3D打印技术在胎儿颜面部畸形筛查中应用的探索

[摘要]目的：探究3D打印技术在胎儿颜面部畸形筛查中应用价值。方法：本次研究选取2022年8月至2024年3月在珠海市香洲区第二人民医院和珠海市香洲区人民医院超声科接受中期孕期超声排查的孕妇作为研究对象，依据检查方式的不同分为常规组（三维超声检查）与研究组（三维超声联合3D打印技术检查），分娩或引产后的结果作为金标准，对比研究两组诊断效果。结果：相较于常规组，研究组诊断的胎儿颜面部畸形的符合率更高（P<0.05），且研究组的ACU值、灵敏度、准确度及漏诊率明显优于常规组（P<0.05）。结论：在产前胎儿畸形筛查中给予孕妇三维超声结合3D打印技术的诊断效能高，能够为产前诊断和治疗提供有力的支持，具有广泛的临床应用前景。

关键词：三维超声；3D打印技术；胎儿；颜面部畸形

颜面部畸形是胎儿先天性畸形中最常见的一种，其主要表现为眼、鼻、皮肤等相关部位的畸形，常见的有唇裂、唇腭裂、鼻骨发育不良、眼发育不良等，通过对一些症状的筛查，可以对其进行有效的干预，从而保证胎儿的正常分娩[1]。然而，有些颜面部畸形在孕期得不到有效的干预，出生后会对胎儿的容貌造成一定的影响，给胎儿和家属带来很大的精神压力，有些颜面部畸形还会对胎儿的生存造成很大的影响，所以必须要在孕期进行科学的检查，并根据检查的结果，进行有效的干预或者是终止妊娠，这样才能保证孕妇的身体健康[2]。三维超声是筛查胎儿颜面畸形的常用手段，在产前筛查中发挥着关键作用，但其获取的数据仅能生成二维立体影像，且分辨率较低，易造成漏诊。目前，3D打印技术已被用于围产期的先心病等疾病治疗，但其在先天性颜面发育异常的研究中并未得到推广。3D打印技术作为临床创新手段，可使三维超声数据更加精确、立体、直观地显示胎儿脸部的解剖结构和空间邻接关系,有助于提高胎儿颜面畸形的诊断精度，为患儿父母和医生选择治疗或整形方案提供有力支持[3]。因此本研究将探讨3D打印技术在胎儿颜面部畸形筛查中应用价值。现报道如下。

1、材料与方法

1.1一般资料

本次研究选取2022年8月至2024年3月在珠海市香洲区第二人民医院和珠海市香洲区人民医院超声科接受中期孕期超声排查的孕妇作为研究对象，依据排除与纳入标准，剔除中途退出或拒绝随访者，共计84例患者，依据检查方式的不同分为常规组与研究组，常规组采用常规三维超声检查，研究组则采用三维超声联合3D打印技术检查。患者年龄（20-44）岁，平均年龄（26.7±3.21）岁；孕次（1-3）次 ，平均孕次（1.86±0.33）次；孕周（14-27）周，平均孕周（ 24.61±2.32）周。本次研究已取得医学伦理委员会批准。

1.2排除与纳入标准

纳入标准:（1）单胎妊娠,孕中期,自然受孕；（2）有不明原因的自然流产史、死胎史、分娩异常胎儿史者；（3）羊水异常者；（4）存在胎儿畸形分娩史、宫内感染史、放射线接触史、孕期服药史者；（5）有家族史、基因遗传高风险者。

排除标准:（1）多胎妊娠者；（2）存在认知、精神障碍或意识不清晰者；（3）免疫功能异常、免疫系统失调者；（4）依从性差，对本研究不予以配合者。

1.3方法

1.3.1常规组采用常规三维超声检查

嘱孕妇仰卧于检查床上，暴露腹部，于患者腹部涂抹凝胶。使用4.0-7.0 MHz的探头频率对感测区进行扫查，激活后可以获得与胎儿有关的影像数据，可以透过屏幕看到整个胎儿的动态影像，并且可以通过移动探头来调节扫描的范围及位置，从而全面地筛查胎儿可能的异常部位。在此基础上，进行三维重建，并对靶区进行多个断面的观察，检查是否存在异常及畸形状况[4-7]。

1.3.2研究组采用三维超声联合3D打印技术检查

在常规组基础上三维彩超筛查胎儿面部畸形获得图像数据。在3D打印工作站中用Mimics软件对三维超声图像数据进行后处理后建模，将颜面部超声模型STL,文件切片处理后，形成输出文件[8]。导入3D打印机中打印获得颜面部模型。测量3D数字模型、打印模型等参数，通过对比模型测值与源数据测值的差异来评估3D建模的准确性[9]。

1.4观察指标

（1）符合情况对比：根据超声检查结果，分析统计各诊断方式对胎儿颜面部畸形的符合情况，主要包括：唇裂、唇腭裂、鼻骨缺失、鼻骨短小、喙鼻、耳廓畸形等。

（2）检出结果对比：以孕妇分娩和引产后的胎儿颜面部畸形结果作为诊断金标准，超声表现符合以上一种及以上即可评估为阳性。

（3）诊断价值对比：以分娩和引产后的胎儿颜面部畸形结果作为诊断金标准，

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1.5统计学方法

对收集到的全部数值录入SPSS软件中做出统计分析，计数资料的记录方式为例数和百分比，通过χ2检验等方法进行分析；计量资料的记录方式为均数和标准差，通过t检验的方法进行分析；应用 Kappa检验对结果进行一致性分析，Kappa>0.70表示具有良好的一致性，0.4<0表示具有较好的一致性， Kappa≤0.4表示具有较差的一致性[11]，以P＜0.05认为具有统计学意义。

2、结果

2.1两组检查诊断胎儿颜面部畸形的符合情况对比

分娩或引产后的结果显示44例确诊为胎儿颜面部畸形，包括唇裂10例、唇腭裂5例、鼻骨缺失5例、鼻骨短小21例；喙鼻1例、耳廓畸形2例。相较于常规三维超声检查，3D打印技术诊断的胎儿颜面部畸形的符合率更高（P<0.05）。详见下表1。

表1：两组检查诊断胎儿颜面部畸形的符合情况对比

2.2两组检查对胎儿颜面部畸形的检出结果对比

结果指出：分娩或引产后的胎儿颜面部畸形44例，研究组检测比常规组的阳性例数多。详见下表2.

表2：两组检查对胎儿颜面部畸形的检出结果对比

2.3两组检查对胎儿颜面部畸形的诊断价值对比

结果指出：三维超声的诊断结果与金标准检出的一致性中等（Kappa=0.351，P<0.05）；3D打印技术的诊断结果与金标准检出的一致性较高（Kappa=0.534，P<0.05）。且两组检查诊断的阳性、阴性预测量、特异度及误诊率比较，（P>0.05）无统计学意义；研究组的ACU值、灵敏度、准确度及漏诊率明显优于常规组（P<0.05）。详见下表3.

表3：两组检查对胎儿颜面部畸形的诊断价值对比

3、讨论

近年来胎儿颜面发育畸形发生率逐年升高，丹麦研究发现，全世界胎儿颜面部畸形的比例由2018年0.145%增至2022年0.191%，而我国胎儿颜面部畸形发生率已达0.21%[12]。这种先天畸形，传统的外科治疗手段难以对其进行有效的纠正和治疗，需要进行多次的手术修补，不仅给胎儿及家人带来了沉重的经济负担，还会给孩子和父母的心理、生理等多个层面造成巨大的冲击。在孕期要对颜面部畸形的胎儿进行筛查，并根据筛查的结果来确定是否保留胎儿，如果发现有染色体异常的胎儿，就应该立即终止妊娠，这样不仅可以避免怀孕给孕妇带来的巨大危害，还能有效地提升孩子的生育质量[13]。超声检查是目前临床上应用最多的一种检查胎儿颜面部畸形的方法。而随着超声技术水平的不断提升,三维超声在临床应用较为广泛。然而实际临床中胎儿三维颜面图像易受胎儿体积、羊水量等因素的影响加之图像清晰度不足的问题，观察胎儿面部受到一定的限制。3D打印技术是一种新兴技术，在医学领域广泛应用，其将计算机三维数字成像技术与多层次连续打印技术相结合，通过分层加工、叠加成型的方式，逐层增加材料来生成3D实体模型。

本研究分娩或引产后的结果显示84例患者中有44例确诊为胎儿颜面部畸形，三维超声结合3D打印技术诊断的胎儿颜面部畸形的符合率更高（P<0.05），且ACU值、灵敏度、准确度及漏诊率明显优于单一的三维超声检查。指出三维超声结合3D打印技术在产前诊断中能够提供更为精准、立体、直观的模型，可以清晰显示较为复杂的胎儿颜面部细节，诊断信息更丰富，尤其针对胎儿上唇、腭部的连续中断情况，视觉效果更清晰，且全方位无死角，极大地提升了胎儿颜面部畸形的诊断率。

综上所述，在产前胎儿畸形筛查中给予孕妇三维超声结合3D打印技术的诊断效能高，能有效鉴别各类颜面畸形，具有较高的诊断准确率，为未来的产前诊断和治疗提供有力的支持，具有广泛的临床应用前景。

参考文献

[1] 王雪.胎儿颜面部畸形超声特征及与超声软指标的相关性分析[J].当代医学,2021,27(09):54-56.

[2] 王佳艺.3D打印技术在医学影像中的应用现状及发展前景[J].影像研究与医学应用,2020,4(05):249-250.

[3] 赵翠萍,郜帅,王英,等.3D打印技术在康复医学中的应用与研究进展[J].石河子科技,2022,(04):74-75.

[4] 高改会,丁鹍.二维超声和三维超声对胎儿颜面部畸形的诊断价值比较[J].临床医学研究与实践,2023,8(01):108-111.DOI:10.19347/j.cnki.2096-1413.202301029.

[5] 董增.胎儿系统超声检查在产科胎儿颜面部畸形筛查中的临床效果分析[J].影像研究与医学应用,2021,5(08):62-63.

[6] 杨明伦,朱明月.超声筛查胎儿颜面部畸形筛查中的效果及超声软指标相关性分析[J].影像研究与医学应用,2020,4(19):248-250.

项目编号：2220004003363,项目名称：3D打印技术在胎儿颜面部畸形筛查中应用的探索