产前超声检测胎儿心脏功能的研究进展

肖晓娟 （综述），章春泉 （审校）

(南昌大学a.研究生院医学部2011级；b.第二附属医院超声科,南昌 330006)

随着计算机和超声仪器的发展，产前超声诊断技术是一种安全、无创、简便、易行的检查手段。产前超声在诊断胎儿心脏病方面发挥了不可替代的作用，它不仅能发现胎儿心脏畸形［1］，而且能评价胎儿的心脏功能。胎儿期有多种疾病可以影响胎儿的心脏功能，而心功能状态对预测患病胎儿的预后有着重要意义，在许多疾病的发展过程中,一些测量指标的变化规律都与心功能有着密切联系。产前超声检测胎儿心功能对围产期医学及胎儿的优生优育具有重要意义。

1 胎儿心脏的胚胎发育、解剖特点与血流动力学特征

1.1 胚胎发育

在胚胎发育过程中，循环系统是首先发育成熟的系统，它对于保证胚胎发育所必需的氧气和营养物质的供应以及代谢物的排泄起着决定性的作用。心脏是循环系统最重要的器官，了解心脏的胚胎发育过程有助于诊断胎儿的心脏疾病。

1.2 解剖特点

胎儿期心脏的结构与成人一样，有左、右心房心室，主、肺动脉，二、三尖瓣，上、下腔静脉和肺静脉。它们的连接关系是肺静脉连于左心房，左心房经二尖瓣与左心室相连；上、下腔静脉与右心房相连，右心房经三尖瓣与右心室相连。

1.3 胎儿期的血流动力学特征

1）具有独特的血管通道（卵圆孔和动脉导管）：下腔静脉血一部分由卵圆孔经右心房入左心房，而肺动脉又将大部分血由动脉导管分流入降主动脉，最终流入右心房。正是由于卵圆孔及动脉导管的存在，胎儿心脏收缩和舒张功能之间的相互影响较大，使胎儿心功能的评价比成人更为复杂。2）胎儿的肺脏处于压缩状态，肺血管的阻力很高。3）右心室壁厚度大于左心室，右心的发育也较左心快，内径与左心相比占优势。4）整个心动周期内肺动脉压始终高于主动脉压，右心室后负荷始终大于左心室，右心室做功较左心室多，呈右心优势。5）随着妊娠的进展，胎儿各器官系统不断发育成熟，心室顺应性及外周阻力发生改变，胎儿心脏功能亦处于一个动态变化之中［2］。

2 产前超声对胎儿心功能的评估

胎儿心脏功能检测的技术主要包括M型超声、二维超声、彩色及频谱多普勒超声对室壁运动及瓣口血流的测定等，由于这些技术的原理、方法不同，其临床应用的价值及局限性亦有较大差别。胎儿心脏功能的检测方法有：测量胎心各腔室径线、各瓣膜口峰值血流速度和主（肺）动脉加速时间、射血时间及其比值、每搏输出量（SV）、心输出量、射血分数（EF）、左（右）室短轴缩短率等。

2.1 胎儿心脏收缩功能评估

目前测定胎儿心脏收缩功能的方法有:计算心室EF或缩短分数（Fs）；左、右心室SV和每分输出量（CO）；测定心脏指数（CI）；测定主动脉、肺动脉峰值流速等。为临床医学评价心脏功能提供有价值的参数。

1）EF和Fs。目前在所有评价心脏收缩功能的指标中，EF仍是最常用的，M型超声心动图主要用于测定EF及Fs。通过时间活动曲线来观察心脏的活动，取样线并通过二维超声的指导，穿过心脏不同的切面进行扫查。有研究［3］表明，胎儿左、右心室EF及Fs在整个妊娠期在正常范围内保持相对恒定，左、右心室 EF及Fs之间无显著性差异，这说明在胎儿期心脏正常收缩功能已经形成，此时胎儿心脏已具有较健全的泵功能。利用EF及短轴缩短率了解心脏收缩功能的方法操作简单、方便易行。

2）左、右心室SV和CO。一次心搏由一侧心室射出的血液量称每搏输出量。每分钟由一侧心室输出的血量称为CO。郑春华等［4］应用多普勒超声对胎儿心脏收缩功能进行研究，他们随机选择32例孕16～42周的胎儿，在胎儿心脏四腔心切面，测定左、右心室舒张期与收缩期面积、周长并计算其差值。用多普勒超声测定左、右心室的 SV、CO，将左、右心室舒张期与收缩期面积之差、周长之差与 SV、CO进行相关分析。结果发现两者密切相关，并随胎龄的增长而增加，说明胎儿通过增加心室的大小来增加心输出量以适应生长发育的需要。

3）CI。每平方米体表面积的心输出量称为CI。耿丹明等［5］用胎儿CI来评价胎儿心脏收缩功能，他们采用容易成像的左、右心室流出道切面来测量胎儿的 CO，用公式计算 CI（mL·kg－1）值，CI=CCO/W。其中，CCO代表左、右心联合输出量；W代表胎儿体质量。从对556例正常胎儿心脏测值中得出：胎儿95%CI 参考值范围在 400～600m L·kg－1·min－1，且在整个妊娠期无明显变化。

4）主动脉、肺动脉峰值流速。常才等［6］为研究正常胎儿出生前后心功能的变化,对50例正常胎儿的主动脉、肺动脉血流频谱进行记录,结果发现正常妊娠胎儿随着孕周的增加，主动脉、肺动脉瓣口收缩期血流峰值速度逐渐增加，反映了胎儿心室收缩功能随孕周增加而加强。

2.2 胎儿心脏舒张功能的评价

人们常采用速度指标、时间指标及充盈分数来评价胎儿心脏的舒张功能。胎儿心脏舒张功能不良可能是胎儿缺氧的早期信号，因此，早期采用超声心动图评价胎儿心脏的舒张功能尤为重要。现在最常用的胎儿心室舒张功能评价的方法有：测量二、三尖瓣口 E/A比值和组织多普勒成像（TDI）技术等。

1）二、三尖瓣口的血流频谱。目前广泛认为心室E峰和E/A的值是代表心室舒张功能的参数，可用它来反映心脏的顺应性和前负荷状态。Harada等［7］对307例正常胎儿进行研究。按孕龄将其分为3组:17～24 周组，25～31 周组，32～39 周组。 用脉冲多普勒超声心动图获得这些胎儿左、右心室流入道的E峰、A峰，研究发现E峰和E/A的值受心率和孕龄影响,主要是受孕龄影响。提示心脏舒张功能的完善主要是在中晚孕，随着孕周的增加心脏舒张功能日趋完善，当胎儿的心脏舒张功能受损时，E峰会下降。

2）时间速度积分（TVI）的测定。 Tu1zer等［8］学者为探讨胎儿心脏舒张功能的生理变化，对49例正常胎儿进行研究。从孕14周到出生，每隔4周测1次左、右心室流入道的血流速度，记录E峰、A峰值及整个流入道的时间速度积分（T-TVI）和A峰下的时间速度积分（A-TVI）。研究发现二、三尖瓣的E/A值随孕周增加显著增大，而A-TVI/T-TVI的值随孕周增加无明显变化，提示整个妊娠期间，胎儿心脏舒张功能没有明显的变化，并提出应用面积比率而非速度比率反映心脏舒张功能的变化。

3）心肌的收缩及舒张速度。TDI是近年来发展的一种无创性检测心脏功能的技术，可以直接测定心肌的收缩及舒张速度，从而对心肌功能进行量化评估，这项技术最近才用于胎心功能的检测。Jamjureeruk［9］对 28 例孕龄 20～35 周的胎儿进行研究,于心尖四腔心切面和心尖长轴或胸骨旁长轴切面测量心肌的运动速度，发现左室后壁和右室前壁的收缩、舒张速度均可测到。Tutschek等［10］研究发现用TDI可以检测心室壁的运动，并发现胎儿心脏轴向收缩的速度随着孕周的增加而增大。曹荔等［11］应用TDI技术检测对151例正常胎儿心室功能，得出左、右心室 E/Ea（E a：心室舒张早期的心肌最大运动速度）比值分别为：7.08 ±1.36、7.74 ±1.58，并且认为 TDI技术可以更精确地评价胎儿心脏的舒张功能，可以将 E/Ea比值作为一个定量评价胎儿心室舒张功能的指标来应用。潘美等［12］通过应用 TDI技术研究327例中晚孕期正常胎儿心功能，以建立正常中晚孕期胎儿 E/Ea的正常值范围，得出左、右心室中晚孕 E/Ea 比值分别为:9.06～11.06、8.89～10.43。E/Ea能够可靠地反映心脏舒张功能，是一个简单、敏感、可靠的指标。

2.3 Tei指数（TI）对胎儿心脏功能的综合评价

1）TI的测定。TI是用于评价心脏收缩和舒张功能的指标。TI=（ICT+IRT）/ET，式中ICT为等容收缩时间（即二尖瓣或三尖瓣关闭到主动脉瓣或肺动脉瓣打开之间的时间间隔）;IRT为等容舒张时间（即主动脉瓣或肺动脉瓣关闭到二尖瓣或三尖瓣打开之间的时间间隔）；ET为主动脉或肺动脉射血时间。

2）胎儿心脏 TI的正常值。刘艳玉［13］等应用脉冲多普勒联合法（联合法）、脉冲多普勒分开法（分开法）以及心率校正脉冲普勒法（心率校正法）测量89例孕龄22～39周的胎儿左室的TI。结果脉冲多普勒联合法与分开法、心率校正法测量的胎儿TI比较差异较大，脉冲多普勒分开法与心率校正法比较无明显差异。

3）胎儿心脏TI与孕周的关系。谭宜等［14］测量299例正常胎儿（16～40孕周）心脏TI，以建立不同孕周组胎儿心脏TI正常参考值范围,评估TI在临床应用中的价值。结果提示，299例正常胎儿TI的检测成功率为97.3%；3个不同孕周组胎儿之间TI无统计学差异 （P>0.05）；TI95%正常参考值范围为 0.445±0.101。胎儿心脏TI测量方法简便，TI在16～40周正常胎儿中稳定性好。

Eidem等［15］对125例正常胎儿心功能进行检测,其研究发现左、右心室TI值与胎儿孕周、心率无相关性,心率仅影响各个时间间隔的长短,而不会影响TI值。

4）胎儿心脏TI的临床应用。TI可以同时检测正常胎儿心脏收缩和舒张功能，可以了解胎心功能于整个妊娠期的生理变化，对于异常胎儿，如先天性心脏病、胎儿宫内发育迟缓、心衰、水肿的胎儿，母亲为糖尿病患者的胎儿，也有很大的应用价值和潜力。 Mori等［16］用 TI对动脉导管狭窄（DC）胎儿的心脏功能进行评价，正常组胎儿74例，DC组的胎儿23例，结果示，正常组右室TI=0.35±0.07，DC组右室TI=0.74±0.14，两者之间有显著统计学意义（P<0.000 1），左室TI值两者无统计学意义。结论提示DC组的胎儿等容收缩和等容舒张时间较正常时间长，射血时间较正常时间短，右室EF降低，右室的舒张功能异常，TI值显著增高，可以利用右室TI值区分正常胎儿和DC组胎儿。所以，作者认为用TI可以评价心衰的胎儿心肌功能异常的程度。

5）TI的优缺点。用TI检测胎心功能有其独到的优势，它同时评价心脏收缩和舒张功能，不受心率、心室几何形状的影响，也不受二瓣、三尖瓣反流的影响，操作容易，可重复性强，但目前尚未有一种金标准来评价TI，胎心的TI与孕周是否有相关性、是否受负荷影响尚无定论。但较之上述各种检测方法，TI方法有希望成为一种胎心功能检测的标准指标。

3 胎儿心功能检测的临床意义

3.1 胎儿心功能检测的重要性

早期发现胎儿心功能异常，可以指导临床及时对缺氧、休克等危急情况的发生采取治疗措施并评估疗效，进而选择合适的分娩时间，制定合理的分娩方案，应用超声心动图评价胎儿心脏功能为临床决策提供了重要依据。正确评价胎儿心功能对评估高危胎儿至关重要。某些疾病如染色体异常、先天性心脏病等,往往在妊娠中期即可引起胎儿心功能异常。因此，产前超声对胎儿心脏功能进行准确评估，不仅能指导临床治疗决策，而且对优生优育也具有重要意义。

3.2 高危妊娠胎儿心功能的检测

胎儿心功能不全是高危妊娠胎儿宫内死亡的重要原因之一，准确评估胎儿心脏功能对于早期作出正确临床诊断，确定产前的护理方案，及时采取有目的性的保护及治疗措施均有很大帮助。陈欣林等［17］应用彩色多普勒超声对3 841例妊娠妇女进行产前检查,其中对302例高危妊娠患者进行子宫-胎盘循环与胎儿循环监测，以胎儿心/胸面积比值>0.33、脐静脉异常搏动征、三尖瓣反流征3项为诊断胎儿心功能不全的重要依据，得出多普勒超声检查出现胎儿心/胸面积比值增大及异常脐静脉搏动频谱具有重要临床价值，提示胎儿可能存在充血性心功能衰竭，预后凶险，有极高的病死率。

3.3 胎儿自身因素与胎儿心功能的检测

在一些胎儿自身因素如脐带绕颈、胎儿发育迟缓、心脏发育异常、胎儿心律失常、胎儿水肿等情况下，胎儿心脏功能会受到一定的影响。杨敏良等［18］对脐带绕颈胎儿的心功能变化进行监测，得出胎儿心功能的改变为舒张功能改善、心输出量增加,说明在晚期妊娠时胎儿已具备了一定的自身调节功能。Tsyvian等［19］对生长受限的胎儿进行研究，证实其二尖瓣处E/A比值较正常胎儿显著降低，表明生长受限的胎儿心脏舒张功能减低。

3.4 母体因素与胎儿心功能的检测

一些母体因素如妊娠期高血压综合征、妊娠期糖尿病、过期妊娠、子痫前期等疾病状态可以引起胎儿心功能的异常。何萍等［20］应用超声心动图技术观察糖尿病妊娠胎儿心脏功能的变化。通过测量糖尿病妊娠组与正常对照组胎儿的心脏结构与功能，并分析其与不同孕周间的关系，结果显示糖尿病妊娠胎儿心功能及结构变化发生于30周后。张建立等［21］通过计算心室收缩分数对于152例妊娠高血压综合征孕妇的胎儿进行研究，结果显示胎儿期左、右心室的收缩分数均明显高于对照组，提示妊娠高血压综合征胎儿的心脏收缩力增强。

4 局限性及展望

尽管胎儿超声心动图得到了迅速的发展，但也必须清醒地认识到胎儿超声心动图远没有成人和小儿超声心动图那样成熟,还存在许多的技术局限性。目前此项技术的局限性主要表现在测定胎儿心功能的准确性受很多因素的影响，如：超声诊断仪器的因素，妊娠妇女体型的因素，胎儿活动、胎儿脊柱声影、羊水量的因素，操作者的检查技术和经验的因素等。但是随着计算机技术的发展、超声分辨率的提高和多普勒技术的进步，胎儿超声心脏检查技术会日趋成熟，对胎儿心功能评价的研究和认识将会更加深入，在围产医学领域的应用前景必将更加广阔。

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