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中华医学超声杂志（电子版）

中华医学超声杂志（电子版） ›› 2024, Vol. 21 ›› Issue (10) : 950 -958. doi: 10.3877/cma.j.issn.1672-6448.2024.10.004

妇产科超声影像学

胎儿心脏超声定量多参数对主动脉缩窄胎儿心脏结构及功能的诊断价值
戴飞1,2, 赵博文1,†(), 潘美1, 彭晓慧1, 陈冉1, 田园诗1, 狄敏1   
  1. 1.310016 杭州，浙江大学医学院附属邵逸夫医院超声科 浙江省胎儿心脏超声诊断技术指导中心 浙江大学邵逸夫临床医学研究所
    2.311225 杭州市第九人民医院超声科
  • 收稿日期:2024-07-03 出版日期:2024-10-01
  • 通信作者: 赵博文
  • 基金资助:
    国家重点研发计划项目(2023YFC2705701)浙江大学科学技术研究院一般横向项目(校合-2021-KYY-518053-0055)

Value of multiple fetal echocardiographic quantitative parameters in assessing heart structure and function in fetuses with coarctation of the aorta

Fei Dai1,2, Bowen Zhao1,†(), Mei Pan1, Xiaohui Peng1, Ran Chen1, Yuanshi Tian1, Ming Di1   

  1. 1.Department of Diagnostic Ultrasound & Echocardiography，Sir Run Run Shaw Hospital，Zhejiang University College of Medicine，Technical Guidance Center for Fetal Echocardiography of Zhejiang Province & Sir Run Run Shaw Institute of Clinical Medicine of Zhejiang University，Hangzhou 310016，China
    2.Department of Ultrasound，Hangzhou No.9 People's Hospital，Hangzhou 311225，China
  • Received:2024-07-03 Published:2024-10-01
  • Corresponding author: Bowen Zhao
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引用本文：

戴飞, 赵博文, 潘美, 彭晓慧, 陈冉, 田园诗, 狄敏. 胎儿心脏超声定量多参数对主动脉缩窄胎儿心脏结构及功能的诊断价值[J]. 中华医学超声杂志（电子版）, 2024, 21(10): 950-958.

Fei Dai, Bowen Zhao, Mei Pan, Xiaohui Peng, Ran Chen, Yuanshi Tian, Ming Di. Value of multiple fetal echocardiographic quantitative parameters in assessing heart structure and function in fetuses with coarctation of the aorta[J]. Chinese Journal of Medical Ultrasound (Electronic Edition), 2024, 21(10): 950-958.

目的

探讨胎儿心脏定量分析（fetal HQ）技术联合其他胎儿心脏定量多参数在评估主动脉缩窄（CoA）胎儿心脏结构及功能中的应用价值。

方法

选取2022年1月至2023年1月在浙江大学医学院附属邵逸夫医院超声科行胎儿超声心动图检查疑诊CoA的50例胎儿作为研究对象，将分娩后门诊随访确诊为CoA的胎儿纳入CoA组（18例），将门诊随访明确为CoA假阳性的纳入对照组（32例）。比较2组胎儿的整体心血管参数包括左心室面积变化率（LVFAC）、LVFAC Z-评分、左心室整体纵向应变（LVGLS）、右心室整体纵向应变（RVGLS）、右心室面积/左心室面积（RVA/ LVA）、主动脉峡部内径（AI）及其Z评分（AI Z-评分）、主动脉峡部内径/降主动脉内径（AI/DAO）、主肺动脉内径/升主动脉内径（MPA/AAO）；比较2组左、右心室24节段的舒张末期横径（ED）、ED Z-评分、短轴缩短率（FS）、FS Z-评分、球形指数（SI）、SI Z-评分。应用多因素Logistic回归分析CoA的独立危险因素；采用ROC曲线分析LVFAC、LVFAC Z-评分、AI及三者联合对胎儿CoA的诊断效能。采用组内相关系数（ICC）判断观察者内及观察者间测量参数的一致性。

结果

CoA组胎儿的RVA /LVA、MPA/AAO明显高于对照组，LVFAC、LVFAC Z-评分、LVGLS、RVGLS、AI、AI Z-评分、AI/DAO明显低于对照组（P＜0.05）；CoA组左心室第1节段的ED Z-评分显著低于对照组（P＜0.05），左心室第4～8节段的FS、FS Z-评分均显著高于对照组（P＜0.05）。LVFAC、LVFAC Z-评分、AI是CoA的独立危险因素（P＜0.05）；LVFAC、LVFAC Z-评分、AI及三者联合的ROC曲线下面积分别为0.989（0.969 ～ 1.000）、0.966（0.922 ～ 1.000）、0.785（0.731 ～ 0.859）和0.997（0.987 ～ 1.000）。观察者内及观察者间测量胎儿各参数的ICC为0.90～0.99。

结论

fetal HQ联合其他胎儿心脏定量多参数能够有效评估CoA胎儿心脏结构、大小及功能改变，为进一步提高CoA胎儿诊断准确性提供参考信息。

关键词: 胎儿, 主动脉弓缩窄, 胎儿心脏定量分析技术, 超声心动图, 先天性心脏病

Objective

To evaluate the value of fetal heart quantitation （fetal HQ） combined with other multiple fetal echocardiographic quantitative parameters in evaluating heart structure and function in fetuses with coarctation of the aorta （CoA）.

Methods

Fifty fetuses suspected of having CoA who underwent fetal echocardiography at the Department of Diagnostic Ultrasound & Echocardiography， Sir Run Run Shaw Hospital， Zhejiang University College of Medicine from January 2022 to January 2023 were selected as the study subjects. The fetuses diagnosed with CoA in the outpatient follow-up after delivery were included in a CoA group （18 cases）， and those with false-positive results as demonstrated during outpatient follow-up were included in a control group （32 cases）. Overall cardiovascular parameters of the two groups of fetuses were compared， including left ventricular fractional area change （LVFAC）， LVFAC Z-score， left ventricular global longitudinal strain （LVGLS）， right ventricular global longitudinal strain （RVGLS）， right ventricular area （RVA）/left ventricular area （LVA） ratio， aortic isthmus inner diameter （AI） and its Z score （AI Z-score），aortic isthmus inner diameter/descending aorta inner diameter ratio （AI/DAO ratio）， main pulmonary artery inner diameter/ascending aorta inner diameter ratio （MPA/AAO ratio）. The end diastolic transverse diameter（ED）， ED Z-score， short axis shortening rate （FS）， FS Z-score， sphericity index （SI）， and SI Z-score of the 24 segments of the left and right ventricle were also compared between the two groups. Multivariate Logistic regression analysis was performed to identify risk factors for CoA. Receiver operating characteristics（ROC） curve analysis was performed to test the diagnostic efficacy of LVFAC， LVFAC Z-score， AI， and the combination of the three for fetal CoA. Within-group correlation coefficients （ICCs） were used to judge the consistency of measured parameters within and between observers.

Results

LVFAC， LVFAC Z-score，LVGLS， RVGLS， AI， AI Z-score， and AI/DAO ratio were significantly lower in the CoA group than in the control group， while RVA /LVA ratio and MPA/AAO ratio of fetuses in the CoA group were significantly higher than those of the control group （P＜0.05）. The ED Z-score of the first segment of the left ventricle in the CoA group was significantly lower than that of the control group （P＜0.05）， and the FS Z-scores of the fourth to eighth segments of the left ventricle were significantly higher than those of the control group （P＜0.05）. LVFAC， LVFAC Z-score， and AI were identified to be risk factors for CoA （P＜0.05）. The area under the ROC curve values of LVFAC， LVFAC Z-score， AI， and their combination for diagnosing fetal CoA were 0.989 （0.969 ～ 1.000）， 0.966 （0.922 ～ 1.000）， 0.785 （0.731 ～ 0.859）， and 0.997 （0.987 ～ 1.000），respectively. The ICCs for intra-observer and inter-observer measurements of various fetal parameters ranged from 0.90 to 0.99.

Conclusion

Fetal HQ combined with other multiple fetal echocardiographic quantitative parameters can effectively evaluate the changes of heart structure， size， and function in fetuses with CoA，providing reference information for improving prenatal detection of CoA.

Key words: Fetus, Coarctation of the aorta, Fetal heart quantification, Echocardiography, Congenital heart disease
图1 超声心动图fetal HQ图像数据采集。图a为三尖瓣环收缩期位移的测量；图b为心室舒张末期测量心脏纵径和横径，计算面积、整体球形指数；图c为M模式下确定收缩舒张节点；图d为描迹心室收缩末期心内膜面；图e为描迹心室舒张末期心内膜面；图f为fetal HQ自动计算出各项参数并显示结果
表1 CoA组与对照组胎儿整体心血管参数比较（）
参数 CoA组（n=18） 对照组（n=32） t值 P值
年龄（岁） 31.56±3.94 29.75±3.90 1.569 0.123
孕龄（周） 28.39±4.91 28.28±3.55 0.091 0.928
TAPSE（mm） 7.40±0.86 7.09±0.57 1.532 0.132
纵径（mm） 35.92±7.73 36.54±6.68 0.298 0.767
横径（mm） 30.83±7.67 30.32±5.06 0.283 0.778
面积（mm2） 894.65±418.50 891.54±296.56 0.031 0.976
面积Z评分 0.02±1.15 0.05±1.16 0.088 0.930
GSI 1.18±0.12 1.21±0.13 0.805 0.425
SI Z评分 -0.53±1.18 -0.20±1.30 0.890 0.378
EF（%） 57.67±9.64 53.56±5.59 1.914 0.061
EF Z-评分 -0.63±1.44 -1.22±0.80 1.869 0.068
LVFAC（%） 35.82±2.90 44.94±2.68 -11.20 ＜0.001
LVFAC Z-评分 -0.48±1.51 -1.19±0.81 -8.955 ＜0.001
CO（mL/min） 103.21±96.62 103.56±51.58 0.017 0.987
CO Z-评分 -0.70±1.53 -0.91±0.70 0.666 0.509
LVGLS（%） 20.91±3.69 23.66±4.42 2.235 0.030
RVFAC（%） 35.82±10.93 37.59±4.85 0.792 0.432
RVFAC Z-评分 -1.14±2.15 -0.78±1.13 0.779 0.440
RVGLS（%） 20.87±3.40 22.72±2.32 2.282 0.027
RVW/LVW 1.51±0.39 1.38±0.26 1.413 0.164
RVL/LVL 0.01±0.02 0.01±0.03 0.000 1.000
RVA/LVA 1.76±0.77 1.38±0.44 2.228 0.030
AO 3.72±1.08 3.87±1.08 0.471 0.639
AO Z-评分 -1.71±1.61 -1.31±1.48 0.889 0.378
AAO（mm） 3.95±1.31 4.13±0.94 0.563 0.576
AAO Z-评分 -2.41±1.72 -1.86±1.32 1.266 0.211
AI（mm） 1.88±0.51 2.24±0.58 2.197 0.033
AI Z-评分 -4.32±1.12 -3.30±1.10 3.127 0.003
AI/AAO 0.48±0.15 0.54±0.09 1.773 0.083
AI/DAO 0.43±0.09 0.59±0.12 4.923 ＜0.001
AI/AO 0.53±0.15 0.59±0.10 1.695 0.096
MPA/AAO 1.79±0.31 1.57±0.34 2.265 0.028
表2 CoA组与对照组胎儿左心室24节段ED Z-评分比较（）
组别 例数 EDZ1 EDZ2 EDZ3 EDZ4 EDZ5 EDZ6 EDZ7 EDZ8
CoA组 18 -0.77±1.17 -0.61±1.19 -0.44±1.25 -0.28±1.33 -0.23±1.27 -0.18±1.34 -0.17±1.41 -0.21±1.49
对照组 32 -0.06±1.15 -0.03±1.10 0.02±1.06 0.05±1.02 0.04±0.93 0.03±0.96 0.00±0.98 -0.05±1.01
t值 2.083 1.738 1.381 0.983 0.862 0.642 0.501 0.452
P值 0.043 0.088 0.174 0.330 0.393 0.524 0.618 0.653
组别 例数 EDZ9 EDZ10 EDZ11 EDZ12 EDZ13 EDZ14 EDZ15 EDZ16
CoA组 18 -0.28±1.56 -0.38±1.61 -0.48±1.65 -0.57±1.68 -0.63±1.70 -0.64±1.70 -0.64±1.70 -0.66±1.68
对照组 32 -0.11±1.02 -0.17±1.01 -0.22±0.99 -0.28±0.96 -0.34±0.92 -0.41±0.87 -0.50±0.83 -0.59±0.81
t值 0.466 0.568 0.698 0.779 0.786 0.635 0.392 0.199
P值 0.643 0.573 0.488 0.439 0.436 0.529 0.697 0.843
组别 例数 EDZ17 EDZ18 EDZ19 EDZ20 EDZ21 EDZ22 EDZ23 EDZ24
CoA组 18 -0.73±1.67 -0.87±1.65 -1.05±1.62 -1.19±1.54 -1.27±1.44 -1.31±1.37 -1.32±1.33 -1.33±1.30
对照组 32 -0.71±0.83 -0.87±0.89 -1.02±0.99 -1.13±1.08 -1.17±1.15 -1.19±1.18 -1.19±1.20 -1.19±1.21
t值 0.057 0.000 0.081 0.161 0.269 0.326 0.354 0.382
P值 0.955 1.000 0.935 0.872 0.789 0.746 0.725 0.704
表3 CoA组与对照组胎儿左心室24节段FS比较（）
组别 例数 FS1 FS2 FS3 FS4 FS5 FS6 FS7 FS8
CoA组 18 15.01±12.94 17.68±10.29 20.08±9.19 22.22±9.26 24.09±9.56 25.71±9.53 27.05±9.35 28.03±9.31
对照组 32 12.90±11.01 14.31±9.30 15.63±8.11 16.92±7.43 18.23±7.12 19.63±7.02 21.08±7.13 22.54±7.38
t值 0.611 1.184 1.775 2.214 2.465 2.580 2.537 2.296
P值 0.544 0.242 0.082 0.032 0.017 0.013 0.014 0.026
组别 例数 FS9 FS10 FS11 FS12 FS13 FS14 FS15 FS16
CoA组 18 28.57±9.39 28.59±9.45 28.26±9.62 27.83±10.08 27.59±10.74 27.80±11.31 28.32±11.76 28.91±12.16
对照组 32 23.92±7.64 25.15±7.86 26.23±8.12 27.19±8.41 28.08±8.58 28.93±8.64 29.68±8.87 30.22±9.39
t值 1.901 1.381 0.794 0.240 0.177 0.397 0.462 0.425
P值 0.063 0.174 0.431 0.811 0.860 0.693 0.646 0.673
组别 例数 FS17 FS18 FS19 FS20 FS21 FS22 FS23 FS24
CoA组 18 29.34±12.57 29.40±13.22 29.15±14.49 28.72±16.33 28.24±18.30 27.88±19.83 27.64±20.85 27.51±21.43
对照组 32 30.44±9.99 30.27±10.54 29.76±11.46 29.06±12.94 28.36±14.67 27.83±16.12 27.49±17.13 27.29±17.72
t值 0.340 0.255 0.164 0.081 0.025 0.010 0.027 0.039
P值 0.735 0.799 0.870 0.936 0.980 0.992 0.978 0.969
表4 CoA组与对照组胎儿左心室24节段FS Z-评分比较（）
组别 例数 FSZ1 FSZ2 FSZ3 FSZ4 FSZ5 FSZ6 FSZ7 FSZ8
CoA组 18 -0.39±1.54 -0.15±1.26 0.07±1.16 0.23±1.21 0.37±1.24 0.42±1.21 0.36±1.22 0.21±1.27
对照组 32 -0.64±1.31 -0.56±1.14 -0.49±1.02 -0.46±0.97 -0.39±0.92 -0.35±0.89 -0.41±0.93 -0.54±1.01
t值 0.608 1.175 1.774 2.207 3.217 2.575 2.508 2.295
P值 0.546 0.246 0.082 0.032 0.002 0.013 0.015 0.026
组别 例数 FSZ9 FSZ10 FSZ11 FSZ12 FSZ13 FSZ14 FSZ15 FSZ16
CoA组 18 -0.03±1.30 -0.31±1.28 -0.60±1.26 -0.85±1.24 -1.01±1.24 -1.09±1.23 -1.11±1.20 -1.10±1.17
对照组 32 -0.67±1.06 -0.78±1.07 -0.87±1.06 -0.93±1.04 -0.95±0.99 -0.97±0.94 -0.97±0.91 -0.98±0.90
t值 1.888 1.389 0.808 0.244 0.188 0.387 0.465 0.406
P值 0.065 0.171 0.423 0.809 0.852 0.700 0.644 0.687
组别 例数 FSZ17 FSZ18 FSZ19 FSZ20 FSZ21 FSZ22 FSZ23 FSZ24
CoA组 18 -1.12±1.14 -1.17±1.14 -1.23±1.18 -1.32±1.28 -1.34±1.34 -1.35±1.39 -1.35±1.42 -1.35±1.44
对照组 32 -1.02±0.91 -1.10±0.91 -1.18±0.93 -1.30±1.01 -1.33±1.08 -1.35±1.13 -1.36±1.16 -1.37±1.19
t值 0.340 0.238 0.165 0.061 0.029 0.000 0.027 0.053
P值 0.735 0.813 0.869 0.952 0.977 1.000 0.979 0.958
表5 多因素Logistic回归分析CoA的独立危险因素
因素 β SE Wald χ2 P值 OR（95%CI）
LVFAC 1.450 0.566 6.567 ＜0.001 4.265（1.406～12.928）
LVFAC Z-评分 1.464 0.518 7.990 ＜0.001 4.324（1.566～11.933）
LVGLS 0.506 0.527 0.923 0.415 1.659（0.590～4.660）
RVGLS 0.614 0.537 1.305 0.238 1.847（0.645～5.294）
RVA/LVA 0.859 0.519 2.740 0.167 2.361（0.854～6.529）
AI 1.166 0.435 7.181 ＜0.001 3.208（1.368～7.528）
AI Z-评分 0.758 0.421 3.242 0.106 2.134（0.935～4.870）
AI/DAO 0.725 0.468 2.401 0.233 2.065（0.825～5.167）
MPA/AAO 0.427 0.562 0.576 0.418 1.532（0.509～4.611）
图2 LVFAC、LVFAC Z-评分、AI及三者联合诊断主动脉缩窄的ROC曲线
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