張穎，王彧，王美蓮

（中國(guó)醫(yī)科大學(xué)1.附屬盛京醫(yī)院超聲科，沈陽(yáng)110004；2.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院病原生物學(xué)教研室，沈陽(yáng)110122）

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三維容積超聲結(jié)合彩色多普勒技術(shù)在正常胎兒主動(dòng)脈弓和頭臂血管發(fā)出檢查中的應(yīng)用

張穎1，王彧1，王美蓮2

（中國(guó)醫(yī)科大學(xué)1.附屬盛京醫(yī)院超聲科，沈陽(yáng)110004；2.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院病原生物學(xué)教研室，沈陽(yáng)110122）

摘要目的探討二維及三維容積超聲結(jié)合彩色多普勒技術(shù)在顯示正常胎兒主動(dòng)脈弓及頭臂血管發(fā)出中的價(jià)值。方法隨機(jī)選擇2014年9月至2015年9月于中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院門(mén)診進(jìn)行常規(guī)產(chǎn)科超聲檢查的150例孕婦（150例正常胎兒）為研究對(duì)象。將胎兒按孕周分為19～22周、23～26周、27～30周、31～34周4組。胎兒矢狀面連續(xù)超聲檢查，觀察并計(jì)數(shù)主動(dòng)脈弓及頭臂血管；胎兒矢狀面采集心臟三維容積數(shù)據(jù)，同時(shí)開(kāi)啟彩色多普勒功能。利用圖像后處理軟件對(duì)容積數(shù)據(jù)分析重建，獲取胎兒主動(dòng)脈弓及頭臂血管的三維圖像，觀察并計(jì)數(shù)主動(dòng)脈弓及頭臂血管。比較兩種方法顯示主動(dòng)脈弓及頭臂血管情況。結(jié)果孕＜31周胎兒三維容積超聲較二維超聲能夠顯示更多的頭臂血管；而孕≥31周胎兒二維超聲明顯優(yōu)于三維容積超聲。結(jié)論利用二維超聲心動(dòng)圖對(duì)胎兒矢狀面行連續(xù)超聲檢查可有效顯示胎兒主動(dòng)脈弓及頭臂血管的發(fā)出。在孕周較小時(shí)，利用三維容積超聲結(jié)合彩色多普勒技術(shù)可更好地顯示胎兒主動(dòng)脈弓及頭臂血管的發(fā)出，且三維重建圖像直觀、立體，有助于理解心臟大血管的空間立體結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞胎兒；主動(dòng)脈弓；三維容積超聲；彩色多普勒

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胎兒心臟畸形的準(zhǔn)確診斷是目前產(chǎn)科超聲的研究熱點(diǎn)之一。隨著超聲醫(yī)師臨床經(jīng)驗(yàn)積累，越來(lái)越多的心臟畸形（較大的室間隔缺損、法洛四聯(lián)癥、右室雙出口、大動(dòng)脈轉(zhuǎn)位及共同動(dòng)脈干等）在孕期被篩查出來(lái)，但主動(dòng)脈弓及頭臂血管發(fā)出異常（主動(dòng)脈縮窄、主動(dòng)脈弓離斷及頭臂血管變異等）胎兒卻容易漏診。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)大多產(chǎn)前診斷中心應(yīng)用心臟多個(gè)橫斷面超聲檢查來(lái)篩查胎兒心臟畸形，可檢出絕大多數(shù)胎兒的先天性心臟疾病。但對(duì)于主動(dòng)脈弓及頭臂血管發(fā)出異常的胎兒來(lái)說(shuō)，橫斷面超聲檢查有一定的局限性。矢狀面超聲檢查可獲取主動(dòng)脈弓切面，于該切面上連續(xù)超聲檢查可明確頭臂動(dòng)脈的發(fā)出［1-3］。

三維容積超聲利用時(shí)空影像關(guān)聯(lián)（spatio-tempora1 image corre1ation，STIC）技術(shù)可獲取胎兒心臟及大血管的容積數(shù)據(jù)，通過(guò)后處理進(jìn)行合理切割可獲取無(wú)窮多的切面，甚至包含常規(guī)二維超聲所不能獲取的切面［4-7］。若采集三維數(shù)據(jù)時(shí)同時(shí)開(kāi)啟彩色多普勒顯像，則圖像重建后可獲取大血管的優(yōu)質(zhì)三維立體圖像。本研究與二維超聲進(jìn)行比較，評(píng)價(jià)三維容積超聲結(jié)合彩色多普勒技術(shù)在顯示正常胎兒主動(dòng)脈弓及頭臂血管發(fā)出的價(jià)值。

1　材料與方法

1.1研究對(duì)象

隨機(jī)選擇2014年9月至2015年9月盛京醫(yī)院門(mén)診常規(guī)產(chǎn)科超聲檢查的150例孕婦（150例正常胎兒）為研究對(duì)象。孕周19～34周，平均29.4周。孕婦年齡19～37歲，平均26.8歲，均為單胎妊娠，均無(wú)高血壓、糖尿病、腎病等疾病，均無(wú)先天性心臟病家族史。按胎兒孕周分為4組：19～22周（35例）、23～26周（40例）、27～30周（40例）、31～34周（35例）。

1.2儀器和方法

采用GE Vo1uson E8三維超聲診斷儀，配備三維容積探頭，頻率2～5 MHz。常規(guī)行胎兒超聲檢查，排除各種心外畸形。獲取胎兒縱斷面及心臟水平、上腹部水平橫斷面以確定胎兒內(nèi)臟及心臟位置正常。從四腔心切面向胎兒頭側(cè)連續(xù)超聲檢查，順次獲取左右心室流出道切面、三血管切面及三血管-氣管切面來(lái)排除胎兒心內(nèi)畸形。

矢狀面超聲檢查獲取胎兒主動(dòng)脈弓切面，以主動(dòng)脈弓為軸心輕微旋轉(zhuǎn)聲束，探查發(fā)出的頭臂血管，記錄顯示的頭臂血管數(shù)目。當(dāng)清晰地顯示主動(dòng)脈弓時(shí)，顯示血管計(jì)數(shù)值為1；若額外清晰顯示1條頭臂血管，計(jì)數(shù)為2；若額外顯示2條頭臂血管，計(jì)數(shù)為3；額外顯示3條頭臂血管，計(jì)數(shù)為4。

在獲取胎兒矢狀面切面基礎(chǔ)上，開(kāi)啟彩色多普勒，采集胎兒心臟三維容積數(shù)據(jù)。將幀頻設(shè)置為中或高，采集時(shí)間12.5～15 s，采集角度30°～45°。叮囑孕婦屏住呼吸，選擇無(wú)明顯胎動(dòng)時(shí)采集。圖像采集完畢后自動(dòng)以多平面的形式展現(xiàn)出來(lái)，并將獲取的容積數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

采用4D viewer 14.0對(duì)獲取的容積數(shù)據(jù)進(jìn)行脫機(jī)后處理。點(diǎn)擊“RENDER”進(jìn)行三維圖像重建，適當(dāng)添加偽彩、調(diào)節(jié)圖像亮度及對(duì)比度，適當(dāng)旋轉(zhuǎn)X軸、Y軸及Z軸角度，適當(dāng)調(diào)整B平面中取樣框的大小，以獲取清晰的主動(dòng)脈弓及頭臂血管的三維圖像。記錄主動(dòng)脈弓及所顯示的頭臂血管數(shù)目。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件，數(shù)據(jù)采用x±s表示，組間比較采用t檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)醫(yī)意義。

2　結(jié)果

矢狀面連續(xù)超聲檢查可顯示主動(dòng)脈弓及頭臂動(dòng)脈的發(fā)出（圖1），利用三維容積超聲并結(jié)合彩色多普勒技術(shù)所獲取的三維圖像則更加直觀、立體地顯示出主動(dòng)脈弓及頭臂血管的發(fā)出（圖2）。

圖1　二維超聲矢狀面超聲檢查結(jié)果Fig.1 The results by sagittal scans by two?dimensional echocardiography

結(jié)果顯示，27～30周胎兒二維超聲對(duì)主動(dòng)脈弓及頭臂血管顯示最佳，23～26周胎兒三維容積超聲對(duì)主動(dòng)脈弓及頭臂血管顯示效果最佳。與二維超聲比較，對(duì)＜31周胎兒三維容積超聲結(jié)合彩色多普勒技術(shù)能夠更好地顯示主動(dòng)脈弓及頭臂血管；≥31周胎兒三維法對(duì)主動(dòng)脈弓及頭臂血管的顯示效果顯著降低（P＜0.05），見(jiàn)表1。

3　討論

根據(jù)AIUM推薦的胎兒心臟診斷規(guī)范［8］，二維超聲心動(dòng)圖是胎兒心臟檢查中的重要部分，事實(shí)證明，單純二維超聲心動(dòng)圖可檢出絕大多數(shù)的胎兒心臟畸形，如較大的室間隔缺損、房室間隔缺損、圓錐動(dòng)脈干畸形（包括法洛四聯(lián)癥、大動(dòng)脈轉(zhuǎn)位、右室雙出口及共同動(dòng)脈干等）等。當(dāng)然，更加成熟的診斷思路及超聲檢查規(guī)范是正確篩查或診斷胎兒先天性心臟病的基石。從四腔心切面篩查、四腔心加雙流出道篩查，到現(xiàn)在最成熟的心臟四個(gè)水平橫斷面篩查法，胎兒先天性心臟病的檢出率得到了顯著提高。在心臟四水平橫斷面篩查法中，添加了對(duì)胎兒大動(dòng)脈水平的橫斷面超聲檢查，所以可檢出很多胎兒主動(dòng)脈及肺動(dòng)脈的畸形，具有重大的意義。但橫斷面超聲檢查有一定的局限性，一般依賴(lài)于在橫斷面上通過(guò)觀察主動(dòng)脈、肺動(dòng)脈及上腔靜脈的位置及排列關(guān)系、血管管徑的比例關(guān)系等因素來(lái)判定胎兒大血管有無(wú)異常，但是無(wú)法連續(xù)觀察具體某根血管的走行及分支。例如，在主動(dòng)脈弓縮窄的胎兒中，三血管切面及三血管-氣管切面可觀察到主動(dòng)脈內(nèi)徑較肺動(dòng)脈比例明顯減小，提示主動(dòng)脈弓縮窄的可能性，但很難判定狹窄是限局性還是累及整個(gè)主動(dòng)脈弓；對(duì)主動(dòng)脈弓離斷的胎兒，三血管-氣管切面不能觀察到主動(dòng)脈與肺動(dòng)脈的匯合提示主動(dòng)脈弓離斷的可能，但橫斷面超聲檢查的局限性不能連續(xù)觀察升主動(dòng)脈的走行及分支，因此無(wú)法具體判斷離斷的類(lèi)型。矢狀面的超聲檢查可很好地解決這個(gè)問(wèn)題。主動(dòng)脈及肺動(dòng)脈的長(zhǎng)軸近似在矢狀面上，在AIUM的診斷規(guī)范中提出可利用矢狀面超聲檢查觀察大動(dòng)脈水平的畸形。本研究提出利用矢狀面超聲檢查觀察正常胎兒主動(dòng)脈弓及頭臂血管的發(fā)出情況亦是強(qiáng)調(diào)矢狀面超聲檢查法在胎兒心臟畸形篩查中的重要性。結(jié)果證實(shí)，利用矢狀面連續(xù)超聲檢查可良好顯示胎兒主動(dòng)脈弓（各孕周平均檢出血管數(shù)＞1），并可顯示部分頭臂血管。

表1　二維及三維技術(shù)對(duì)正常胎兒主動(dòng)脈弓及頭臂血管顯示情況比較Tab.1 Comparison of two?dimensional and three?dimensional techniques for the display of the normal fetal aortic arch and the branches

圖2　三維容積超聲結(jié)合彩色多普勒獲取的三維重建圖像Fig.2　Identification by three?dimensional sonography together with color doppler

目前，STIC技術(shù)已在國(guó)內(nèi)大多產(chǎn)前診斷中心得到初步應(yīng)用。利用三維容積超聲和STIC技術(shù)可對(duì)胎兒心臟一次超聲檢查獲取的容積數(shù)據(jù)進(jìn)行不同角度的切割，理論上可獲取無(wú)數(shù)的診斷切面，包括某些常規(guī)二維超聲所不可能獲取的切面（如冠狀面）［9］。STIC技術(shù)有多種成像模式，各有不同的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。在采集容積數(shù)據(jù)同時(shí)開(kāi)啟其他輔助功能（B-f1ow、彩色多普勒或高分辨能量多普勒），則所獲取的容積數(shù)據(jù)將包含更多的血流信息，可用來(lái)重建三維圖像。前期研究［10］中已經(jīng)證實(shí)三維容積超聲結(jié)合B-f1ow技術(shù)可很好地顯示胎兒肺靜脈結(jié)構(gòu)。本研究則證實(shí)了利用三維容積超聲技術(shù)結(jié)合彩色多普勒可有效地顯示正常胎兒的主動(dòng)脈弓及頭臂血管的發(fā)出情況。同樣證明了在孕周較小的情況下，三維技術(shù)與二維技術(shù)相比可更好地顯示胎兒主動(dòng)脈弓及頭臂血管的發(fā)出，具有一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

容積數(shù)據(jù)的質(zhì)量直接影響到圖像后處理所獲取的三維重建圖像的質(zhì)量。數(shù)據(jù)采集時(shí)，儀器條件的設(shè)定十分重要，開(kāi)啟多普勒后，應(yīng)將彩色速度標(biāo)尺調(diào)至30～40 cm/s，并適當(dāng)降低二維增益以更好地顯示血流信息。同時(shí)，應(yīng)合理設(shè)定采集時(shí)間和角度，采集時(shí)盡量避開(kāi)胎兒肋骨聲影的干擾。儀器的幀頻最好設(shè)置為高，這樣采集的數(shù)據(jù)包含的信息量更多，重建效果好。采集時(shí)一定選擇無(wú)胎動(dòng)、胎兒心律規(guī)整時(shí)進(jìn)行，否則會(huì)有運(yùn)動(dòng)偽差。當(dāng)然，三維容積超聲也有一定局限性，在胎兒孕周較大時(shí)，采集容積數(shù)據(jù)時(shí)可能會(huì)受胎兒肋骨聲影影響較大，以至于影響容積數(shù)據(jù)的質(zhì)量，并導(dǎo)致所獲取的三維圖像質(zhì)量降低。這也是本研究中孕31周以上的胎兒三維顯示效果降低的重要原因。

本研究為前瞻性研究，利用二維超聲心動(dòng)圖對(duì)胎兒矢狀面行連續(xù)超聲檢查可簡(jiǎn)單、有效顯示胎兒主動(dòng)脈弓及頭臂血管的發(fā)出。在孕周較小時(shí)，利用三維容積超聲結(jié)合彩色多普勒技術(shù)可更好地顯示胎兒主動(dòng)脈弓及頭臂血管的發(fā)出，且三維重建圖像更直觀、立體，有助于理解心臟大血管的空間立體結(jié)構(gòu)，對(duì)于超聲醫(yī)生更好地理解正常及異常的大血管解剖起到了重要作用。

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（編輯武玉欣）

Applicationof Three-dimensional Sonographywith Color Dopplerin Detectionof Normal Fetal Aortic Archand Brachiocephalic Arteries

ZHANGYing1，WANGYu1，WANGMei1ian2
（1.Departmentof U1trasound，Shengjing Hospita1，China Medica1 University，Shenyang 110004，China；2.Departmentof Pathogenic Bio1ogy，Co11egeof Basic Medica1 Science，China Medica1 University，Shenyang110122，China）

AbstractObjective Toeva1uatethec1inica1significanceoftraditiona1two-dimensiona1 echocardiographyandthree-dimensiona1 vo1umesonographycombinedwithco1ordopp1erinthedetectionofnorma1feta1aorticarchandthebrachiocepha1icarteries. Methods Atota1of150norma1fetuses were enro11ed in the prospective study from September 2014 to September 2015 for routine obstetrica1 u1trasound .The fetuses were divided into four subgroups according to gestationa1 weeks 19 to 22，23 to 26，27 to 30，and 31 to 34. Sagitta1 scans were used to detect aortic arch and its branches. three-dimensiona1 vo1umedatasetswereacquiredatthesagitta1viewwhenopeningco1ordopp1erfunction.Three-dimensiona1 vo1umepost-ana1- ysis was performed to obtain the rendered images of aortic arch and the branches. The number of vesse1s were recorded by both two-dimensiona1 and three-dimensiona1 methods. Comparisons were made between these two methods in the visua1ization number of aortic arch and the brachiocepha1ic arteries. Results The three-dimensiona1 moda1ity was better than traditiona1 two-dimensiona1 method in visua1ization of more vesse1s before 31 gestationa1 weeks，whi1e the two-dimensiona1 method did a better work in the 1ate pregnancy. Conclusion It is possib1e and simp1e to identify feta1 aortic arch and brachiocepha1ic arteries by sagitta1 scans with two-dimensiona1 echocardiography. However，three-dimensiona1 vo1ume sonography combined with co1or dopp1er is better in disp1aying more vesse1s than two-dimensiona1 method in ear1y pregnancies. The beautifu1 three-dimensiona1 imagesarehe1pfu1inunderstandingthespatia1re1ationshipsofthegreatarteriesforobstetricsonographers.

Keywordsfeta1；aortic arch；three-dimensiona1 sonography；co1or dopp1er

中圖分類(lèi)號(hào)R71；R445.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼A

文章編號(hào)0258-4646（2016）06-0531-04

DOI：10.12007/j.issn.0258-4646.2016.06.013

基金項(xiàng)目：遼寧省科學(xué)技術(shù)計(jì)劃（2012225098）；沈陽(yáng)市科學(xué)技術(shù)計(jì)劃（F16-206-9-11）

作者簡(jiǎn)介：張穎（1975 -），男，副教授，博士.

收稿日期：2016-01-12