超聲心動圖評價胎兒心臟功能的研究進展

何少貞

（瓊海市中醫(yī)院，海南 瓊海 571400）

近年來，隨著電子信息技術(shù)的不斷更新，以及超聲檢查技術(shù)及圍產(chǎn)醫(yī)學(xué)的快速發(fā)展，胎兒超聲心動圖不僅僅局限于篩查胎兒心臟形態(tài)結(jié)構(gòu)的異常，準(zhǔn)確評價胎兒心功能也逐漸得到重視。針對存在妊娠期高血壓疾病、妊娠期糖尿病、胎兒宮內(nèi)生長受限、妊娠期肝內(nèi)膽汁淤積癥（Intrahepatic cholestasis of pregnancy，ICP）、雙胎輸血綜合征等妊娠期并發(fā)癥的孕婦，對其胎兒的心功能進行動態(tài)追蹤評價已逐漸成為臨床上判斷胎兒預(yù)后的主要手段[1]。同時，早期準(zhǔn)確評估胎兒的心功能對高危胎兒的產(chǎn)前產(chǎn)后一體化治療具有重要意義。而胎兒心功能評估的主要參數(shù)都是從小兒或成人心臟病學(xué)延伸而來，如Tei 指數(shù)（Tei index，TI）、短 軸 縮 短 分 數(shù)（Transverse Fractional Shortening，TFS）、瓣環(huán)平面收縮期位移（Annular Plane Systolic Excursion，APSE）、心排血量（Cardiac output，CO）、射血分?jǐn)?shù)（Ejection fraction，EF）及每搏輸出量（Stroke volume，SV）等。檢查者可利用多種方法獲得這些參數(shù)，如使用組織多普勒超聲（tissue Doppler imaging，TDI）評價心臟組織功能，利用M 型超聲獲取APSE 及TFS，通過三維成像技術(shù)得出心室容積并計算CO、EF、SV 等[2]。現(xiàn)就M 型超聲、傳統(tǒng)二維超聲、多普勒超聲、二維斑點追蹤技術(shù)和時間- 空間相關(guān)成像（spatio-temporal image correlation，STIC）技術(shù)等在胎兒心功能檢查中的作用、可測定的主要參數(shù)及其在臨床診療中的應(yīng)用作一綜述。

1 M 型超聲心動圖（M-mode echocardiography）

1.1 普通M 型超聲心動圖

普通M 型超聲心動圖使用簡便，在胎兒、小兒及成人的心功能評價中都有不同程度的應(yīng)用。普通M型超聲心動圖可獲取TFS 及EF，用于評估心室收縮功能[3]。同時也應(yīng)用于評估二尖瓣環(huán)和三尖瓣環(huán)的運動位移，而二尖瓣環(huán)和三尖瓣環(huán)的運動位移是評估心臟功能障礙的敏感參數(shù)[4-5]。普通M 型超聲心動圖的主要限制是取樣線需與測量處心肌內(nèi)膜相互垂直，否則測量值可能出現(xiàn)誤差。然而，在檢查時由于胎方位、胎兒心率快、心臟體積小等客觀因素的影響，使得該測量結(jié)果不夠精確[6]。同時，普通M 型超聲心動圖的Teichholz 公式需對心室形態(tài)進行幾何學(xué)假設(shè)，因此很少應(yīng)用于胎兒右心功能的評定[7]。

1.2 解剖M 型超聲心動圖（anatomicalM-mode echocardiography，AMM）

AMM 可測量心室的EF、TFS、二尖瓣環(huán)運動位移（MAD）及三尖瓣環(huán)運動位移（TAD）等心功能指標(biāo)。AMM 與普通M 型超聲心動圖相比，不受聲束方向和探頭位置的影響，可任意方向放置取樣線，因此取樣線可最大限度地垂直于被測目標(biāo)，得出更精確的測量結(jié)果。但AMM 技術(shù)也存在一定的空間限制，當(dāng)檢查距離大于20 cm 或取樣線偏離聲束超過60°時，都會造成測量結(jié)果過高，這是由于M 型超聲的重建受二維超聲側(cè)向分辨率的影響導(dǎo)致[8]。邱俊芬等[9]應(yīng)用AMM 及傳統(tǒng)M 型超聲心動圖測量中晚孕正常胎兒的MAD，得出AMM 在測量MAD 上比傳統(tǒng)M 型超聲心動圖具有更高的準(zhǔn)確性和重復(fù)性，能夠更真實有效地評價胎兒的左室收縮功能。

2 二維超聲心動圖（two-dimensional echocardi ography，2DE）

2DE 是檢查胎兒心臟結(jié)構(gòu)畸形的主要方法，也可客觀地測量心臟的基本參數(shù)，如大動脈內(nèi)徑、各室腔大小等，亦可評價胎兒的心功能。檢查者可通過觀察主觀判斷心室的收縮和舒張功能，也可結(jié)合Simpson法計算EF 來定量評估心室收縮力[7]。Simpson 法對心室形態(tài)有一定程度的假設(shè)，心室被分為相應(yīng)等厚的層數(shù)，再累計計算整個心室容積，這種方法對于橢圓形的左心室非常適用，但很少應(yīng)用于三角形的右心室[10]。因此，2DE 在測量心室容積上存在一定的局限性。

3 頻譜多普勒超聲及TDI

3.1 頻譜多普勒超聲

頻譜多普勒超聲可測量主動脈、肺動脈收縮期峰值流速和二、三尖瓣瓣口舒張早期峰值流速（E）、舒張晚期峰值流速（A）以及E/A 比值，而主動脈、肺動脈收縮期峰值流速可用于定量評估左、右心室的收縮功能，E、A 及E/A 比值可用于評估兩心室的舒張功能。胎兒期E/A 比值小于1，隨著孕周的增加，E峰和A 峰逐漸增加，且E 峰增加更明顯，因此E/A比值逐漸增加，在出生前該比值接近于1。但該測量方法易受胎位、超聲聲束入射角度及胎心率的影響，當(dāng)胎心率加快時可出現(xiàn)E 峰和A 峰重合的現(xiàn)象[7]。通過對靜脈導(dǎo)管、下腔靜脈及肺靜脈頻譜的測量，可反映心房內(nèi)壓力的變化。當(dāng)胎兒靜脈導(dǎo)管頻譜出現(xiàn)A 峰反向或消失時，提示胎兒心臟泵血功能異常，胎兒預(yù)后差甚至出現(xiàn)死胎[11-12]。王凝[13]研究發(fā)現(xiàn)，胎兒靜脈導(dǎo)管及卵圓孔血流頻譜均可用于評估妊娠期高血壓疾病孕婦胎兒的右心室功能，將兩種方法相結(jié)合效果更好。

3.2 TDI

進行TDI 檢查時，心腔內(nèi)快速血流產(chǎn)生的高速低振幅頻移信號被低頻濾波器去除，只保留心臟組織結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的低速高振幅運動信號，從而得出心肌運動速度，反映心臟的舒張和收縮功能[8]。TDI 可測量胎兒二、三尖瓣瓣環(huán)收縮期運動速度和舒張早期運動速度E ＇、舒張晚期運動速度A ＇及E ＇ /A ＇，其中前者反映胎兒的心肌收縮功能，后者反映心室舒張功能[7]。TDI 的不足在于受聲束入射角度的影響，且其僅能反映當(dāng)下局部心肌的運動速度。潘美等[14]將TDI與傳統(tǒng)超聲相結(jié)合評價心臟內(nèi)強回聲結(jié)構(gòu)（ICEF）胎兒的心臟功能，結(jié)果顯示TDI 能更加準(zhǔn)確、敏感地評估胎兒的心功能。陶楓等[15]通過TDI 技術(shù)對妊娠期糖尿病孕婦胎兒的二尖瓣環(huán)運動速度進行動態(tài)觀察，結(jié)果表明在中晚孕期妊娠期糖尿病孕婦胎兒的左室舒張功能已出現(xiàn)變化，TDI 技術(shù)比傳統(tǒng)多普勒技術(shù)能更為敏感地反映胎兒左心室舒張功能的細(xì)微改變。

3.3 TI

TI 也稱心肌做功指數(shù)，是心室等容收縮時間（isovolumetric contraction time，ICT）和 等 容 舒 張時 間（isovolumetricre-laxation time，IRT）之 和 與心室射血時間（ejection time，ET）的比值，即TI=（ICT+IRT）/ET[16]。其中ICT 和ET 是反映心臟收縮功能的指標(biāo)，IRT 是反映心臟舒張功能的指標(biāo)，因此TI 能夠評價心臟的整體功能，并且心臟負(fù)荷、胎心率及心室形態(tài)對其無明顯干擾，是評價胎兒心功能的敏感指標(biāo)[17-18]。TI 的測量方法主要有兩種，分別是TDI 和頻譜多普勒超聲，其中TDI 優(yōu)于傳統(tǒng)脈沖多普勒[8]。有研究表明，TI 對妊娠期糖尿病孕婦胎兒、妊娠期高血壓孕婦胎兒、宮內(nèi)生長受限胎兒心臟功能評價的結(jié)果可靠明確，重復(fù)性和敏感性均較好[19]。張清偉等[20]研究發(fā)現(xiàn)正常妊娠胎兒的TI 不受孕婦孕齡的影響，重度子癇前期孕婦胎兒及妊娠期糖尿病血糖控制差孕婦的胎兒，兩心室TI 均明顯高于正常對照組胎兒，這表明TI 對胎兒心室功能的評估是有效的。蘇林丘等[21]研究表明，對于中、重度ICP 孕婦胎兒，TI 可早期、準(zhǔn)確、有效地評估兩心室的整體功能，且TI 與ICP 的嚴(yán)重程度相關(guān)。

4 二維斑點追蹤技術(shù)（two-dimensionalspeckle trackingimaging，2D-STI）

2D-STI 可通過對明亮的心肌區(qū)域斑點的追蹤以量化心肌的形變和運動[22]。2D-STI 利用變形（應(yīng)變和應(yīng)變率）原理來檢測心室腔，以獲得有關(guān)胎兒心臟節(jié)段和整體功能的信息。該技術(shù)沒有角度依賴性，不僅能夠測量縱向應(yīng)變和應(yīng)變率，還可測量橫向和周向應(yīng)變及應(yīng)變率[23]。2D-STI 的準(zhǔn)確性主要取決于圖像質(zhì)量，清晰的圖像有利于對心內(nèi)膜的追蹤，由于胎兒心臟體積小且心率快，因此降低了診斷的準(zhǔn)確率[24]。針對這種情況，2D-STI 在圖像的采集上對超聲儀器的要求較高。以往由于供應(yīng)商之間超聲設(shè)備和分析軟件的差異造成了測量數(shù)據(jù)的不一致，但目前已逐漸趨向標(biāo)準(zhǔn)化。通過2D-STI 可測量整體球形指數(shù)（Global Sphericity Index，GSI），評估心臟舒張期整體形狀；測量24 節(jié)段心室球形指數(shù)（Sphericity Index，SI），評估心臟左、右心室舒張期的形狀；測量24 節(jié)段心室TFS，評估心室短軸收縮力；測量面積變化分?jǐn)?shù)（Fractional Area Change，F(xiàn)AC），評估心室整體收縮力；測量瓣環(huán)平面收縮期位移（Annular Plane Systolic Excursion，APSE）、瓣環(huán)長軸縮短分?jǐn)?shù)（longitudinal fractional shortening，LFS）及整體縱向應(yīng)變（Global Longitudinal Strain，GLS），評估心室長軸收縮功能等。黃瓊暉等[25]研究表明，將2D-STI應(yīng)用到妊娠期糖尿病孕婦胎兒心臟功能的評價中，能夠明確胎兒的心功能指標(biāo)，參考該指標(biāo)有助于臨床及時對孕婦進行干預(yù)，積極控制血糖，從而改善胎兒的心功能。林深等[26]采用2D-STI 對78 例妊娠期糖尿病孕婦胎兒及76 例同期正常妊娠孕婦胎兒的心臟收縮功能進行評價，結(jié)果表明，2D-STI 可獲得正常及妊娠期糖尿病孕婦胎兒左室心肌不同節(jié)段及不同層次的運動信息，可重復(fù)性較好，為評估胎兒左室心肌收縮功能提供了新的方法。

速度向量成像（velocity vector imaging，VVI）是斑點追蹤技術(shù)的延伸，在二維圖像上以向量的方式顯示組織結(jié)構(gòu)的運動速度、運動距離及運動方向等參數(shù)，是早期心肌功能異常的敏感診斷方式[8]。VVI 可提供大量的心肌運動信息，如將不同心肌節(jié)段性的運動信息進行對比，或整合所有心肌節(jié)段的運動信息等，由此可了解構(gòu)成心臟肌肉纖維的方向。右室側(cè)壁心肌節(jié)段與心室長軸呈縱向和橫向排列，在收縮期導(dǎo)致心室壁縱向和橫向運動[27-28]。左室側(cè)壁在心肌的心外膜部分具有相似的縱向和橫向肌肉組織，導(dǎo)致收縮期產(chǎn)生縱向和橫向運動[28]。然而，左室側(cè)壁和室間隔的心內(nèi)膜部分具有從基底部到心尖部和從心尖部到基底部的相反的斜纖維，這些心肌成分的收縮導(dǎo)致在心室收縮期間可觀察到“扭曲”現(xiàn)象[29-30]。王小艷等[31]運用VVI 技術(shù)觀察妊娠期糖尿病孕婦胎兒的左室扭轉(zhuǎn)特點，結(jié)果顯示此類胎兒左室心尖和基底呈反向旋轉(zhuǎn)，左室心內(nèi)膜旋轉(zhuǎn)和扭轉(zhuǎn)的角度大于心外膜，左室心尖部旋轉(zhuǎn)的角度大于基底部，其左室心內(nèi)膜和心外膜旋轉(zhuǎn)和扭轉(zhuǎn)的角度均大于正常對照組胎兒。Pu 等[32]研究表明，妊娠中后期，胎兒心臟右室縱向組織的運動速度隨胎齡增加而增大，而應(yīng)變和應(yīng)變率保持穩(wěn)定不變。

5 STIC 技術(shù)

STIC 技術(shù)的原理是通過機械探頭獲取大量的二維切面，二維切面通過時間順序排列構(gòu)成連續(xù)的三維圖像[33]。STIC 專用于采集胎兒心臟的容積數(shù)據(jù)，可以動態(tài)顯示整個心動周期，因此能在心動周期的收縮末期和舒張末期測量心室容積[34]。在測定心腔容積時，無需再像二維超聲那樣對心室形態(tài)進行幾何形狀假設(shè)，只需從容積數(shù)據(jù)庫中選擇所需的切面（如二腔心、四腔心切面等），通過系統(tǒng)自動勾畫每一切面的心腔輪廓，必要時手動調(diào)整，計算機三維軟件將自動累加，得出準(zhǔn)確的心腔容積，進而得出EF 等心功能參數(shù)，對準(zhǔn)確評價胎兒的心功能具有重要的價值[35]。Uittenbogaard 等[36]通過運用STIC 技術(shù)得出結(jié)論：胎兒左、右心室的EF 在整個胎兒期相對穩(wěn)定，而左、右心室的SV 及容積均隨孕周增長而增加。應(yīng)倩等[37]運用STIC 技術(shù)對39 個圓錐動脈干畸形（CTD）胎兒和39 個正常胎兒的心功能進行評價，得出CTD 在產(chǎn)前即可對胎兒心功能造成影響，右心功能有代償性增強表現(xiàn)，但右心擴大不明顯。

6 小結(jié)與展望

在產(chǎn)前超聲檢查中，胎兒心功能的評價越發(fā)受到重視，準(zhǔn)確評價胎兒心功能對臨床診斷及治療相關(guān)新生兒疾病具有重要意義。目前的超聲檢查方法在評價胎兒心功能中各有優(yōu)缺點，隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展及對評估參數(shù)的進一步研究，將來會出現(xiàn)更多簡便且有效的評估方法及參數(shù)。