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第一部分超声定量评价主动脉缩窄胎儿心脏形态和功能改变【目的】应用胎儿心脏定量技术(fetal heart quantification,Fetal HQ)评价主动脉缩窄(coarctation of the aorta,CoA)胎儿心脏形态及心室功能变化特点。【方法】本研究纳入2019年1月至2021年12月于本中心行产前超声心动图检查提示可疑并出生后确诊的CoA胎儿67例(病例组),以及同时期孕周相匹配(1:1配对)的正常胎儿67例(对照组)。常规超声心动图测量CoA胎儿与对照组胎儿房室及大动脉径线、主/肺动脉瓣口收缩期峰值流速(peak systolic velocity,PSV)等指标。采集胎儿四腔心切面动态图像,应用Fetal HQ技术测量两组胎儿心脏形态学指标,包括心脏横径、长径、面积,心脏整体及左/右心室24节段球形指数(sphericity index,SI),左/右心室24节段舒张末期横径(end-diastolic diameter,EDD);同时获取心室功能学指标,包括左/右心室面积变化率(fractional area change,FAC)、整体纵向应变(global longitudinal strain,GLS)及24节段短轴缩短率(fractional shortening,FS)、左室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF)/舒张末期容积(LV end-diastolic volume,LVEDV)/每搏量(LV stroke volume,LVSV)/输出量(LV output,LVO)。比较CoA胎儿与对照组胎儿心脏形态及功能指标的差异,通过相关性分析探讨CoA胎儿心室功能影响因素。【结果】(1)CoA与对照组胎儿常规超声心动图参数比较:1)左心系统参数:CoA胎儿左房横径(left atrial diameter,LAD)、左房面积(left atrial area,LAA)、左室基底部横径(LV basal transverse width,LVBTW)、左室面积(LV area,LVA)、二尖瓣瓣环(mitral valve,MV)、主动脉瓣环(aortic valve,AV)及升主动脉(ascending aorta,AAo)内径Z-score值均明显低于对照组胎儿(均P<0.001),LVSI高于对照组胎儿(P<0.001),两组间左室长径(LV basal-apical length,LVBAL)Z-score值未见明显统计学差异(P>0.05);2)右心系统参数:CoA胎儿右房横径(right atrial diameter,RAD)、右房面积(right atrial area,RAA)、右室基底部横径(right ventricular basal transverse width,RVBTW)、右室面积(RV area,RVA)、三尖瓣瓣环(tricuspid valve,TV)、肺动脉瓣环(pulmonary valve,PV)、主肺动脉(main pulmonary artery,MPA)及动脉导管内径Z-score值均明显高于对照组胎儿(均P<0.05),右室球形指数(RVSI)减低(P<0.001),两组间右室长径(RVBAL)Z-score值未见明显统计学差异(P>0.05);3)左、右心比值参数:与对照组胎儿相比,CoA胎儿RAD/LAD、RAA/LAA、RVBTW/LVBTW、RVA/LVA、TV/MV、PV/AV及MPA/AAo均显著增加(均P<0.001),两组间RVBAL/LVBAL无明显差异(P>0.05);4)血流动力学参数:CoA胎儿主动脉瓣口PSV低于对照组胎儿(P=0.010),肺动脉瓣口PSV无明显差异(P>0.05)。(2)CoA与对照组胎儿心脏形态学Fetal HQ参数比较:1)心脏整体参数:与对照组胎儿相比,CoA胎儿心脏横径Z-score值增加(P=0.010),整体SI减低(P<0.001),两组间心脏长径及面积Z-score值均无统计学差异(均P>0.05);2)心室节段参数:与对照组胎儿比较,CoA胎儿LV 24节段EDD Z-score值均减低(均P<0.001),RV 24节段EDD Z-score值均增加(均P<0.05),RV/LV 24节段EDD比值均增大(均P<0.001)。CoA胎儿LV 24节段SI均较对照组增加(均P<0.001),而RV 24节段SI均减低(均P<0.001)。(3)CoA与对照组胎儿心室功能Fetal HQ参数比较:与对照组胎儿相比,CoA胎儿左、右心室FAC、GLS及24节段FS均减低(均P<0.05)。CoA胎儿LVEF及LVEDV/LVSV/LVO Z-score值均减低(均P<0.001)。(4)CoA胎儿心室功能参数相关性分析:1)CoA胎儿LV功能参数(LVGLS绝对值、LVEF及LVFAC)与LAD Z-score、LVBTW Z-score、LVA Z-score、MV Z-score、LVEDV Z-score、LVSV Z-score及LVO Z-score值均呈正相关(均P<0.05),与LVSI、RVBTW/LVBTW、TV/MV以及RVA/LVA均呈负相关(均P<0.05);2)CoA胎儿RV功能参数(RVGLS绝对值及RVFAC)与MV Z-score值、LVGLS绝对值及LVFAC均呈正相关(均P<0.05)。【结论】CoA胎儿心脏横径增加,四腔心略呈球形改变,存在显著左、右心室比例失调。LV横径减小呈扁平状,而RV横径增大呈球形,双侧心室长径变化不明显。CoA胎儿左/右心室横向、纵向及整体收缩功能均减低。CoA胎儿左、右心室功能变化均与左心形态学改变相关。第二部分心肌应变预测胎儿主动脉缩窄风险及诊断模型构建【目的】主动脉缩窄(coarctation of the aorta,CoA)产前准确诊断仍十分具有挑战性,假阳性和假阴性率均较高。本研究旨在探讨左室心肌应变对胎儿CoA风险的预测价值,并联合临床及超声相关指标构建多参数诊断模型,以期提高CoA产前诊断的准确性。【方法】回顾性分析2016年1月至2020年6月于本中心行产前超声心动图检查疑诊CoA的胎儿共122例,根据出生后超声心动图/CTA/手术结果分为真阳性组(CoA组)和假阳性组(Non-CoA组)。应用常规超声心动图测量心房、房室瓣环、大动脉内径及血流动力学参数。应用斑点追踪胎儿心脏定量技术(fetal heart quantification,Fetal HQ)于四腔心切面分析左室(left ventricle,LV)大小及功能参数,包括左室基底部横径、左室舒张末期容积、左室整体纵向应变(LV global longitudinal strain,LVGLS)、左室射血分数及左室面积变化率。比较CoA组与Non-CoA组之间上述超声参数的差异,绘制ROC曲线分析不同超声指标预测胎儿CoA的曲线下面积、临界值、灵敏度和特异度。应用单因素及多因素Logistic回归分析筛选预测胎儿出生后CoA的最佳参数,并构建多参数诊断模型。此外,前瞻性纳入48例胎儿对诊断模型进行外部验证。【结果】(1)122例产前疑诊CoA胎儿中,出生后确诊CoA共62例(62/112,真阳性率50.8%),假阳性组胎儿60例(49.2%)。CoA组胎儿的诊断中位孕周(gestational age,GA)为24.5周(23.3-26.4周),明显小于Non-CoA组胎儿诊断中位孕周27.8周(24.5-30.4周)(P<0.001)。(2)CoA组胎儿主动脉径线[包括主动脉瓣环、升主动脉、主动脉横弓及主动脉峡部(aortic isthmus,AOI)]的Z-score值较Non-CoA组显著偏小(均P<0.001),而肺动脉径线(包括肺动脉瓣环和主肺动脉)的Z-score值显著高于Non-CoA组(均P<0.05)。(3)与Non-CoA组相比,CoA组胎儿LV基底部横径Z-score值(P=0.037)、LV舒张末期容积Z-score值(P=0.043)、LV射血分数(P=0.005)、LV面积变化率(P<0.001)和LVGLS(P<0.001)均减低。(4)ROC曲线分析显示LVGLS预测胎儿出生后CoA的曲线下面积为0.85(95%CI:0.78-0.92),最佳截断值是-19.93%,相对应的灵敏度和特异度分别为90%和68%。(5)多因素Logistic回归分析结果显示联合胎儿诊断GA[比值比(Odds ratio,OR):0.74,95%CI:0.60-0.88;P=0.001]、AOI Z-score值(OR:0.20,95%CI:0.08-0.41;P<0.001)和LVGLS(OR:1.79,95%CI:1.41-2.42;P<0.001)的多参数诊断模型能够准确预测胎儿出生后CoA风险(模型AIC:81.77,BIC:92.98,C-statistics:0.945)。根据该模型的预测概率,产后确诊CoA的风险被具体划分为:<20%为低风险,20%-60%为中风险,>60%为高风险。该模型在验证队列胎儿中亦取得了良好的诊断效能(Cstatistics:0.943)。【结论】产前超声心动图疑诊CoA时,斑点追踪技术评价LVGLS有助于预测出生后CoA。由胎儿诊断GA、AOI Z-score值和LVGLS组成的多参数诊断模型,可以对产前疑诊CoA胎儿进行低、中、高风险分层,为产前诊断和围产期管理提供有力依据。