基于二維斑點追蹤技術制定妊娠28～39 周低風險胎兒心臟大小和形態的參考值范圍

朱 晨 須成杰 劉 芮 李 嫚 熊 鈺 項金蓮 任蕓蕓△

（1復旦大學附屬婦產科醫院超聲科， 2信息科， 3產科 上海 200011）

胎兒超聲心動圖以往多用于診斷先天性心臟病，近年來越來越多地用于評估胎兒心臟重塑［1］。心臟重塑是指心臟以結構、形態或功能的變化來適應損傷的過程［2］。正常胎兒心臟的大?。ㄩL徑、寬徑、面積）和形態（球形指數，sphericity index，SI）是診斷心臟結構和功能異常的基礎，對于評價心臟重塑至關重要。二維斑點追蹤超聲心動圖（speckle tracking echocardiography，STE）技術因具有無角度依賴的優勢而受到青睞。然而，使用成人STE 軟件分析胎兒心臟具有較大局限性而導致測量偏差［3］。專為胎兒心臟設計的STE 新技術——胎兒心臟定量分析技術（fetal heart quantitative technique，fetalHQ）能夠適應胎兒心臟體積小、心率快、無法連接心電圖的特點。國內外學者［4-6］已經嘗試使用該技術分析胎兒心臟參數。目前國內尚缺乏基于fetalHQ 制定的胎兒心臟大小和形態的參考值范圍，而前瞻性評價低風險胎兒心臟大小和形態是產前評估胎兒心臟重塑的重要依據。本研究旨在探討使用fetalHQ 測量胎兒心臟參數的具有較高可重復性的方法，并且制定妊娠28～39周的低風險胎兒心臟大小和形態的參考值范圍。

資 料 和 方 法

研究對象前瞻性收集2020 年5 月至2021 年7月在復旦大學附屬婦產科醫院建檔產檢并進行胎兒超聲心動圖檢查的孕婦相關資料。納入標準：（1）單胎妊娠28+0～39+6周；（2）末次月經明確且有超聲早孕期測量頭臀長記錄，如二者計算所得孕周不一致，則以頭臀長對應的孕周為準；（3）胎兒生長測量和超聲心動圖數據完整。排除標準：（1）存在心臟重塑風險，包括產前超聲診斷的胎兒結構畸形、染色體報告異常、人工輔助受孕、超聲檢查時孕婦患有糖尿病或高血壓；（2）超聲檢查時估測胎兒體重（estimated fetal weight，EFW）小于同胎齡的第10百分位數；（3）外院分娩且未能隨訪到妊娠結局。觀察起點是納入本研究的第一次超聲檢查時，觀察終點是分娩結束24 h。每個孕周至少收集22 例。同一隊列的研究流程在本團隊以往文獻中已有報道［7］。本研究經復旦大學附屬婦產科醫院倫理委員會批準（倫審2020-52、2021-167），所有研究對象均簽署知情同意書。

儀器與方法

常規胎兒生長徑線測量 使用GE Voluson E 10彩色多普勒超聲診斷儀，C2-9或C1-6經腹部探頭，頻率分別為2～9 MHz和1～6 MHz。按照ISUOG 指南標準［8］測量胎兒生長徑線，包括雙頂徑、頭圍、腹圍和股骨長度。采用Hadlock 公式計算EFW，采用INTERGROWTH-21st標準計算EFW 百分位數［9］。

fetalHQ 圖像獲取及分析 使用fetalHQ 軟件于標準四腔心切面（舒張末期）測量從心尖外緣至心底外緣的距離即四腔心長徑，心外緣最寬的距離即四腔心寬徑，并計算四腔心面積和整體球形指數（global sphericity index，GSI）=四腔心長徑/四腔心寬徑（圖1A）。于標準四腔心切面清晰顯示心內膜，使用fetalHQ 軟件依次描記左室收縮末期、左室舒張末期、右室收縮末期和右室舒張末期的心內膜，并自動計算左、右心室的舒張末期長徑、寬徑、面積［10］和24 節段SI［5］。fetalHQ 軟件自動將心室分割為24 個節段（圖1B）。節段SI=舒張末期心室長徑/對應節段心室寬徑。S1～S8 節段屬于基底段，S9～S16節段屬于中間段，S17～S24 節段屬于心尖段。左、右心室的舒張末期寬徑僅指心室S1節段的寬徑。

圖1 胎兒心臟大小和形態的測量Fig 1 Measurement of fetal cardiac size and morphology

重復一致性檢驗 比較兩位超聲醫師描記相同的30 例超聲心動圖視頻數據，以評估心臟測量參數（四腔心寬徑、長徑、面積、整體球形指數，以及左、右心室的長徑、寬徑、面積和24 節段球形指數）的組間可重復性；1 周后由年資較高的醫師再對這30 例視頻進行第2 次重復測量，與1 周前同一醫師的測量值對比，以評估上述心臟測量參數的組內可重復性。

統計學處理應用SPSS 26.0 統計軟件對數據進行分析，符合正態分布的計量資料以表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗；不符合正態分布的計量資料以M（Q1，Q3）表示。評價數據測量的可重復性使用組內/組間相關系數（intraclass correlation coefficients，ICC）。正態性檢驗采用Shapiro-Wilk檢驗。四腔心和心室大小的參數隨孕周變化的趨勢散點圖使用SPSS 的“重疊散點圖”功能制作。百分位數的計算采用SPSS 的“探索”功能，參考值范圍使用P5、P10、P50、P90和P95進行描述。P＜0.05 為差異有統計學意義。

結 果

研究對象人群特征共收集符合納入標準的單胎妊娠孕婦883 例，先排除EFW 小于同胎齡的第10 百分位數的213 例，余670 例。繼而排除孕婦患有高血壓57 例，糖尿病137 例，人工輔助受孕3 例，胎兒染色體異常2 例，外院分娩失訪18 例，最終獲得453 例進行數據分析。孕婦年齡中位數為30（28，33）歲，孕前BMI 中位數為20.5（19，22.3）kg/m2，產前BMI 中位數為25.6（23.7，27.9）kg/m2，其中初產婦353 例；超聲測量時的孕周32.5（31.2，36.1）周，估測胎兒體重中位數為2 028（1 684，2 518）g，估測胎兒體重百分位數的中位數為52.4%（29.8%，75.0%）；分娩孕周中位數為39（38，40）周，其中經陰道分娩297 例，足月產438 例；新生兒出生體重平均為（3 226.9±415.2）g，出生體重百分位數的中位數為46.7%（24.0%，75.1%），新生兒男女比例為1∶0.92，5 min Apgar 評分的中位數為9（9，9），小于胎齡兒38 例（8.4%），無NICU 病例。同一隊列的基線數據在本團隊以往文獻中已有報道［7］。

胎兒心臟大小隨孕周變化的規律四腔心的大?。ㄋ那恍牡氖鎻埬┢趯拸?、長徑和面積）均隨孕周增加而增大（r=0.717～0.775，P＜0.001，圖2），四腔心大小參數在晚孕期的百分位數參考值見表1。心室的大?。ㄗ?、右心室的舒張末期長徑、寬徑和面積）均隨孕周增加而增大（r=0.424～0.710，P＜0.001，圖3），左心室大小參數的百分位數參考值見表2，右心室大小參數的百分位數參考值見表3。

表1 四腔心舒張末期寬徑、長徑和面積的參考值范圍Tab 1 Reference ranges for end-diastolic diameter， length and area of the four-chamber view

表2 左心室舒張末期寬徑、長徑和面積的參考值范圍Tab 2 Reference ranges for end-diastolic diameter， length and area of the left ventricle

表3 右心室舒張末期寬徑、長徑和面積的參考值范圍Tab 3 Reference ranges for end-diastolic diameter， length and area of the right ventricle

圖2 低風險胎兒四腔心大小隨孕周變化趨勢的散點圖Fig 2 Scatterplots of four-chamber view size with gestational weeks in low-risk fetuses

圖3 低風險胎兒心室大小隨孕周變化趨勢的散點圖Fig 3 Scatterplots of ventricular size with gestational weeks in low-risk fetuses

胎兒心臟形態隨孕周變化的規律GSI 與孕周不存在相關性（r=0.011，P=0.811），GSI 的百分位數P5、P10、P25、P50、P75、P90和P95分別為1.03、1.06、1.11、1.17、1.25 和1.31。左心室的24 節段SI 與孕周不存在相關性（r=0.003～0.092，P=0.050～0.951）；右心室SI 的S7～S15 節段與孕周存在較弱的相關性（r=0.096～0.106，P=0.024～0.042），其余節段與孕周不存在相關性（r=0.005～0.091，P=0.053～0.923，表4）。

表4 左、右心室24 節段球形指數的參考值范圍Tab 4 Reference ranges for 24-segment spherical index of the left and right ventricles

低風險胎兒左、右心室的大小和形態比較左、右心室的大小比較：左心室的舒張末期長徑大于右心室，而舒張末期寬徑小于右心室，差異均有統計學意義（均P＜0.001），左心室舒張末期面積與右室比較差異無統計學意義（P=0.05，表5）。

表5 低風險胎兒的左心室和右心室的大小比較Tab 5 Left and right ventricular size in low-risk fetuses（）

表5 低風險胎兒的左心室和右心室的大小比較Tab 5 Left and right ventricular size in low-risk fetuses（）

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左、右心室的形態比較左心室S1～S19 節段的SI 大于右心室，而S22～S24 節段的SI 小于右心室，差異均有統計學意義（均P＜0.05），S20 和S21節段左、右兩心室的SI 比較差異無統計學意義（P=0.110，0.502，表6）。

表6 低風險胎兒左心室和右心室的24 節段球形指數比較Tab 6 Left and right ventricular 24-segmental sphericity index in low-risk fetuses（）

表6 低風險胎兒左心室和右心室的24 節段球形指數比較Tab 6 Left and right ventricular 24-segmental sphericity index in low-risk fetuses（）

SI： Spherical index； S： Segment.

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數據的可靠性胎兒四腔心寬徑、長徑、面積、整體球形指數，以及左、右心室舒張末期寬徑、長徑、面積和24 節段球形指數的組間ICC 為0.691～0.969，組內ICC 為0.721～0.980。詳見表7。

表7 fetalHQ 測量胎兒心臟參數的組間和組內重復性一致性檢驗Tab 7 Interobserver and intraobserver reproducibility for fetal cardiac measurements using fetalHQ

討 論

fetalHQ 是專門用于定量分析胎兒心功能的STE 新技術，它能夠基于二維胎兒四腔心切面動態圖像追蹤描記心內膜，并在描記全部完成之后自動生成心臟測量參數報告。超聲醫師在描記的同時無法看到全部結果，相當于“設盲”的效果，較傳統手工測量計算結果更加客觀。低風險胎兒是指排除了心臟重塑風險的胎兒［11］。制定低風險胎兒心臟大小和形態的參考值范圍，有利于為宮內評估胎兒心臟重塑提供對照標準。根據文獻報道，建立參考值范圍需要使用縱向隊列研究設計和100 例以上的總樣本量［12］，本研究符合要求。本研究中fetalHQ測量胎兒心臟參數的重復一致性檢驗結果顯示，胎兒四腔心寬徑、長徑、面積、整體球形指數，以及左、右心室舒張末期寬徑、長徑、面積和24 節段球形指數的組間ICC 為0.691～0.969，組內ICC 為0.721～0.980，均為良好至優秀，與以往研究［5，10］結果一致。

fetalHQ 可評估低風險胎兒心臟大小本研究胎兒四腔心和心室舒張末期大小均隨孕周的增加而增大。四腔心舒張末期大小與孕周的相關性較高（r均大于0.7），心室舒張末期大小與孕周相關性低于四腔心，其中左、右心室舒張末期長徑與孕周的相關性最低（r均小于0.5）。分析低風險胎兒四腔心面積百分位數發現，妊娠28 周的平均值為799.88 mm2，39 周為1 522.69 mm2。美國低風險人群同樣采用fetalHQ 分析所得妊娠28 周和39 周四腔心面積平均值分別為808.419 mm2和1 658.79 mm2［13］，湘雅二院的中國低風險人群采用手動畫橢圓描記心臟面積所得28 周和39 周的平均值分別為797.50 mm2和1 687.71 mm2［14］?？梢奻etalHQ 測量對于不同種族人群的可重復性也較好。本研究左心室舒張末期寬徑明顯小于右心室，而舒張末期面積與右心室無明顯差異。以往研究對于左、右心室寬徑和面積的對比結果也不一致，如DeVore 等［10］認為左心室舒張末期寬徑和面積均明顯大于右心室，而Schneider等［15］認為左心室舒張末期面積明顯小于右心室，Sharland 等［16］則認為左心室寬徑明顯小于右心室。本研究左心室舒張末期長徑明顯大于右心室，與DeVore 等［10］研究結果一致。心臟增大，尤其心室增大是心臟重塑［17］的表現之一，對于評價胎兒生長受限有重要意義。而Ebstein 畸形、肺動脈瓣狹窄、心肌病等胎兒異常［18］，也會出現左心室或者右心室面積的異常。因此準確評估低風險胎兒心臟大小的臨床意義重大。本研究獲取的低風險胎兒四腔心長徑、寬徑和面積的百分位數參考值，與美國研究使用相同分析軟件所得研究結果［13］相似。

fetalHQ 可評估低風險胎兒心臟形態GSI 可反映心臟整體形態，本研究發現其與孕周不存在相關性，其數值基本恒定，與以往研究［5，11］結果相似。本研究GSI 的P5為1.03，P95為1.33，均與DeVore［5］研究相似（P5為1.08，P95為1.39），而與另一項中國橫斷面研究［19］差異較大（P5為1.134，P95為1.458）。分析原因可能是由于后者在測量GSI 時，沒有把四腔心的感興趣區域局部清晰放大到屏幕的2/3，這對準確識別心外膜的測量邊界有一定影響。由此可見，測量標準不同造成的差異遠大于不同種族研究人群特征產生的差異。在疾病狀態下（如胎兒生長受限等），胎兒心臟可以通過心室重塑（改變心室大小或形態）來適應［20-21］。

臨床發現GSI 異常，仍需進一步探討心臟形態異常是源于心室還是心室的某個節段（如基底段、中間段或心尖段）的異?；蛘吣膫€更為顯著。因此，近年來國內外學者針對胎兒心室24 節段SI 做了一些回顧性研究和橫斷面研究，而本研究采用了證據等級更高的前瞻性隊列研究設計。24 節段SI 從S1 至S24 逐漸增大，心臟形態越靠近基底段越球形，而越靠近心尖段越狹長，符合正常心腔解剖結構的特點。左心室SI 的S1～S19 節段大于右心室，而S22～S24 節段小于右心室，差異均有統計學意義（均P＜0.05），S20 和S21 節段左、右心室比較差異無統計學意義。說明左心室的基底段和中間段比右心室狹長；而右心室心尖段游離緣越靠近心尖頂端越陡尖，左心室心尖頂端則相對圓鈍。李文綱等［4］對于24 節段SI 的橫斷面研究樣本量僅65 例，僅闡述了SI 與孕周的相關性，沒有對比左、右心室SI的差異，也沒有制定參考值范圍。本研究制定了低風險胎兒心臟24 節段SI 的參考值標準，對于進一步分析胎兒心臟重塑具有重要的臨床價值。

綜上所述，應用fetalHQ 新技術測量胎兒心臟參數具有較好的可重復性。本研究顯示胎兒心臟大小參數隨孕周增加而增加，而心臟球形指數基本恒定。本研究制定的妊娠晚期低風險胎兒心臟大小和形態的參考值標準，將為產前評價心臟重塑提供幫助。但本研究僅包含了單中心的妊娠28～39 周的胎兒心臟數據，體現的研究對象特征比較有限，今后需進一步收集中孕期胎兒心臟數據，以及聯合多個研究中心制定更加完善的參考值標準。

作者貢獻聲明朱晨 課題設計，數據收集，統計分析，論文撰寫和修改。須成杰 數據查閱和整理，制作圖表，論文修改。劉芮 數據查閱和整理，論文修改。李嫚，熊鈺 數據收集，論文修改。項金蓮 數據查閱，論文修改。任蕓蕓 課題設計和指導，數據質控，論文修改。

利益沖突聲明所有作者均聲明不存在利益沖突。