超聲評估胎兒肺臟成熟度研究進(jìn)展

尚霄陽，福 林

(內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院超聲診斷科，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010050)

肺發(fā)育不成熟是早產(chǎn)兒死亡和新生兒患病的最常見原因，胎肺成熟度是決定胎兒出生后可否存活的因素之一。任何胎齡均可能存在由肺不成熟引起的疾病。肺不成熟造成的新生兒并發(fā)癥在所有新生兒并發(fā)癥中位居第一，如新生兒呼吸窘迫綜合征(neonatal respiratory distress syndrome, NRDS)在早產(chǎn)兒中的發(fā)病率遠(yuǎn)高于足月兒，且出生孕周越小發(fā)病率越高[1]。評估胎肺成熟度有助于了解胎兒肺發(fā)育情況，為伴妊娠期合并癥的孕婦選擇合適分娩時(shí)機(jī)提供依據(jù)。目前評價(jià)胎兒肺成熟度的金標(biāo)準(zhǔn)為羊膜腔穿刺術(shù)，但有創(chuàng)，存在早產(chǎn)、胎膜早破、胎盤早剝、胎兒出血等穿刺相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)。超聲在評價(jià)胎兒肺成熟度中的應(yīng)用逐漸深入。本文對超聲評價(jià)胎兒肺成熟度方面的應(yīng)用和進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 羊水生化檢測評估胎兒肺成熟度

晚孕期胎兒肺泡Ⅱ型細(xì)胞分泌大量肺表面活性物質(zhì)(pulmonary surfactant， PS)，其含量與肺成熟度有關(guān)，因此，分析羊水中PS含量對預(yù)測胎兒肺成熟度具有重要意義。PS主要成分為磷脂，如卵磷酯(lecithin， L)和鞘磷酯(sphingomyelin， S)。羊水生化檢測中的L/S比值和磷脂酰甘油(phosphatidyl glycerol， PG)測定是目前評估胎兒肺成熟度的金標(biāo)準(zhǔn)。研究[2]表明，L/S預(yù)測胎兒肺成熟度的總準(zhǔn)確率為71%，PG的總準(zhǔn)確率為67%。近年來，羊水中板層小體計(jì)數(shù)(lamellar body counts， LBC)得到廣泛應(yīng)用，以LBC≥35×109/L預(yù)測胎兒肺成熟的敏感度為97.1%，特異度為87.0%[3]。但采用羊膜腔穿刺術(shù)抽取羊水進(jìn)行生化分析為有創(chuàng)性手術(shù)，存在早產(chǎn)、胎兒出血、胎膜早破、胎盤早剝等風(fēng)險(xiǎn)，且過程繁瑣、費(fèi)時(shí)、成本高、可重復(fù)性差，在一定程度上孕婦難以接受。

2 二維超聲評估胎兒肺成熟度

正常妊娠情況下，通過評估胎兒整體發(fā)育可推斷胎肺成熟情況，如胎盤分級、胎兒雙頂徑(biparietal diameter， BPD)、長骨次級骨化中心以及胎兒腸管回聲等。但涂新枝等[4]研究表明，觀察胎兒股骨遠(yuǎn)端和脛骨近端次級骨化中心雖然能夠評估孕齡，但并非評估胎肺成熟度的可靠指標(biāo)。Hadlock等[5]認(rèn)為胎肺成熟度由孕周決定，而不是BPD和胎盤分級；孕37周前，以Ⅲ級胎盤和BPD預(yù)測胎兒肺成熟度的假陽性率為100%和85.6%，而37周后以Ⅲ級胎盤預(yù)測胎兒肺成熟度的假陽性率為5.9%，BPD為9.5%。張?zhí)m珍等[6]指出，正常妊娠情況下，胎盤成熟度與胎兒肺成熟度均隨孕周增加而平行發(fā)展，但在高危妊娠情況下，二者將不再平行發(fā)展，因此不能將胎盤成熟度分級作為衡量胎兒肺成熟度的指標(biāo)。La Torre等[7]應(yīng)用二維超聲研究胎兒呼吸運(yùn)動形態(tài)，包括腹壁運(yùn)動、胸壁運(yùn)動、鼻液流速波形，發(fā)現(xiàn)胎肺發(fā)育不良時(shí)，胎兒呼吸運(yùn)動的特點(diǎn)為呼氣時(shí)間縮短、峰值降低，以此診斷胎兒肺成熟度的敏感度為89.6%，特異度為85.7%，故認(rèn)為鼻液流速波形和胸壁運(yùn)動與胎兒肺成熟度相關(guān)。另有學(xué)者[8]采用Trace法于胎兒四腔心切面分別描記左右肺的面積，再于胎兒左右肺最大矢狀切面分別測量兩肺最長徑，然后計(jì)算胎兒肺部體積，通過繪制生長曲線發(fā)現(xiàn)胎兒總肺體積增長與孕周呈正相關(guān)，為產(chǎn)前診斷胎兒肺發(fā)育不良提供了參考指標(biāo)。國內(nèi)學(xué)者[9]發(fā)現(xiàn)，孕18～40周胎兒總肺面積、肺縱徑隨孕周增大而增長，而胸腹縱徑比值較為恒定，可作為肺部發(fā)育情況的參考指標(biāo)。上述指標(biāo)均為間接評估，孕婦合并妊娠期并發(fā)癥時(shí)，其準(zhǔn)確率大大降低，且易受操作者主觀因素的影響。

3 灰階超聲直方圖評估胎兒肺成熟度

灰階超聲直方圖是一種超聲圖像分析算法，是圖像灰階級函數(shù)，反映不同灰度值在聲像圖中出現(xiàn)的頻數(shù)。采用該方法可進(jìn)行脂肪肝紋理分析[10]，還可通過動態(tài)測定膽囊內(nèi)膽汁的透聲度觀察膽囊疾病的療效[11]，也可用于預(yù)測膽結(jié)石成分[12]以及初步鑒別乳腺良惡性腫瘤[13]等。隨著胎肺結(jié)構(gòu)的發(fā)育，肺組織中形成大量微囊樣結(jié)構(gòu)，其數(shù)量、大小、分布均勻度及密度在一定程度上與胎肺發(fā)育有關(guān)。這種微囊樣結(jié)構(gòu)在聲像圖上表現(xiàn)為強(qiáng)回聲，而肝臟的回聲相對恒定，因此可將肺與肝回聲強(qiáng)度比值作為評價(jià)肺成熟度的指標(biāo)。Serizawa等[14]利用超聲灰度直方圖寬度預(yù)測胎肺成熟度，計(jì)算胎兒肺臟與肝臟的超聲灰度直方圖寬度的比值，其評估胎兒肺成熟度的最佳閾值為0.94，敏感度為86%，特異度為72%。Beck等[15]認(rèn)為利用灰度直方圖評估胎兒肺成熟度比主觀評價(jià)更為有效，其預(yù)測發(fā)生NRDS的敏感度、特異度和準(zhǔn)確率分別為61.9%、89.1%和81.6%。董衛(wèi)江等[16]發(fā)現(xiàn)肝肺比值1.11為提示胎兒肺未成熟的臨界值，敏感度為95%，特異度為74%。但胎兒肝臟發(fā)育異?；蚝喜⒂懈闻K病變時(shí)，其回聲將不再恒定，會對結(jié)果造成影響。

4 肺動脈多普勒流速曲線評估胎兒肺成熟度

胎肺血流情況隨肺部逐漸成熟而發(fā)生變化。彩色多普勒超聲可直觀顯示胎肺血管分布，評估血流動力學(xué)變化，獲得血流速度波形，其主要參數(shù)有阻力指數(shù)(resistance index， RI)、搏動指數(shù)(pulsatility index， PI)、收縮期峰值流速(peak systolic velocity， PSV)、舒張末期流速(end-diastolic velocity， EDV)、平均流速(mean velocity， MV)、收縮期加速時(shí)間(acceleration time， AT)、射血時(shí)間(ejection time， ET)及加速時(shí)間與射血時(shí)間的比值(AT/ET)等。理論上，隨著胎肺發(fā)育，肺動脈血流頻譜也發(fā)生相應(yīng)改變，表現(xiàn)為RI逐漸降低，PSV、AT、AT/ET逐漸增大，可能與胎兒肺部血管逐漸分化成熟、血管直徑增大、管壁彈性增加有關(guān)[17]。Schenone等[18]分析胎兒主肺動脈多普勒波形的AT/ET值預(yù)測胎兒肺成熟度的價(jià)值，發(fā)現(xiàn)其敏感度為73%，特異度為93%。Azpurua等[19]探討肺動脈血流速度波形與羊水生化標(biāo)記物的相關(guān)性，結(jié)果表明AT/ET與羊水L/S呈負(fù)相關(guān)(r=-0.76)，提示超聲評價(jià)胎兒肺動脈血流可無創(chuàng)評價(jià)胎兒肺成熟度。另有研究[20]表明，胎兒主肺動脈AT/ET值產(chǎn)前預(yù)測NRDS具有較高的價(jià)值，且不受胎兒心率影響，其特異度、敏感度、陰性預(yù)測值和陽性預(yù)測值分別為94%、74%、88%和87%，表明測量胎兒肺動脈多普勒超聲波形中的AT/ET可作為評估胎兒肺成熟度的無創(chuàng)方法，便捷且可重復(fù)性高。

5 三維超聲評估胎兒肺成熟度

三維超聲成像技術(shù)近年來發(fā)展迅速。Han等[21]采用旋轉(zhuǎn)多平面技術(shù)測量胎兒肺體積，發(fā)現(xiàn)胎兒右肺體積隨胎齡增加而增大，二者呈線性正相關(guān)，可作為胎兒肺成熟度的預(yù)測指標(biāo)。陳萍等[22]以三維超聲成像技術(shù)計(jì)算不同孕周胎肺體積，發(fā)現(xiàn)胎肺體積與孕周間存在較強(qiáng)相關(guān)性(r=0.99)，可為臨床評估胎兒肺成熟度提供重要參考。國內(nèi)學(xué)者[23]利用三維超聲體積自動測量技術(shù)，將測出的胎兒肺體積與二維生物測量自動生成的胎兒體質(zhì)量進(jìn)行比值運(yùn)算而獲得肺重比，結(jié)果顯示以肺重比預(yù)測胎兒肺發(fā)育不良的敏感度為83.33%，特異度為95.65%，準(zhǔn)確率為91.43%。在評價(jià)胎兒肺發(fā)育情況方面，與二維超聲相比，三維超聲技術(shù)有較高的特異度、陰性預(yù)測值和陽性預(yù)測值[24]。

6 基于人工智能自動定量超聲分析預(yù)測胎兒肺成熟度

超聲定量分析已用于醫(yī)學(xué)診斷[25-26]。基于人工智能的紋理分析技術(shù)從醫(yī)學(xué)圖像中直接提取定量特征，可量化肉眼不可見的組織變化，并訓(xùn)練計(jì)算機(jī)程序預(yù)測臨床事件。人工智能定量超聲分析胎兒肺成熟度時(shí)，在胎兒心臟四腔心切面圖像中勾勒目標(biāo)肺紋理，通過軟件系統(tǒng)傳輸、執(zhí)行后，將其轉(zhuǎn)化為一組描述符，與羊水穿刺結(jié)果相對照，然后應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)模型，通過分析、記憶形成數(shù)據(jù)庫，將需要檢測的胎肺聲像圖傳入數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行自動化定量分析，并得出判斷結(jié)果。目前臨床大量使用糖皮質(zhì)激素促進(jìn)胎兒肺部快速發(fā)育，但不良反應(yīng)較多，如影響胎兒腦部發(fā)育等[27]。人工智能自動定量分析技術(shù)能夠指導(dǎo)臨床準(zhǔn)確合理地使用糖皮質(zhì)激素。Cobo等[28]采用Quantus軟件自動勾勒、量化并提取出肺圖像的紋理特征，發(fā)現(xiàn)胎兒肺紋理特征與孕周的相關(guān)性為0.97，且不受ROI位置、大小、側(cè)別或超聲設(shè)備及換能器等超聲參數(shù)的影響。Palacio等[29]評價(jià)AQUA紋理提取器預(yù)測胎兒肺成熟度的效果，發(fā)現(xiàn)自動定量超聲紋理特征預(yù)測胎肺是否成熟的敏感度為95.1%，特異度為85.7%，準(zhǔn)確率為90.3%。Ghorayeb等[30]應(yīng)用自動定量超聲紋理分析對早產(chǎn)兒肺部和足月兒肺部特征進(jìn)行鑒別，敏感度為87.9%，特異度為92.0%。Palacio等[31]評價(jià)定量超聲紋理分析胎兒肺成熟度預(yù)測早產(chǎn)兒和新生兒呼吸道疾病的價(jià)值，發(fā)現(xiàn)定量評價(jià)胎肺成熟度預(yù)測新生兒呼吸道疾病的敏感度、特異度分別為74.3%、88.6%，準(zhǔn)確率為86.5%。相比羊水穿刺，人工智能定量紋理分析評價(jià)胎兒肺成熟度更無創(chuàng)、經(jīng)濟(jì)、便捷，為定量根據(jù)生物標(biāo)記物預(yù)測臨床結(jié)果提供了支持。

綜上所述，評價(jià)胎兒肺成熟度目的在于更好地評估合并晚期妊娠并發(fā)癥患者的分娩風(fēng)險(xiǎn)和受益比，選擇使用皮質(zhì)類固醇激素的時(shí)機(jī)。目前羊膜腔穿刺術(shù)仍是評估胎兒肺成熟度的金標(biāo)準(zhǔn)，超聲應(yīng)用前景廣闊。