王　超，解麗梅

（中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院超聲科，遼寧 沈陽(yáng)　110004）

應(yīng)用iSTIC技術(shù)評(píng)估正常胎兒左心室室壁體積的研究

王超，解麗梅

（中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院超聲科，遼寧 沈陽(yáng)110004）

目的：探討iSTIC技術(shù)評(píng)估正常胎兒左心室室壁體積的可行性。方法：對(duì)124例孕20～36w正常胎兒進(jìn)行超聲心動(dòng)圖檢查，應(yīng)用Phillips iU22G4超聲診斷儀采集實(shí)時(shí)三維圖像，采用QLAB軟件Stacked contours方法，脫機(jī)手動(dòng)描記測(cè)量左心室舒張末期左心室整體體積和左心室容積數(shù)據(jù)，左心室整體體積減去左心室容積就得到舒張末期左心室室壁體積數(shù)據(jù)，應(yīng)用相關(guān)與回歸方法分析左心室室壁體積數(shù)據(jù)與孕周的關(guān)系，并采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（Intraclass correlation coefficient，ICC）分析觀察者內(nèi)和觀察者間的一致性。結(jié)果：去除圖像質(zhì)量較差的16例，共有108例正常單胎胎兒納入分析，胎兒左心室室壁體積數(shù)值與孕周之間有明顯曲線相關(guān)關(guān)系（P＜0.05），隨孕周增長(zhǎng)而增加。ICC評(píng)價(jià)觀察者內(nèi)的和觀察者間的重復(fù)性均較好（觀察者內(nèi)的ICC為0.978，95%可信區(qū)間0.947～0.991，觀察者間的ICC為0.927，95%可信區(qū)間0.825～0.970）。結(jié)論：iSTIC技術(shù)能夠準(zhǔn)確地評(píng)估正常胎兒的左心室室壁體積，方法簡(jiǎn)單可行、重復(fù)性較好，成為評(píng)估胎兒心臟發(fā)育的一種新方法。

心室；超聲檢查，多普勒，彩色；超聲檢查，產(chǎn)前

胎兒超聲心動(dòng)圖在對(duì)胎兒心臟發(fā)育的定量評(píng)估中起到重要作用。胎兒心臟結(jié)構(gòu)或功能的改變會(huì)影響室壁的體積變化，如左室致密化不全、左室肥大、妊娠期高血壓、妊娠期糖尿病等均會(huì)引起室壁肥厚、左室體積增大，連續(xù)動(dòng)態(tài)的對(duì)左心室室壁體積進(jìn)行定量測(cè)定能更好地了解胎兒心臟的生長(zhǎng)過(guò)程，并且，聯(lián)合其他指標(biāo)能更好地判斷疾病的發(fā)展、預(yù)后及采取干預(yù)的時(shí)機(jī)[1-2]。對(duì)于胎兒心臟容積的測(cè)量，過(guò)去常采用M型和二維超聲心動(dòng)圖的方法，但由于存在對(duì)心室形態(tài)的假設(shè)，因而影響其準(zhǔn)確性，而應(yīng)用實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖能直接測(cè)量胎兒心臟的容積能夠彌補(bǔ)二維超聲的這一不足。智能時(shí)間-空間相關(guān)成像技術(shù)（Intelligent spatiotemporal image correlation，iSTIC）是一種專(zhuān)用于胎兒心臟的實(shí)時(shí)三維技術(shù)，它應(yīng)用矩陣探頭快速采集胎兒心臟容積圖像，并可對(duì)三維數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理分析。本研究將應(yīng)用iSTIC技術(shù)獲得正常胎兒左心容積參數(shù)，計(jì)算出左心室室壁體積參數(shù)，評(píng)估其與孕周的相關(guān)性，以期對(duì)iSTIC技術(shù)在胎兒心臟容積定量評(píng)估中的應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1　資料與方法

1.1研究對(duì)象

2014年10月—2015年6月于我院行產(chǎn)前超聲檢查的正常胎兒，從中隨機(jī)抽取孕20～36w單胎妊娠，超聲證實(shí)胎兒生長(zhǎng)指標(biāo)與孕周相符、胎兒無(wú)結(jié)構(gòu)異常及染色體異常的胎兒124例，獲得孕婦知情同意后采集胎兒心臟實(shí)時(shí)三維成像，排除因各種原因?qū)е聢D像質(zhì)量較差的16例胎兒，最終108例圖像清晰者作為研究對(duì)象，平均孕齡為（27.6±4.1）周，孕婦年齡20～34歲，平均（27.2±3.0）歲。所有胎兒均進(jìn)行生后隨訪并證實(shí)確無(wú)先天性異常。

1.2儀器與設(shè)備

采用Phillips iU22G4超聲診斷儀，配有iSTIC技術(shù)，探頭選用X6-1矩陣探頭，頻率2～6MHz。容積數(shù)據(jù)脫機(jī)處理采用QLab定量分析軟件。

1.3檢測(cè)方法

1.3.1數(shù)據(jù)采集

孕婦取仰臥位，經(jīng)腹掃查，先顯示胎兒心臟標(biāo)準(zhǔn)四腔心切面，適當(dāng)放大圖像能清晰地顯示心內(nèi)膜和心外膜。在3D/4D模式下，啟動(dòng)iSTIC，采集時(shí)間為2 s，保存圖像以備后處理。

1.3.2左心室室壁體積的測(cè)量

啟動(dòng)QLab程序和Stacked contours方法，通過(guò)旋轉(zhuǎn)X、Y、Z軸使胎兒心臟心尖朝上，調(diào)節(jié)圖像的亮度和對(duì)比度，能清晰地顯示心內(nèi)膜和心外膜，然后手動(dòng)調(diào)節(jié)幀頻確定左室舒張末期，在左室舒張末期時(shí)左心室和心肌處于最為擴(kuò)張的狀態(tài)，將垂直相交軸線的中心定在左心室，然后，沿著左心室的長(zhǎng)軸的切面從心尖的頂端左心外緣至二尖瓣閉合處畫(huà)一條線，程序?qū)⒆詣?dòng)沿著這條線將左心分為7層，在短軸切面沿著每層的心外膜手動(dòng)描記，描記包括左室心肌和室間隔，在所有層的描記結(jié)束后，得到左心整體體積數(shù)據(jù)，接著沿著左心室的長(zhǎng)軸的切面從心尖的頂端左室心內(nèi)緣至二尖瓣閉合處畫(huà)一條線，同樣將左室分為7層，在短軸切面沿著每層的心內(nèi)膜手動(dòng)描記，描記過(guò)程中乳頭肌和肌小梁是包括在心內(nèi)膜邊緣，不算作左室容積，描記結(jié)束后得到左心室容積數(shù)據(jù)，左心整體體積減去左心室容積就得到舒張末期左心室室壁體積數(shù)據(jù)（見(jiàn)圖1，2）。

圖1　i STIC技術(shù)測(cè)量胎兒左心室舒張末期左心室整體體積?！igure 1. Fetalleftventricular end-dias to licper i pher alvo l umesmeasu red by i STICte chnique.　

圖2　i STIC技術(shù)測(cè)量胎兒左心室舒張末期左心室心腔容積。Figure 2. Fetalleftventricular end-dias to licinte r iorvol umesmea sur ed by i STICte chnique.

1.3.3重復(fù)性測(cè)量

隨機(jī)選擇20例研究對(duì)象由同一名觀察者在相隔一天再次采用盲法進(jìn)行測(cè)量，以評(píng)估觀察者內(nèi)的重復(fù)性。另一名觀察者在對(duì)測(cè)量結(jié)果未知的狀態(tài)下采用相同的方法測(cè)量20例研究對(duì)象舒張末期左心室室壁體積，以評(píng)估觀察者間的重復(fù)性。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)量資料數(shù)據(jù)以第5百分位數(shù)、第50百分位數(shù)和第95百分位數(shù)（P5、P50和P95）表示。應(yīng)用相關(guān)與回歸方法分析左心室壁體積數(shù)據(jù)與孕周的關(guān)系。采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（ICC）和95%置信區(qū)間評(píng)價(jià)兩名觀察者測(cè)量結(jié)果的可重復(fù)性。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2　結(jié)果

2.1正常胎兒左心室壁容積分析

將108例研究對(duì)象根據(jù)孕周分為4組：20w～23 w+6 d、24w～27w+6 d、28w～31w+6 d、32w～36w，四組胎兒左心室室壁體積測(cè)值（見(jiàn)表1）。

表1　正常胎兒各孕周左心室室壁體積（mL）

2.2相關(guān)性研究

胎兒左心室室壁體積數(shù)值隨孕周增長(zhǎng)而增加，與孕周之間有明顯的曲線相關(guān)關(guān)系（P＜0.05）（圖3）。

圖3　左心室室壁體積與孕周的相關(guān)關(guān)系。Figu re 3.　Correlation between left ventricular wall volumes and gestation age.

2.3可重復(fù)性研究

同一觀察者應(yīng)用iSTIC技術(shù)測(cè)量正常胎兒左心室室壁體積的重復(fù)性比較，結(jié)果顯示觀察者內(nèi)的ICC為0.978，95%可信區(qū)間：0.947～0.991。兩名觀察者間的重復(fù)性較好，觀察者間的ICC為0.927，95%可信區(qū)間：0.825～0.970。

3　討論

近幾年在評(píng)估胎兒心臟容積方面應(yīng)用較多的是STIC技術(shù)，STIC的原理是通過(guò)機(jī)械探頭獲取系列二維切面，并通過(guò)時(shí)間順序排列構(gòu)成連續(xù)的三維圖像。但目前STIC技術(shù)的主要尚不能在一個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)完成圖像的采集，圖像質(zhì)量容易受到胎動(dòng)等因素的影響，從而影響了進(jìn)一步數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性。智能時(shí)間-空間相關(guān)成像技術(shù)較傳統(tǒng)STIC技術(shù)具有一定的優(yōu)勢(shì)，iSTIC的原理是通過(guò)矩陣探頭聲束能夠多方向地實(shí)時(shí)地獲取連續(xù)的容積圖像，因此采集時(shí)間明顯縮短，僅為2 s，采集過(guò)程中幾乎不受胎兒運(yùn)動(dòng)偽影的影響，并且操作容易，降低對(duì)操作者技術(shù)的依賴(lài)性，圖像清晰也為操作者提高診斷信心[3-7]。

評(píng)估胎兒心室壁的體積對(duì)存在妊娠期糖尿病或糖尿病合并妊娠的孕婦來(lái)說(shuō)很重要，因其中有25% ～30%的胎兒有心肌肥厚的表現(xiàn)。在心肌肥厚的胎兒中，室間隔是最容易受到影響的，心室壁也會(huì)受到影響，尤其是左心室壁[8-10]。Barros等[11]應(yīng)用STIC技術(shù)聯(lián)合虛擬器官計(jì)算機(jī)輔助分析（VOCAL）程序?qū)φＬ海?0 w～33 w+6 d）心室壁的體積進(jìn)行測(cè)量以建立其正常值范圍，在胎兒存在先天性心臟病中得到驗(yàn)證，并且重復(fù)性很好，其研究得出的正常胎兒左心室室壁體積范圍20w（0.40～1.18 cm3）至33w6 d（1.97～8.28 cm3），同時(shí)得出左右心室室壁體積均與GA有很好的相關(guān)關(guān)系。Zhu等[12]利用兔心對(duì)iSTIC技術(shù)對(duì)左心室的容積和質(zhì)量評(píng)估的可行性和準(zhǔn)確性進(jìn)行了體外實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果證實(shí)了iSTIC技術(shù)能夠準(zhǔn)確地評(píng)估心臟模型左心室的容積和質(zhì)量，具有較好的重復(fù)性。Zhu等[13]還進(jìn)一步驗(yàn)證此技術(shù)在活體實(shí)驗(yàn)評(píng)估胎兒左心室的容積和質(zhì)量的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性，選擇與胎兒心臟相似的兔心作為研究對(duì)象，在活體兔開(kāi)胸的狀態(tài)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示此技術(shù)在活體實(shí)驗(yàn)也具有較好的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。本研究應(yīng)用此技術(shù)對(duì)胎兒左心室壁的體積測(cè)定也具有較好的可重復(fù)性。

Zheng等[2]與Bhat等[14]均有報(bào)道，胎兒期左心室舒張末期室壁質(zhì)量均大于收縮末期室壁質(zhì)量，其原因可能由于舒張末期心肌內(nèi)的血液占一小部分的量，因此在舒張末期和收縮末期左心室室壁體積是有差異的，需進(jìn)一步進(jìn)行研究。本研究在采集圖像的過(guò)程中，選擇心室舒張末期進(jìn)行測(cè)量，心室和心肌處于最大的拉伸狀態(tài)，便于識(shí)別，利于在后處理分析中準(zhǔn)確地進(jìn)行描記。Zheng[3]和Bhat[14]都認(rèn)為在描記的過(guò)程中，心內(nèi)緣包括乳頭肌和肌小梁，不算做心室的容積，而作為心室壁體積。因其屬于心室肌肉系統(tǒng)的一部分，乳頭肌和肌小梁結(jié)構(gòu)應(yīng)該包括在心室壁體積測(cè)量?jī)?nèi)，在圖像清晰地前提下準(zhǔn)確地進(jìn)行描記，因此圖像清晰是測(cè)量準(zhǔn)確的關(guān)鍵。

本研究的存在一定的局限性。首先樣本量較小，同時(shí)考慮到孕周小于20周胎兒心臟太小，孕周大于38周受胎兒體位以及羊水少等問(wèn)題影響，測(cè)量胎兒心臟容積有難度，因而孕周范圍僅限于20～38周的胎兒。因此需要增大樣本量對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的研究，來(lái)證實(shí)其準(zhǔn)確性。其次，由于胎兒磁共振開(kāi)展并不廣泛，因而缺乏其他影像資料的印證及體外或動(dòng)物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

總之，iSTIC技術(shù)作為一種較新的定量診斷技術(shù)能夠較為準(zhǔn)確地評(píng)估正常胎兒的左心室室壁體積，方法簡(jiǎn)單可行、重復(fù)性較好，對(duì)深入地了解胎兒心臟發(fā)育過(guò)程中室壁質(zhì)量的變化有所幫助，將成為定量評(píng)估胎兒心臟發(fā)育的有效手段之一。

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A study on left ventricular wall volume using intelligent spatiotem poral image correlation in normal fetuses

WANG Chao,XIE Li-mei
(Department of Ultrasound,Shengjing Hospital of China Medical University,Shenyang 110004,China)

Objective:To explore the feasibility of iSTIC in evaluation of left ventricular wall volumes in normal fetuses. Methods:Real Time three-dimensional echocardiography were performed in 124 normal fetuses from 20 to 36 weeks gestation with Phillips iU22G4 ultrasonic diagnostic instrument.The images were analyzed by QLAB software with Stacked contours method for measuring left ventricular end-diastolic interior volume and peripheral volume.The different value between interior volume and peripheral volume was the left ventricular wall volume.The correlation between fetal left ventricular wall volume and gestational age was analyzed.The intraclass correlation coefficient(ICC)was used to evaluate the agreement of inter-observer and intra-observer.Results:The iSTIC volumes of 16 fetuses were excluded from the study because of the poor image quality.There was a significant correlation between left ventricular wall volume and gestational age(P＜0.05).The reproducibility of intra-observer and inter-observer evaluated by ICC were better(ICC of intraobserver was 0.978,95%CI:0.947～0.991,ICC of interobserver was 0.927,95%CI:0.825～0.970).Conclusion:The iSTIC technique is a simple and feasible modality to determine the fetal left ventricular wall volumes in normal fetuses.This method may become a new way for evaluating fetal heart development.

Heart ventricles;Ultrasonography,Doppler,color;Ultrasonography,prenatal

R714.51；R445.2

A

1008-1062（2016）05-0363-04

2015-09-08；

2015-10-29

王超（1989-），女，遼寧普蘭店人，在讀碩士研究生。E-mail：wangchao527@163.com

解麗梅，中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院超聲科，110004。E-mail：xielm72@163.com

遼寧省科技廳科學(xué)技術(shù)計(jì)劃項(xiàng)目（2012225019）。