構建正常胎兒超聲心動圖動脈導管Z評分模型

馮 濤，田 力，王珂寧，顧凱莉，廖大琴，鄧苗苗，王麗琦

(1.河南省中醫(yī)院超聲科，河南 鄭州 450002；2.河南中醫(yī)藥大學第三附屬醫(yī)院超聲科，河南 鄭州 450000)

動脈導管(ductus arteriosus，DA)是胎兒循環(huán)中右向左分流的主要通道之一。胎兒先天性心臟病(congenital heart disease，CHD)、卵圓孔血流受限或早閉、孕婦接受前列腺素抑制劑或富含多酚類飲食等多種因素均可引起胎兒DA異常[1-4]，部分可致胎兒右心衰竭、水腫甚至宮內(nèi)死亡[5]。超聲心動圖是檢查胎兒心臟的主要影像學方法之一[6]。Z評分可將測量數(shù)據(jù)、標準差及均值集合成單一數(shù)值，現(xiàn)已廣泛用于胎兒心臟領域[7]，但目前國內(nèi)外關于胎兒DA內(nèi)徑及血流參數(shù)相關Z評分模型的大樣本研究較少[8]。本研究以胎兒DA內(nèi)徑及血流參數(shù)為因變量，以生物學參數(shù)胎兒雙頂徑(biparietal diameter，BPD)、股骨長(femur length，F(xiàn)L)及孕周(gestation age，GA)為自變量進行回歸分析構建Z評分模型，以期為準確評估胎兒DA并早期診斷DA相關異常提供參考。

1 資料與方法

1.1 研究對象 回顧性分析2018年11月—2020年7月于河南省中醫(yī)院接受超聲心動圖檢查的1 042胎胎兒，孕婦年齡16～46歲，平均(27.4±5.0)歲；孕周20～40周，平均(30.31±5.73)周。納入標準：①單胎妊娠；②孕周明確(根據(jù)末次月經(jīng)與孕早期超聲檢查估算并校正孕周)；③胎兒頸項透明層厚度正常，產(chǎn)前唐氏綜合征篩查結果為低風險；④超聲估測孕周與計算孕周相差<2周。排除標準：①胎兒DA收縮期流速>140 cm/s，舒張期流速>35 cm/s，內(nèi)徑>8 mm；②胎兒合并心內(nèi)外畸形；③巨大胎兒或宮內(nèi)發(fā)育遲緩；④孕婦有嚴重妊娠合并癥或孕期用藥史。檢查前所有孕婦均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用GE Voluson E8彩色多普勒超聲儀，凸陣探頭，頻率2～5 MHz。囑孕婦仰臥，由1名具有10年以上產(chǎn)前篩查經(jīng)驗的超聲科醫(yī)師于胎兒平靜、心律齊時調(diào)節(jié)儀器各參數(shù)，使圖像處于最佳狀態(tài)，之后參照國際婦產(chǎn)科超聲協(xié)會(International Society of Ultrasound in Obstetrics and Gynecology, ISUGO)胎兒心臟篩查指南[9]行常規(guī)產(chǎn)科超聲檢查，排除心內(nèi)外畸形胎兒，測量納入胎兒的BPD及FL，并估算實際GA；于三血管氣管切面DA顯示最清晰時凍結圖像并局部放大，回放至管腔內(nèi)徑最寬時，測量DA內(nèi)徑，即DA中段管腔內(nèi)緣之間的距離；于動脈導管弓切面將PW取樣容積置于DA中段血流信號最明亮處，調(diào)整角度使取樣線與血流方向夾角<30°，取樣容積設為1 mm，在胎兒靜息狀態(tài)下，于連續(xù)出現(xiàn)3～5個完整清晰、形態(tài)一致的血流頻譜時測量收縮期峰值流速(peak systolic velocity，PSV)及舒張期峰值流速(peak diastolic velocity，PDV)；均測量3次，取平均值作為結果。見圖1。

圖1 孕26周胎兒 A.胎兒三血管氣管切面聲像圖示動脈導管(DA：動脈導管；DAO：降主動脈；MPA：肺動脈)；B.于胎兒動脈導管弓切面測量DA血流參數(shù)

1.3 隨訪觀察 采集胎兒出生相關信息及1年內(nèi)心臟超聲資料。

1.4 統(tǒng)計學分析 采用SPSS 21.0統(tǒng)計分析軟件。以K-S檢驗對計量資料進行正態(tài)性檢驗。分別以胎兒DA內(nèi)徑和血流參數(shù)為因變量，BPD、FL、GA為自變量行回歸分析，確定最佳回歸方程；分析殘差，若殘差具有異方差性，則采用絕對殘差加權最小二乘法回歸得到標準差(standard deviation，SD)的最佳回歸方程；r>0呈正相關，r<0呈負相關，|r|≥0.5為顯著相關，|r|<0.5為低度相關。對以上方程的系數(shù)和常量行t檢驗，評價回歸關系的顯著性，并計算DA具體測量值的Z評分，Z評分=(DA實測值-DA預測值)/預測的SD。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 構建預測值回歸方程 各參數(shù)測量值均符合正態(tài)分布(P均<0.05)。胎兒DA內(nèi)徑及血流參數(shù)均與BPD、FL及GA呈顯著正相關(P均<0.05)，相關關系均以線性相關模型為最優(yōu)，與DA內(nèi)徑、PSV及PDV相關性最高的指標分別為FL、BPD及GA。構建的胎兒DA內(nèi)徑及血流參數(shù)預測值方程見表1。

表1 基于1 042胎BPD、FL及GA構建的預測胎兒DA內(nèi)徑及血流參數(shù)的回歸方程

2.2 構建預測SD回歸方程 胎兒DA內(nèi)徑及血流參數(shù)均符合正態(tài)分布(P均<0.05)。以DA內(nèi)徑為例，基于FL計算DA內(nèi)徑殘差的正態(tài)分布圖見圖2，殘差隨自變量增大而有輕度增大趨勢(圖3)。應用絕對殘差加權最小二乘法回歸以調(diào)整SD與自變量間關系建立的胎兒DA內(nèi)徑及血流參數(shù)預測值SD的回歸方程見表2。

圖2 基于1 042胎FL計算DA內(nèi)徑殘差的正態(tài)分布圖 圖3 1 042胎DA內(nèi)徑殘差散點圖

表2 基于1 042胎BPD、FL、GA預測胎兒DA內(nèi)徑及血流參數(shù)SD的回歸方程

2.3 方程驗證 以自變量FL計算的胎兒DA內(nèi)徑及血流參數(shù)的Z評分值繪制散點圖，Z評分值在等于0的基線上下基本呈隨機、均勻分布，且均符合正態(tài)分布。以圖4為例，1 042個Z評分中，11個超出1%和99% 范圍之外(±3)，其中8胎(8/1 042，0.77%)位于基線+3外、3胎(3/1 042，0.29%)位于基線-3外。

圖4 基于于1 042胎FL計算DA內(nèi)徑Z評分的分布區(qū)間圖

共對893例新生兒完成為期1年的隨訪。175例(175/893，19.60%)出生3個月后DA未閉合，其中6例出生1年后DA仍未閉合，包括2例早產(chǎn)兒及4例足月兒，后4例產(chǎn)前DA內(nèi)徑基于FL計算Z評分分別為3.51、3.45、3.20和2.95。

3 討論

DA是連接胎兒主肺動脈與降主動脈的重要循環(huán)通路[10]，約90%的右心輸出量經(jīng)DA分流入降主動脈，以滿足膈下臟器和下肢生長發(fā)育的需求，并完成胎盤循環(huán)。DA異?？捎绊懱荷L發(fā)育，血流動力學改變可導致嚴重后果，如DA收縮或早閉引起胎兒右心壓力增高可致右心衰竭甚至胎兒宮內(nèi)死亡[5]。目前國內(nèi)外對于胎兒DA異常尚無統(tǒng)一診斷標準。ENZENSBERGER等[11]提出診斷胎兒DA收縮標準如下：①左、右心室增大；②三尖瓣反流；③右心室功能力降低；④DA搏動指數(shù)<1.9；⑤DA PSV>140 cm/s和PDV>35 cm/s；⑥DA呈沙漏樣改變。國內(nèi)學者[12]認為，DA PSV>140 cm/s及PDV>35 cm/s時，應結合三尖瓣反流壓差判斷胎兒預后。目前診斷胎兒DA收縮主要依據(jù)其血流參數(shù)，而未結合DA內(nèi)徑。

胎兒DA血流變化可反映胎兒心功能，如重度肺動脈狹窄、肺動脈閉鎖及三尖瓣閉鎖等右心梗阻型CHD可見DA右向左分流血液減少、DA內(nèi)徑變窄，胎兒依賴DA逆向灌注血流以維持肺循環(huán)；而左心發(fā)育不良、主動脈瓣狹窄及主動脈縮窄等左心梗阻型CHD可見DA右向左分流血液增多，DA內(nèi)徑增寬、血流速度增快，血液經(jīng)降主動脈逆灌入主動脈弓[13]。鄭再宏[14]報道，95%流出道梗阻CHD胎兒伴DA內(nèi)徑異常。因此，觀察胎兒DA血流方向、內(nèi)徑及流速可為早期診斷流出道梗阻型CHD提供重要線索，有助于提高產(chǎn)前CHD檢出率。

胎兒心臟和血管呈動態(tài)發(fā)育，以正確分析方法確定參考值范圍并準確評估胎兒DA內(nèi)徑及流速極為重要。既往研究[15]多在GA基礎上以百分位數(shù)法確定參考值范圍；但妊娠中晚期胎兒身長、體質量個體差異較大，以百分位數(shù)參考范圍評估測量值易出現(xiàn)假陰性或假陽性結果。Z評分可量化比較胎兒軀體與心臟血管生長情況，降低個體差異對測量結果的影響。

本研究中胎兒DA內(nèi)徑隨BPD、FL及GA增長而增加，DA血流參數(shù)亦隨其增長而加快，與SCHNEIDER等[8，16]的結果相符；與DA內(nèi)徑、PSV及PDV相關性最高的指標分別為FL、BPD及GA，其中DA內(nèi)徑與胎兒生物學參數(shù)間的相關系數(shù)略高于既往研究[16]，可能與樣本量及超聲測量方式等因素有關。

為保證結果的準確性，本研究由1名具有10年以上產(chǎn)前篩查經(jīng)驗的醫(yī)師測量所有參數(shù)；對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析時，比較多種回歸分析結果，發(fā)現(xiàn)直線回歸分析具有更高的相關系數(shù)。李永鵬[16]報道，孕26周胎兒DA內(nèi)徑正常值范圍為(3.22±0.46)mm；根據(jù)本研究模型計算預測值為3.205 mm，甚為相近。遇胎兒體質量較大或宮內(nèi)發(fā)育受限時，基于本研究結果，可采用BPD及FL聯(lián)合評估胎兒DA發(fā)育情況，以避免假陽性或假陰性結果。本研究結果表明，DA的Z評分>3分的胎兒出生后發(fā)生DA未閉的可能性較大；隨訪結果顯示，4例出生1年后DA未閉合的患兒中，3例出生前Z評分>3分，值得注意。

總之，Z評分模型可為定量評估胎兒DA內(nèi)徑及血流參數(shù)提供更精準的參考，有助于早期診斷胎兒DA異常，并為早期診斷CHD提供重要線索。但本研究樣本量及涵蓋地域有限，后續(xù)將繼續(xù)擴大樣本量，并通過多中心研究加以完善。