超聲心動圖新技術評價胎兒心功能研究進展

羅田田綜述，董虹美審校

(重慶市婦幼保健院超聲科，重慶 401147)

胎兒超聲心動圖最初用于檢測胎兒異常心臟結構。隨著超聲技術和設備的發展，超聲心動圖越來越多地應用于評價胎兒心功能，是目前最常見的非侵入性評價胎兒心功能的方法之一。超聲心動圖可用于篩查高危胎兒，預測部分胎兒疾病(如宮內生長受限、雙胎輸血綜合征和先天性膈疝等)轉歸，有助于對胎兒宮內異常的早期判斷、處理及預后預測。本文就超聲心動圖新技術評價胎兒心功能的研究進展進行綜述。

1 胎兒血液循環特點

胎兒血液循環不同于新生兒及成人，主要表現為[1]：①富氧血來源于胎盤而不是肺；②血液分流為卵圓孔和動脈導管水平的右向左分流。右心室生理需求在產前產后差異較大，在孕中晚期，右心室在心臟輸出中所占的比例可達60%。

2 超聲心動圖評價胎兒心功能的常用方法及指標

常用方法及指標：①二維超聲心動圖，測量心房、心室內徑，通過Simpson法計算心室容積、射血分數(ejection fractions, EF)；②M型超聲心動圖，記錄心室壁活動曲線，測量心室收縮、舒張末期內徑及室壁搏幅，通過公式計算EF、每搏輸出量(stroke volume, SV)、短軸縮短率(fractional shortening index, FS)、心排出量(cardiac output, CO)、心臟指數(cardiac index, CI)；測量二尖瓣環收縮期位移(mitral annular plane systolic excursion, MAPSE)、三尖瓣環收縮期位移(tricuspid annular plane systolic excursion, TAPSE)，計算二者之間的差值；③頻譜多普勒超聲心動圖，測量主、肺動脈收縮期峰值流速，房室瓣口舒張早期峰值流速E、舒張晚期峰值流速A，計算E/A，觀察靜脈導管和肺靜脈血流頻譜，計算Tei指數。

3 超聲心動圖新技術在評價胎兒心功能中的應用

3.1組織多普勒成像(tissue doppler imaging, TDI) 傳統頻譜多普勒技術測量的是瓣口血流的各項數據，而TDI因其低速高振幅的特征，可直接觀察心肌、瓣環等組織的運動情況，同時評價心臟收縮及舒張功能。利用TDI可測量二尖瓣、三尖瓣及心肌收縮期運動速度S'、舒張早期運動速度E'、舒張晚期運動速度A'，計算E/E'、E'/A'，并觀察上述參數隨孕周變化情況。唐逵等[2]應用TDI觀察宮內發育遲緩(intrauterine growth retardation, IUGR)及正常胎兒心功能，發現IUGR胎兒E′、A′、S′及E′/A′均低于正常胎兒，而E/E′、E/(E′×S′)、Tei指數均高于正常胎兒。馮艷紅等[3]應用TDI觀察妊娠高血壓綜合征(pregnancy induced hypertension, PIH)對胎兒心臟功能的影響，發現與正常對照組相同孕周亞組比較，PIH組胎兒左心室、右心室、室間隔E′、A′及E′/A′差異均有統計學意義；孕周≥30周胎兒中，PIH組右心室S′高于對照組，孕周<30周胎兒中，PIH組室間隔、左心室S′低于對照組，提示PIH可致胎兒心臟舒張與收縮功能受損。TDI亦可用于評價心肌整體及節段運動和變形能力，即應變、應變率。目前對于胎兒應變和應變率與孕周的相關性尚存爭議[4-5]。

TDI可用于評價房室傳導時間，對產前篩查胎兒心律失常有重要意義。郭敏等[6]應用TDI記錄正常胎兒心房收縮期(atrial contraction, Aa)起點至心室等容收縮期(isovolumic contraction, IV)起點時間間隔(Aa—IV)及Aa起點至心室收縮射血期(ventricular systole, Sa)起點時間間隔(Aa—Sa)，發現Aa—IV和Aa—Sa與孕周呈正相關，與心率呈負相關，各孕周組Aa—IV和Aa—Sa差異均有統計學意義。Nii等[7]對131胎孕14～42周正常胎兒行TDI及胎兒心電圖檢查，測量Aa—IV及Aa—Sa，發現Aa—IV與心電圖PR間期的相關性高于Aa—Sa。但有學者[8]發現，由于胎兒心率較快，IV與Sa波融合，TDI檢查時IV顯示率較低，而Aa—Sa更易于測量。李衛東等[9]采用TDI檢查心律正常及偶發心律失常胎兒，測量Aa—Sa及心室開始收縮至下一心動周期心房開始收縮的時間間期(Sa—Aa)，發現Aa—Sa、Sa—Aa與心率呈負相關，不同心率胎兒間Aa—Sa差異無統計學意義，而Sa—Aa差異有統計學意義。

Tei指數計算公式為(等容收縮時間+等容舒張時間)/心室射血時間，可綜合評價心臟收縮和舒張功能，不受胎兒心率影響。目前臨床常用測量Tei指數的方法有頻譜多普勒及TDI。Duan等[10]分別采用頻譜多普勒和TDI測量正常胎兒右心室Tei指數，發現TDI測量的Tei指數與頻譜多普勒測量的Tei指數呈高度相關，但TDI更為簡便快捷，一個頻譜即可反映心室收縮及舒張功能。Khandoker等[11-12]提出K指數，即(等容收縮時間+等容舒張時間)/心室充盈時間，并以Tei指數和K指數評價不同孕周正常胎兒及先天性心臟病(傳導通路異常、結構性心臟病)胎兒的心功能，結果顯示Tei指數與孕周無明顯相關，傳導通路異常胎兒的Tei指數和結構性心臟病胎兒的Tei指數差異無統計學意義；但K指數與孕周呈顯著負相關，結構性心臟病胎兒的K指數顯著低于正常胎兒，提示K指數可用于評價胎兒心肌功能，有助于鑒別診斷結構性先天性心臟病。目前K指數的臨床價值還有待進一步證實。

3.2速度-向量成像技術(velocity vector imaging, VVI) VVI是斑點追蹤技術的一種，克服了TDI的角度和幀頻依賴性，不受胎兒心率影響，能同時評價心肌整體和節段功能，并提供心肌收縮、扭轉及三維定量等重要信息。Younoszai等[13]應用VVI評估正常胎兒心肌功能，測量不同孕周胎兒右心室游離壁、室間隔、左心室游離壁收縮期縱向峰值運動速度(systolic velocity, Vs)、舒張期縱向峰值運動速度(diastolic velocity, Vd)、收縮期應變(Systolic strain, Ss)及收縮期應變率(Systolic strain rate, SRs)，其中成功分析89%的圖像，結果顯示所有心肌節段Vs、Vd均隨孕周延長而增加，Ss、SRs與孕周無明顯相關，提示正常妊娠期間心肌運動速度增加是體細胞生長的結果，而非心肌收縮力改變所致。目前對于Ss與孕周的相關性尚存爭議。Kim等[14]與Younoszai等[13]關于Vs、Vd、Ss、SRs與孕周相關性的研究結果一致，同時發現右心室整體Vs、Vd及基底段Ss、SRs明顯高于左心室；而楊旭等[15]發現心室Vs、Ss與孕周呈正相關，SRs與孕周無明顯相關。

Liu等[16]采用VVI測量孕婦甲狀腺功能異常胎兒左、右心室Vs、Vd、Ss、SRs和舒張期峰值應變率(diastolic strain rate, SRd)，結果顯示孕婦甲狀腺功能減退組和甲狀腺功能亢進組胎兒Ss、SRs、SRd均低于對照組，而Vs、Vd與對照組差異無統計學意義。龍湘黨等[17]采用VVI觀察PIH胎兒左、右心室心肌節段功能，根據PIH分類標準分為妊娠高血壓組、輕度子癇前期組及重度子癇前期組，發現妊娠期高血壓組左、右心室壁Vs、Vd、Ss、SRs和SRd與對照組相應節段心肌差異均無統計學意義；輕度子癇前期組右心室壁Ss、SRs和SRd低于對照組；重度子癇前期組左、右心室壁Ss、SRs和SRd低于對照組、妊娠期高血壓組和輕度子癇前期組，右心室壁Vd低于對照組及妊娠期高血壓組，提示子癇前期胎兒左、右心室功能均有受損，以右心功能損傷更明顯。

3.3空間-時間相關成像技術(spatio-temporal image correlation, STIC) STIC通過探頭自動掃查，獲取大量連續的二維切面，與時相信息相聯合，構成動態三維圖像，并非對心室實際形狀的簡單模仿，可客觀顯示心室的容積形態，測量結果較為準確、可靠。

目前STIC常用虛擬器官計算機輔助分析技術(virtual organ computer aided analysis, VOCAL)測量胎兒心室容積。高凌云等[18]采用STIC技術分別聯合單平面Simpson法、VOCAL技術和超聲容積自動測量技術(sonography-based automated volume count, SonoAVC)測量不同孕周正常胎兒左心室容積，計算左心室SV，結果顯示每種方法的測量者內、測量者間及3種測量方法每兩種之間的可重復性均較高，提示采用STIC技術聯合3種方法測量胎兒心室容積的一致性和可靠性均較高，不受測量者經驗限制。

有學者[19]分別采用STIC-M模式及M型超聲心動圖測量正常胎兒TAPSE，發現2種方法測量結果的一致性較好，同時指出STIC-M技術克服了M型超聲心動圖測量TAPSE時對胎兒體位的依賴性，成功率更高。關于胎兒期心室EF隨孕周變化趨勢的研究結果目前尚存分歧。多項研究[20-21]顯示，正常胎兒左、右心室SV和CO與孕周呈正相關，EF與孕周無明顯相關；但也有學者[22]發現孕21～32+6周正常胎兒左、右心室EF與孕周呈負相關。

目前臨床關于應用STIC技術觀察高危妊娠胎兒心功能的報道較少。Tedesco等[23]應用STIC技術觀察妊娠期糖尿病孕婦及IUGR胎兒，計算TAPSE和FS，發現妊娠期糖尿病組胎兒左、右心室FS、TASPE均低于正常對照組，IUGR組胎兒TAPSE低于正常對照組。孫麗娟等[22]采用STIC掃查孕21～32+6周的60胎正常胎兒及12胎單純性心律失常胎兒，獲得心室舒張末期及收縮末期容積，計算左、右心室SV、CO和EF，結果顯示單純性心律失常胎兒左、右心室各項心功能參數與相應孕周正常胎兒心功能參考值相比均大致正常，且均在32+ 6周前恢復正常心律，表明STIC技術可反映心律失常胎兒的心功能，對評價其預后有重要參考價值。

4 局限性與展望

目前超聲心動圖新技術均存在一定局限性：TDI受超聲波聲束和胎兒心臟運動影響；VVI技術聲像圖的獲取需在清晰的二維成像基礎上，且需存儲圖像進行脫機分析，無法及時提供相應心功能指標；STIC技術受胎兒體位、羊水等因素影響，對二維圖像質量要求高。隨著超聲技術的不斷發展，會有更多更準確的方法用于評價胎兒心功能，為臨床評估胎兒宮內發育情況、預測高危胎兒預后提供更詳細、準確的信息。