宮內(nèi)缺氧對(duì)胎兒主動(dòng)脈峽血流動(dòng)力學(xué)影響的研究進(jìn)展

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(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)

胎兒主動(dòng)脈峽(aortic isthmus， AoI)是胎兒左右心室之間唯一的動(dòng)脈連接[1-3]，位于左鎖骨下動(dòng)脈起始部與動(dòng)脈導(dǎo)管和降主動(dòng)脈交匯處之間[4-5]，是降主動(dòng)脈與主動(dòng)脈弓之間的分界線。胎兒AoI的血流參數(shù)變化對(duì)胎兒圍生結(jié)局有一定的提示作用。本文就宮內(nèi)缺氧時(shí)胎兒AoI的血流動(dòng)力學(xué)及圍生結(jié)局的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 正常胎兒AoI血流動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)

胎兒的體循環(huán)來(lái)自左右心室的射血，胎兒心輸出量為聯(lián)合心輸出量。Kiserud等[6]對(duì)胎羊的研究顯示，約10%的聯(lián)合心輸出量流經(jīng)AoI。胎兒AoI距離心臟較近，AoI血流量能有效反映心輸出量[2]。從左心室射出的血液使AoI血流方向呈正向，即由主動(dòng)脈弓流向降主動(dòng)脈，從右心室射出的血液(通過(guò)動(dòng)脈導(dǎo)管)既可流向降主動(dòng)脈(供應(yīng)胎兒下半身)，也可流向主動(dòng)脈弓(供應(yīng)胎兒上半身)，故AoI的血流方向能反映胎兒上半身循環(huán)與胎盤(pán)、下半身循環(huán)的阻力差異。正常情況下，無(wú)論心臟收縮期還是舒張期，胎兒AoI的血流總是由主動(dòng)脈弓向降主動(dòng)脈正向流動(dòng)[4，6]。應(yīng)于胎兒靜止時(shí)獲得AoI的超聲血流速度波形，且在縱向主動(dòng)脈弓切面或橫向三血管氣管切面獲得的波形均具有相似性及可重復(fù)性[3-4]。采用GE Voluson E8/E10超聲儀測(cè)量AoI血流速度波形時(shí)，設(shè)置為產(chǎn)科超聲程序，經(jīng)腹二維探頭頻率為1～5 MHz，先將取樣容積置于血管段適當(dāng)位置，保持速度波形與探頭角度<30°并盡可能接近0°；根據(jù)AoI調(diào)整取樣容積的大小，一般約為2 mm，以避免記錄鄰近血管信號(hào)。典型的AoI血流速度波形易于識(shí)別：孕11周至足月時(shí)，首先會(huì)出現(xiàn)一個(gè)快速收縮時(shí)短加速時(shí)間，平均收縮期峰值流速(peak systolic velocity, PSV)為30～100 cm/s，隨后出現(xiàn)一個(gè)平緩的減速和一個(gè)收縮末期窄切跡[3,7-8]。妊娠期前20周AoI無(wú)收縮末期反流。研究[1,7-8]表明，AoI血流速度波形的收縮末期窄切跡于妊娠25～30周開(kāi)始出現(xiàn)，且隨妊娠進(jìn)展而逐漸增加，在收縮期結(jié)束時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)短暫的逆向峰值，可能是由于動(dòng)脈導(dǎo)管的血流發(fā)出延遲以及加速時(shí)間較長(zhǎng)所致，其大小則與右心室輸出量有關(guān)[1]。運(yùn)用胎兒循環(huán)的集中模型研究[1]證實(shí)，AoI收縮末期出現(xiàn)反向血流主要由于右心室血液射出時(shí)間比左心室相對(duì)較晚、且持續(xù)射血時(shí)間長(zhǎng)所致。

Kennelly等[3]研究表明，隨著孕周增加，AoI搏動(dòng)指數(shù)(pulsatility index, PI)呈輕微增長(zhǎng)趨勢(shì)，且大腦中動(dòng)脈(middle cerebral artery, MCA)的PI逐漸降低，因此PI是衡量下游阻力最適宜的指標(biāo)之一。

2 宮內(nèi)缺氧對(duì)胎兒AoI血流動(dòng)力學(xué)的影響

2.1宮內(nèi)缺氧對(duì)胎兒血流動(dòng)力學(xué)影響 宮內(nèi)缺氧胎兒主要表現(xiàn)為宮內(nèi)生長(zhǎng)受限(intrauterine growth restriction， IUGR)，即胎兒生長(zhǎng)未達(dá)其遺傳潛力，胎兒出生體質(zhì)量低于同孕齡胎兒平均體質(zhì)量的2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差，或低于同孕齡胎兒正常體質(zhì)量的第十百分位數(shù)。部分學(xué)者[9]將IUGR胎兒定義為伴有多普勒超聲異常的小于胎齡兒，而小于胎齡兒通常無(wú)生長(zhǎng)受限和不良妊娠結(jié)局[10]。IUGR是胎兒及新生兒死亡的重要危險(xiǎn)因素[11]，是導(dǎo)致圍生期不良結(jié)局和長(zhǎng)期后遺癥(如腦癱和成人代謝性疾病)的重要前期因素[5]。發(fā)達(dá)國(guó)家胎兒IUGR的主要原因是子宮胎盤(pán)血管灌注不足。約15%胎兒在孕期及圍生期死亡的重要原因是繼發(fā)于胎盤(pán)功能障礙的IUGR，這也是影響新生兒發(fā)病率和遠(yuǎn)期健康的重要因素[3]。胎盤(pán)功能障礙可使胎盤(pán)血管阻力升高、血管氧含量減少，此時(shí)胎兒心臟輸出的血液重新分配給重要器官如大腦、心臟和腎上腺等，以保證重要器官的氧氣充足[12]，但會(huì)導(dǎo)致心血管系統(tǒng)功能失調(diào)，使胎兒出生后終身罹患心血管疾病[9]。

胎盤(pán)血管功能障礙是引起胎兒宮內(nèi)缺氧的重要原因，在發(fā)生IUGR之前即可導(dǎo)致臍動(dòng)脈(umbilical artery， UA)血流阻力升高，舒張末期血流速度下降[7]。在胎盤(pán)灌注不良早期，胎盤(pán)阻力增高可導(dǎo)致UA舒張末期血流量減少；隨著妊娠進(jìn)展和胎盤(pán)阻力進(jìn)一步增加，UA舒張末期血流可能消失，最終導(dǎo)致血流反向[8]。

胎盤(pán)阻力增高及胎兒外周血管收縮均會(huì)導(dǎo)致血液優(yōu)先供給胎兒大腦及重要器官。當(dāng)血流灌注減少時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)能力使腦血管舒張，引起腦血管阻力降低，導(dǎo)致MCA舒張末期血流量增多，MCA的PI降低，MCA PSV增加[8]，這一現(xiàn)象稱(chēng)為“腦保護(hù)效應(yīng)”[3]。因此，通過(guò)檢查胎兒循環(huán)中低氧血癥引起的代償癥狀，可以監(jiān)測(cè)胎兒的健康狀況。

2.2超聲評(píng)估宮內(nèi)缺氧對(duì)胎兒AoI血流動(dòng)力學(xué)的影響 “腦保護(hù)效應(yīng)”也可通過(guò)AoI舒張末期血流反向或血流消失來(lái)確定[9]。AoI是左右心室之間唯一的動(dòng)脈連接，右心室主要供應(yīng)胎兒全身和胎盤(pán)循環(huán)，左心室主要供應(yīng)胎兒腦血管網(wǎng)，AoI的血流模式反映了心室輸出與外周阻力之間的平衡狀態(tài)，是評(píng)估IUGR胎兒血流動(dòng)力學(xué)惡化的一個(gè)潛在的重要指標(biāo)[4]，有助于預(yù)測(cè)圍生兒的發(fā)病率和死亡率，是神經(jīng)發(fā)育結(jié)果的長(zhǎng)期預(yù)測(cè)因子[5，13]。

左心室和右心室射血使AoI的血流方向相反。左心室射血反映收縮期正向血流，而右心室射血反映收縮期反向血流，故AoI收縮期血流方向取決于左、右心室每搏輸出量以及下游血管的阻力[14]。在心室舒張期，主動(dòng)脈瓣和肺動(dòng)脈瓣關(guān)閉，心室不射血，AoI的血流方向主要取決于上半身(包括大腦)與下半身(包括胎盤(pán))的血管阻力差異。因此，右心室后負(fù)荷增加或左心室后負(fù)荷減低均可導(dǎo)致AoI收縮期血流反向[3,8]。正常胎兒右心室占優(yōu)勢(shì)，平均心輸出量比左心室多13%～25%[14]。當(dāng)胎兒出現(xiàn)宮內(nèi)缺氧時(shí)，如IUGR，右心室比左心室更早受影響。胎盤(pán)灌注不足導(dǎo)致右心室輸出量減少，而左心室輸出量不變，此時(shí)通過(guò)卵圓孔的血流量增加，使正向AoI凈血流量增加，以保證氧含量高的血液達(dá)到冠狀動(dòng)脈和腦血管床。腦血管阻力降低后，左心室輸出量更多被重新分配至大腦，同時(shí)右心室前負(fù)荷增加。這種缺氧造成的代償首先會(huì)導(dǎo)致右心衰竭，然后導(dǎo)致左心衰竭，最后發(fā)生胎死宮內(nèi)。AoI舒張期血流反向意味著存在胎兒血液重新分配，表示上半身阻力(腦血管)減低，下半身阻力(胎盤(pán))增高，而血流量的逆轉(zhuǎn)表明胎兒在維持大腦氧合方面存在問(wèn)題。

關(guān)于胎兒IUGR、胎盤(pán)功能不全與胎兒AoI血流量連續(xù)變化的研究[15]表明，多普勒超聲評(píng)估AoI可為監(jiān)測(cè)IUGR胎兒提供有價(jià)值的信息，但I(xiàn)UGR胎兒AoI的PSV無(wú)顯著變化，說(shuō)明心室收縮功能僅在血流動(dòng)力學(xué)惡化的極晚期才開(kāi)始衰竭。嚴(yán)重IUGR胎兒，AoI凈血流量為反向，AoI的PI值異常增高[14]。初步研究[3]表明，AoI阻力指數(shù)異常也是診斷胎盤(pán)功能不全導(dǎo)致低氧血癥的指標(biāo)，具有重要臨床意義。

AoI舒張期反向血流已作為胎兒失代償?shù)奶禺愋詷?biāo)志，但對(duì)于IUGR的敏感度較低。IUGR胎兒中，50%神經(jīng)發(fā)育不良者未表現(xiàn)出峽部的舒張期反向血流。Ruskamp等[16]提出了胎兒AoI血流指數(shù)(isthmic blood flow index， IFI)的概念。IFI是描述舒張期血流方向和血流量的敏感指標(biāo),IFI=(收縮期血流速度積分+舒張期血流速度積分)/收縮期血流速度積分。IFI值大致分為5種類(lèi)型：①I(mǎi)FI<0，舒張期主要為反向血流，凈流量為負(fù)值；②IFI=0，正向和反向血流量相等；③01，收縮期和舒張期血流均為正向。正常胎兒IFI值均>1，說(shuō)明不存在缺氧。

由于右心室優(yōu)勢(shì)在妊娠中晚期增加，故AoI正向血流量隨妊娠進(jìn)展而逐漸減少，妊娠晚期IFI與右心搏出量、心輸出量之間的反比關(guān)系更密切[17]。

研究[8,18-19]顯示，胎兒發(fā)生宮內(nèi)缺氧時(shí)，AoI血流速度波形的變化早于靜脈導(dǎo)管、降主動(dòng)脈及UA的變化。也有研究[5，14]得出不同結(jié)論，認(rèn)為AoI血流異常大約發(fā)生于UA及MCA多普勒血流異常后的15～20天、靜脈導(dǎo)管血流異常的前3～7天。UA或靜脈導(dǎo)管出現(xiàn)舒張末期血流反向或消失的胎兒最終出現(xiàn)AoI舒張期血流反向[8]。

3 宮內(nèi)缺氧胎兒AoI血流動(dòng)力學(xué)改變后的圍生結(jié)局

在IUGR胎兒出生后的最初數(shù)日，超聲心動(dòng)圖顯示嬰兒的左心室輸出量不增加[20]，提示出生時(shí)體質(zhì)量較小的嬰兒似乎無(wú)法適應(yīng)出生后的血液循環(huán)。胎兒循環(huán)中，血液會(huì)優(yōu)先供應(yīng)胎兒大腦和心臟，推測(cè)出生后血液中氣體的突然變化會(huì)導(dǎo)致腦血流突然減少，故“腦保護(hù)現(xiàn)象”可能導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)受損。MCA PI異常的IUGR胎兒存在神經(jīng)發(fā)育異?；蚣?xì)微的神經(jīng)發(fā)育缺陷的風(fēng)險(xiǎn)。此外，早產(chǎn)兒中，胎兒的“腦保護(hù)效應(yīng)”被發(fā)現(xiàn)與出生后認(rèn)知能力差有關(guān)[20]。IUGR胎兒的循環(huán)變化可一直延續(xù)至出生后，并且正是由于“腦保護(hù)效應(yīng)”，胎兒腹部器官更易受損[20]。

出現(xiàn)AoI血流多普勒異常的IUGR胎兒會(huì)發(fā)生神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育異常。通常以貝莉嬰幼兒發(fā)育量表-第2版(BSID Ⅱ)的智力發(fā)育指數(shù)來(lái)評(píng)估嬰兒認(rèn)知能力，分為記憶、習(xí)慣、問(wèn)題解決、早期的數(shù)字概念、概括、分類(lèi)、發(fā)聲、語(yǔ)言和社會(huì)技能各項(xiàng)，每項(xiàng)平均值為100分；哈默史密斯嬰幼兒神經(jīng)系統(tǒng)檢查則用于評(píng)估2～24個(gè)月齡嬰幼兒的神經(jīng)狀態(tài)，評(píng)價(jià)其腦神經(jīng)功能、姿勢(shì)、動(dòng)作、音調(diào)和反應(yīng)、運(yùn)動(dòng)功能和行為的發(fā)展。在足月新生兒等低危人群中，18個(gè)月嬰兒總得分低于74分被認(rèn)為未達(dá)最佳標(biāo)準(zhǔn)[21]。

研究[22]表明，孕35周前胎兒AoI血流反向與出生后主動(dòng)脈縮窄有明顯相關(guān)性；主動(dòng)脈縮窄胎兒在孕32周后AoI舒張末期血流速度減低，甚至出現(xiàn)收縮末期反向血流信號(hào)，PI也隨之增高[23]。AoI的PI、AoI阻力指數(shù)、AoI舒張末期血流速度與并發(fā)癥發(fā)生存在顯著相關(guān)性，而AoI的PSV及時(shí)間平均最大峰值速度與并發(fā)癥的相關(guān)性并不顯著。相比其他指標(biāo)如UA舒張末期血流消失或反向、MCA的PI降低、靜脈導(dǎo)管a波消失或反向、AoI的PI增高以及早產(chǎn)等，AoI舒張期反向血流對(duì)圍生兒發(fā)病率和死亡率的敏感性更高[5]。

分析胎兒AoI血流參數(shù)變化可有效提示胎兒宮內(nèi)情況，有利于及時(shí)選擇干預(yù)措施及干預(yù)最佳時(shí)機(jī)，降低嬰幼兒死亡率及圍生期發(fā)病率[24]。目前尚無(wú)有效的宮內(nèi)治療方法來(lái)干預(yù)胎兒IUGR，臨床管理的重點(diǎn)是正確選擇分娩時(shí)機(jī)，以防止胎兒酸中毒或死亡。關(guān)于胎兒AoI血流參數(shù)的臨床意義還在進(jìn)一步研究中，期待其可與其他多普勒參數(shù)聯(lián)合應(yīng)用，為預(yù)測(cè)胎兒IUGR及其惡化程度提供幫助，進(jìn)而給予臨床有效提示，以減少?lài)鷥旱陌l(fā)病率和死亡率。