三维超声测量胎盘体积预测胎儿α0-地中海贫血

陈敏 梁国贤 李之朋 林勇行 唐海燕 赵德鹏 刘丹 何柏松

（1.香港大学玛丽医院妇产科，香港；2.香港赞育医院产前诊断与咨询科，香港；3.上海市第一妇婴保健院影像诊疗科，上海 200040；4.同济大学医学院，上海 200040）

胎儿纯合型α0-地中海贫血（Hb-Bart’s病）在东南亚发病流行，在香港有5%人口为α-地中海贫血携带者。当夫妻双方都是携带者时，他们的胎儿患α0-地中海贫血的概率为25%。受累胎儿α-珠蛋白链的合成不足，导致无法合成血红蛋白F，胎儿在孕早期出现重度贫血。由于重度贫血和低氧血症，胎儿出现胎盘增大、心脏增大、肝脏增大、皮下水肿、腹水、胸膜腔积液、心包积液以及羊水过多［1，2］。

常规侵入性产前检查，如绒毛活检和羊膜腔穿刺都有流产的风险。高分辨率的二维超声显像技术显示受累妊娠在孕12～13周即可显示心脏增大｛心胸比（cardio-thoracic ratio，CTR）增大｝和（或）胎盘增大｛胎盘厚度（placental thickness，PT）增大｝［1，3］。这些超声指标可以有效地分辨受累妊娠和未受累妊娠，因此可减少未受累妊娠的侵入性检查。超声早期诊断有助于早期选择终止妊娠，可减少终止妊娠对孕妇造成的生理和心理创伤。但是，准确测量CTR高度依赖于操作者的熟练程度，要求操作者接受长期的学习，母体情况和胎盘位置都可影响孕早期PT的测量［1］。

20世纪80年代末开始，三维超声成为妇产科超声一个重要研究领域［4，5］。三维超声可以测量器官的直径、位置和体积［6］。理论上，三维超声在体积测量的准确度和精确度上优于二维超声，尤其在测量胎盘等不规则形状的物体时［7，8］。有报道指出在孕早期运用三维超声技术测量胎盘体积是可行的［5］。联合使用三维超声测量胎盘体积，是否能在孕10～11周或更早期更准确地观察到α0-地中海贫血导致的胎盘增大目前仍不清楚。据我们所知，目前仍无孕早期测量α0-地中海贫血受累妊娠胎盘体积的相关报道。本研究的目的在于探讨三维超声测量胎盘体积预测α0-地中海贫血的应用价值。

1 材料和方法

1.1 资料来源 选择2002年6月～2004年5月期间患纯合型α0-地中海贫血风险的单胎妊娠孕妇，共计62名。另外，选取82名单胎妊娠孕妇作为正常对照组，均为中国人，伦理委员会通过本研究计划。在孕13周以前通过检查胎儿头臀长（crownrump length，CRL）确定孕龄，孕13～14周间通过检查胎儿双顶径和头围确定孕龄。

1.2 方法 研究期间，本中心的两位经验丰富的超声医师给所有孕妇提供一系列常规的腹部和（或）阴道二维超声检查（孕12～15周、孕16～20周以及孕25～30周）。参与本研究的孕妇稍后还需接受三维超声检查。出现以下情况者可能为α0-地中海贫血患儿：心脏增大（孕12～17周CTR≥0.5，孕18～20周CTR≥0.52和（或）孕25～30周CTR≥0.59）和（或）胎盘增大（孕12～15周胎盘厚度＞18mm）和（或）出现水肿改变［3，9］。孕妇也可选择绒毛活检进行产前诊断。为避免误差，进行三维超声检查的操作者不应知道二维超声的检测结果。所有二维超声推测为α0-地中海贫血受累者均通过绒毛活检及DNA检查以确诊。二维超声推测为未受累者则通过出生时脐带血的血液学分析以确诊。

所有三维超声检查都在膀胱充盈的情况下，由经验丰富的操作者进行。采用Voluson730Pro超声仪（GE Medical Systems， Milwaukee， WI，USA），使用的腹部探头频率为4～8MHz，装配SonoViewTM图像管理系统（GE Kretz，Zipf，Austria）。二维超声检查在确定检测目标的最适观察区域后开始检测胎盘体积，体积扫描自动进行。为了获得尽可能好的分辨率，放大率、组织谐波成像和最慢扫描时间均做出调整，最大扫描角度设定为75°。获得胎盘体积的方法在以往的研究已经阐述［8］，扫描获得的数据均存入硬盘用于后续分析。

超声图像首先存贮在计算机中，然后由两位研究人员分别阅读，双方的审查结果不能告诉对方。依据基底板和绒毛膜板来确认胎盘，并仔细排除子宫壁。胎盘体积的测量需应用多平面技术，计量单位为毫升（mL）。依据胎盘和周围组织的界限，人工标记这些切面的每个周长（图1）。以大约0.5～1cm的间距将胎盘分为许多连续的切面，系统可自动记录第一切面与最后层面的距离，由计算机计算胎盘体积。每个研究人员记录两个连续的测量结果，并将图片按顺序存入电脑。每次测量耗时5～10分钟。

图1 多平面技术测量胎盘体积。相同的切面可以在胎盘的另一平面鉴别出。依据胎盘和周围组织的界限，人工标记这些切面的每个周长。

所有数据采用SPSS16.0for Windows统计软件包（SPSS，Chicago，IL，USA）分析处理。胎儿α0-地中海贫血受累组和未受累组变量间的差异通过双侧t检验分析。观察者内变异和观察者间变异性根据Bland和Altman［10］的方法计算。两观察者间的均数差异由95%可信区间与一致性区域（均数差异±2SD）确定。P＜0.05时数据有统计学差异。

2 结果

孕妇年龄均数±SD是32±5.9（95%CI，30.7～35.0）。最初入选孕妇144位，排除了39例，排除原因包括：① 胎盘边界不清楚（n=6）；② 胎盘位置不佳（位于子宫底部或侧壁）（n=3）；③ 孕妇肥胖致超声图像较差（n=3）；④CVS确诊的唐氏综合征（n=1）；⑤ 先天性淋巴水囊瘤（n=1）；⑥ 孕周大于14周且胎盘体积不能在一次扫描中完成成像者（n=25）。最终分析病例数为105例。这105位孕妇的孕龄均数±SD是11.3±0.9（95%CI，11.1～11.5）周。首先进行图像分析，从数据库中随机选择19个质量较好的图像以检验观察者的一致性。

结果有11例α0地中海贫血妊娠（10.5%），32（30.5%）例非α0地中海贫血妊娠及62（59%）例正常对照。所有可疑α0地中海贫血妊娠均由二维超声进行预测，这些胎儿在孕12～13周时CRT增大，并由CVS和DNA分析确诊。这些孕妇可选择终止妊娠。孕妇年龄、体重、体重指数、妊娠次数及产次孕龄列在表1。这两组并无差异（P＞0.05）。

表1 α0地中海贫血妊娠组和正常对照组的背景特征

因为胎盘体积和CRL成比例的变化（r=0.697，P＜0.01），计算胎盘体积／CRL比值以矫正孕龄［8］。我们将非α0地中海贫血妊娠和正常对照并为一组，即94例非α0地中海贫血妊娠。α0地中海贫血妊娠胎盘体积／CRL比值均数是1.37±0.65。这比较大，但与非α0地中海贫血妊娠胎盘体积／CRL比值（1.13±0.39）（表2），相比并无统计学差异（P＞0.05）。而且α0地中海贫血妊娠和非α0地中海贫血妊娠胎儿实验数据有较多重叠（图2）。假定α0地中海贫血胎盘体积／CRL比值较高在α0地中海贫血更常见，做一ROC曲线（图3）。ROC曲线下面积为0.57（95%CI，0.35～0.79），P=0.45。

表2 三维超声检查孕9～12周胎盘体积／CRL比值（均数±SD）

2.1 观察者间的一致性 每个研究者两种测量方法的均数差异及两测量方法一致性的界限显示在图4和5。对于观察者1，两种测量方法结果均数的差异是-0.53（95%CI，-2.65～1.59）及一致性界限是-9.57～8.51；对于观察者2，两种测量方法结果均数的差异是0.64（95%CI，-0.46～1.74）及一致性界限是-4.06～5.34（表3）。

2.2 观察者内部的一致性 两个研究者同一测量方法的均数差异及一致性的界限分别为15.02（95%CI，8.98～21.07）和-10.82～40.86mL，P＜0.05（配对样本的t检验）。这些结果概括在表3。两个研究者采用不同方法的测量结果有较高的一致性（r=0.916；P＜0.001）。为了减少测量误差，胎盘体积测量及其数据分析由观察者2单独进行。观察者1采用两种方法的测量结果仅用来评估研究者测量胎盘体积的可靠性。

图2 α0地中海贫血（○）与非α0地中海贫血（+）胎儿胎盘体积／CRL比值分布，回归曲线及非α0地中海贫血胎儿95%CI值均描述。

图3 胎盘体积／CRL的ROC曲线

图4 如图所示，观察者1应用三维超声测量同一胎盘体积的均数差异，一致性较低。

图5 如图所示，观察者2应用三维超声测量同一胎盘体积的均数差异，一致性较低。

表3 观察者间和观察者内部测量胎盘体积的一致性

3 讨论

α0地中海贫血胎儿孕12～14周时超声表现包括水肿、颈部皮肤透明层增厚、肠回声增强及心脏流出道和静脉导管的血流速度加快［3，11，15］。心胸比是最好的超声标志物，尽管研究表明最早至孕12周心胸比（CRT）才可作为超声诊断的可靠指标［3，16］。以0.5作为孕12～13周时CRT的临界值，其诊断α0地中海贫血的敏感性为96.5%，特异性为97.7%。胎盘较大或胎盘厚度（PT）增加是另一个有意义的超声标志物。我们在以前一项应用二维超声测量PT来预测α0地中海贫血的研究中发现PT在孕12周前的敏感性为72%，特异性为97%［1］。然而，在孕早期应用二维超声测量PT有一些缺陷［1］。胎盘周围的子宫肌层局部收缩时很难确定其边界。胎盘位于子宫后壁时很容易被胎儿遮住。孕妇肥胖可影响胎盘显像。胎盘位于子宫侧壁或底部时，超声波很难垂直射向胎盘。倾斜放置测量仪可导致胎盘增大的假阳性诊断。

已探索应用三维超声测量胎盘体积。在孕11～13+6周应用三维超声测量，发现胎盘体积随胎儿CRL增大而增大［4，8］。最近，Metzenbauer等［19］认为胎盘体积异常与孕早期胎儿非整倍性有关。已有研究描述非整倍体妊娠胎盘大小的异常。研究显示，21三体综合征胎盘体积与正常并无差异，而13和18三体综合征胎盘体积明显低于正常。在以前研究中笔者认为大多数受α0地中海贫血影响胎儿表现为心脏和胎盘扩大，这可能是胎儿对贫血和缺氧的生理性代偿反应。因此我们假设α0地中海贫血胎儿胎盘体积增大。然而，有趣的是本研究发现尽管α0地中海贫血妊娠胎盘体积及CRL较正常大，但两者差异并不明显，甚至两者的胎盘体积是大致相同的。因此应用三维超声进行胎盘体积分析似乎对早期预测α0地中海贫血并无益处。相反，应用超声诊断α0地中海贫血需依赖孕12周后高分辨二维超声测量CTR。

正常妊娠时胎盘有形状、重量及体积等生理变异。应用二维超声对胎盘进行的纵向研究表明，在不同孕期胎盘体积有较大差异［23，24］。在孕10～22周应用三维超声监测胎盘生长变异性及随机性过大而无法为三维超声临床应用提供依据［25］。胎盘体积测量的混杂因素包括个体间差异、观察者水平及处理图像能力不同。已有研究评估这些混杂因素影响检测结果的程度。而通过方差成分分析，胎盘体积测量绝大部分的差异可以用胎盘体积的生物学差异来解释［8］。孕11～13+6周的横断面研究同样证实这一解释，这也支持我们发现两者差异并不明显的结论。

应用三维超声测量体积的可靠性及准确性更依赖于物体的形状，而非体积大小［26］。胎盘是一不规则结构，因此测量误差较其他相对规则和对称的器官大。正如本研究所示，孕早期应用三维超声测量胎盘体积时，观察者两种测量方法间及观察者本身的差异较大，而且一致性低。两个研究者测量结果的均数差异为15mL，一致性界限为-10.82～40.86。胎盘体积测量重复性较差限制了三维超声的临床应用。

本研究另一局限是孕早期三维超声仪的图像分辨率。测量误差可能在于难以确定胎盘边界，包括超声探头横向、纵向及垂直向分辨率、图像出现斑点等［27，28］。本研究证实分辨率局限可导致对器官大小和形状的误判，从而使得测量结果不可靠。这些误差共同影响着每一切面的测量，最后各个切面综合时就产生一更大的误差。另一方面，应用高分辨率二维超声可清楚识别每个胎盘标志物，而且可直接测量胎盘厚度（PT）而无需预先假定胎盘的形状。PT测量易于重复且差异较小。孕早期三维超声并不能克服二维超声测量胎盘体积的缺陷。

本研究是应用三维超声对有α0地中海贫血的胎儿进行胎盘体积测量的初步试验。最初，我们计划招募100例患α0地中海贫血的病例。我们的数据初步显示三维超声测量胎盘体积的预测价值较二维超声并不理想。应用三维超声测量胎盘体积误差较大，而正常与α0地中海贫血的胎盘体积差异较小。若我们研究更多α0地中海贫血的病例，可能会发现有明显区别。但找到一区别α0地中海贫血与非α0地中海贫血妊娠的临界值似乎是不可能的。此外，有12例因不理想的图像质量而排除。较高的失误率显示了三维超声检查和体积测量的学习曲线较长，即使有二维超声使用经验者亦是如此。

总之，本研究表明孕早期通过三维超声测量胎盘体积来预测α0地中海贫血较二维超声并无优越性，尽管三维超声在孕早期即可测量胎盘体积。超声检查的进一步提高包括特殊设计的精密探头、更高的图像分辨率、更广的扫描角度及三维图像处理的软件。这些可提高图像的质量，改善测量的准确性并有助于避免或减少人为误差［29，30］。

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