彩色多普勒超声监测子痫前期患者及胎儿血流动力学变化时常用血管相关研究进展

樊海霞，刘宏强，张力维，杨瑞敏，崔可心

(1.河北北方学院研究生学院，河北 张家口 075000；2.河北北方学院附属第一医院超声医学科，河北 张家口 075000)

妊娠期高血压疾病(hypertensive disorders complicating pregnancy,HDCP)诊治指南(2020)[1]将妊娠相关高血压疾病概括为4类：妊娠期高血压、子痫前期-子痫、妊娠合并慢性高血压、慢性高血压伴发子痫前期，其中，子痫前期(preeclampsia,PE)是导致孕产妇及围生儿病死率较高的主要原因之一。PE是妊娠期特有的多因素多系统疾病，尤其影响第一次怀孕[2]。高危因素主要有肥胖、高龄产妇、血管疾病等[3]，病因不明[4]。有报道[5]称PE发病机制可能为：①胎盘缺血和可溶性FMS样酪氨酸激酶1、可溶性内皮糖蛋白高水平状态促进高血压和蛋白尿的发展；②氧化应激、微栓塞和内皮细胞功能障碍刺激产生的各种细胞因子导致多系统血管收缩状态；③促炎细胞因子Toll样受体4等的增加和抗炎细胞因子减少导致全身炎症反应；④糖萼和透明质酸结构变化导致胎儿-母体屏障功能障碍。但确切机制尚不明确。

PE主要表现为妊娠20周后新发高血压，伴或不伴蛋白尿或脏器功能障碍，可导致胎儿宫内生长受限、死胎等不良妊娠结局，发病率和死亡率高。流行病学研究表明，即便有幸存活，PE妇女晚年患心血管疾病和其所生婴儿早产、胎儿生长受限(fetal growth restriction,FGR)、出生后患胰岛素抵抗、糖尿病、冠心病和高血压的风险也大大增加[6-8]。在权衡胎儿宫内成熟需要与母体延长妊娠时间而引起子痫、胎盘早剥、HELLP综合征(hemolysis,elevated liver enzymes,and low platelet count syndrome,HELLP syndrome)等风险的利弊时，需对PE患者及胎儿宫内情况有较为客观的评估。超声检查实时、简便、无创且价格低廉，是孕产妇及胎儿循环系统检查常用方法。现对超声监测PE患者及胎儿血流动力学变化时常用血管相关研究进展综述如下。

1 PE患者母体主要检测血管

1.1 子宫动脉(uterine artery,UTA)

UTA自髂内动脉前干发出上、下两支。上支较粗，分出子宫内膜基底动脉和终末支-螺旋动脉。其中螺旋动脉伸入子宫内膜功能层，其管径受卵巢激素水平影响而变化。妊娠后，螺旋动脉发生一系列生理变化以适应胚胎生长发育的需要。PE时患者子宫螺旋动脉重铸不足伴不同程度胎盘血管急性粥样硬化，螺旋动脉平均直径仅是正常孕妇螺旋动脉直径的1/2左右，导致胎盘灌流下降进而胎盘功能下降[9]。UTA血流动力学异常提示子宫胎盘血流受损，表现为血流阻力增加，与HDCP患者妊娠结局明显相关，且搏动指数(pulsatility index,PI)预测不良妊娠结局的能力要优于其他参数[10],Gómez等[11]通过对620名孕妇进行研究建立了妊娠11周至41周时UTA平均PI的参考值范围，显示PI随妊娠进展呈逐渐下降趋势。此外，UTA是胎儿及其附属物摄取氧分和营养物质的主要来源血管，直接反应母体血流动力学状态。孕早期UTA血流为高阻力血流，与非妊娠相似，其血流参数的改变对妊娠结局预测价值不大[12]，随孕周的增加，血管阻力逐渐降低，表现为舒张期血流速度增加和舒张早期切迹消失，而至孕中晚期，PI值大于对应胎龄第95个百分位数、切迹仍持续存在时则可确定子宫胎盘循环出现缺氧等异常[13]。多项研究表明[6,8]，UTA多普勒血流频谱波形中舒张早期切迹的存在与不良妊娠结局相关。全国高等妇产科学教材明确说明UTA血流参数PI对HDCP预测的肯定价值[9]。

1.2 眼动脉(ophthalmic artery,OA)

OA是颈内动脉颅内段的第一前向分支，参与调节颅内外血流的重新分布[14]。OA管径较细、位置较深，不易受外界温度的影响，所以相对于肢体动脉如桡动脉、指动脉等更能可靠地反映HDCP患者的血流动力学变化，其特征性血流频谱可预测HDCP发生[15]。OA多普勒易于探查，可提供不易探查的颅内循环信息，其波形以2个收缩期峰值为特征，在PE患者，第二个峰值与第一个峰值收缩速度之比增加，从而预测PE，也可联合其它生物标志物对PE发生进行预测[16]。国外有综述[17]阐释了OA多普勒是一种评估母体血液动力循环的简单、准确和客观的技术，不会随着妊娠发展而变化，在整个妊娠中期均具有恒定的参考值范围，且不受肥胖因素的影响，这些优点使OA可以在其它预测条件受限的情况下发挥作用，对PE发展具有独立预测价值，与UTA预测价值相当，但国内PE相关OA研究鲜有报道。

2 PE患者胎儿主要检测血管

2.1 大脑中动脉(middle cerebral artery,MCA)

MCA是颈内动脉的直接延续，起自Willis环两端并走行于大脑两侧，作为胎儿大脑氧分和营养物质来源的主要动脉，供应了大脑血液循环大部分血流量，可直接反映胎儿颅脑血液循环的动态变化。正常情况下，胎儿MCA在整个心动周期为持续正向血流，当PE患者胎儿缺氧时，胎儿启动自身“脑保护效应”，血液重新分布，脑部血管扩张，MCA血流阻力下降，周围及大部分腹部血管收缩，血流阻力增加，从而使更多的血液流向脑、心、肾上腺，外周血流量减少，特征之一为MCA多普勒频谱上舒张末期血流流速增加，并主要为低PI反应[13]。胎儿大脑对缺氧最为敏感，高新茹、罗兵等[18-19]指出胎儿MCA的PI、阻力指数(resistance index,RI)、S/D值低于正常值范围时胎儿缺氧危险性提高。胎儿MCA超声易于探查，且能较好的反映胎儿全身的血流动力学变化，因此，MCA血流动力学参数可以与其它指标联合使用作为PE患者胎儿血流动力学变化和脑部血液供应情况的评价指标。徐加英等[20]对妊娠20周至40周胎儿MCA各阻力指标(PI、RI、S/D)参考值范围进行了报道。

2.2 主动脉弓峡部(aortic arch isthmus,AOI)

AOI位于主动脉弓左锁骨下动脉起始部远端与动脉导管汇入降主动脉之间，管径略变细，于出生后动脉导管闭锁后其作用仅为一段输送动脉血的血管，胎儿时期由于其位置特殊起调节胎儿隔上与隔下血流量“调节器”的作用[21]。胎儿左心室射血主要供应大脑等隔上器官，使AOI血流方向向前，而右心射血通过动脉导管流向降主动脉供应腹腔脏器、下肢等膈下器官，也可向上流向主动脉弓供应胎儿上半身，其血流频谱受到左右心室收缩功能及左右心室后负荷相对大小的影响[22-23]。正常情况下，胎儿AOI全心动周期血流方向都是由主动脉弓正向流向降主动脉[24]。当由于各种原因胎儿缺氧时，AOI血流动力学发生改变，位于隔上的脑血管血流量增加，隔下的腹腔脏器及下肢血管血流量减少，在多普勒超声检查中反应在峡部收缩指数(isthmic systolic index,ISI)和峡部血流指数(isthmus flow index,IFI)改变上。由于AOI位置特殊，其血流动力学改变似乎要先于其它胎儿血流参数缺氧指标出现[25]，因此该血管段对胎儿缺血缺氧更为敏感，为临床及时有效干预提供有价值信息。Chabaneix等[26]通过多中心回顾性研究妊娠18周至37周正常胎儿，测量所有胎儿主动脉弓峡部收缩末期最低点流速(systolic nadir,NS)和收缩期峰值流速(peak systolic velocity,PSV)，计算二者比值得出ISI(ISI=NS/PSV)随孕龄变化的参考范围，到27周平均ISI保持稳定在0.2左右，之后逐渐下降，在30周至31周之间越过基线，到妊娠结束时平均值可达-0.4左右。

2.3 脐动脉(umbilical artery,UA)

正常胎儿脐带由2条UA和1条脐静脉及周围的胶质组成，是胎盘与胎儿循环的枢纽，将胎儿体内的代谢废物和二氧化碳运送至胎盘、转移至母体并将母体营养物质和氧输送给胎儿动脉，通过母体-胎盘循环交换营养物质。因此，胎儿UA的血流变化一定程度上能够反映胎盘与胎儿间循环阻力的改变，也可反映母体、胎盘或胎儿某些病理生理变化。正常怀孕期间，随孕周增加，胎盘血管床数量也随之增加，因此，胎盘血管阻力随着孕周逐渐降低，血流灌注量逐渐增加，其中以UA舒张末期血流增加为著。所以，随妊娠期变化，胎儿UA的S/D、PI和RI值不断下降。PE患者胎盘功能障碍致子宫-胎盘及胎盘-胎儿循环阻力增高，胎儿UA-S/D值升高，直到最后舒张期血流消失，严重者甚至反向。彩色多普勒超声技术检测胎儿UA血流动力学方面具有操作简便、可重复检测及无创等多种优点，被广泛应用于监测胎儿宫内状态及预测围产儿结局中。研究[27]显示PE患者UA的PSV、舒张末期血流速度显著低于正常妊娠妇女，而PI、RI、S/D显著高于后者，差异有统计学意义，且联合应用UA和UTA多普勒参数比单独使用UTA多普勒参数更能预测PE的发生。徐加英等[20]通过检测2 200余名孕妇UA血流，得出正常妊娠时不同孕周UA的PI、RI、S/D参考值范围。Spinillo等[28]指出UA舒张期血流缺失或反向的母亲所生婴儿中，严重新生儿并发症发生率较高，正常存活率显著降低。PE是妊娠中晚期胎儿UA舒张期血流缺失的主要病因。当胎儿UA血流频谱显示舒张末期血流消失时，提示胎盘-胎儿循环血量严重不足，此为特征性频谱改变，表明胎儿发生严重宫内缺氧，接近甚至处于缺氧失代偿期，多提示胎儿后期预后不良，出现越早，母儿妊娠结局越差，应尽早终止妊娠。

2.4 静脉导管(ductus venosus,DV)

DV连接胎儿脐静脉与下腔静脉,为一狭窄喇叭状血管结构，入口小，出口大，直径约0.5～1.0 mm，是调节胎儿循环的一条血管。由于解剖和血流动力学原因，DV具有独特的分流器作用，可将富含氧的脐静脉血输送到胎儿右心房，并直接流向卵圆孔，几乎不会在下腔静脉内与来自下半身的血液相混合，由此到达左心房并进入全身循环，供应胎儿大脑[29]。正常的DV血流频谱表现为“两峰一谷”：s波、d波和a波，主要反映胎儿心房顺应性、血管阻力及心功能变化[30]。DV不同于其他大部分胎儿血管的是其血流在整个心动周期持续向前，其中，s波代表心室收缩功能，d波代表心室主动舒张功能，a波代表心房收缩功能或心室被动舒张功能。随孕龄增加，心脏发育逐渐成熟，s波、d波、a波增加，PI降低[31]。当PE患者胎儿缺血缺氧时DV的血流频谱波形将会改变[32]，严重者可表现为a波反向或消失，此时预测新生儿酸中毒的敏感性及特异性分别为65%和95%[30]。有研究指出DV波形异常与胎儿异常结局密切相关，对临床分娩时机和分娩方式的选择有重大意义[33]。因此胎儿时期DV可以在一定程度上间接反映胎儿宫内生长发育情况并预测高危胎儿的不良妊娠结局。也有研究[34]表明，妊娠中期DV直径可预测小于胎龄儿的发生。

2.5 肾动脉(renal artery,RA)

RA是腹主动脉比较粗大的一对分支，血流量较大，供应双肾。随胎龄增加，胎儿肾脏循环逐步发育成熟，肾动脉血流阻力逐渐降低[35]，Peeters等在未麻醉的羔羊身上进行了长期实验，并研究了不同程度氧合对器官循环的影响，发现在从高氧到缺氧的过渡过程中，肾血流量逐渐增加，随后随更严重的缺氧而突然减少[36]。PE时胎儿肾脏血流减少可能不是通过肾血管系统局部血管收缩所致，而是通过动脉压升高和各种代谢物的肾内作用等多种机制组合所导致，最终诱发类似血流动力学变化[37]。早年国外有报道[38]称人类胎儿肾血流量不参与大脑血流再分配，似乎由自身调节维持。近年报道[39]血管收缩和血压升高导致的胎儿急性缺氧事件继发流入腹主动脉的血流量减少，从而影响肾动脉流量，然而，与FGR相关的慢性缺氧病例可能是由于缺氧和酸中毒刺激引起神经体液调节导致RA收缩所致。Contag等[40]研究并制定了胎儿RA-PI等阻力相关参数的参考值范围。

综上，随超声诊断技术的提高，国内外学者从血流动力学角度对PE患者及胎儿宫内情况、预测不良妊娠结局进行了较多研究。人体是一个完整的系统，当出现缺氧等异常引起血流动力学改变时，各血管血流动力学都会发生相应变化，单一血管血流动力学的改变不可避免的受到各种因素影响。因此，联合多血管多血流参数用于研究PE患者及胎儿宫内情况或预测PE患者胎儿不良妊娠结局可有效避免单根血管或单个参数带来的假阳性干扰，提高诊断或预测的敏感性及准确性，指导临床医师及时干预，减少不良妊娠结局。