时间-空间相关成像技术测量妊娠期糖尿病胎儿心脏结构

赵 旭杨 娅 李嵘娟

时间-空间相关成像技术测量妊娠期糖尿病胎儿心脏结构

赵 旭1,2ZHAO Xu杨 娅2YANG Ya李嵘娟2LI Rongjuan

目的探讨时间-空间相关成像技术对妊娠期糖尿病胎儿心脏结构的测量价值。资料与方法选取血糖控制良好的妊娠期糖尿病孕妇胎儿33例，以正常妊娠孕妇胎儿119例作为对照组。运用时间-空间相关成像技术后处理获得M型图像，比较两组胎儿心室收缩末期和舒张末期内径、心室缩短分数、心室壁和室间隔收缩和舒张末期厚度。结果血糖控制良好的妊娠期糖尿病孕妇胎儿与正常妊娠胎儿左、右心室收缩末期和舒张末期内径差异无统计学意义（W=2392、2278、2344、2218,P＞0.05）；左、右心室壁收缩和舒张末期厚度差异无统计学意义（W=2103、2142.5、2041.5、2113.5,P＞0.05）；室间隔收缩末期和舒张末期厚度差异无统计学意义（W=2183、2336,P＞0.05）；左、右心室缩短分数差异亦无统计学意义（W=2218.5、2071,P＞0.05）。结论妊娠期糖尿病孕妇的血糖控制良好，胎儿的心脏结构和收缩功能影响不明显。

超声检查，产前；糖尿病，妊娠；胎儿心脏；超声心动描记术；时间-空间相关成像

妊娠期糖尿病（GDM）为妊娠期常见的合并症之一，约占糖尿病孕妇的80%～90%[1]。全世界每年患GDM的患者超过20万人[2]，其围生儿发病率和死亡率是正常妊娠的4倍[3]，给广大孕妇和家人带来了沉重的生理和心理负担。由于血糖升高多出现在孕中晚期，因此，发生胎儿心脏畸形的几率较小，但母体高血糖通过胎盘影响胎儿，可能导致胎儿心脏解剖结构和功能受损，进而影响胎儿的整体状况[4]。国内外有关GDM胎儿心脏结构变化的研究报道不多[5]，本研究运用时间-空间相关成像（STIC）技术后处理获得M型图像测量心脏径线，以探讨其在测量GDM孕妇胎儿心脏结构中的价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象 选取2011-06～12行胎儿超声心动图检查的GDM孕妇33例，纳入标准：单胎妊娠；胎儿大小与孕周相符；符合GDM诊断标准[6]。排除标准：妊娠前糖尿病，妊娠期糖耐量异常，合并其他病理因素的孕妇，胎儿结构畸形或染色体异常。选取同期119例正常妊娠孕妇胎儿作为对照组。

GDM组33例，孕周22.4～36.6周，平均（26.6±0.7）周；年龄22～41岁，平均（29.6±4.6）岁。对照组119例，孕周 21.5～36.4周，平均（26.1±0.5）周；年龄 21～39岁，平均（28.9±4.1）岁。两组孕妇年龄和孕周差异无统计学意义（P＞0.05）。

根据《妊娠合并糖尿病临床诊断与治疗推荐指南》[7]将GDM分为2级：A1级：空腹血糖＜5.8mmol/L，经饮食控制，餐后2h血糖＜6.7mmol/L；A2级：空腹血糖≥5.8mmol/L，或经饮食控制，餐后2h血糖≥6.7mmol/L，需加用胰岛素。本研究中GDM患者均经饮食控制，空腹血糖范围在3.7～5.6mmol/L，平均5.1mmol/L；餐后2h血糖范围在4.8～6.6mmol/L，平均6.3mmol/L，均为A1级，即血糖控制良好。

1.2 仪器与方法 采用GE Voluson E8彩色多普勒超声诊断仪，探头RAB 4-8-D，频率4～8MHz。孕妇取平卧位，询问孕妇末次月经和孕早期超声结果，以核对孕周。确定胎儿大小与孕周符合后，首先测量产科常规生长指标，包括胎儿双顶径、头围、腹围、股骨等。观察胎儿无异常后进行胎儿心脏超声检查。STIC数据采集具体方法：取胎儿满意四腔心切面，将图像放大，点击4D键，调整取样框位置和大小，尽量包括降主动脉、脊柱横断面等四腔心平面的完整胸廓内结构。根据胎儿孕周大小，容积扫描角度为20°～30°，采集时间为7.5～12.5s。在胎儿安静状态下，嘱孕妇屏气，按下start键，探头自动扫描，完成三维数据采集，并将图像存储于超声机内，将存储的三维STIC数据导入电脑。1.3 STIC后处理 运用4D View 10.0 STIC后处理软件将A、B、C平面的室间隔均调整为水平，点击STIC M键显示即出现A平面图像，点击New Line键（即M取样线），将之垂直于室间隔，于右侧即出现M型图像[8]，分别测量左右心室收缩及舒张末期内径、左右心室壁、室间隔舒张末期和收缩末期厚度，计算左右心室缩短分数（FS），FS=（心室舒张末期内径－心室收缩末期内径）/心室舒张末期内径（图1～3）。

图1 STIC后处理重建M型图像测量室间隔收缩末期和舒张末期厚度。箭示M型取样线的方向，自上而下的心脏结构。图2 STIC后处理重建M型图像测量左右心室收缩末期和舒张末期内径。箭示M型取样线的方向，自上而下的心脏结构。图3 STIC后处理重建M型图像测量左右心室壁收缩末期及舒张末期厚度。箭示M型取样线的方向，自上而下的心脏结构（LV：左心室；RV：右心室；IVS：室间隔；IVSS：室间隔收缩末期厚度；IVSD：室间隔舒张末期厚度；LEDVID：左心室舒张末期内径；LESVID：左心室收缩末期内径；REDVID：右心室舒张末期内径；RESVID：右心室收缩末期内径；LVWD：左心室壁舒张末期厚度；LVWS：左心室壁收缩末期厚度；RVWD：右心室壁舒张末期厚度；RVWS：右心室壁收缩末期厚度）

1.4 统计学方法 采用SAS 9.2软件，计量资料呈非正态分布，采用第5百分位数（P5）、第50百分位数（P50）和第95百分位数（P95）描述，组间差异比较采用Wilcoxon秩和检验，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

血糖控制良好的GDM孕妇胎儿与正常妊娠孕妇胎儿左、右心室收缩和舒张末期内径（W=2392、2278、2344、2218,P＞0.05）、心室壁收缩和舒张末期厚度（W=2103、2142.5、2041.5、2113.5,P＞0.05）、室间隔收缩和舒张末期厚度（W=2183、2336,P＞0.05）差异均无统计学意义。GDM孕妇胎儿和正常妊娠胎儿左右心室缩短分数比较，差异均无统计学意义 （W=2218.5、2071,P＞0.05）。见表1。

表1 妊娠期糖尿病组和对照组胎儿心脏结构和功能相关指标比较

3 讨论

3.1 GDM的发病机制 GDM是指在妊娠期间首次发现或发生的糖尿病[6]。我国GDM发病率为4.3%～5.1%[9]。妊娠是一种特殊而复杂的生理过程，为适应胎儿生长发育的需要，母体各系统均发生了相应的变化，器官负荷加大，代谢显著增加。由于多种激素的相互作用和代谢改变，使妊娠呈现出很强的致糖尿病倾向[10]，同时妊娠时期胎盘分泌的孕激素、雌激素、人体胎盘催乳素、泌乳素等对胰岛素均有拮抗作用，都可导致血糖升高而发生GDM[6]。

3.2 STIC成像原理 STIC技术是由容积探头的芯片进行较慢的单向扫描、自动容积采集，记录单个的三维数据。该容积内包含许多一帧一帧的二维图像，由于胎儿心脏小，容积扫描时的二维灰阶图像帧速很高，接近150帧/s，彩色多普勒超声图像的帧数接近30帧/s。容积采集后，超声仪器的特殊数学软件将对采集到的原始数据进行处理，检测心脏的收缩，计算胎心率。根据心脏收缩峰出现的时间点以及各点之间的时间间隔，系统进行内部触发，并根据空间-时间分布来组合二维图像。处于同一时间点的所有二维图像列为一组，按扫描顺序排列，形成该时间点的三维图像，即得到大概40个连续的容积，每一容积代表一个立体的心脏“快照”，这40个连续的容积代表一个完整的心动周期，可以以循环回放的方式显示。这些容积能够显示心动周期中任一时刻的心脏任一平面[11]。

3.3 STIC后处理获得M型图像的研究 M型超声心动图具有时间距离精确定位的特点。二维超声获得胎儿心脏M型图像由于局部放大受限和胎方位、胎动的影响，往往不能获得满意的M型超声图像。而STIC图像采集时胎儿为静止状态，去除了胎动的影响，而且其后处理技术可以较好地放大图像，数据分析不受时间限制，测量心腔径线较二维超声更为准确[8]。

Ren等[12]运用二维超声对169例正常妊娠胎儿和75例血糖控制良好的GDM孕妇胎儿研究发现，血糖控制良好的GDM孕妇胎儿的左、右心室壁及室间隔收缩和舒张末期厚度均大于正常妊娠胎儿。Jaeggi等[13]研究了45例血糖控制良好的妊娠糖尿病孕妇胎儿，同时以30例正常妊娠胎儿作为对照，运用M型超声测量胎儿室间隔厚度和左、右心室收缩和舒张末期内径，结果显示，血糖控制良好的妊娠糖尿病孕妇胎儿心脏室间隔厚度大于正常妊娠胎儿，而左、右心室舒张及收缩末期内径与正常妊娠胎儿无明显差异。本研究运用STIC后处理获得M型图像进行胎儿心脏径线测量，结果显示，血糖控制良好的GDM孕妇胎儿心室收缩和舒张末期内径、室间隔、左右心室壁收缩和舒张末期厚度均与正常妊娠胎儿无显著差异。与Ren等[12]、Jaeggi等[13]的研究结果不一致，分析其原因可能为Ren等研究的一部分对象是胰岛素治疗的血糖控制良好的GDM孕妇，Jaeggi等研究的对象均为胰岛素治疗的血糖控制良好的GDM孕妇，而本研究纳入对象均为饮食控制后血糖控制良好的GDM孕妇。本研究观察胎儿大小与孕周相符的GDM孕妇与正常妊娠孕妇胎儿心脏结构的变化，GDM可发生巨大儿，有关GDM巨大儿胎儿心脏功能情况有待于进一步研究。本研究GDM孕妇的样本量偏小，还需扩大样本研究。

3.4 STIC的优势与不足 STIC图像帧频高、时间分辨率高，减少了对操作者技术的依赖性，可缩短胎儿心脏检查时间，可以远程分析容积数据等[11]。其不足在于：肋骨声影、胎儿大幅度随机运动、心率快速不规则变化、孕妇腹壁厚、羊水过少等均会影响成像的质量。

近年来，STIC技术已较多应用于胎儿心脏结构检查及诊断[14]，为无创性检查胎儿心脏提供了一个全新的视角。STIC在GDM孕妇胎儿心脏的应用价值还需大样本、多中心的前瞻性研究进一步证实。相信随着研究的逐步深入，STIC技术在胎儿心脏超声，特别是高危妊娠孕妇胎儿心脏超声领域将有着良好的应用前景。

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Detection of Structure of Fetal Heart in Gestational Diabetes Mellitus Pregnancies by Using Spatio-temporal Image

PurposeTo investigate the value of spatio-temporal image correlation(STIC) in detecting the structure of fetal heart in gestational diabetes mellitus (GDM)pregnancies.Materials and MethodsThirty-three fetuses of well controlled GDM pregnancies and 119 normal pregnancies were enrolled. M mode was obtained with processing of STIC. The diastolic and systolic inner diameters of ventricular chamber,the thickness of end diastolic and systolic of ventricular wall, and interventricular septal were measured. The short fraction of ventricle was calculated.ResultsThere was no difference in diastolic and systolic inner diameters of ventricular chamber between GDM group and normal group (W=2392, 2278, 2344, 2218,P＞0.05), as well as the short fraction of ventricle (W=2218.5, 2071,P＞0.05), the thickness of end diastolic and systolic of ventricular wall (W=2103, 2142.5, 2041.5, 2113.5,P＞0.05)and interventricular septal (W=2183, 2336,P＞0.05).ConclusionThere is no difference in structure and systolic function of fetal heart between GDM group and normal group if blood glucose is well controlled.

Ultrasonography, prenatal; Diabetes, gestational; Fetal heart;Echocardiography; Spatio-temporal image correlation

10.3969/j.issn.1005-5185.2012.12.012

1.民航总医院妇产科 北京 100123

2. 首都医科大学附属北京安贞医院超声科北京 100029

杨 娅

Department of Ultrasound, Beijing Anzhen Hospital, Capital Medical University, Beijing 100029, China

Address Correspondence to：YANG YaE-mail： yang6452@126.com

首都医学发展科研基金重点支持项目（2007—2057）。

中国图书资料分类法分类号R714.256；R445.1

2012-06-07

2012-11-11

中国医学影像学杂志2012年 第20卷 第12期：920-923

Chinese Journal of Medical Imaging 2012 Volume 20(12)： 920-923

（责任编辑 张春辉）