劉彩霞 張穎

主動脈縮窄（coarctation of aorta,CoA)是最常見的兒科心臟疾病之一，約占所有先天性心臟病活產(chǎn)嬰兒的7%，多發(fā)生于主動脈峽部（aortic isthmus,AoI），與染色體和心外異常相關(guān)[1-4]。產(chǎn)前明確CoA 診斷意義重大，可降低產(chǎn)后的患兒死亡率和發(fā)病率[5]。然而，產(chǎn)前CoA 的診斷準(zhǔn)確性取決于檢查者的經(jīng)驗，具有一定的主觀性，假陽性率和假陰性率較高，真陽性率不足50%[6]。胎兒超聲心動圖檢查操作方便，具有實用性強、安全性高、診斷準(zhǔn)確性高等優(yōu)點，是產(chǎn)前診斷先天性心臟病的主要手段。但由于受到胎兒心血管結(jié)構(gòu)體積小、羊水少、胎兒骨骼遮擋以及孕婦腹壁厚等的影響，單獨使用超聲心動圖診斷胎兒CoA 的真陽性檢出率僅為20%～35%[7]。胎兒心臟MR 不受以上因素的限制，采用不同的算法和序列，通過三維血管成像、血管容量測量等可獲得高分辨力的胎兒心血管影像。因此，當(dāng)胎兒超聲心動圖檢查存在困難或懷疑胎兒有CoA 時，胎兒心臟MR 成像是預(yù)測新生兒危重性縮窄的重要補充手段[8]。

1 胎兒超聲心動圖

胎兒超聲心動圖包括二維超聲、多普勒超聲、三維超聲和超聲斑點追蹤技術(shù)等，能夠發(fā)現(xiàn)胎兒CoA 伴發(fā)的心內(nèi)畸形，如主動脈弓發(fā)育不良、二葉式主動脈瓣（bicuspid aortic valve, BAV）、室間隔缺損（ventricular septal defect,VSD）和永存左上腔靜脈（persistent left superior vena cava,PLSVC）等，對診斷和預(yù)測CoA 具有提示作用。其中，主動脈弓發(fā)育不良是CoA 胎兒最常見的心內(nèi)畸形，與CoA 獨立相關(guān)，預(yù)測CoA 的敏感度達90.0%，特異度87.1%[9-10]，但主動脈弓發(fā)育不良的診斷具有主觀性。相反，BAV、VSD 和 PLSVC 與胎兒 CoA 的相關(guān)性較差，且預(yù)測CoA 的敏感度也不高[10-11]。產(chǎn)前超聲心動圖還發(fā)現(xiàn)55%的CoA 胎兒存在支架征，表現(xiàn)為主動脈發(fā)生縮窄時，動脈導(dǎo)管入口對面的AoI 管壁凹陷，該征象診斷CoA 的特異度高（97.7%），而敏感度低（48.4%）[10,12-13]。此外，二維超聲和多普勒超聲操作簡單，是臨床應(yīng)用最廣泛的超聲檢查方法；三維超聲通過重建胎兒心血管結(jié)構(gòu)，能夠提供更豐富的診斷信息；超聲斑點追蹤技術(shù)為測量胎兒心功能提供了新方法[14]。

1.1 二維超聲 目前，常見的二維超聲參數(shù)包括胎兒心血管的內(nèi)徑參數(shù)和比例參數(shù)等。內(nèi)徑參數(shù)主要包括右室（right ventricle, RV）、左室（left ventricle,LV）、二尖瓣（mitral valve,MV）、三尖瓣（tricuspid valve,TV）、主肺動脈（main pulmonary artery,MPA）、升主動脈（ascending aorta, AAO）、AoI 和動脈導(dǎo)管（ductus arteriosus,DA）的內(nèi)徑大小。考慮到個體差異，世界衛(wèi)生組織推薦使用Z 評分作為衡量胎兒心血管結(jié)構(gòu)大小的標(biāo)準(zhǔn)[15-16]。Z 評分是按照孕齡或胎兒股骨長度計算，以標(biāo)準(zhǔn)差的倍數(shù)來定量反映一個具體參數(shù)高于或低于正常均數(shù)程度的方法[16]。與正常胎兒相比，CoA 胎兒左心結(jié)構(gòu)明顯減小，LV、MV、AAO、AoI 的 Z 評分均減小，右心結(jié)構(gòu)增大，DA 內(nèi)徑增大，RV、TV、MPA、DA 的 Z 評分均增大[10]。目前關(guān)于不同的內(nèi)徑參數(shù)Z 評分的截斷值研究較少，大多數(shù)研究均使用Pasquini 等[17]提出的AoI-Z 評分截斷值，即 AoI-Z 評分＜-2。王等[18]研究顯示，AoI-Z 評分是診斷CoA 符合率最高的二維參數(shù)，其中AoI-Z 評分＜-2 的診斷符合率達94.44%。對于預(yù)測胎兒CoA，MV-Z 評分、AAO-Z 評分和 AoI-Z 評分均具有較高的受試者操作特征曲線下面積（AUC），分別為0.94、0.85 和 0.85[19-21]。

比例參數(shù)主要包括RV/LV、TV/MV、MPA/AAO、DA/AoI 等，除LV 與RV 的長徑比外，所有左心與右心結(jié)構(gòu)的比值在經(jīng)產(chǎn)后確診CoA 的胎兒中均顯著降低[19]。RV/LV 和 MPA/AAO 是預(yù)測 CoA 胎兒的敏感指標(biāo)，胎兒超聲心動圖常因發(fā)現(xiàn)心室大小差異、大動脈不對稱或兩者兼有而懷疑CoA[4]。當(dāng)發(fā)現(xiàn)胎兒 RV/LV＞1.5 時，常懷疑 CoA，但敏感度（73%）和特異度（65%）均較低[9]。妊娠晚期，正常胎兒也可能出現(xiàn)生理性的輕度左、右心室比例失調(diào)，50%以下的心室比例失調(diào)胎兒在出生后發(fā)展為CoA[22-23]。因此，Gómez-Montes 等[11]提出，對于孤立性心室比例失調(diào)的胎兒，當(dāng)孕齡≤28 周時，采用AoI-Z 評分≤-1.2（三血管氣管切面）和AoI-Z 評分≤-1.3（矢狀切面）診斷CoA 的敏感度（97%）和特異度（80%）均較高；而當(dāng)孕齡＞28 周時，采用MPA/AAO≥1.85 診斷CoA的敏感度和特異度分別為88%和76%，優(yōu)于MV/TV。但是，MPA/AAO 比值不僅受到AAO 內(nèi)徑的影響，也受到MPA 內(nèi)徑的影響，用于診斷CoA 時敏感度和特異度均較低[10]。產(chǎn)前利用肺動脈瓣環(huán)（pulmonary valve, PV）與主動脈瓣環(huán)（aortic valve, AoV）直徑比（PV/AoV）診斷胎兒CoA 的敏感度和特異度優(yōu)于MPA/AAO[11]；PV/AoV≥1.6 時，診斷胎兒 CoA 的敏感度為86.2%，但作為預(yù)測模型時假陽性率較高[24]。Toole 等[25]研究顯示MV/TV 作為CoA 預(yù)測因子的特異度為77%，而Beattie 等[26]研究卻未發(fā)現(xiàn)正常胎兒與 CoA 胎兒 MV/TV 的差異。Toole 等[25]研究還顯示，AoI/DA＜0.64 診斷CoA 的敏感度和特異度分別為89.4%和63.3%；當(dāng)AoI/DA＜0.5 時診斷 CoA 的特異度高達100%，而敏感度僅為33%。

除了常用的內(nèi)徑參數(shù)和比例參數(shù)，研究者們在對胎兒CoA 的研究過程中提出了更多新穎的指標(biāo)。Arya 等[27]研究發(fā)現(xiàn)，CoA 胎兒主動脈形態(tài)發(fā)生改變，左頸總動脈與左鎖骨下動脈間距離增大，AAO 與降主動脈（descending aorta,DAO）夾角（AAO-DAO 角）減小，主動脈橫弓（aortic transverse arch, TAO）與DAO 夾角（TAO-DAO 角）增大；左頸總動脈與左鎖骨下動脈間距離＞4.5 mm、AAO-DAO 角≤20.31°、TAO-DAO 角≥96.15°預(yù)測胎兒CoA 的敏感度分別為80%、95%和90%，特異度分別為95%、100%和100%。另有研究者[28]采用產(chǎn)前主動脈弓角度測量參數(shù)對新生兒CoA 的診斷結(jié)果進行驗證，表明結(jié)合主動脈弓角度參數(shù)與AAO 內(nèi)徑的三變量模型可以提高產(chǎn)前預(yù)測CoA 的準(zhǔn)確性，消除部分假陽性。Arya等[27]研究還發(fā)現(xiàn)，妊娠晚期CoA 胎兒AoV 生長速度≤0.24 mm/周，AoI 生長速度≤0.13 mm/周，預(yù)測CoA 陽性似然比分別為2.2 和2.3，陰性似然比分別為 0.3 和 0.4。此外，Vigneswaran 等[29]研究表明，頸動脈-鎖骨下動脈指數(shù)（carotid-subclavian artery index，CSI；即左鎖骨下動脈與TAO 遠端的內(nèi)徑比）對 CoA 的預(yù)測能力高于 RV/LV、AoI/DA 和 PV/AoV。Fricke 等[19]報道 CSI＜0.78 預(yù)測 CoA 的 AUC 為0.94，敏感度和特異度分別為92.3%和96.8%；該研究還顯示三血管氣管切面下（AoI/DA）×（MV/TV）＜0.37 預(yù)測胎兒CoA 的敏感度高達100%，特異度達94.6%。這些指標(biāo)雖然能夠較好預(yù)測和診斷CoA，但測量和計算過程復(fù)雜，在臨床中應(yīng)用較少。

1.2 多普勒超聲 多普勒超聲包括彩色多普勒和頻譜多普勒。彩色多普勒顯示CoA 胎兒縮窄處血流變細，血流速度加快呈五彩鑲嵌狀；頻譜多普勒顯示縮窄處為高速的湍流頻譜[9]。由于產(chǎn)前卵圓孔和DA 開放，頻譜多普勒測得的胎兒AoI 血流速度不準(zhǔn)確。目前仍缺乏CoA 胎兒AoI 前向血流峰速的截斷值。臨床工作中，醫(yī)生可能會參考新生兒AoI 前向血流峰速的正常值范圍（≤2 m/s），但不作為診斷胎兒CoA 的標(biāo)準(zhǔn)[24]。另外，胎兒CoA 處血流阻力增大，收縮期血流在AAO 中淤積，理論上會觀察到舒張期AoI 持續(xù)性血流和主動脈橫弓雙向或逆行血流，而臨床中該現(xiàn)象并不多見，可能與主動脈發(fā)生縮窄的程度有關(guān)[30]。此外，CoA 胎兒主動脈弓部的血流也會隨著孕周增加發(fā)生特征性的變化，即在中孕期至晚孕初期，主動脈弓部收縮期峰值血流速度與舒張期末血流速度較正常胎兒增快，搏動指數(shù)減低，對CoA 具有指示作用；但在晚孕中后期，收縮期峰值血流速度、舒張期末血流速度及搏動指數(shù)值與正常胎兒的差異無統(tǒng)計學(xué)意義[31]。

多普勒超聲對胎兒CoA 多為定性分析，通常缺少多普勒超聲相關(guān)參數(shù)的截斷值，預(yù)測價值有限。Wang 等[30]在2019 年首次使用多普勒參數(shù)定量分析胎兒CoA，該研究通過多普勒超聲測量主動脈峽部舒張期血流速度-時間積分（diastolic velocity-time integral，VTID） 和收縮期血流速度-時間積 分(systolic velocity-time integral，VTIS）， 應(yīng) 用 VTID/VTIS 評價胎兒舒張期和收縮期心輸出量之比，結(jié)果表明VTID/VTIS>0.56 預(yù)測胎兒CoA 的敏感度為94%，特異度為89%，AUC 為0.92，預(yù)測性能優(yōu)異，并且VTID/VTIS 在正常胎兒發(fā)育全部過程中都是穩(wěn)定的，不需要對孕齡進行調(diào)整。但頻譜多普勒參數(shù)受取樣線與血流夾角角度的影響，實際測量部位的血流速度通常被低估，臨床工作中通過調(diào)節(jié)取樣線與血流的夾角（至少＜60°）來減少此影響。

1.3 三維超聲 時空影像關(guān)聯(lián)（spatiotemporal imaging correlation,STIC）以及電子STIC（electronic STIC,eSTIC）技術(shù)是應(yīng)用于胎兒心臟領(lǐng)域的一種三維超聲技術(shù)，可以實現(xiàn)三維可視化。利用機械式三維容積探頭或電子矩陣探頭采集胎兒心臟的容積數(shù)據(jù)，并利用脫機后處理軟件進行興趣區(qū)結(jié)構(gòu)的三維重建，以獲取相應(yīng)心臟大血管解剖的立體圖像?？刹捎貌噬鞒上癫杉莘e數(shù)據(jù)時，使三維重建時能夠更好地顯示大血管的空間關(guān)系[32]。已有研究[33]證實，STIC 技術(shù)與高分辨血流成像技術(shù)結(jié)合能顯示胎兒各種主動脈弓畸形的三維立體圖像，相對于傳統(tǒng)的二維超聲方法可有效提高檢出率。另外，重度CoA 胎兒AoI 過細，利用二維圖像有時難以將其與主動脈弓離斷（尤其是A 型主動脈弓離斷）相鑒別。三維重建影像增加了一定的厚度信息，顯示出多個二維平面的解剖信息，從不同角度、不同方位觀察病變，有利于做出更準(zhǔn)確的判斷。Wang 等[34]對1 例CoA 胎兒進行了二維超聲檢查，結(jié)果顯示AAO 與TAO 近端走行陡峭似主動脈弓離斷，經(jīng)多切面掃查仍無法確定TAO 與AoI 是否連續(xù)，后通過三維重建顯示胎兒的心血管結(jié)構(gòu)確認(rèn)了主動脈弓的連續(xù)性，排除主動脈弓離斷，診斷為重度CoA。該結(jié)果與最終尸檢結(jié)果相符。

1.4 超聲斑點追蹤技術(shù) 超聲斑點追蹤技術(shù)是一種基于離線二維圖像分析的非多普勒技術(shù)，能利用高分辨力的二維超聲圖像分析聲學(xué)斑點的運動軌跡，真實、準(zhǔn)確地反映心臟運動情況，具有不依賴角度、易于獲取、后處理迅速等優(yōu)點[35]。Miranda 等[36]應(yīng)用超聲斑點追蹤技術(shù)評估CoA 胎兒的心肌功能，研究發(fā)現(xiàn)CoA 胎兒LV 心肌收縮縱向應(yīng)變、收縮應(yīng)變率和舒張應(yīng)變率減低，而RV 心肌形變參數(shù)與正常胎兒沒有顯著差異。左右心室心肌形變的差異解釋了CoA 胎兒左右心系統(tǒng)不對稱的原因，即胎兒LV舒張功能降低，舒張期通過左心系統(tǒng)的血流減少，最終導(dǎo)致左心發(fā)育不全，左右心系統(tǒng)比例失衡。

2 胎兒心臟MR

MRI 不作為產(chǎn)前診斷的常規(guī)影像檢查方法，但具有不受胎兒體位和孕婦腹壁厚限制的優(yōu)點。在超聲診斷困難的情況下，MRI 是產(chǎn)前診斷的重要輔助手段[8]。與胎兒超聲心動圖一樣，MRI 檢查也能顯示胎兒CoA 伴發(fā)的心內(nèi)畸形以及支架征，結(jié)果同樣顯示 PLSVC、VSD、BAV 的發(fā)生率在 CoA 胎兒與正常胎兒間不存在差異[7,37]。Lloyd 等[7]應(yīng)用三維胎兒心臟MR 成像重建胎兒主動脈弓，提出了新的主動脈弓的解剖相關(guān)參數(shù)，包括動脈導(dǎo)管與AoI 內(nèi)徑的比值（Ist∶Duct）、動脈導(dǎo)管與 AoI 夾角、CSI、AoI 后壁與降主動脈后壁之間的距離，并采用MRI 的相位對比血流序列降低了采集圖像時胎兒在宮內(nèi)活動造成的影響，測量了通過胎兒AAO 的血流量（quanitity of AAO，QAAO），并計算峽部血流指數(shù)（QIst，QIst 等于AAO 血流減去上腔靜脈血流）；該研究還顯示，與正常胎兒相比，CoA 胎兒的動脈導(dǎo)管與AoI 內(nèi)徑的比值、QAAO 和QIst 均減小，動脈導(dǎo)管與AoI 夾角、CSI 和動脈導(dǎo)管與AoI 內(nèi)徑的比值均增大，其中AoI后壁與降主動脈后壁之間的距離預(yù)測胎兒CoA 的AUC 高達0.927，且多因素回歸分析顯示，在妊娠晚期采用QAAO 和AoI 后壁與降主動脈后壁之間的距離的模型可以預(yù)測93%的新生兒危重性縮窄。

胎兒心血管MR 成像通常依賴于實時采集 (通常是低空間分辨率)、靜態(tài)采集或內(nèi)部后處理技術(shù)，隨著聯(lián)合多普勒超聲門控的MR 設(shè)備的發(fā)展，操作者無需后處理就可以獲得高分辨率的胎兒心臟MR影像[36]。Salehi 等[38]利用兼容多普勒超聲門控的心臟MR 設(shè)備，選擇平衡式穩(wěn)態(tài)自由進動序列和多普勒超聲門控，獲得了1 例產(chǎn)前超聲心動圖疑似為CoA的胎兒主動脈弓MR 影像，通過MRI 顯示胎兒主動脈弓連續(xù)性完整，AoI 內(nèi)徑正常，排除了CoA，產(chǎn)后超聲心動圖也證實了新生兒主動脈弓發(fā)育正常。

3 小結(jié)

目前，產(chǎn)前診斷胎兒CoA 首選二維超聲結(jié)合彩色多普勒超聲檢查，當(dāng)兩者對胎兒主動脈弓是否連續(xù)診斷困難時，可以通過建立大血管的三維超聲影像確認(rèn)。若胎兒和孕婦條件無法獲得滿意的超聲圖像時，可以進行胎兒心臟MR 檢查。然而，單獨使用超聲心動圖參數(shù)或心臟MR 參數(shù)預(yù)測和診斷CoA都具有一定的局限性，產(chǎn)前診斷CoA 仍具有挑戰(zhàn)性。因此，結(jié)合胎兒超聲心動圖與心臟MR 檢查，建立最佳的多參數(shù)預(yù)測模型和診斷模型，從而提高CoA 的產(chǎn)前檢出率將是一個值得探討研究的方向。