背景据报道，先天性心脏病占我国出生婴儿的0.8%～1.2%，意味着我国每年有12万～20万的先天性心脏病患儿出生，其中复杂的、目前治疗手段尚不能达到良好治疗效果的或出生后早期死亡的先天性心脏病约占20%，是新生儿及儿童期主要的死亡原因之一。超声检查几乎是胎儿心脏畸形产前影像诊断的唯一选择。正常标准切面的获得和认识是发现胎儿心脏异常的最基本条件，超声医师必须严格执行心脏超声系统检查顺序及标准切面的检查，从而在获得标准切面的过程中发现异常。目前与超声标准切面一致的胎儿心脏解剖教学标本研究还未见系统报道。但随着数字医学的快速发展，数字化可视人体（Digitized visible human）在人体器官个性化重建、影像立体重建、外科手术与介入手术的导航、术前的虚拟仿真、远程医疗等起到了重要作用。胎儿心脏解剖标本的制作与数字化三维重建是对胎儿心脏复杂畸形从内部结构到血管畸形的全面认识，进一步巩固胎儿心脏的解剖基础，提高产前心脏超声检查的完整性、快速性及准确性，推动胎儿超声心动图向精确化、个性化及诊断快速化发展。目的通过制作一套系统的胎儿正常或复杂畸形心脏解剖教学标本，完成中国首例伴有心脏复杂畸形胎儿人体结构数据集采集和心脏数字化三维重建，以及收集孕龄为20⁺⁰³9⁺⁶周胎儿超声心动图影像资料，拟建立将胎儿超声心动图基础理论教学与临床实践教学相结合的教学资源库，并将此资源库应用于多层次的医学影像专业学员胎儿超声心动图教学，旨在使超声专业初学者熟练掌握正常或复杂畸形胎儿心脏各个部位解剖结构，形象化理解超声影像特点，进一步提高胎儿超声心动图检查质量。方法一、胎儿心脏超声解剖教学标本的制作1.建立胎儿超声心动图检查标准切面并收集临床超声心动图影像资料。2.建立胎儿复杂心脏畸形典型超声心动图检查切面并收集临床超声心动图影像资料。3.收集20⁺⁰³9⁺⁶周正常胎儿心脏卵圆孔、房室内径、大动脉直径及血流速度超声测量数据。4.标本的采集与制作：胎儿经10%甲醛固定后，按常规打开胸腔，游离取出心脏，记录胎儿心脏主要血管直径，根据标本各自特点，按照超声标准切面以及复杂畸形典型切面观进行切割，留取多角度影像资料后装入定制的有机玻璃缸内封存保留。所用标本均获家属同意签字及新桥医院伦理委员会论证授权。二、胎儿心脏连续性薄层断层数据集的采集与数字化三维重建1.胎儿心脏连续性薄层断层数据集采集的方法学研究⑴石蜡切片组：标本1经10%甲醛固定后，游离心脏，以4根人体前臂静脉定标，经脱水处理，石蜡包埋，切片厚度为10μm，常规HE染色，封片，逐层用Canon高清晰度数码相机摄影并存储。⑵冰冻切片组标本2经10%甲醛固定、64排CT及核磁共振扫描后，用5%绿色明胶包埋，置入-30℃冰库中冰冻1周，然后在-25℃低温实验室中用TK-6350型数控铣床，从头至足逐层铣切。逐层用Canon高清晰度数码相机摄影，完成胎儿人体数据采集，得到胎儿人体结构数据集。2.胎儿心脏数字化三维重建选取冰冻切片组胎儿胸部区域的连续断层数据集，经逐层图像分割后，应用Amira软件来拟合重建胎儿心脏三维图像结果一、胎儿心脏超声解剖教学标本的制作1.与超声切面一致的正常胎儿心脏解剖标本的制作成功获取与胎儿超声心动图标准切面一致的心脏断面解剖标本6例，所得到的心脏解剖标本各部分结构完整，不损伤心脏内部的微小结构，与真实活体内结构形状相同，能够很好的满足胎儿心脏基础理论教学与临床超声实践教学。2.20⁺⁰³9⁺⁶孕周胎儿心脏超声测值分析胎儿右房及房内主要结构随胎龄变化呈一定的规律性。胎儿左房及房内主要结构增长随胎龄变化呈正相关。右房壁厚度和卵圆孔高度及宽度呈不规则变化，左房壁厚度增长速度平稳，与胎龄增长呈正比，幅度变化不大。3.胎儿复杂心脏畸形解剖标本的制作获得胎儿心脏复杂畸形解剖教学标本20例，其中单心室6例，右室双出口3例，左室发育不良伴主动脉缩窄及室间隔缺3例，法洛氏四联症5例，完全型大动脉转位1例，右心发育不良1例，三尖瓣闭锁伴室间隔缺损1例。同时获取相应的复杂畸形胎儿引产前超声心动图影像资料。二、胎儿心脏连续性薄层断层数据集的采集与数字化三维重建1.胎儿心脏连续性薄层断层数据集采集的方法学研究⑴石蜡切片组：所选用标本为孕27⁺⁴周的胎儿，收集产前胎儿超声心动图影像资料。获得一组胎儿心脏整体连续性切片共计490层（从心尖部至主动脉弓上缘消失），每层厚10μm，每层切片图像文件大小约为3.35MB，分辨率为2362×2362像素，整个胎心数据集大小为1.641GB。组织切片上胎儿心脏各部结构染色良好，结构完整，无断裂破碎等现象。⑵冰冻切片组所选用标本为孕35⁺⁴周的胎儿，经产前超声诊断为单心室伴主动脉重度缩窄，属复杂的心脏畸形。收集产前胎儿超声心动图影像资料。引产后获得从头至足部的CT与MRI断层扫描图像及胎儿心脏的CT重建图像。CT扫描层厚0.625mm，MRI扫描层厚3.0mm。经低温铣切后，胎儿标本连续横断面层厚0.2mm，全身共计1495个断面。数字化摄影分辨率为10989056pixels （4064×2704）像素,每个断面图像文件大小为31.4MB,整个数据集数据量46.943GB。2.胎儿心脏数字化三维重建获得了与CT重建图像高度一致的心脏数字化三维图像。重建的心脏及大血管模型可以以局部、小组或整体多角度清晰显示。结论1.胎儿心脏标准切面解剖标本的制作可以使初学者熟练掌握胎儿心脏各个部位解剖结构，形象化理解超声影像特点，进一步保证不同的检查者获得尽可能相同的检查质量，减少漏诊。2.20⁺⁰³9⁺⁶孕周胎儿心脏超声测值规律的发现，有助于进一步深入对胎儿血流动力学的研究，早期胎儿心脏畸形可导致大血管及继发结构的改变从而引起血流动力学的改变，及早发现与宫内治疗有利于胎儿心脏的正常发育。3.胎儿心脏复杂畸形解剖标本的制作可以为先天性心脏病的超声诊断及外科术前治疗方式决策提供解剖学依据；为影像学、解剖学及病理学教学提供资源。4.胎儿心脏可视化三维模型具有良好的人机互动性，可以拓展超声心动图教学模式和教学手段，为超声心动图提供精细的二维和三维解剖学对照，有助于医学生对心脏切面解剖结构的识别，解决了一直困扰超声医师关于超声心动图切面难以和薄层断面解剖实现精细对照的难题。