胎儿超声心动图技术及临床应用进展.doc

胎儿超声心动图技术及临床应用进展作者：赵双俏等单位：辽宁医学院第一附属医院关键词：胎儿超声心动图 胎儿心脏异常是严重影响宫内胎儿生长发育及活产新生儿生存能力的严重先天性疾病之一, 在胎儿畸形中的发生率较高, 约占活产新生儿的5‰8‰左右。先天畸形儿童时期死亡率的50%以上归因于先天性心脏病。胎儿心脏异常可分为结构异常和心律异常两大类。胎儿心脏异常形成复杂、种类繁多, 其中有些疾病如果能够早期发现可行宫内或母体治疗后纠正, 而有些心脏异常为不可矫正的致死性畸形, 发现后须立即进行处理。胎儿超声心动图可非创伤性地探测胎儿各期的心腔和大血管的内径、心脏瓣膜活动、胎儿血流动力学及心脏活动节律等特征。这不仅对了解不同胎儿时期心脏正常的解剖和生理发育特征有直接的实践意义, 而且对胎儿先天性心脏疾病的筛查和诊断提供了有效的手段。近年来, 国内外学者针对超声心动图技术及临床应用做了大量工作, 并取得了许多新进展, 现综述如下。 1 超声心动图检测技术的发展 胎儿超声心动图技术始于20 世纪70 年代晚期, 当时主要利用一维(A-scan) 超声心动图观察胎儿心脏。80 年代中期, 开始利用二维(B 型) 超声心动图配合M型超声心动图, 通过固定探头位置准确调整M型扫描声束的方向和取样位置, 获得胎儿心脏各层组织与探头间距离的节律性改变曲线, 观察胎儿心脏的解剖结构、收缩功能、心率等。80 年代中后期, 开始利用二维(B型) 超声心动图实时影像配合彩色多普勒血流显像技术(CDFI) 结合频谱多普勒超声(包括脉冲多普勒和连续多普勒两种形式) ,在妊娠中期及晚期对胎儿心脏结构、血流动力学、畸形等发育情况进行监测和综合评价。近年来, 更多的学者利用先进的三维超声对胎儿心脏检测, 以期获得更高的诊断正确率。 1.1 胎儿三维超声心动图(3DE) 3DE 通过计算机去除浅层的遮盖部分, 可直视心内结构, 无论采集图像时胎位如何, 重建的三维图像都可调整到标准角度进行观察分析。而且, 经过旋转可对胎心作任何方位、角度的观察, 能更加直观地反映心脏结构缺损和连接异常的部位与邻近结构的空间位置关系。Bega 等研究认为3DE 较2DE 能提供更多的胎儿心脏切面, 在四腔切面有93%获得高质量的三维图像, 左、右室长轴切面的显示率分别为100%、86%,主动脉及动脉导管的显示率分别为66%、86%。Meyer-wittkropt等报道认为3DE 能够更大范围地显示胎儿先天性心脏病(CHD)的病变结构、异常血流及心室容量测量, 而且3DE 能对血流柱进行立体观察和直接测量, 无需几何假设, 较2DE 更准确。实时三维超声技术可观察心脏的形态、活动、房室与大血管的连接, 能在孕期及早发现心脏畸形。国内谢明星等认为实时三维超声性心动图的应用可以显示正常二尖瓣、三尖瓣的完整形态及活动, 显示瓣膜病变的整体范围, 判断瓣膜处于正常或病理状态; 可以完整显示室间隔缺损的立体形态、部位和大小。不仅使得操作更加便利, 而且也避免了繁琐的脱机后处理过程, 相信其在胎儿心脏超声检查方面将起到越来越重要的作用。最近, STIC(spatio-temporal image correlation) 作为一种新的3DE 技术, 可以自动获得胎儿心脏参数、多维切面, 并对心脏解剖进行描绘, 实时回放。STIC 使得胎儿心脏循环周期时描绘血液动力学变化成为可能。 1.2 组织多普勒超声(TDE) 1992年, McDicken等率先提出了TDE 技术, 在传统的彩色多普勒血流成像基础上, 通过改变多普勒滤波系统, 以速度模式、加速度模式和能量模式实时展现心肌运动, 此技术在心肌激动顺序及异位起搏点观察上有重要价值。临床已应用TDE 技术对胎儿心律失常进行分型和定位, 并分析心肌活动和监测心脏整体和局部功能。Paladini 等对52例胎儿研究, 认为TDE 技术应用于胎儿检查是可行的, TDE 取得的胎儿心肌运动频谱与其心动周期的各个时相一致, 且TDE 技术可以准确地评价胎儿心肌运动速度及其阶差。Jamjureeruk 等应用TDE 技术测量胎儿心室壁及其整体运动。Aoli 等应用组织多普勒超声定量评估心衰胎儿的右室收缩及舒张功能, 认为TDE- Tei 指数(心脏作功指数)及E/Ea 的增高是反映右室功能不全的敏感指标。国内袁建军等8应用定量组织速度成像(QTVI) 技术检测胎儿心脏时间间期计算Tei 指数。此种方法与传统的脉冲多普勒检测血流时间间期的方法相比,可获得更为精细的时间速度变化, 重复性强, 且检测结果不受心率、心脏几何形态以及房室瓣反流等因素的影响, 尤其对于心率较快的胎儿心脏检测具有独到之处。 1.3 谐波显像(HI) 谐波显像与普通基波成像不同, 通过一定的频率发射超声波进入人体组织器官,然后以发射频率的两倍或数倍接收回波信号, 由于接收的谐波波束宽度比常规基波波束细窄, 因此改善了侧向分辨力, 另外HI 通过减小超声波噪声改善图像质量, 超声波噪声的形成主要由于非轴向成分, 基波声束包含较多的旁瓣效应, 研究显示由于HI减少了旁瓣效应, 增加了轴向分辨力, 因此有效地改善了图像质量。Kovalchin 等认为儿童和成人一样, FE 受探测声窗的限制, HI 应用于FE, 与基波成像比较, HI 的应用明显改善了FE 图像质量及心脏结构的显示清晰度, 特别有助于显示卵圆窝、动脉导管、主动脉弓等结构。Marjorie 等采用HI 和FI分别对105 例胎儿进行了超声心动图检查, 其中27例为正常体重妊娠妇女, 18 例超重, 60 例肥胖, 研究显示HI 的应用明显改善胎儿心脏形态结构的显示率和对比分辨力, 尤其对于肥胖妊娠妇女, 图像质量的改善更加显著。 1.4 远程医学(telemedicine) 20 世纪50 年代以来, 随着网络技术和诊断技术在世界范围突飞猛进的发展, 远程医学已经成为现实, 它可以进行远程检测,得到多个中心的会诊, 并避免交通麻烦。各国卫生部门均先后将远程医学纳入重要的建设项目和战略目标。通过大量的实践和探索, 远程医学正在一步步走进大众医疗。现在, 远程医学既为现代医疗保健事业的发展提供了较好的机遇, 同时也对各国的卫生行政机构和医疗机构提出了挑战。远程医学同3DE 一样, 在CHD 的诊断上具有潜在的、重要的作用。 2 超声心动图的临床应用 2.1 检测时间与途径文献报道, 妊娠早期超声胎儿心动图检查可在1214 周进行。早期超声心动图发现心脏严重畸形可以为产科安全临床处理提供保证。Allan认为如在妊娠早期发现胎儿颈壁透明层(NT) >4 mm, 应尝试在12 周进行胎儿心脏超声检查, 在这时期许多严重的心脏畸形可以被发现。Haak 等认为在妊娠早期进行引导胎儿心脏检查最好的时机应在妊娠13 周。经阴道探查可提供更高的图像分辨率, Gembruch 等研究认为第14 周之前经阴道检查在胎儿四腔心切面及大血管切面的显像上要优于经腹检查。 2.2 检查指征妊娠早期胎儿超声心动图最常见的指征包括: NT 增厚和DV 异常。 2.2.1 NT 增厚超声测量NT 厚度应在妊娠1014 周时进行, 它是筛查21 三体综合征及其他染色体异常的有效方法, 研究表明,NT 增厚与胎儿心脏结构畸形有一定的关系。Ghi等对1319 例胎儿进行检查, 有60 例被诊断为严重的心脏缺损( 4.5%) ,并发现在NT 增厚而染色体正常的病例中, NT 厚度在2.53.4 mm 范围内, 严重CHD 的发病率为2.5%(18/722 例); NT 厚度>3.5 mm 时, 严重CHD 的发病率为7%( 42/597 例), 明显高于其他胎儿超声心动图常规检查指征如: 孕母糖尿病、先天性心脏病家族史、药物接触史等高危人群中的胎儿先天性心脏病的发病率。Mavrides 等15研究随访7339 例染色体正常的胎儿, 发现只有15.4%严重CHD 病例在妊娠早期筛查NT 厚度>95%分位。因此, 新近观点建议将NT 厚度>4 mm 作为胎儿超声心动图的指征, NT 厚度在2.54 mm 之间的胎儿超声心动图可在20 周左右进行。 2.2.2 DV 血流静脉导管(DV) 血流波形异常可能是胎儿严重CHD 的一个重要参数。Matis 等报道11 例DV 异常的胎儿中, 严重心脏畸形的发生率达64%(7/11) 。Favre 等对998 例染色体正常的胎儿进行NT 测量及DV 血流检查, 随访发现10 例胎儿CHD, 其中9例同时存在NT 增厚及DV 血流异常,余1 例NT 及DV 检查均正常。提示对染色体正常,NT 增厚的胎儿进行DV 血流检查可提高妊娠早期胎儿CHD 筛查的特异性。目前对胎儿DV 血流的研究仅局限于高危人群。妊娠早期NT 增厚和异常的DV 血流对于CHD的发生仍然需要进一步研究。 2.3 超声心动图的新应用超声心动图除了传统用于诊断胎儿CHD 和心律失常外, 比较新的方面是对胎儿心功能的检测和其在心脏病治疗方面的应用。 2.3.1 胎儿心功能检测胎儿心功能不全反映胎儿处于危急状态, 是胎儿宫内死亡的重要原因之一。Tei 指数, 即心脏作功指数(MPI) , 是一个重要的超声多普勒指数, 是等容时间( 包括等容收缩和等容舒张时间) 与射血时间的比值。Tei 指数为多普勒参数,不受心室几何形态的影响, 可以同时综合评价心室收缩和舒张功能, 并且不受心率影响。Tsutsumi 等对35例宫内发育迟缓(IUGR) 胎儿、30 例母亲为糖尿病患者胎儿、50 例正常胎儿及20 例正常婴儿的研究显示, 正常胎儿在孕龄1833 周时, 左心室Tei指数随孕龄增加呈线性下降。在妊娠34 周后,Tei指数下降加快。在妊娠1841周时, 右心室Tei 指数随孕龄的增加呈轻度下降。新生儿Tei指数在出生时出现一过性升高, 24 小时后达到稳定。在妊娠1826周, IUGR 胎儿和母亲为糖尿病患者胎儿Tei 指数与正常胎儿之间无显著性差异, 而在妊娠2740周,Tei指数明显高于正常组。研究认为随着孕龄的升高, Tei 指数的下降代表心肌的发育和成熟, 而IUGR胎儿和母亲为糖尿病患者胎儿在妊娠晚期出现心功能的异常, 因此, Tei 指数升高。Mori等对78 例母亲曾服用消炎痛的胎儿及70 例孕龄匹配的正常胎儿(妊娠2039周) 的对比研究显示, 23 例动脉导管早闭( 脐动脉搏动指数<1.9) 胎儿的右心室等容时间延长, 射血时间缩短, 右心室Tei 指数明显高于母亲曾服用消炎痛而未发生动脉导管早闭的胎儿和正常胎儿(P<0.0001), 而左心室Tei指数间无显著性差异(P =0.4) 。对其中9 例动脉导管早闭胎儿的随访研究显示, 母亲停服消炎痛使胎儿动脉导管松弛重新开放, 其右心室Tei 指数降低( P =0.0002),因此认为Tei 指数能够敏感地反映动脉导管早闭胎儿右心功能的改变。Falkensammer 等检测7 例水肿胎儿和23 例正常胎儿左、右心室Tei 指数, 显示正常胎儿左、右心室Tei 指数分别为0.41±0.05、0.38±0.04, 且不受心率影响, 而水肿胎儿的左、右心室Tei 指数明显增加(0.92vs0.41, 0.54vs0.38), 其研究结果显示Tei 指数能够可靠地评价水肿胎儿的心脏功能。此外, 心/胸面积比值>0.33, 下腔静脉逆向血流流速增加, 异常脐静脉搏动征, 三尖瓣反流征, 心室缩短分数降低, 显示心肌运动TDE 减弱等均可反映胎儿心功能状态。虽然这些指标具有一定的临床价值, 但在综合评价胎儿心功能不全方面的价值有待进一步研究。 2.3.2 超声心动图在胎儿心脏病治疗方面的应用 最近国外学者成功地将胎儿超声心动图应用于指导胎儿心脏病的治疗, 为先天性心脏病治疗开辟了新的领域。胎儿超声心动图不仅能够帮助确定产前干预治疗的最佳病员及最佳时机, 而且可知道干预路径( 如导管或