRT）/ET 進行計算，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)計分析

SPSS 22.0統(tǒng)計學軟件包用于對所有數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，計量資料以均數(shù)±標準差（±s）表示，計量資料比較采用方差分析，P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

圖3 TDI技術獲得B組胎兒三尖瓣環(huán)運動頻譜

圖4 TDI技術獲得對照組胎兒三尖瓣環(huán)運動頻譜

2 結(jié)果

2.1 STIC技術測量右心室各參數(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)計學意義（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)計學意義（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)計學意義（P<0.05），見表1。

表1 三組胎兒STIC技術測量右心室各參數(shù)比較（±s）

表1 三組胎兒STIC技術測量右心室各參數(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)計學意義（P<0.05）；B組胎兒右心室Ea、Aa、Ea/Aa與A組相比，差異無統(tǒng)計學意義（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)計學意義（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)計學意義（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，當臍繞頸過緊時可造成胎兒的營養(yǎng)及氧氣的供應障礙，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)生不及時進行干預，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，指導臨床醫(yī)師選擇合適的分娩時機，對圍產(chǎn)醫(yī)學有非常重要的意義。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)及前后負荷的影響，可重復性及準確性均較差[6-9]。

STIC技術是近年來出現(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關系，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)過后處理技術可用于評估胎兒心臟的收縮功能。國內(nèi)已有學者將STIC技術應用于正常胎兒、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)外較多學者研究表明STIC技術測量正常胎兒及先天性心臟病胎兒心室容積的可重復性及準確性均較高[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)計學意義，說明臍繞頸一周時胎兒發(fā)揮自身代償機制，從而保護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技術直接提取來自心肌運動的平移信號，可以對三尖瓣環(huán)的心肌運動速度進行定量及定向的分析，已有學者證實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)計學意義；B組胎兒右心室Ea、Aa、Ea/Aa與A組相比，差異無統(tǒng)計學意義。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)計學意義，B組胎兒右心室Tei與對照組及A組相比增大，差異有統(tǒng)計學意義，提示臍繞頸時胎兒的整體心功能受到影響。

STIC技術可評估臍繞頸胎兒右心收縮功能，TDI技術可評估臍繞頸胎兒右心舒張功能及整體心功能，與以往報道不同之處在于本實驗將兩種技術相結(jié)合，全面評價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，運用STIC技術進行心室容積測量時，心內(nèi)膜面無法準確描記，最終導致心室收縮功能的測量誤差較大，所以在本實驗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格要求多普勒取樣線與房室環(huán)運動方向夾角小于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，只用一種方法進行心功能的評價是不全面的、不客觀的，而將STIC技術與TDI技術聯(lián)合應用可達到相互補充的目的。隨著計算機技術的不斷發(fā)展，兩種技術將能被更多的應用于不同病理狀態(tài)下胎兒心功能的評價中，有望在臨床工作中發(fā)揮更大價值。