Accuracy of Hadlock formulae of estimated weight in fetuses with small head size
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摘要:目的
探讨采用Hadlock不同公式中头围参数估算头围偏小胎儿体质量的准确性。
方法选取2014年2月至2020年8月在复旦大学附属妇产科医院建卡分娩的孕产妇328例，采用Hadlock Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ公式分别估算胎儿体质量，采用平均百分比误差（mean percentage error，MPE）、平均绝对百分比误差（mean absolute percentage error，MAPE）和出生体质量±15%区间比较4种公式的准确性，并用Bland-Altman分析和组内相关系数检验4种公式的一致性。
结果328例胎儿的平均出生体质量为（2 084.4±778.1）g，MAPE范围为（8.9±8.9）%~（10.1±9.7）%，出生体质量±15%区间内预测值为80.2%~83.5%，差异均无统计学意义。Bland-Altman结果提示，各公式估算体质量与实际出生体质量的平均差值均较小（6.5~73 g）。组内相关系数一致性分析显示，各估算体质量公式与出生体质量间的一致性均较好（ICC>0.75）。
结论在头围偏小胎儿中，不论估算体质量公式中是否包含头围测量，采用Hadlock Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ公式估算体质量准确性和一致性均较好。
Abstract:ObjectiveTo explore the accuracy of four fetal estimation formulas generated by Hadlock with or without head circumference parameter in fetus with small head size.
MethodsFrom February 2014 to August 2020, 328 singleton deliveries who gave birth at the Obstetrics and Gynecology Hospital of Fudan University were selected. Birth weights were compared with estimated fetal weights calculated by four Hadlock formulas. Percentage error, absolute percentage error, and the proportion of weight estimations falling within ±15% error interval were also calculated. Intraclass correlation coefficients and Bland-Altman analysis were used to assess the concordance between estimated fetal weights and birth weights.
ResultsThe mean birth weight was (2 084.4±778.1) g. The mean absolute percentage error ranged (8.9±8.9)% to (10.1±9.7)%. The proportion of weight estimations falling within ±15% error interval ranged between 80.2% and 83.5%. These differences were statistically insignificant. Using Bland-Altman analysis, the mean differences were all tiny, fluctuated between 6.5 g and 73 g. The intraclass correlation coefficients generated by four formulae were superior (ICC>0.75).
ConclusionsThe accuracy and concordance difference between estimated fetal weight and birth weight among four formulae were minor in fetuses with small head circumference.
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胎儿体质量的估算是评估胎儿生长情况的重要指标，也是预测新生儿发病率和死亡率的重要参考指标[1]。头围偏小的胎儿受到遗传、环境、感染等因素的影响，出生体质量明显低于正常胎儿[2]，早产风险也增加[3]。当出生体质量＞2 000 g，新生儿死亡率明显下降[4]。单纯性头围偏小胎儿的分娩方式和妊娠结局与头围正常的胎儿类似[5]，但是胎儿不成比例的头围偏小, 例如(腹围－头围)＞50 mm，发生肩难产的风险高于正常胎儿[6-7]。因此，准确的体质量估算是分娩方式选择、产程管理以及新生儿早期处理的关键。
利用超声测量参数估算胎儿体质量已经成为当前最主要的方式。然而，研究者们开发的公式繁多，临床决策时缺乏统一参考。目前临床使用最为广泛的是Hadlock公式[8]。Hadlock等[9]通过逐步回归分析将反映头颅生长的参数[双顶径(biparietal diameter，BPD)或头围(head circumference，HC)]、身体横向测量参数[腹围(abdominal circumference，AC)]以及纵向测量参数[股骨长(femoral length，FL)]相互组合，构建了不同的估算体质量公式。其中，Hadlock Ⅰ公式包含BPD、HC、AC、FL 4个参数，Hadlock Ⅱ公式只囊括了AC和FL 2个参数，Hadlock Ⅲ和Hadlock Ⅳ公式则分别选择BPD和HC作为头颅发育的测量指标。
目前尚不清楚对于头围偏小的胎儿，公式中纳入HC是否会降低估算体质量的准确性。其次，这些临床广泛应用的公式数据主要来源于高加索人群，与本地区人群有较大差距[10]。因此，需要用本地区人群的超声测量数据比较4种估算体质量公式在头围偏小胎儿中的准确性。
1. 资料与方法
1.1 研究对象
选取2014年2月至2020年8月在复旦大学附属妇产科医院建卡，进行常规产前检查并入院分娩的单胎妊娠孕妇328例。纳入标准：(1)单胎活产；(2)末次超声测量时间距离分娩日期＜7 d；(3)B超测量头围小于同孕龄胎儿头围均值的2个标准差及以下(参考NICHD-Asian标准)[11]；(4)超声图像质控符合ISUOG标准[12]。排除标准：(1)超声质控无法评估；(2)胎儿染色体异常或结构畸形；(3)B超测量参数不完整。本研究通过复旦大学附属妇产科医院伦理委员会批准(2021-57)。
1.2 数据收集
通过电子化病历系统，收集符合要求的孕产妇基本信息，包括(1)一般信息：产妇年龄、孕产次、末次B超检查孕周、分娩孕周；(2)超声测量数据：BPD、HC、AC和FL；(3)分娩信息即胎儿出生体质量。超声测量由经验丰富的妇产超声医生根据ISUOG指南[12]完成，留图符合超声质控要求。应用GE公司Voluson-E6和Voluson-E8超声诊断仪进行常规二维超声的胎儿生长参数测量，测量内容包括：BPD、HC、AC和FL。使用表 1中的公式计算胎儿估计体质量(estimated fetal weight, EFW)。使用调整后的EFWadj[EFW+26.26[13]×相差天数(出生日期－末次B超测量日期)]与出生体质量进行比较。出生体质量由助产士在分娩后30 min内使用电子体质量计测得，精确到10 g。
表 1 临床常用包括BPD或HC、AC、FL的估算体质量公式序号 公式代号 测量参数 公式算法(g, cm) 1 Hadlock Ⅰ HC、BPD、AC、FL 10^(1.359 6+0.006 4×HC+0.042 4×AC+0.174×FL +0.000 61×BPD×AC－0.003 86×AC×FL) 2 Hadlock Ⅱ AC、FL 10^(1.304+0.052 81×AC+0.193 8×FL－0.004×AC ×FL) 3 Hadlock Ⅲ BPD、AC、FL 10^(1.335－0.003 4×AC×FL+0.031 6×BPD+ 0.045 7×AC+0.162 3×FL) 4 Hadlock Ⅳ HC、AC、FL 10^(1.326－0.003 26×AC×FL+0.010 7×HC+0.043 8×AC+0.158×FL) BPD: 双顶径; HC: 头围; AC: 腹围; FL: 股骨长。 1.3 统计学处理
采用SPSS 22.0软件对数据进行统计学分析，符合正态分布的计量资料以x±s表示，非正态分布变量用M(P25, P75)表示；多组间比较采用单因素方差分析，SNK法进一步比较各组间差异有无统计学意义；两组间比较采用t检验。计数资料以n(%)表示，组间比较采用χ2检验或Fisher精确概率法。平均百分比误差(mean percentage error, MPE)及平均绝对百分比误差(mean absolute percentage error, MAPE)用来比较不同公式的准确性，MPE=(估计体质量－实际体质量)/实际体质量×100，MAPE=|估计体质量－实际体质量|/实际体质量×100。一致性分析使用组内相关系数(interclass correlation coefficient, ICC)和Bland-Altman检验。ICC＞0.75认为一致性高，ICC < 0.4认为一致性较差。检验水准(α)为0.05。
2. 结果
2.1 一般资料分析
结果(表 2)显示：共包含328条超声测量数据，产妇平均年龄为(30.2±4.3)岁。平均分娩孕周(35.7±3.5)周，末次B超测量时间与分娩时间平均相差(4.0±2.1) d，胎儿平均体质量(2 084.4±778.1) g。
表 2 孕产妇一般资料分析n=328, x±s 指标 结果 孕妇年龄/岁 30.2±4.3 分娩孕周/周 35.7±3.5 B超与分娩相差天数/d 4.0±2.1 胎儿体质量/g 2 084.4±778.1 BPD/mm 81.3±8.7 HC/mm 279.4±27.1 AC/mm 282.0±40.4 FL/mm 61.2±8.7 BPD: 双顶径; HC: 头围; AC: 腹围; FL: 股骨长。 2.2 准确性分析
结果(表 3)显示：4种估算体质量公式与出生体质量比较的MPE波动范围为0.002~0.053，其标准差波动范围为0.12~0.13。MAPE介于0.089±0.09与0.101±0.10之间，其中Hadlock Ⅰ的MAPE最小，Hadlock Ⅱ的MAPE最大，Hadlock Ⅳ与Hadlock Ⅱ介于二者之间。SNK法进一步两两比较，4种公式的MAPE差异均无统计学意义(P=0.38)。在临床可接受的出生体质量±15%误差范围内，各公式估算体质量预测百分率分别为83.5%、81.4%、80.2%和82.0%，差异均无统计学意义(χ2=1.28，P=0.7)。
表 3 4种体质量估算公式与出生体质量比较的MPE、MAPE及ICCx±s 公式 EFWadj/g MPE/% MAPE/% ICC(95%CI) Hadlock Ⅰ 2 078.0±705.8 2.0±12.5 8.9±8.9 0.94(0.93~0.95) Hadlock Ⅱ 2 157.4±773.4 5.3±13.0 10.1±9.7 0.94(0.92~0.96) Hadlock Ⅲ 2 153.4±768.2 5.2±12.5 9.7±9.5 0.94(0.93~0.96) Hadlock Ⅳ 2 033.4±673.4 0.2±13.1 9.2±9.3 0.92(0.90~0.94) EFWadj=EFW+26.26×相差天数(出生日期－末次B超测量日期)，结果四舍五入取整；MPE：平均百分比误差；MAPE：平均绝对百分比误差；SD：标准差；ICC：组内相关系数；95%CI：95%可信区间。 2.3 一致性评价
各公式估算体质量的ICC值见表 3，各公式的ICC值均＞0.75。Bland-Altman检验结果(图 1)显示：各公式估算体质量与出生体质量间差值均值及95%一致性限度(limits of agreement，LOA)中，Hadlock Ⅰ估算体质量与出生体质量差值最小(6.5 g，95%LOA=－508.0~495.1 g)，Hadlock Ⅱ公式估算体质量与出生体质量差值最大(73.0 g，95%LOA=-430.5~576.5g)。
3. 讨论
包含HC、AC、FL 3个参数的Hadlock Ⅲ公式是目前临床上使用最广泛的估算体质量公式[8]。美国国立卫生研究院国家儿童健康与人类发展研究所(NICHD)和WHO都通过这一公式构建胎儿生长发育曲线[13-14]。在临床测量中，HC测量在不同测量者中误差较大。因此，本研究旨在明确头围偏小的胎儿中，估算体质量公式HC参数是否会影响超声估算体质量的准确性。
本研究为回顾性队列研究，共纳入符合标准的328条超声测量数据，通过比较MPE和MAPE评估各估算公式的准确性。超声测量误差包括系统误差和随机误差，MPE及其标准差分别反映了系统误差和随机误差。本研究中，系统误差变异范围为0.2%~5.3%，随机误差波动较小，为12%~13%，与Abele、Barel等[15-16]研究结果基本一致。MAPE是评估胎儿体质量估算公式准确性最重要的评价指标[17]，MAPE的大小是绝对误差的标志，真实地反映了估算体质量与出生体质量之间的差值。Esinler等[18]比较了18种估算体质量公式的准确性，其中包括Hadlock Ⅰ~Ⅳ 4种公式，结果显示Hadlock Ⅰ公式在总体人群中准确性最好，MAPE=7.7±0.3，在出生体质量＜2 500 g人群中，Hadlock Ⅰ公式估算体质量与出生体质量比较的MAPE为9.2±0.7。本研究中，Hadlock Ⅰ公式的MAPE值最小(8.9±8.9)，结果与该研究中出生体质量＜2 500 g结果更为接近。进一步分析本研究人群分布，出生体质量为(2 084.4±778.1) g，其中小于2 500 g占总人数的67.7%，证实了本研究结果的准确性。
本研究比较了4种估算体质量公式在本地头围偏小胎儿中的准确性，其中，不包含胎儿头颅生长参数(BPD或AC)的Hadlock Ⅱ公式的MAPE最大，为(10.1±9.7)。类似研究[19]表明，在任一体质量区间内，估算体质量公式中纳入3~4种测量参数的准确性高于只纳入1~2种测量参数。只包含2种测量参数的Hadlock Ⅱ公式准确性较其他3种公式差。但是，这种差异非常小，通过SNK法两两比较，4种公式的MAPE差异无统计学意义(P=0.38)。因此，这种差异是否存在临床意义仍需进一步验证。
本研究还对估算胎儿体质量与出生体质量的误差范围进行准确性比较。目前临床上认为估算体质量在出生体质量±15%属于可接受范围[20]。结果显示，Hadlock Ⅰ公式估算体质量在出生体质量±15%范围比例最高，为83.5%，但与其他公式相比，结果差异无统计学意义(χ2=1.28，P=0.7)。
本研究采用Bland-Altman分析评价不同公式估算体质量与实际出生体质量的相关性及准确性，结果显示，Hadlock Ⅰ和Hadlock Ⅳ低估了出生体质量，而Hadlock Ⅱ和Hadlock Ⅲ高估了出生体质量，但是与出生体质量间的差异均很小。Bland-Altman检验通过图表的方式直观地表现了估算体质量与实际出生体质量的均值与标准差，方便临床医生解读。Bland-Altman分析结果中，估算体质量与实际出生体质量差值的均值反映了系统误差的大小，95% LOA反映了随机误差的大小，但在结果的解释中出现了系统误差与随机误差不一致的情况[21]。例如，Hadlock Ⅰ公式与实际出生体质量的平均差值最小(6.5 g)，但Hadlock Ⅲ公式的95%LOA最小(976.6 g)。ICC一致性分析的结果克服了这一限制。ICC反映了个体变异程度与总体变异程度的比值，ICC越大，则系统误差与随机误差引起的变异越小。4种公式估算体质量与出生体质量比较的ICC＞0.75，提示一致性均较好。
本研究对象为中国上海孕妇，总体样本量充足，但并未进一步细分头围偏小的程度。各估算体质量公式的准确性评估具有参考意义，但结果的外延也会受到一定限制。作为回顾性研究，无法对超声数据进行多次重复测量，但研究纳入对象的测量图像符合质控要求，可以将测量误差控制在较小范围。
综上所述，在头围偏小胎儿的体质量预测中，4种估算体质量公式准确性与一致性均较好。虽然Hadlock Ⅰ公式的MAPE值最小，但这种差异是否具备临床实际意义仍待进一步验证。
利益冲突：所有作者声明不存在利益冲突。 -
表 1 临床常用包括BPD或HC、AC、FL的估算体质量公式
序号 公式代号 测量参数 公式算法(g, cm) 1 Hadlock Ⅰ HC、BPD、AC、FL 10^(1.359 6+0.006 4×HC+0.042 4×AC+0.174×FL +0.000 61×BPD×AC－0.003 86×AC×FL) 2 Hadlock Ⅱ AC、FL 10^(1.304+0.052 81×AC+0.193 8×FL－0.004×AC ×FL) 3 Hadlock Ⅲ BPD、AC、FL 10^(1.335－0.003 4×AC×FL+0.031 6×BPD+ 0.045 7×AC+0.162 3×FL) 4 Hadlock Ⅳ HC、AC、FL 10^(1.326－0.003 26×AC×FL+0.010 7×HC+0.043 8×AC+0.158×FL) BPD: 双顶径; HC: 头围; AC: 腹围; FL: 股骨长。 
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表 2 孕产妇一般资料分析
n=328, x±s 指标 结果 孕妇年龄/岁 30.2±4.3 分娩孕周/周 35.7±3.5 B超与分娩相差天数/d 4.0±2.1 胎儿体质量/g 2 084.4±778.1 BPD/mm 81.3±8.7 HC/mm 279.4±27.1 AC/mm 282.0±40.4 FL/mm 61.2±8.7 BPD: 双顶径; HC: 头围; AC: 腹围; FL: 股骨长。
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表 3 4种体质量估算公式与出生体质量比较的MPE、MAPE及ICC
x±s 公式 EFWadj/g MPE/% MAPE/% ICC(95%CI) Hadlock Ⅰ 2 078.0±705.8 2.0±12.5 8.9±8.9 0.94(0.93~0.95) Hadlock Ⅱ 2 157.4±773.4 5.3±13.0 10.1±9.7 0.94(0.92~0.96) Hadlock Ⅲ 2 153.4±768.2 5.2±12.5 9.7±9.5 0.94(0.93~0.96) Hadlock Ⅳ 2 033.4±673.4 0.2±13.1 9.2±9.3 0.92(0.90~0.94) EFWadj=EFW+26.26×相差天数(出生日期－末次B超测量日期)，结果四舍五入取整；MPE：平均百分比误差；MAPE：平均绝对百分比误差；SD：标准差；ICC：组内相关系数；95%CI：95%可信区间。
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