三維能量多普勒超聲在定量評估生長受限胎兒腎臟血流量中的應用

胡晗宇，艾芳，劉玲艷，董旭東

作者單位：云南省第一人民醫院、昆明理工大學附屬醫院婦產科，云南 昆明650032

胎兒生長受限（FGR）的圍生期死亡率高于正常胎兒，其發生率高達10%。多種原因可引起FGR，其中孕婦營養缺乏和子宮胎盤功能不全是最常見的原因［1］。患有FGR的胎兒圍生期風險增加［2-4］，與正常胎兒相比，FGR可增加分娩時發生胎兒窘迫的風險［5］。一旦分娩前超聲檢查發現或懷疑FGR，即可以通過密切監測和及時處理來減少并發癥的發生［6］。胎兒腎臟血管發育程度對胎兒腎臟血液循環至關重要［8］。胎兒器官若發生血流灌注異常例如FGR，則可能導致胎兒健康受到影響，因此產前超聲評估胎兒器官是否存在異常循環顯得尤為重要。隨著定量三維（three-dimensional，3D）能量多普勒超聲的應用，對胎兒器官血管化的3D評估在臨床上得到實現［9-10］。胎兒腎臟血流豐富，是衡量胎兒健康與否最重要的器官之一，因此可通過測量胎兒腎臟的三維能量多普勒超聲改變來判斷胎兒是否發生FGR。有報道顯示FGR胎兒的腎臟體積減少［11］，可以推測胎兒腎血流灌注也發生了異常。因此，本研究采用定量3D能量多普勒超聲評估正常胎兒以及FGR胎兒的腎臟的血流灌注和血管化情況，旨在通過超聲為評估FGR提供依據。

1 資料與方法

1.1一般資料選取云南省第一人民醫院2017年5月至2018年10月孕期婦女為研究對象。納入標準：（1）妊娠20～40周的單胎胎兒；（2）孕婦或胎兒未發生其他并發癥的正常妊娠；（3）無精神類疾病且能配合進行超聲檢查。納入研究前清楚了解本研究目的及過程，所有參與者或者近親屬均簽署知情同意書，本研究符合《世界醫學協會赫爾辛基宣言》相關要求。

經篩選總共有32例FGR胎兒和41例正常胎兒被納入最終分析。孕婦年齡分別為（26.32±7.15）歲和（25.68±8.21）歲，兩組年齡比較差異無統計學意義。

1.2儀器與設備超聲（ultrasound，US）檢查設備為：美國GE公司生產的GE-E8型彩色多普勒超聲診斷儀，探頭為Kretz Voluson 530D和730，頻率3.5MHZ。

1.3超聲圖像采集首先使用腹部探頭在定量3D能量多普勒模式下掃描每個胎兒中更接近探頭的胎兒腎臟。其次，使用VOCAL軟件（GE-Kretztechnik，Zipf，Austria）計算從所獲得的胎兒腎血流的直方圖。直方圖包括血管化指數（VI），血流指數（FI）和血管化-血流指數（VFI）［10-11］。在胎兒安靜時的幾秒內掃描胎兒腎臟。機器參數設置：實際功率：2 dB，脈沖重復頻率：1.0，Cent FRQ：中，持續時間：0.3∕0.4，質量：4，密度：8，增強：3，平衡：G＞192。每個胎兒均保持相同掃描條件。

VOCAL imaging程序可自動計算識別胎兒腎臟的灰度值和色度值［12］。使用3D能量多普勒US獲得單位體積US信息定義為體素。灰度體素包含從黑到白的所有3D灰度信息等級，最低值為0，最高值為100；顏色體素亦類似（0～100）。根據這些值，計算出三個指數：VI、FI和VFI。VI代表組織中血管所在感興趣區域（胎兒器官）中的顏色體素的數量，并用百分比（%）表示。FI是顏色體素中的平均顏色值，表示平均血流強度。VFI表示單位體素的平均顏色值，表示血管化和血流強度。本研究中，胎兒腎流量的所有測量均由同一名主治醫師操作進行。

1.4 FGR診斷標準胎兒生長受限的診斷由分娩時確定是否存在FGR以確診。以出生體質量低于同孕齡（gestational age，GA）正常體質量的10個百分點時被認為發生FGR［13］。

1.5統計學方法采用SPSS2 1.0進行統計學分析，計量資料采用xˉ±s表示。FGR胎兒和正常胎兒同孕齡VI、FI和VFI采用兩因素方差分析，進一步采用LSD-t檢驗或差值t檢驗進行兩兩精細比較。采用線性回歸分析孕齡及胎兒VI、FI和VFI之間的相關關系，構建回歸方程。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 FGR胎兒和正常胎兒各孕周VI、FI和VFI比較FGR胎兒和正常胎兒各孕周VI、FI和VFI的整體比較見表1～3，各參數變化趨勢見圖1A～C。

兩兩精細比較并結合主要數據分析：VI、FI和VFI在20周、24周、28周比較差異無統計學意義，在32周、36周、40周比較差異具有統計學意義（P＜0.05）。見表1～3。FGR胎兒VI、FI和VFI的變化趨勢在20～28周與正常胎兒趨勢相近，在32～40周時變化趨緩，甚至呈接近水平趨勢，由圖可見各參數的變化主要在32周后更趨明顯（圖1）。

2.2 VI、FI和VFI與孕周之間的回歸分析正常胎兒和FGR胎兒腎VI、FI、VFI與GA的散點圖如圖2所示。以GA為自變量，胎兒腎臟VI、FI、VFI為因變量，41例正常胎兒中，VI的最佳擬合方程為：VInon-FGR＝0.218 5GA-3.680（R2＝0.9517）；FI最佳擬合方程為：FInon-FGR＝0.3143GA+35.61（R2＝0.898 3）；VFI最佳擬合方程為：VFInon-FGR＝0.09910GA-1.690（R2＝0.9111）；三者擬合效果在正常胎兒中均較好。

表1 兩組各孕周VI比較

表2 兩組各孕周FI比較

表3 兩組各孕周VFI比較

32例FGR胎兒中，VI的最佳擬合方程為：VIFGR＝0.1494GA-2.001（R2＝0.8210）；FI最佳擬合方程為：FIFGR＝0.158 7GA+39.07（R2＝0.520 5）；VFI最佳擬合方程為：VFIFGR＝0.056 77GA-0.674 1（R2＝0.917 3）。腎臟VI、FI、VFI與GA存在相關關系，且3個參數中，VFI的擬合效果最好（R2＝0.917 3）、其次為VI（R2＝0.8210）和FI（R2＝0.520 5）（圖2）。

圖1 各孕周VI、FI、VFI變化趨勢圖：A為VI變化趨勢，B為FI變化趨勢，C為VFI變化趨勢

圖2 FGR胎兒VI、FI和VFI與孕周之間的回歸分析：A為VI與孕周，B為FI與孕周，C為VFI與孕周

3 討論

提高產前診斷的準確性可減少與FGR相關的并發癥。小于胎齡兒（small for gestational age infant，SGA）與圍生期不良結局的風險增加相關，包括胎兒死亡、低Apgar評分、羊水過少、胎盤早剝和新生兒危重癥［14］。在胎兒發育期間，胎兒腎臟發育的密切監測至關重要，通過觀察胎兒腎臟發育情況，可在胎兒出生后選擇有效的干預措施［15］。與正常出生體重胎兒相比，FGR胎兒的圍生期死亡風險增加4到8倍［6，16］，產前評估胎兒生長發育對優生優育發揮重要作用［17］。

導致FGR的因素很多，臨床上主要通過彩色多普勒超聲對FGR進行檢查，彩超通過動脈系統的檢測可以對胎兒、胎盤情況進行詳細評估。然而，大多數產前超聲評估主要反映形態學改變的信息，且其結果常與超聲檢查操作者經驗相關，常規多普勒超聲對于胎兒早期生長發育情況并不敏感。3D能量多普勒超聲可以定量提供胎兒器官的血流信息，對常規形態學檢查進行了補充，并能指示胎兒發育情況。

3D能量多普勒超聲成像能夠與虛擬器官計算機輔助分析測量軟件結合，獲取定量評估目標器官組織血流灌注情況的參數值，主要包括VI、FI、VFI。胎兒腎臟病理學改變常常出現在妊娠后半期，胎兒腎臟大小、形態的改變可提供有用的預后信息［18］。腎臟起源于中胚層，胎兒腎臟最早可與9周顯示，腎內部分結構可于12周顯示，產前超聲對于妊娠中晚期胎兒腎臟具有重要作用［19］。此外，腎臟的血液供應是影響胎兒腎臟發育的最重要因素之一。腎VI與靜脈導管搏動指數（ductus venosus pulsatility indexes，DVPI）呈負相關，并且在血流動力學減弱的胎兒中減少，這些變化可能預示出生后胎兒腎功能損害［20］。因此，對胎兒腎臟血流動力學的精確評估與胎兒健康的評估密切相關。本研究使用3D能量多普勒超聲定量評估FGR胎兒和正常胎兒的VI、FI和VFI，這些定量指標比常規超聲測量指標更為敏感，且更能夠反映FGR胎兒腎臟血流灌注情況，間接反映胎兒生長發育情況［12］。結果發現在32、36、40周時FGR胎兒與正常胎兒VI、FI、VFI之間差異有統計學意義（P＜0.05），3個參數的變化趨勢在32周后亦趨明顯，提示3D能量多普勒超聲定量參數的測定對預測FGR胎兒具有一定的價值。VI代表單位容積內的血管數目，FI為加權彩色值和彩色值總量之間的比值，表達了測量區域內血流信號的平均強度，VFI為經總像素減背景像素所得劃分后的加權彩色值，能夠較好的將測量區域內的血管數目和血流信號強度結合在一起［9］，VI、FI、VFI降低共同反映了FGR胎兒腎臟中腎血管化明顯下降。在28周之前，FGR胎兒與正常胎兒 VI、FI、VFI之間差異無統計學意義（P＞0.05），可能是由于此時胎兒腎臟形態小，不利于超聲觀察；或是此時胎兒腎臟血流量少，尚不能準確測量各參數值。進一步的回歸分析構建了FGR胎兒VI、FI、VFI與孕周之間的擬合回歸方程，其結果顯示孕周與各參數之間存在不同程度的相關關系。這表明通過3D能量多普勒超聲定量分析參數與FGR胎兒腎臟血流情況存在一定的相關關系，可對FGR進行預測，進而有效預防和降低圍生兒臨床死亡率。綜合上述結果，3D能量多普勒超聲在產前檢測胎兒腎VI、FI和VFI是臨床實踐中預測FGR的有用指標。

本研究的局限性在于：首先，樣本量過少，在后續研究中尚需擴大樣本量進一步研究；其次，本研究僅觀察了妊娠后期胎兒腎臟血流參數值情況，未能對早期胎兒腎臟血流參數情況定量分析，在將來的研究中可以使用3D能量多普勒超聲評估早期胎兒腎臟情況，為臨床提供有用的信息。總之，3D能量多普勒超聲可以定量評估的胎兒腎VI、FI和VFI相關數據，可推薦用于產前宮內篩查FGR胎兒，為臨床醫師提供有價值的信息。