心肌超聲速度向量成像技術對法洛四聯癥胎兒右心功能的初步研究

張笑一 趙 映 楊 旭 薛 超 張 燁 劉曉偉 何怡華

根據衛生部《中國出生缺陷防治報告(2012)》顯示，胎兒心臟畸形是導致新生兒死亡和殘疾的重要原因。胎兒期的多種疾病可以影響胎兒的心臟功能，胎兒又以右心系統占優勢，因此盡早全面并且客觀地評價胎兒的右心功能對其預后及治療具有重大臨床價值。法洛四聯癥(tetralogy of Fallot，TOF)是新生兒最常見的發紺型先天性心臟病，占先天性心臟病的12%～14%[1]。TOF患兒的右心功能較正常兒童明顯減低[2]，但其右心功能的減低在胎兒期是否就已出現，尚未見相關研究。因此，本研究的目的是應用超聲速度向量成像(velocity vector imaging，VVI)技術定量評價TOF胎兒右心室縱向整體及局部心肌功能，以加深對TOF胎兒心臟功能變化的理解，為臨床產前咨詢提供理論依據與參考。

資料與方法

1. 研究對象 選取2010年8月至2015年11月期間，在首都醫科大學附屬北京安貞醫院胎兒心臟病母胎醫學北京市重點實驗室經胎兒超聲心動圖檢查診斷為TOF的胎兒24例，孕婦年齡21～38歲，平均(29.2±3.9)歲，孕周19～30周，平均(24.9±2.7)周。另隨機選取同孕齡正常胎兒48例(按1∶2)作為對照組。(1)正常對照組入選標準：① 有準確停經史，或經早期超聲檢查證明胎齡與孕周相符；②心內膜顯示清晰；③單胎妊娠；④孕婦身體健康等。(2)排除標準：①輔助生育技術、誘導排卵受孕；②多胎妊娠；③合并有其他明顯的心內畸形或心外畸形；④持續性心律不齊；⑤孕婦存在感染性疾病、自身免疫性疾病、遺傳代謝病或結締組織病等；⑥心內膜質量欠佳等均予以排除。TOF胎兒的超聲心動圖檢查均由2名副主任及以上醫師進行審核，所有TOF胎兒病例均遵從父母意愿選擇終止妊娠并經尸檢解剖證實。

2. 儀器及方法 采用GE voluson E8彩色多普勒超聲診斷儀，三維容積探頭，探頭頻率4～8MHz。選取心尖四腔心切面，應用M型將取樣點置于三尖瓣環右心室游離壁，記錄三尖瓣環收縮期位移(tricuspid annular plane systolic excursion, TAPSE)，并在同一切面經二維超聲圖像勾勒右心室收縮末期及舒張末期內膜，計算得出右心室收縮末期面積(RVESA)和舒張末期面積(RVEDA)，得到右心室面積變化分數(right ventricular fractional area change,RVFAC)RVFAC=(RVEDA-RVESA)/ RVEDA。右心室應變及應變率脫機使用德國TomTec公司的二維應變分析軟件進行后處理分析，選取胎兒標準四腔心切面連續3個心動周期的動態圖。根據二尖瓣開放及關閉確定胎兒心動周期，以室間隔三尖瓣環處為起點，右心室游離壁三尖瓣環處為終點，手動描記右心室心內膜緣，系統將自動追蹤心室內膜緣，得到各點的速度向量，向量長度表示局部心肌運動速度的大小，向量方向表示局部心肌運動的方向。分析右心室游離壁及室間隔右心室面的基底段、中間段和心尖段共6個節段的心肌運動，在應變曲線上分別測量各節段峰值應變(strain，S)，在應變率曲線上分別測量各節段峰值應變率(strain rate，SR)(圖1～2)。將右心室6個節段應變及應變率平均得到右心室整體應變及應變率。

3． 統計學分析 采用SPSS 17．0統計學軟件。計量數據采用均數±標準差表示，兩組間右心功能參數的比較用獨立樣本t檢驗。計數資料以頻數(率)表示。以P<0.05為差異有統計學意義。

結 果

1.TOF胎兒組一般資料 在30例經胎兒超聲心動圖檢查診斷為TOF的胎兒中，6例因受胎位及孕婦腹壁肥厚等因素影響無法獲取滿意質量的VVI數據，未能成功分析，余24例TOF胎兒成功分析，分析成功率為80%(24/30)。24例中8例診斷為肺動脈重度狹窄，3例提示肺動脈閉鎖可能，5例合并動脈導管缺如，7例合并動脈導管血流逆灌，6例合并右位主動脈弓，4例合并永存左上腔靜脈，2例合并左心室強光點，3例合并單臍動脈，4例合并三尖瓣輕度反流。

2.TOF胎兒組與正常對照組右心室常規超聲參數比較 TOF胎兒組TAPSE(8.72±0.81)vs.(9.03±0.90)mm、RVFAC(0.48±0.10)vs.(0.52±0.09)較正常胎兒組無明顯減低，差異無統計學意義(均P>0.05)。

3.TOF胎兒組與正常對照組右心室縱向整體及局部心肌應變及應變率比較 TOF胎兒組右心室縱向整體及局部心肌收縮期應變(S)及應變率(SR)均較同孕周正常胎兒組明顯減低，差異有統計學意義(均P<0.05，表1～2)。

表1 兩組右心室整體及各節段心肌應變比較

表2 兩組右心室整體及各節段心肌應變率比較

討 論

由于胎兒血液循環與成人相比有其特殊性，胎兒心臟為右心優勢。胎兒孕晚期右心系統較左心系統占優勢，右心每搏量比左心高，右心輸出量約占聯合心輸出量的60%～70%，而左心輸出量僅占聯合心輸出量的30%～40%。因此，右心室功能的變化對胎兒的影響較大，可靠地評價胎兒右心功能的變化，對于產前診斷、胎兒監護、宮內干預以及評估預后和降低圍產兒死亡率等方面都具有非常重要的價值。

近年來，隨著超聲技術和計算機技術的不斷發展和進步，超聲檢查的手段也在不斷更新。VVI技術便是新近發展起來的一種能夠定量評價心臟收縮、舒張功能的新方法[3-5]。部分研究已證實，VVI技術可以用以評價胎兒心肌功能[6-7]，大多數研究認為正常胎兒右心室心肌應變與孕周呈正相關，應變率與孕周無相關[8-10]。VVI技術也可用于先天性心臟病如左心發育不良綜合征[11]、妊娠高血壓綜合征[12-13]等胎兒右心功能的評價，其右心功能均較正常對照組明顯減低。

TOF是一種復雜的先天性心血管畸形，發病率約占全部先心病的10%[14]。在1888年， Fallot對本病的病理解剖及病理生理做出了詳細的描述，歸納了肺動脈狹窄、室間隔缺損、主動脈騎跨和右心室壁肥厚為本病的主要病理解剖特征。TOF患兒的TAPSE、RAFAC、右心室射血分數與正常兒童相比均明顯減低，且TOF患兒預后與右心室射血分數及肺動脈狹窄程度密切關系[15-17]。但TOF患兒的右心功能是否在胎兒期已有所減低，尚未見相關報道。

本研究結果顯示，TOF胎兒組的常規超聲參數如TAPSE及RAFAC，與正常胎兒組比較無明顯減低，但 TOF胎兒組胎兒右心室整體及局部心肌應變及應變率均較正常胎兒組明顯降低，提示在TOF胎兒時期，心肌可能已經受到損害。胎兒期TOF與出生后患兒相比，右心室擴大及右心室肥厚并不明顯，因此傳統參數如TAPSE及RAFAC并沒有明顯減低，但代表心肌功能的應變及應變率均已出現減低，說明TOF胎兒期整體的右心功能雖尚在正常范圍內，但已出現亞臨床的心肌收縮能力的減低。TOF的病理生理改變主要取決于肺動脈口的狹窄程度及室間隔缺損的大小。由于肺動脈瓣口存在狹窄甚至閉鎖，右心室進入肺動脈的血流受阻，右心室收縮期壓力負荷增加，處于長期的缺血缺氧狀態，導致右心室心肌彈性下降，右心室心肌細胞僵硬度增加，從而引起右心室心肌形變能力的減低[18]，但整體功能尚處于代償能力范圍內。

由于TOF胎兒樣本量較少，本研究未能就TOF胎兒與孕周的變化規律做出定量分析，有待后續研究。其次，胎兒期由于對肺動脈狹窄程度的評價有一定困難，因此未能對TOF嚴重程度與右心功能改變之間的關系進行進一步探討。最后，由于右心室心內膜表面不光滑，不可避免的造成測量誤差。目前尚無評估胎兒心功能的金標準，此研究應用VVI技術獲得的數據無法與之進行比較。

總之，TOF胎兒右心室整體及局部心肌應變及應變率較正常胎兒均明顯減低；VVI技術具有不受角度影響、無創、操作簡便等優點，可用于評價TOF胎兒心肌運動功能，為產前評價TOF胎兒右心室功能提供新方法。