超声心动图定量正常中晚孕期胎儿动脉导管Z-评分的研究

励娜，赵博文，陈志鑫，黄声岳，柴雷杰

动脉导管（DA）是胎儿期连接肺动脉与降主动脉的大血管，是构成胎儿血液循环的重要组成部分。胎儿先天性心脏病（CHD）常引起DA 内径及血流动力学发生改变。当DA 严重狭窄或闭锁时，肺动脉入降主动脉的血流受阻，引起肺动脉压显著升高，可迅速发展为胎儿右心衰竭，甚至导致胎儿宫内死亡[1-2]。超声心动图能够显示DA 结构，准确定量DA 内径及血流动力学参数，对评估胎儿DA 的发育具有重要意义。本研究通过超声心动图测量中晚孕期正常胎儿DA 内径及血流参数，分析其与胎儿生物学生长参数包括孕周（GA）、双顶径（BPD）、股骨长径（FL）的相关性，建立中晚孕期胎儿DA 的Z-评分正常参考值范围，评估DA 的发育，为预测中晚孕期DA 异常提供诊断依据，报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2020 年10 月至2021 年10 月来慈溪市人民医院行产前超声检查的单胎孕妇802例，孕龄24 ～40 周，平均年龄（29.1±3.6）岁。纳入标准：（1）单胎妊娠；（2）产前超声检查估测GA 与实际GA 吻合；（3）超声检查提示未见系统结构畸形情况。排除标准：（1）产前超声估测GA与实际GA相差大于2 周；（2）胎儿早孕期颈项透明层增厚及染色体异常高风险；（3）胎儿合并心内外结构畸形；（4）孕妇有高血压、糖尿病等并发症。本研究经慈溪市人民医院医学伦理委员会批准，所有孕妇均已签署知情同意书。

1.2 方法 采用GE- E8 彩色多普勒超声诊断仪，C1-5-D 探头，频率2 ～5 MHz。孕妇取仰卧位或侧卧位，采用胎儿系统检查程序及胎儿心脏检查程序，由1 名具有丰富经验的超声心动图医师常规测量胎儿的BPD 和FL，至少测量3 次，取平均值，确认是否与GA 相符。调整到胎儿心脏条件最佳状态，在胎儿上胸部的横切面得到三血管平面，将探头轻微向头侧倾斜即可显示DA，图像清晰显示DA连接主肺动脉和位于脊柱左侧的降主动脉。冻结图像，回放至心室收缩期DA 管腔最大，在中段测量DA 内径，测量3 次，取平均值。脉冲多普勒取样容积置于DA 的中段，取样容积为1 mm，取样角度小于15°，于连续出现3 个以上完整、形态一致的血流频谱时测量收缩期峰值流速（PSV）、阻力指数（RI）、搏动指数（PI）、加速时间（AT）、速度时间积分（VTI），重复测量3 次以上，取平均值。Z-评分=（实际测量值-预测值）/预测SD。

1.3 统计方法 采用SPSS 21.0统计软件进行处理，计量资料以均数±标准差表示，组间比较采用t检验。以DA内径及血流参数为应变量，GA、BPD、FL为自变量，建立回归方程，用绝对残差加权线性回归来调整SD 和每个自变量间的关系，以确立最终Z-评分模型。P ＜0.05 表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 DA 内径及血流参数分析 802 例正常胎儿均清晰显示了DA 二维超声图与双峰型血流频谱图，24 ～40 周正常胎儿DA 内径（4.24±1.25）mm，PSV（94.04±13.96）cm/s，R（I0.89±0.04），P（I2.43±0.26），AT（72.31±11.13）ms，VT（I12.67±3.85）cm。

2.2 构建DA内径及血流参数Z-评分模型 以GA、BPD、FL 为自变量构建预测DA 内径、PSV、AT、VTI的最佳回归方程，两者之间均呈显著相关见表1。DA内径、PSV、AT、VTI 的SD 随着GA、BPD、FL 的增加有明显变化，以GA、BPD、FL 为自变量，SD 为因变量，用绝对残差的加权线性回归来调整SD 和每个自变量间的关系，构建预测SD 的回归方程，见表2。根据Z-评分的计算公式，胎儿DA 内径及血流参数的Z-评分分布范围均在正常范围内（±3 以内）。孕24 ～40 周胎儿的DA 内径、PSV、AT、VTI 的Z-评分的分布见图1，BPD 58 ～100 mm 胎儿的DA 内径、PSV、AT、VTI的Z-评分的分布见封三彩图3，FL 41 ～79 mm 胎儿的DA 内径、PSV、AT、VTI 的Z-评分的分布见封三彩图4。

表1 以GA、BPD、FL 预测胎儿DA、PSV、AT、VTI 的直线回归方程

表2 以GA、BPD、FL 预测胎儿DA、PSV、AT、VTI 标准差（SD）的直线回归方程

图1 根据GA 得出DA、PSV、AT、VTI 的Z-评分的分布

图3 根据BPD得出DA、PSV、AT.VTI的 Z-评分的分布

图 4 根据FL. 得出 DA,PSV、ATVI 的 Z-评分的分布

3 讨论

DA 是胎儿循环的重要通道，其通过左肺动脉解剖起源处根部与降主动脉峡部间形成一个连接肺循环及体循环的肌性交通，90%的肺动脉血液需经DA进入降主动脉，完成母体与胎儿之间的物质交换，维持心血管系统血流平衡。DA 内正常血流状态对胎儿期整个血流动力学维持非常重要，当DA严收缩或者关闭不全时，可致胎儿右心功能衰竭，甚至胎儿死亡。通过胎儿DA 的血流量随GA 增长而增加[3]，孕期由于胎儿存在个体差异、发育不匀速；因此在不同GA建立评估胎儿DA发育程度的生物学标准尤为重要。

既往研究在GA 基础上以百分位数法确定参考值范围。Schneider 等[4]对130 例15 ～39 周单胎的17 个胎儿心脏大血管参数的研究，首次较为系统提示胎儿心血管定量评估的Z-评分方法。陈慧明等[5]对24 ～28 周的9 026 例正常胎儿、姚英等[6]对20 ～23 周的4 456 例正常胎儿DA 内径进行研究测量，研究结果均认为DA测量数据呈正态分布，随GA增长而增宽。袁华等[7]对20 ～39 周的312 例正常胎儿DA 的PSV、AT 进行测量，DA 血流参数随GA 增长而增高，呈线性相关。相同GA 的DA 内径及血流参数值略有差异，且百分位数不能进行直接统计学比较；因此建立一种精确、可靠的胎儿DA 评估量化参考指标来降低个体差异对测量结果影响。

Z-评分可以将两个独立的参数进行相关性分析，根据GA、BPD、FL等胎儿自身的生物学参数，进行动态系列数据的定量分析，以标准差的倍数表示，Z-评分可更准确地动态评估胎儿心血管参数随胎儿大小的变化规律。Lussier 等[8]对575 例正常胎儿构建心脏结构的正常范围和Z-评分，准确定量胎儿心脏结构的发育。Wu 等[9]对329 例正常胎儿和43 例法洛四联症胎儿的心血管参数进行Z-评分对比研究，验证了Z-评分在胎儿法洛四联症诊断的应用价值。陆红妤等[10]对1 218 例正常胎儿心脏大血管主动脉、肺动脉内径进行测量，并建立Z-评分参考标准，为评估胎儿心脏大血管的发育及心血管疾病的进展程度提供准确的定量信息。

本研究结果显示DA 内径随GA、BPD、FL 增长而增宽，PSV、AT、VTI 随GA、BPD、FL 增长而加快，并具有较强的正相关性（均P ＜0.05）。胎儿DA 内径及血流参数值在中晚孕期变化较大[11]，将不同GA胎儿DA的相关参数与生物学参数的增长通过Z-评分进行量化对比，有利于为胎儿DA 发育的评估提供重要的参数依据。Z-评分在-3 以下或在+3 以上时，代表胎儿的心血管参数在99%的可信区间以外，应注意观察DA是否存在狭窄、DA瘤样扩张或合并CHD，采用GA、BPD 和FL联合评估，避免假阴性和假阳性结果。本组建立的正常中晚孕期胎儿DA 的Z-评分计算方程中，所有残差变化的SD相对应自变量都落在正常范围内，表明DA 内径、PSV、AT、VTI的测量值基本上均落在本研究所建立的Z-评分的正常范围内（±3 以内）。本研究正常胎儿DA 不仅能提供正常中晚孕期DA 形态大小及血流动力学参数的Z-评分正常参考值范围，更能明确评估DA 的发育情况及各种异常，为早期的发现胎儿CHD的提供重要的诊断线索。

本研究也存在一定局限性：（1）本研究仅建立了正常胎儿DA 的内径及血流动力学参数的正常参考值，未对DA 缩窄及DA 依赖性的CHD 胎儿进行对照研究；（2）未对早中孕期正常胎儿的DA进行分析。

综上所述，本研究建立的正常中晚孕期胎儿DA测量值的Z-评分正常参考值范围，为临床定量评估胎儿DA 发育状况提供精确的参考标准，对DA 依赖型CHD 的产前早期也有非常积极的作用。