超聲心動(dòng)圖評(píng)價(jià)胎兒心臟功能的研究進(jìn)展

王 超，解麗梅

（中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院超聲科，遼寧 沈陽(yáng) 110004）

超聲心動(dòng)圖評(píng)價(jià)胎兒心臟功能的研究進(jìn)展

王 超，解麗梅

（中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院超聲科，遼寧 沈陽(yáng) 110004）

心臟；胎兒；超聲心動(dòng)描記術(shù)

1 超聲心動(dòng)圖評(píng)價(jià)胎兒心臟收縮功能

心臟收縮功能的指標(biāo)：每搏輸出量（Stroke volume，SV）、心輸出量（Cardiac output，CO）、射血分?jǐn)?shù)（Ejection fraction，EF）、左（右）室短軸縮短率（Fractional shortening，F(xiàn)S）、主動(dòng)脈及肺動(dòng)脈峰值流速等，為評(píng)價(jià)胎兒心臟的收縮功能提供重要信息。

1．1 SV、CO

一次心臟搏動(dòng)由一側(cè)心室射出的血液量稱SV。每分鐘由一側(cè)心室輸出的血量稱為CO。Zheng等[1]通過(guò)對(duì)80例中晚孕期的胎兒進(jìn)行研究，59例正常胎兒，21例有先天性心臟病（Congenital heart disease，CHD），使用矩陣探頭獲得實(shí)時(shí)三維的圖像，獲得的參數(shù)有SV、CO及聯(lián)合心室輸出量（Combined cardiac output，CCO；CCO=左室CO+右室CO），結(jié)果顯示在正常的胎兒中右室和左室SV、CO及CO/CCO無(wú)顯著性差異存在。在正常和CHD胎兒中左室和右室的SV、CCO均與妊娠期周數(shù)成指數(shù)曲線。在正常胎兒中右室SV與左室SV之比隨孕周保持不變，在CHD胎兒中比值降低。準(zhǔn)確測(cè)定心室SV和CO可幫助了解發(fā)育中胎兒心臟的結(jié)構(gòu)和功能，能更好地評(píng)估疾病的進(jìn)展及做出有價(jià)值的決定。CO是評(píng)估心臟功能的經(jīng)典參數(shù)，但只有在異常晚期階段心臟泵血不能滿足器官需求時(shí)才會(huì)發(fā)生改變[2]。

1．2 EF、FS

在評(píng)價(jià)心室的收縮功能時(shí)，EF是最常用的指標(biāo)，M型超聲心動(dòng)圖可用于測(cè)定EF及FS。通過(guò)M型超聲心動(dòng)圖分別測(cè)得心室收縮末期和舒張末期直徑，通過(guò)應(yīng)用Teichholz公式測(cè)得心室容積進(jìn)而計(jì)算EF，對(duì)心室的形態(tài)進(jìn)行幾何假設(shè)，較多應(yīng)用于左心室。根據(jù)公式FS=（舒張末期直徑-收縮末期直徑）/舒張末期直徑×100%計(jì)算FS，F(xiàn)S的優(yōu)勢(shì)在于對(duì)心室的形態(tài)沒(méi)有幾何假設(shè)，它的正常值范圍在整個(gè)孕周都保持不變，存在心肌受損時(shí)應(yīng)用FS評(píng)價(jià)就很有價(jià)值，但應(yīng)用M型超聲心動(dòng)圖測(cè)量FS時(shí)對(duì)聲束角度有高度要求[2-3]。龍湘黨等[4]通過(guò)測(cè)定120例正常胎兒的各項(xiàng)心功能參數(shù)，結(jié)果表明左室和右室EF、FS值相似，均無(wú)顯著性差異。左室和右室EF、FS值保持相對(duì)恒定，和孕周之間無(wú)相關(guān)性。錢曉芹等[5]測(cè)量48例中孕期胎兒的EF值，結(jié)論表明胎兒左右心室的EF值稍高于成人，且波動(dòng)大，胎兒左右心室EF之間無(wú)顯著性差異，但發(fā)現(xiàn)86%的胎兒右心室EF值比左心室略高，這可能與胎兒右心優(yōu)勢(shì)有關(guān)。

1．3 主、肺動(dòng)脈峰值流速

肺動(dòng)脈瓣血流在胎兒大血管短軸切面測(cè)得，主動(dòng)脈瓣血流在五腔心或左室流出道切面測(cè)得。晁桂華等[6]通過(guò)應(yīng)用彩色多普勒超聲心動(dòng)圖測(cè)量263例（孕齡20～42W）正常胎兒心臟主、肺動(dòng)脈瓣口峰值血流速度，結(jié)果表明主動(dòng)脈瓣及肺動(dòng)脈瓣峰值血流呈快速上升和快速下降的單峰曲線，主、肺動(dòng)脈的瓣口峰值血流速度隨著胎齡增加而升高，提示心室的收縮功能隨孕齡增加而加強(qiáng)。主、肺動(dòng)脈的瓣口峰值流速能反映心室的收縮功能，因此在流出道切面測(cè)量峰值流速時(shí)，應(yīng)盡可能使角度接近0°，準(zhǔn)確反映流速，有時(shí)胎兒的體位會(huì)增加測(cè)量的難度。在早期妊娠時(shí)胎兒心臟很小，胎動(dòng)會(huì)使心臟解剖位置改變，進(jìn)而影響峰值流速的測(cè)量，胎兒的呼吸運(yùn)動(dòng)也能暫時(shí)性地增加峰值流速[7]。

2 超聲心動(dòng)圖評(píng)價(jià)胎兒心臟舒張功能

評(píng)估胎兒心臟的舒張功能的指標(biāo)有二、三尖瓣口血流頻譜、E/A值。胎兒心臟疾病往往早期在舒張功能上就有所表現(xiàn)，因此早期評(píng)價(jià)舒張功能，對(duì)于疾病的早期診斷和治療非常重要。

2．1 二、三尖瓣口的血流頻譜、E/A

從第10周起，E峰就小于A峰，由于大部分的血液通過(guò)心房收縮推動(dòng)到心室，因此E/A值小于1。隨著孕周增加，E峰和A峰逐漸增高，由于心室的順應(yīng)性和心肌舒張能力的提高，E峰增高顯著，因此E/A值也會(huì)隨著孕周提高，但始終低于1。出生后，E峰高于A峰。目前評(píng)價(jià)心臟舒張功能應(yīng)用最為廣泛的指標(biāo)是E/A值，對(duì)舒張功能的正確評(píng)價(jià)及胎兒的治療和預(yù)后有重要意義。E/A值降低代表在心室充盈期內(nèi)心室的充盈更多依賴心房收縮而不是心室內(nèi)負(fù)壓，慢性缺氧和心臟超負(fù)荷這兩種情況會(huì)影響舒張過(guò)程，從而降低E/A值。當(dāng)存在CHD、宮內(nèi)生長(zhǎng)遲緩、雙胎輸血綜合征、妊娠期高血壓等異常情況時(shí)，胎兒血流動(dòng)力學(xué)的改變會(huì)影響胎兒心臟功能，E/A值會(huì)有明顯的變化，因此在診斷畸形和評(píng)估預(yù)后方面起著重要的作用[2，7]。E/A值參數(shù)較容易受到胎兒呼吸運(yùn)動(dòng)和胎動(dòng)的影響，胎兒心率過(guò)快還會(huì)導(dǎo)致暫時(shí)性E峰和A峰融合，另一個(gè)重要的不足是在舒張功能受限時(shí)，E/A值可以是增加、減少或是假正常，阻礙進(jìn)一步評(píng)價(jià)心功能[2]。

2．2 二、三尖瓣環(huán)的組織多普勒

組織多普勒超聲心動(dòng)圖能通過(guò)二維和M型兩種形式直接顯示房室環(huán)的運(yùn)動(dòng)，并直接測(cè)量心肌組織的舒張速度，從而評(píng)價(jià)心室舒張功能。二、三尖瓣瓣環(huán)收縮期運(yùn)動(dòng)速度（Sm）、舒張?jiān)缙谶\(yùn)動(dòng)速度（Em）及舒張晚期運(yùn)動(dòng)速度（Am）已經(jīng)證明為心臟功能障礙早期的敏感參數(shù)[2，9]。有研究[10]表明，Sm、Em 及Am均隨著孕周的增加而逐漸增加。Em增加幅度較大，Am增加幅度較小，但在胎兒期Em/Am始終小于1。組織多普勒評(píng)估胎兒心臟功能簡(jiǎn)單、敏感，局限性是對(duì)角度有明顯的依賴性，與聲束平行的心肌的運(yùn)動(dòng)速度才能進(jìn)行分析[2]。

3 Tei指數(shù)對(duì)胎兒心臟功能整體評(píng)價(jià)

Tei等[11]提出評(píng)價(jià)心臟的整體功能有價(jià)值的指標(biāo)——Tei指數(shù)。左心室或右心室Tei指數(shù)公式為（等容收縮時(shí)間+等容舒張時(shí)間）/射血時(shí)間。Tei指數(shù)的優(yōu)勢(shì)在于簡(jiǎn)便、敏感性高、影響因素少、重復(fù)性好，能夠綜合評(píng)估胎兒心臟的收縮和舒張功能，并且Tei指數(shù)被認(rèn)為是能夠早期評(píng)估胎兒心臟功能障礙的可靠參數(shù)，如早期慢性缺氧或是心臟負(fù)荷增加的雙胎輸血綜合征[7]。

3．1 Tei指數(shù)與孕周的相關(guān)性

儲(chǔ)晨等[12]計(jì)算了100例22～34歲正常孕婦的胎兒的左、右心室Tei指數(shù)，結(jié)果顯示左、右心室Tei指數(shù)在整個(gè)中、晚孕期保持穩(wěn)定，與孕周之間無(wú)相關(guān)性，和胎心率也無(wú)相關(guān)性。Eidem等[13]對(duì)125例正常胎兒心功能進(jìn)行檢測(cè)，研究發(fā)現(xiàn)左、右心室Tei指數(shù)與胎兒孕周、心率無(wú)相關(guān)性。Tsutsulni等[14]應(yīng)用脈沖多普勒血流法計(jì)算得出50例正常胎兒左、右心室Tei指數(shù)，結(jié)果顯示隨著孕周增加Tei指數(shù)逐漸減小，與孕周呈負(fù)相關(guān)。所以需要進(jìn)一步擴(kuò)大研究例數(shù)，來(lái)確定胎兒心室Tei指數(shù)的正常值范圍以及其與孕周的相關(guān)性，使其更好的應(yīng)用于產(chǎn)科臨床。

3．2 不同方法獲得Tei指數(shù)

Duan等[15]研究29例胎兒24～29W正常胎兒，分別應(yīng)用組織多普勒和脈沖多普勒比較方法獲得右室Tei指數(shù)。應(yīng)用脈沖多普勒，三尖瓣關(guān)閉到開(kāi)放的時(shí)間為a，右室的射血時(shí)間為b，通過(guò)脈沖多普勒計(jì)算Tei指數(shù)的公式為（a-b）/b。應(yīng)用組織多普勒，心臟舒張的時(shí)間間期為a'，心臟收縮S波的時(shí)間間期為b'，經(jīng)過(guò)校正的Tei指數(shù)計(jì)算公式為（a'-b'）/b'，顯示時(shí)間a'與時(shí)間a呈高度相關(guān)，時(shí)間b'與時(shí)間b呈高度相關(guān)。結(jié)果證實(shí)在胎兒中組織多普勒測(cè)得的Tei指數(shù)與脈沖多普勒測(cè)得的Tei指數(shù)之間關(guān)聯(lián)性很好，預(yù)示著組織多普勒是成為評(píng)估胎兒右室功能的一種可行的方法。國(guó)內(nèi)有研究[16]比較和分析組織多普勒成像法所測(cè)胎兒的Tei指數(shù)高于相應(yīng)的脈沖多普勒技術(shù)，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，兩種方法所測(cè)得的胎兒Tei指數(shù)呈顯著相關(guān)。組織多普勒成像測(cè)量Tei指數(shù)是一項(xiàng)簡(jiǎn)便、快捷的檢測(cè)手段，值得在臨床工作中推廣應(yīng)用。

4 超聲心動(dòng)圖對(duì)胎兒心功能的應(yīng)用

胎兒心臟功能檢測(cè)的技術(shù)有很多，主要包括M型超聲、二維超聲心動(dòng)圖、二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)、時(shí)間-空間關(guān)聯(lián)成像技術(shù)（Spatiotemporal image correlation，STIC）及智能時(shí)間-空間相關(guān)成像技術(shù) （Intelligent spatiotemporal image correlation，iSTIC），各種技術(shù)的原理不同、方法不同，因此其臨床應(yīng)用價(jià)值及局限性亦有較大差別。

4．1 M型超聲心動(dòng)圖

M型超聲心動(dòng)圖可用于測(cè)定EF及FS，M型超聲心動(dòng)圖高度依賴超聲的入射聲束和心室形態(tài)的幾何假設(shè)，因此準(zhǔn)確性低、重復(fù)性不佳[17-18]。M型超聲心動(dòng)圖也應(yīng)用于心臟長(zhǎng)軸切面評(píng)估二尖瓣和三尖瓣的位移，二尖瓣和三尖瓣的位移因反映心臟整體縱向功能而被認(rèn)為是評(píng)估心臟功能障礙的敏感參數(shù)[19-20]。

4．2 二維超聲心動(dòng)圖

二維超聲心動(dòng)圖可以定量分析心室容積和EF。二維超聲心動(dòng)圖應(yīng)用Simpson法來(lái)估算心室容積，該方法對(duì)心臟結(jié)構(gòu)有一定程度假設(shè)，心室被分割為相應(yīng)等厚的層數(shù)，然后再計(jì)算累計(jì)的容積，這種方法非常適用于橢圓形的左心室，但是很少應(yīng)用于右心室[17]。通過(guò)Simpson法可以估算左、右室不同時(shí)相的容量，就可以計(jì)算EF。二維超聲心動(dòng)圖可對(duì)胎兒心臟結(jié)構(gòu)上的缺損進(jìn)行診斷，但對(duì)于胎兒心臟功能的評(píng)估有局限性，如對(duì)于心室容積的測(cè)量，其準(zhǔn)確性與三維超聲測(cè)量比較要低[21-22]。

4．3 二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)

二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)通過(guò)跟蹤明亮的心肌區(qū)域斑點(diǎn)進(jìn)而評(píng)估心肌形變。二維斑點(diǎn)追蹤需要后處理和離線分析測(cè)量二維圖像心肌應(yīng)變和心肌應(yīng)變率[23-24]。二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)通過(guò)與磁共振心臟成像技術(shù)對(duì)比，已經(jīng)在成年人和兒童心臟得到證實(shí)，是一種評(píng)估心室心肌功能的可靠方法。Kapusta等[25]獲取75名正常胎兒（20～24W）二維四腔心切面離線應(yīng)用二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)，測(cè)得中期妊娠正常胎兒心肌應(yīng)變和應(yīng)變率的正常值范圍，進(jìn)而評(píng)估胎兒心室功能的變化。二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)的準(zhǔn)確性取決于圖像質(zhì)量，圖像質(zhì)量好有利于對(duì)心內(nèi)膜的追蹤，由于胎兒的心臟體積小，降低了準(zhǔn)確率[26]。

4．4 STIC

近幾年評(píng)估胎兒心室容積應(yīng)用較多的是STIC技術(shù)，其原理是通過(guò)機(jī)械探頭獲取大量的二維切面，二維切面通過(guò)時(shí)間順序排列構(gòu)成連續(xù)的三維圖像。STIC技術(shù)聯(lián)合虛擬器官計(jì)算機(jī)輔助分析（VOCAL）程序在胎兒的左、右心室的收縮末期和舒張末期可分別獲得左、右心室的收縮末期和舒張末期容積，進(jìn)而可以算出左、右心室SV、CO及EF等心功能參數(shù)，然后可對(duì)胎兒心功能進(jìn)行評(píng)價(jià)。姬宏娟等[27]應(yīng)用STIC技術(shù)測(cè)量110例孕20～27+6W正常胎兒的心室SV、CO、EF，評(píng)價(jià)SV、CO、EF與孕齡的相關(guān)性。結(jié)果顯示110例胎兒中，左、右心室SV和CO隨孕齡增加而增加，與孕齡呈正相關(guān)，左、右心室EF與孕齡無(wú)明顯相關(guān)性。孫微等[28]應(yīng)用STIC技術(shù)研究顯示胎兒期左、右心室收縮末期容積、舒張末期容積均隨孕周增加而增大，與孕周呈正相關(guān)，左、右心室EF與孕周無(wú)線性關(guān)系。Zheng等[1]、Simioni等[29]也有相似的研究結(jié)論。然而孫麗娟等[30]應(yīng)用STIC技術(shù)評(píng)估孕21～32+6W正常胎兒，得出左心室和右心室EF與孕齡呈負(fù)相關(guān)性。Hamill等[31]利用STIC技術(shù)發(fā)現(xiàn)左、右心室EF值均隨孕周增加而略減小。因此胎兒期心室EF的變化趨勢(shì)尚有爭(zhēng)議，需擴(kuò)大樣本量進(jìn)一步研究。STIC技術(shù)有潛在的局限性，STIC技術(shù)采用機(jī)械容積探頭，圖像采集的時(shí)間較長(zhǎng)，一般為7．5～15 s，而且成像質(zhì)量的影響因素也較多，如胎齡的問(wèn)題、胎動(dòng)的問(wèn)題、胎兒的位置、產(chǎn)婦的體型及下腹部手術(shù)史等[32]。

4．5 iSTIC

iSTIC技術(shù)是一種專用于胎兒心臟的實(shí)時(shí)三維成像技術(shù)，iSTIC的原理是通過(guò)矩陣探頭聲束能夠多方向地實(shí)時(shí)地獲取連續(xù)的容積圖像，因此采集時(shí)間明顯縮短，僅為2 s，采集過(guò)程中幾乎不受胎兒運(yùn)動(dòng)偽影的影響，且操作容易，降低了對(duì)操作者技術(shù)的依賴性，圖像清晰，為操作者提高診斷信心[1，33]。Zhu等[34]研究iSTIC技術(shù)評(píng)估兔心在體外制成胎兒心臟模型的左心室的容積和質(zhì)量的可行性和準(zhǔn)確性，結(jié)果證實(shí)了此技術(shù)能夠準(zhǔn)確地評(píng)估胎兒心臟模型左心室的容積和質(zhì)量，具有較好的重復(fù)性。Zhu等[35]還進(jìn)一步驗(yàn)證此技術(shù)在活體實(shí)驗(yàn)評(píng)估胎兒心臟模型左心室的容積和質(zhì)量的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性，選擇與胎兒心臟相似的兔心作為模型，在活體兔開(kāi)胸的狀態(tài)下進(jìn)行活體實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示此技術(shù)在活體實(shí)驗(yàn)中也具有較好的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。iSTIC技術(shù)成為胎兒心功能檢查的一種新方法，值得進(jìn)一步探討和研究。

5 展望

產(chǎn)前超聲檢查中的胎兒心功能受到越來(lái)越多的關(guān)注，盡管各種超聲技術(shù)有相應(yīng)的局限性，對(duì)于心功能的評(píng)估有偏差，但相信隨著超聲技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，會(huì)有更多更準(zhǔn)確的方法深入地研究和評(píng)估胎兒的心功能，更好地應(yīng)用于臨床診斷。

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Research progress of echocardiography on fetal cardiac function

WANG Chao,XIE Li-mei
(Department of Ultrasound,Shengjing Hospital of China Medical University,Shenyang 110004,China)

R322．11；R540．45

B

1008-1062（2015）12-0894-03隨著超聲技術(shù)和超聲儀器的不斷發(fā)展，產(chǎn)前的超聲診斷越來(lái)越重要。超聲對(duì)于產(chǎn)前胎兒心臟的檢查起著至關(guān)重要的作用，不但能發(fā)現(xiàn)心臟結(jié)構(gòu)性的缺損，還能檢測(cè)出功能性的改變。應(yīng)用超聲心動(dòng)圖評(píng)價(jià)胎兒心功能對(duì)于疾病的發(fā)展、疾病的預(yù)測(cè)都是必不可少的，接下來(lái)對(duì)于其應(yīng)用作以綜述。

2015-06-01；眼

2015-06-22

王超（1989-），女，遼寧普蘭店人，在讀碩士研究生。

解麗梅，中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院超聲科，110004。

遼寧省科技廳科學(xué)技術(shù)計(jì)劃項(xiàng)目（2012225019）。