時(shí)間-空間相關(guān)成像聯(lián)合組織多普勒超聲觀察妊娠期糖尿病孕婦胎兒心臟結(jié)構(gòu)和功能

王 媛，趙 旭*，楊 婭，張翠翠，邱 兵

(1.北京大學(xué)民航臨床醫(yī)學(xué)院婦產(chǎn)科，北京 100123；2.首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京安貞醫(yī)院超聲科，北京 100029；3.青海紅十字醫(yī)院產(chǎn)科，青海 西寧 810001；4.中國(guó)民用航空局民用航空醫(yī)學(xué)中心，北京 100123)

妊娠期糖尿病(gestational diabetes mellitus, GDM)在孕婦中的發(fā)病率為3%～9%，且隨孕婦年齡增大而升高[1]。GDM可引起胎兒心肌肥大和心功能損害[2]。因胎兒心率快及胎位多變，常規(guī)超聲診斷能力受限，而采用時(shí)間-空間相關(guān)成像(spatio-temporal image correlation, STIC)技術(shù)后處理獲得的M型圖像可以更準(zhǔn)確地測(cè)量胎兒心室壁及室間隔厚度[3]。組織多普勒(tissue Doppler imaging, TDI)超聲可測(cè)量胎兒心臟房室瓣環(huán)組織運(yùn)動(dòng)速度，反映心臟的舒張、收縮功能[4]，從而探索心臟結(jié)構(gòu)變化對(duì)功能的影響。本研究采用STIC-M型超聲聯(lián)合TDI觀察GDM孕婦胎兒心臟結(jié)構(gòu)和功能，探討GDM孕婦血糖控制情況對(duì)胎兒心臟結(jié)構(gòu)和功能的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2017年1月—2018年8月于北京大學(xué)民航臨床醫(yī)學(xué)院接受產(chǎn)前超聲檢查的140例GDM孕婦，年齡23～44歲，平均(31.8±4.2)歲，孕24～38周，平均(29.03±3.41)周。納入標(biāo)準(zhǔn)：①單胎妊娠；②符合2014年中華醫(yī)學(xué)會(huì)推薦的GDM診治指南標(biāo)準(zhǔn)[5]；③孕前月經(jīng)規(guī)律，末次月經(jīng)時(shí)間明確；④圖像質(zhì)量滿(mǎn)足測(cè)量需要。排除標(biāo)準(zhǔn)：①GDM以外的妊娠合并癥或并發(fā)癥；②胎兒畸形。收集同期211名正常孕婦為對(duì)照組，年齡21～38歲，平均(29.5±3.5)歲，孕24～38周，平均(30.62±4.24)周。本研究經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，受檢者均簽署知情同意書(shū)。

按照血糖控制情況，將GDM孕婦分為3組：胰島素治療組40例，飲食控制組62例，血糖控制不良組38例。餐前和餐后2 h血糖值分別≤5.3、6.7 mmol/L，夜間血糖≥3.3 mmol/L，妊娠期糖化血紅蛋白<5.5%為血糖控制良好；達(dá)不到上述標(biāo)準(zhǔn)為血糖控制不良。胰島素治療組和飲食控制組孕婦血糖控制良好，僅治療方案不同。

1.2 儀器與方法 采用GE Voluson E8彩色多普勒超聲診斷儀，RAB 4-8-D探頭，頻率4～8 MHz。檢查時(shí)囑孕婦仰臥，首先測(cè)量產(chǎn)科常規(guī)生長(zhǎng)指標(biāo)，確定胎兒大小與孕周相符，觀察胎兒無(wú)異常后進(jìn)行胎兒心臟超聲檢查。STIC數(shù)據(jù)采集：取標(biāo)準(zhǔn)四腔心切面，采集時(shí)間7.5～15.0 s，容積掃描角度20°～40°。STIC后處理：將A、B、C平面的室間隔均調(diào)整至水平位，將M取樣線(xiàn)位于心室最大橫徑處并垂直于室間隔，分別測(cè)量左心室壁舒張末期厚度(left ventricular wall thickness at end-diastole， LVWD)、左心室壁收縮末期厚度(left ventricular wall thickness at end-systole， LVWS)、右心室壁舒張末期厚度(right ventricular wall thickness at end-diastole， RVWD)、右心室壁收縮末期厚度(right ventricular wall thickness at end-systole， RVWS)及室間隔舒張末期厚度(interventricular septum thickness at end-diastole， IVSD)、室間隔收縮末期厚度(interventricular septum thickness at end-systole， IVSS)，見(jiàn)圖1。所有參數(shù)測(cè)量3次，取平均值。

TDI檢查：取胎兒心尖四腔心平面圖像，使超聲聲束與房室瓣瓣環(huán)運(yùn)動(dòng)方向的夾角<10°，取樣容積2 mm，取樣門(mén)分別放置于胎兒二尖瓣環(huán)(二尖瓣后葉根部)及三尖瓣環(huán)(三尖瓣前葉根部)，獲得TDI頻譜波形，取3～5個(gè)連續(xù)心動(dòng)周期，測(cè)量二、三尖瓣環(huán)舒張?jiān)缙谶\(yùn)動(dòng)速度(Ea)、舒張晚期運(yùn)動(dòng)速度(Aa)及收縮期運(yùn)動(dòng)速度(Sa)，見(jiàn)圖2。所有參數(shù)測(cè)量3次，取平均值；并計(jì)算二尖瓣環(huán)Ea/Aa(MVEa/Aa)和三尖瓣環(huán)Ea/Aa(TVEa/Aa)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。計(jì)量資料以±s表示。因各組間孕周差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，多組間比較采用以孕周為協(xié)變量的協(xié)方差分析，組間兩兩比較采用LSD法。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

GDM各組與對(duì)照組間年齡、孕周總體差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)，3組GDM孕婦年齡均大于、孕周均小于對(duì)照組孕婦(P均<0.05)。

2.1 STIC-M型測(cè)量指標(biāo) 胰島素治療組、飲食控制組、血糖控制不良組與對(duì)照組LVWD、RVWD、LVWS、RVWS、IVSD、IVSS總體差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)，GDM 3組均大于對(duì)照組(P均<0.05)，余組間兩兩比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。見(jiàn)表1。

2.2 TDI測(cè)量指標(biāo) 胰島素治療組、飲食控制組、血糖控制不良組與對(duì)照組間MVEa/Aa總體差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.002)，GDM 3組均小于對(duì)照組(P均<0.05)，余兩兩比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。4組間TVEa/Aa、二尖瓣環(huán)Sa、三尖瓣環(huán)Sa總體差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。見(jiàn)表2。

3 討論

GDM是指妊娠期發(fā)生的糖代謝異常，對(duì)胎兒心臟結(jié)構(gòu)和功能發(fā)育均可能產(chǎn)生影響[6]。組織學(xué)檢查發(fā)現(xiàn)GDM可引起胎兒心肌纖維肥大和細(xì)胞排列紊亂[7]。研究[8]表明胎兒高胰島素血癥可導(dǎo)致脂肪及蛋白質(zhì)合成增加，造成心肌細(xì)胞肥大增生，在胎兒心臟室間隔和心室游離壁更加明顯。由于心肌肥厚導(dǎo)致心室擴(kuò)張性降低和心房動(dòng)力學(xué)改變，GDM胎兒心臟功能可能受損，特別是舒張功能[2]。本研究采用STIC-M型聯(lián)合TDI超聲技術(shù)對(duì)GDM孕婦胎兒心臟結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行測(cè)定，發(fā)現(xiàn)GDM各組胎兒心室壁及室間隔厚度和舒張功能參數(shù)與對(duì)照組胎兒之間均存在差異。

表1 4組間孕婦年齡、孕周及胎兒心室壁、室間隔厚度比較(±s)

表1 4組間孕婦年齡、孕周及胎兒心室壁、室間隔厚度比較(±s)

組別年齡(歲)孕周LVWD(mm)RVWD(mm)LVWS(mm)RVWS(mm)IVSD(mm)IVSS(mm)胰島素治療組(n=40)31.0±3.228.71±3.713.35±0.113.40±0.103.42±0.123.45±0.102.73±0.092.82±0.10飲食控制組(n=62)32.7±4.829.09±3.333.40±0.093.39±0.083.48±0.093.48±0.082.62±0.082.66±0.08血糖控制不良組(n=38)31.3±3.929.25±3.263.37±0.113.41±0.103.45±0.123.66±0.102.68±0.102.80±0.10對(duì)照組(n=211)29.5±3.530.62±4.243.05±0.052.97±0.043.12±0.053.16±0.042.34±0.042.40±0.04F值6.0774.7475.88112.7345.7009.5588.8728.408P值0.0010.0030.001<0.0010.001<0.001<0.001<0.001

注：LVWD、RVWD、LVWS、RVWS、IVSD、IVSS均為經(jīng)孕周校正后數(shù)值

圖1 胎兒心臟STIC-M型超聲測(cè)量圖 A.將M取樣線(xiàn)置于心室最大橫徑處并垂直于室間隔； B.M型圖像 (LV：左心室；IVS：室間隔；RV：右心室) 圖2 胎兒心臟三尖瓣環(huán)TDI超聲測(cè)量圖

組別MVEa/AaTVEa/Aa 二尖瓣環(huán)Sa(cm/s)三尖瓣環(huán)Sa(cm/s)胰島素治療組(n=40)0.64±0.020.63±0.018.11±0.218.70±0.20飲食控制組(n=62)0.63±0.010.62±0.018.35±0.178.68±0.16血糖控制不良組(n=38)0.64±0.020.62±0.018.05±0.218.63±0.21對(duì)照組(n=211)0.68±0.010.64±0.018.09±0.098.51±0.09F值5.1050.8120.6630.461P值0.0020.4880.5750.710

注：MVEa/Aa、TVEa/Aa、二尖瓣環(huán)Sa、三尖瓣環(huán)Sa均為經(jīng)孕周校正后數(shù)值

Garg等[9-10]運(yùn)用二維超聲檢測(cè)血糖控制良好及血糖控制不良的GDM孕婦胎兒和正常妊娠孕婦胎兒的心臟結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)GDM孕婦胎兒心室壁及室間隔收縮末期、舒張末期厚度均大于正常妊娠孕婦胎兒，但與GDM孕婦血糖控制情況無(wú)關(guān)。二維超聲難以保證胎兒室間隔在所有平面上完全水平，因此很難獲得準(zhǔn)確的測(cè)量平面。STIC技術(shù)是近年來(lái)新出現(xiàn)的、對(duì)胎兒心臟進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)三維成像的超聲技術(shù)，可以形成單心動(dòng)周期的超聲回放圖像。應(yīng)用STIC技術(shù)采集胎兒心臟圖像容積數(shù)據(jù)，可避免胎動(dòng)對(duì)數(shù)據(jù)測(cè)量的干擾，測(cè)量胎兒心室壁和室間隔厚度時(shí)，利用STIC-M型超聲可通過(guò)對(duì)容積數(shù)據(jù)的后處理，在3個(gè)正交平面中調(diào)整圖像角度，獲取準(zhǔn)確的心臟測(cè)量平面[11]。本研究結(jié)果顯示胰島素治療組、飲食控制組和血糖控制不良組GDM孕婦胎兒左、右心室壁及室間隔舒張末期和收縮末期厚度均大于正常妊娠孕婦胎兒，而各GDM組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示GDM孕婦胎兒心臟形態(tài)改變，心肌增厚，但與孕婦血糖控制情況無(wú)明顯關(guān)聯(lián)。

TDI是一種無(wú)創(chuàng)性心功能超聲檢測(cè)技術(shù)，通過(guò)檢測(cè)心肌組織反射的低頻高振幅頻移信號(hào)，可直接分析心動(dòng)周期中胎兒心臟任何區(qū)域的心肌運(yùn)動(dòng)速度，且不受血流影響[4]。區(qū)域心肌運(yùn)動(dòng)速度變化與心臟收縮和舒張功能密切相關(guān)，故TDI可用于識(shí)別胎兒早期心臟功能障礙[12]。心室舒張期包括心室舒張?jiān)缙?即心室主動(dòng)舒張)和心室舒張晚期(即心房收縮)，房室瓣環(huán)Ea/Aa反映心室舒張功能，是心室順應(yīng)性的指標(biāo)，房室瓣環(huán)Sa則反映心室收縮功能[13]。陸永萍等[14]對(duì)比29例血糖控制良好、23例血糖控制不良GDM孕婦和132名正常妊娠孕婦胎兒心臟功能的TDI檢查結(jié)果，發(fā)現(xiàn)GDM血糖控制良好組和血糖控制不良組胎兒心肌舒張功能均受損，二、三尖瓣環(huán)Ea/Aa值均小于正常妊娠組，發(fā)生孕周均為孕24周以上；GDM血糖控制良好組胎兒心肌收縮功能與正常妊娠組無(wú)顯著差異，GDM血糖控制不良組胎兒心肌收縮功能受損，二、三尖瓣環(huán)Sa小于正常妊娠組，發(fā)生孕周為孕32周以上。Ren等[10]亦發(fā)現(xiàn)血糖控制良好及血糖控制不良的GDM孕婦胎兒心肌舒張功能均受損。Balli等[13]應(yīng)用TDI技術(shù)測(cè)量67胎GDM孕婦胎兒和122胎正常妊娠孕婦胎兒心臟功能，發(fā)現(xiàn)GDM組胎兒右心室壁Ea/Aa值和Sa均大于正常妊娠組，提示GDM妊娠胎兒心臟功能產(chǎn)生了適應(yīng)性改變。本研究中GDM胰島素治療組、飲食控制組和血糖控制不良組胎兒MVEa/Aa值均小于對(duì)照組，各GDM組間無(wú)顯著差異，表明GDM孕婦胎兒心臟舒張功能降低，且與血糖控制情況無(wú)關(guān)；各GDM組與對(duì)照組胎兒二、三尖瓣環(huán)Sa差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示GDM孕婦胎兒心臟收縮功能尚未受到影響。本研究納入GDM孕婦和正常孕婦的孕周均值在28～30周之間，對(duì)于胎兒心臟收縮功能受損是否在更大孕周出現(xiàn)尚不明確，且GDM孕婦胎兒心臟功能是否會(huì)產(chǎn)生適應(yīng)性改變及其機(jī)制尚未明了，有待進(jìn)一步探討。本研究中房室瓣環(huán)Sa結(jié)果與研究[13-14]報(bào)道不一致，也在某種程度上反映出GDM對(duì)胎兒心肌組織收縮功能影響的不均衡性。本研究中GDM血糖控制情況對(duì)胎兒心室壁及室間隔厚度和心臟功能改變均無(wú)顯著影響，盡管已經(jīng)證明控制孕婦血糖可以降低先天性心臟畸形的發(fā)生率[6]，但對(duì)于血糖控制情況與胎兒心肌厚度和功能的關(guān)系還需深入研究。

總之，GDM孕婦胎兒心室壁及室間隔厚度增加，心臟舒張功能降低，孕婦血糖控制情況對(duì)胎兒心肌厚度和心臟功能改變無(wú)顯著影響。聯(lián)合應(yīng)用STIC-M型和TDI超聲對(duì)評(píng)估GDM孕婦胎兒心臟結(jié)構(gòu)和功能具有一定應(yīng)用價(jià)值。