時間-空間相關成像技術測量妊娠期糖尿病胎兒心臟結構

趙 旭楊 婭 李嶸娟

時間-空間相關成像技術測量妊娠期糖尿病胎兒心臟結構

趙 旭1,2ZHAO Xu楊 婭2YANG Ya李嶸娟2LI Rongjuan

目的探討時間-空間相關成像技術對妊娠期糖尿病胎兒心臟結構的測量價值。資料與方法選取血糖控制良好的妊娠期糖尿病孕婦胎兒33例，以正常妊娠孕婦胎兒119例作為對照組。運用時間-空間相關成像技術后處理獲得M型圖像，比較兩組胎兒心室收縮末期和舒張末期內(nèi)徑、心室縮短分數(shù)、心室壁和室間隔收縮和舒張末期厚度。結果血糖控制良好的妊娠期糖尿病孕婦胎兒與正常妊娠胎兒左、右心室收縮末期和舒張末期內(nèi)徑差異無統(tǒng)計學意義（W=2392、2278、2344、2218,P＞0.05）；左、右心室壁收縮和舒張末期厚度差異無統(tǒng)計學意義（W=2103、2142.5、2041.5、2113.5,P＞0.05）；室間隔收縮末期和舒張末期厚度差異無統(tǒng)計學意義（W=2183、2336,P＞0.05）；左、右心室縮短分數(shù)差異亦無統(tǒng)計學意義（W=2218.5、2071,P＞0.05）。結論妊娠期糖尿病孕婦的血糖控制良好，胎兒的心臟結構和收縮功能影響不明顯。

超聲檢查，產(chǎn)前；糖尿病，妊娠；胎兒心臟；超聲心動描記術；時間-空間相關成像

妊娠期糖尿?。℅DM）為妊娠期常見的合并癥之一，約占糖尿病孕婦的80%～90%[1]。全世界每年患GDM的患者超過20萬人[2]，其圍生兒發(fā)病率和死亡率是正常妊娠的4倍[3]，給廣大孕婦和家人帶來了沉重的生理和心理負擔。由于血糖升高多出現(xiàn)在孕中晚期，因此，發(fā)生胎兒心臟畸形的幾率較小，但母體高血糖通過胎盤影響胎兒，可能導致胎兒心臟解剖結構和功能受損，進而影響胎兒的整體狀況[4]。國內(nèi)外有關GDM胎兒心臟結構變化的研究報道不多[5]，本研究運用時間-空間相關成像（STIC）技術后處理獲得M型圖像測量心臟徑線，以探討其在測量GDM孕婦胎兒心臟結構中的價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象 選取2011-06～12行胎兒超聲心動圖檢查的GDM孕婦33例，納入標準：單胎妊娠；胎兒大小與孕周相符；符合GDM診斷標準[6]。排除標準：妊娠前糖尿病，妊娠期糖耐量異常，合并其他病理因素的孕婦，胎兒結構畸形或染色體異常。選取同期119例正常妊娠孕婦胎兒作為對照組。

GDM組33例，孕周22.4～36.6周，平均（26.6±0.7）周；年齡22～41歲，平均（29.6±4.6）歲。對照組119例，孕周 21.5～36.4周，平均（26.1±0.5）周；年齡 21～39歲，平均（28.9±4.1）歲。兩組孕婦年齡和孕周差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。

根據(jù)《妊娠合并糖尿病臨床診斷與治療推薦指南》[7]將GDM分為2級：A1級：空腹血糖＜5.8mmol/L，經(jīng)飲食控制，餐后2h血糖＜6.7mmol/L；A2級：空腹血糖≥5.8mmol/L，或經(jīng)飲食控制，餐后2h血糖≥6.7mmol/L，需加用胰島素。本研究中GDM患者均經(jīng)飲食控制，空腹血糖范圍在3.7～5.6mmol/L，平均5.1mmol/L；餐后2h血糖范圍在4.8～6.6mmol/L，平均6.3mmol/L，均為A1級，即血糖控制良好。

1.2 儀器與方法 采用GE Voluson E8彩色多普勒超聲診斷儀，探頭RAB 4-8-D，頻率4～8MHz。孕婦取平臥位，詢問孕婦末次月經(jīng)和孕早期超聲結果，以核對孕周。確定胎兒大小與孕周符合后，首先測量產(chǎn)科常規(guī)生長指標，包括胎兒雙頂徑、頭圍、腹圍、股骨等。觀察胎兒無異常后進行胎兒心臟超聲檢查。STIC數(shù)據(jù)采集具體方法：取胎兒滿意四腔心切面，將圖像放大，點擊4D鍵，調(diào)整取樣框位置和大小，盡量包括降主動脈、脊柱橫斷面等四腔心平面的完整胸廓內(nèi)結構。根據(jù)胎兒孕周大小，容積掃描角度為20°～30°，采集時間為7.5～12.5s。在胎兒安靜狀態(tài)下，囑孕婦屏氣，按下start鍵，探頭自動掃描，完成三維數(shù)據(jù)采集，并將圖像存儲于超聲機內(nèi)，將存儲的三維STIC數(shù)據(jù)導入電腦。1.3 STIC后處理 運用4D View 10.0 STIC后處理軟件將A、B、C平面的室間隔均調(diào)整為水平，點擊STIC M鍵顯示即出現(xiàn)A平面圖像，點擊New Line鍵（即M取樣線），將之垂直于室間隔，于右側(cè)即出現(xiàn)M型圖像[8]，分別測量左右心室收縮及舒張末期內(nèi)徑、左右心室壁、室間隔舒張末期和收縮末期厚度，計算左右心室縮短分數(shù)（FS），F(xiàn)S=（心室舒張末期內(nèi)徑－心室收縮末期內(nèi)徑）/心室舒張末期內(nèi)徑（圖1～3）。

圖1 STIC后處理重建M型圖像測量室間隔收縮末期和舒張末期厚度。箭示M型取樣線的方向，自上而下的心臟結構。圖2 STIC后處理重建M型圖像測量左右心室收縮末期和舒張末期內(nèi)徑。箭示M型取樣線的方向，自上而下的心臟結構。圖3 STIC后處理重建M型圖像測量左右心室壁收縮末期及舒張末期厚度。箭示M型取樣線的方向，自上而下的心臟結構（LV：左心室；RV：右心室；IVS：室間隔；IVSS：室間隔收縮末期厚度；IVSD：室間隔舒張末期厚度；LEDVID：左心室舒張末期內(nèi)徑；LESVID：左心室收縮末期內(nèi)徑；REDVID：右心室舒張末期內(nèi)徑；RESVID：右心室收縮末期內(nèi)徑；LVWD：左心室壁舒張末期厚度；LVWS：左心室壁收縮末期厚度；RVWD：右心室壁舒張末期厚度；RVWS：右心室壁收縮末期厚度）

1.4 統(tǒng)計學方法 采用SAS 9.2軟件，計量資料呈非正態(tài)分布，采用第5百分位數(shù)（P5）、第50百分位數(shù)（P50）和第95百分位數(shù)（P95）描述，組間差異比較采用Wilcoxon秩和檢驗，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

血糖控制良好的GDM孕婦胎兒與正常妊娠孕婦胎兒左、右心室收縮和舒張末期內(nèi)徑（W=2392、2278、2344、2218,P＞0.05）、心室壁收縮和舒張末期厚度（W=2103、2142.5、2041.5、2113.5,P＞0.05）、室間隔收縮和舒張末期厚度（W=2183、2336,P＞0.05）差異均無統(tǒng)計學意義。GDM孕婦胎兒和正常妊娠胎兒左右心室縮短分數(shù)比較，差異均無統(tǒng)計學意義 （W=2218.5、2071,P＞0.05）。見表1。

表1 妊娠期糖尿病組和對照組胎兒心臟結構和功能相關指標比較

3 討論

3.1 GDM的發(fā)病機制 GDM是指在妊娠期間首次發(fā)現(xiàn)或發(fā)生的糖尿病[6]。我國GDM發(fā)病率為4.3%～5.1%[9]。妊娠是一種特殊而復雜的生理過程，為適應胎兒生長發(fā)育的需要，母體各系統(tǒng)均發(fā)生了相應的變化，器官負荷加大，代謝顯著增加。由于多種激素的相互作用和代謝改變，使妊娠呈現(xiàn)出很強的致糖尿病傾向[10]，同時妊娠時期胎盤分泌的孕激素、雌激素、人體胎盤催乳素、泌乳素等對胰島素均有拮抗作用，都可導致血糖升高而發(fā)生GDM[6]。

3.2 STIC成像原理 STIC技術是由容積探頭的芯片進行較慢的單向掃描、自動容積采集，記錄單個的三維數(shù)據(jù)。該容積內(nèi)包含許多一幀一幀的二維圖像，由于胎兒心臟小，容積掃描時的二維灰階圖像幀速很高，接近150幀/s，彩色多普勒超聲圖像的幀數(shù)接近30幀/s。容積采集后，超聲儀器的特殊數(shù)學軟件將對采集到的原始數(shù)據(jù)進行處理，檢測心臟的收縮，計算胎心率。根據(jù)心臟收縮峰出現(xiàn)的時間點以及各點之間的時間間隔，系統(tǒng)進行內(nèi)部觸發(fā)，并根據(jù)空間-時間分布來組合二維圖像。處于同一時間點的所有二維圖像列為一組，按掃描順序排列，形成該時間點的三維圖像，即得到大概40個連續(xù)的容積，每一容積代表一個立體的心臟“快照”，這40個連續(xù)的容積代表一個完整的心動周期，可以以循環(huán)回放的方式顯示。這些容積能夠顯示心動周期中任一時刻的心臟任一平面[11]。

3.3 STIC后處理獲得M型圖像的研究 M型超聲心動圖具有時間距離精確定位的特點。二維超聲獲得胎兒心臟M型圖像由于局部放大受限和胎方位、胎動的影響，往往不能獲得滿意的M型超聲圖像。而STIC圖像采集時胎兒為靜止狀態(tài)，去除了胎動的影響，而且其后處理技術可以較好地放大圖像，數(shù)據(jù)分析不受時間限制，測量心腔徑線較二維超聲更為準確[8]。

Ren等[12]運用二維超聲對169例正常妊娠胎兒和75例血糖控制良好的GDM孕婦胎兒研究發(fā)現(xiàn)，血糖控制良好的GDM孕婦胎兒的左、右心室壁及室間隔收縮和舒張末期厚度均大于正常妊娠胎兒。Jaeggi等[13]研究了45例血糖控制良好的妊娠糖尿病孕婦胎兒，同時以30例正常妊娠胎兒作為對照，運用M型超聲測量胎兒室間隔厚度和左、右心室收縮和舒張末期內(nèi)徑，結果顯示，血糖控制良好的妊娠糖尿病孕婦胎兒心臟室間隔厚度大于正常妊娠胎兒，而左、右心室舒張及收縮末期內(nèi)徑與正常妊娠胎兒無明顯差異。本研究運用STIC后處理獲得M型圖像進行胎兒心臟徑線測量，結果顯示，血糖控制良好的GDM孕婦胎兒心室收縮和舒張末期內(nèi)徑、室間隔、左右心室壁收縮和舒張末期厚度均與正常妊娠胎兒無顯著差異。與Ren等[12]、Jaeggi等[13]的研究結果不一致，分析其原因可能為Ren等研究的一部分對象是胰島素治療的血糖控制良好的GDM孕婦，Jaeggi等研究的對象均為胰島素治療的血糖控制良好的GDM孕婦，而本研究納入對象均為飲食控制后血糖控制良好的GDM孕婦。本研究觀察胎兒大小與孕周相符的GDM孕婦與正常妊娠孕婦胎兒心臟結構的變化，GDM可發(fā)生巨大兒，有關GDM巨大兒胎兒心臟功能情況有待于進一步研究。本研究GDM孕婦的樣本量偏小，還需擴大樣本研究。

3.4 STIC的優(yōu)勢與不足 STIC圖像幀頻高、時間分辨率高，減少了對操作者技術的依賴性，可縮短胎兒心臟檢查時間，可以遠程分析容積數(shù)據(jù)等[11]。其不足在于：肋骨聲影、胎兒大幅度隨機運動、心率快速不規(guī)則變化、孕婦腹壁厚、羊水過少等均會影響成像的質(zhì)量。

近年來，STIC技術已較多應用于胎兒心臟結構檢查及診斷[14]，為無創(chuàng)性檢查胎兒心臟提供了一個全新的視角。STIC在GDM孕婦胎兒心臟的應用價值還需大樣本、多中心的前瞻性研究進一步證實。相信隨著研究的逐步深入，STIC技術在胎兒心臟超聲，特別是高危妊娠孕婦胎兒心臟超聲領域?qū)⒂兄己玫膽们熬啊?/p>

[1]楊慧霞. 妊娠期糖尿病的篩查與診斷.中華圍產(chǎn)醫(yī)學雜志 , 2005, 8(5)： 316-317.

[2]American Diabetes Association. Gestational diabetes mellitus. Diabetes care, 2003, 26(P1)： S103-105.

[3]Russell NE, Foley M, Kinsley BT, et al. Effect of pregestational diabetes mellitus on fetal cardiac function and structure. Am J Obstet Gynecol, 2008, 199(3)： 312, e1-e7.

[4]儲晨, 桂永浩, 任蕓蕓, 等. 用Tei指數(shù)對妊娠期糖尿病胎兒心室整體功能的評價研究//中華醫(yī)學分會兒科學分會. 中華醫(yī)學會第五次全國兒科中青年學術交流會論文匯編(上冊). 濟南： 中華醫(yī)學會山東省濟南分會,2008： 504-508.

[5]Garcia-Flores J, Ja?ez M, Gonzalez MC, et al. Fetal myocardial morphological and functional changes associated with well-controlled gestational diabetes. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol, 2011, 154(11)： 24-26.

[6]廖秦平, 鄭建華. 婦產(chǎn)科學. 北京： 北京大學醫(yī)學出版社,2010： 189-192.

[7]中華醫(yī)學會婦產(chǎn)科學分會產(chǎn)科學組, 中華醫(yī)學會圍產(chǎn)醫(yī)學分會妊娠合并糖尿病協(xié)作組.妊娠合并糖尿病臨床診斷與治療推薦指南(草案). 中華婦產(chǎn)科雜志, 2007,42(6)： 426-428.

[8]Luewan S, Yanase Y, Tongprasert F, et a1. Fetal cardiac dimensions at 14-40 weeks' gestation obtained using cardio-STIC-M. Ultrasound Obstet Gynecol, 2011, 37(4)：416-422.

[9]魏玉梅, 楊慧霞, 高雪蓮.全國部分城市妊娠期糖尿病發(fā)病情況的調(diào)查及適宜診斷標準的探討.中華婦產(chǎn)科雜志 , 2008, 43(9)： 647-650.

[10]Yamashita H, Shao JH, Frienman JE. Physiologic and molecular alterations in carbohydrate metabolism during pregnancy gestational diabetes mellitus. Clin Obstet Gynecol, 2000, 43(1)： 87-98.

[11]周啟昌. 重視時間-空間相關成像技術產(chǎn)前診斷胎兒心臟病的研究與應用. 中華醫(yī)學超聲雜志(電子版), 2010,7(3)： 328-333.

[12]Ren Y, Zhou Q,Yan Y, et al.Characterization of fetal cardiac structure and function detected by echocardiography in women with normal pregnancy and gestational diabetes mellitus. Prenat Diagn, 2011, 31(5)： 459-465.

[13]Jaeggi ET, Fouron JC, Proulx F. Fetal cardiac performance in uncomplicated and well-controlled maternal type I diabetes. Ultrasound Obstet Gynecol, 2001, 17(4)： 311-315.

[14]姬宏娟, 汪龍霞, 王軍燕, 等. 時間-空間相關成像技術評估中孕期胎兒心功能的初步研究.中國醫(yī)學影像學雜志 , 2012, 20(2)： 118-122.

Detection of Structure of Fetal Heart in Gestational Diabetes Mellitus Pregnancies by Using Spatio-temporal Image

PurposeTo investigate the value of spatio-temporal image correlation(STIC) in detecting the structure of fetal heart in gestational diabetes mellitus (GDM)pregnancies.Materials and MethodsThirty-three fetuses of well controlled GDM pregnancies and 119 normal pregnancies were enrolled. M mode was obtained with processing of STIC. The diastolic and systolic inner diameters of ventricular chamber,the thickness of end diastolic and systolic of ventricular wall, and interventricular septal were measured. The short fraction of ventricle was calculated.ResultsThere was no difference in diastolic and systolic inner diameters of ventricular chamber between GDM group and normal group (W=2392, 2278, 2344, 2218,P＞0.05), as well as the short fraction of ventricle (W=2218.5, 2071,P＞0.05), the thickness of end diastolic and systolic of ventricular wall (W=2103, 2142.5, 2041.5, 2113.5,P＞0.05)and interventricular septal (W=2183, 2336,P＞0.05).ConclusionThere is no difference in structure and systolic function of fetal heart between GDM group and normal group if blood glucose is well controlled.

Ultrasonography, prenatal; Diabetes, gestational; Fetal heart;Echocardiography; Spatio-temporal image correlation

10.3969/j.issn.1005-5185.2012.12.012

1.民航總醫(yī)院婦產(chǎn)科 北京 100123

2. 首都醫(yī)科大學附屬北京安貞醫(yī)院超聲科北京 100029

楊 婭

Department of Ultrasound, Beijing Anzhen Hospital, Capital Medical University, Beijing 100029, China

Address Correspondence to：YANG YaE-mail： yang6452@126.com

首都醫(yī)學發(fā)展科研基金重點支持項目（2007—2057）。

中國圖書資料分類法分類號R714.256；R445.1

2012-06-07

2012-11-11

中國醫(yī)學影像學雜志2012年 第20卷 第12期：920-923

Chinese Journal of Medical Imaging 2012 Volume 20(12)： 920-923

（責任編輯 張春輝）