三維能量多普勒超聲在評(píng)估胎兒生長受限胎盤功能中的應(yīng)用

湯倩 天津市北辰區(qū)中醫(yī)醫(yī)院 （天津 300400）

內(nèi)容提要： 胎盤介于胎兒與母體之間，是維持妊娠的重要器官，對(duì)維持胎兒生長發(fā)育具有積極意義。胎盤功能障礙是胎兒生長受限常見的原因之一。因此，在國內(nèi)外母胎醫(yī)學(xué)工作研究中，如何評(píng)估胎盤功能障礙成為其關(guān)注的熱點(diǎn)問題之一。隨著臨床醫(yī)學(xué)的發(fā)展及進(jìn)步，三維能量多普勒超聲技術(shù)優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)，該措施的實(shí)施為研究靶器官血流提供了一種新方法。通過三維能量多普勒超聲、虛擬器官的計(jì)算機(jī)輔助分析定量評(píng)估胎盤中的血液循環(huán)。血管指數(shù)包括血管化指數(shù)、血管流動(dòng)指數(shù)、血流指數(shù)。定量分析胎盤內(nèi)血管密度和血流灌注量，對(duì)早期診斷胎兒生長受限（胎盤功能不全引起的）具有積極意義，有利于疾病治療及預(yù)后。

胎兒生長受限（Fetal Growth Restriction，F(xiàn)GR）是導(dǎo)致圍產(chǎn)兒患病和死亡的重要原因，三維能量多普勒超聲（3D Power Doppler Ultrasound，3D-PDU）技術(shù)作為一種實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、無創(chuàng)的檢查方法，為評(píng)估胎盤功能提供了新技術(shù)，對(duì)胎盤血流灌注提供科學(xué)依據(jù)，指導(dǎo)后續(xù)治療。

1.FGR的定義及發(fā)病機(jī)制

FGR與胎盤功能不良（子宮－胎盤－胎兒血循環(huán)障礙引起的）之間具有直接相關(guān)關(guān)系，其誘因相對(duì)較多。臨床研究結(jié)果顯示，胎兒受影響大小與胎盤功能減低程度具有決定性相關(guān)關(guān)系[1,2]。數(shù)據(jù)研究結(jié)果顯示，F(xiàn)GR是一種常見的妊娠并發(fā)癥，發(fā)生率較高，一般在5%～10%[3]。FGR胎兒在子宮內(nèi)耐受性差，容易缺氧。隨著病情的發(fā)展及惡化，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙、乳酸性酸中毒，不僅會(huì)增加圍產(chǎn)期發(fā)病率、病死率，而且會(huì)顯著增加相關(guān)并發(fā)癥發(fā)病率，常見疾病包括成年期2型糖尿病、冠心病、高血壓等[4]。因此，科學(xué)預(yù)防FGR，對(duì)FGR進(jìn)行早期篩查、診斷具有積極意義，可以及時(shí)終止妊娠，具有較高的預(yù)后價(jià)值[5]。目前，臨床上關(guān)于FGR的診斷尚未有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。美國婦產(chǎn)科學(xué)院2019年發(fā)布的指南將超聲預(yù)測胎兒體重<相應(yīng)胎齡10%的胎兒定義為FGR，忽略了小于胎齡兒[6]。英國婦產(chǎn)科學(xué)院、加拿大婦產(chǎn)科學(xué)院對(duì)FGR的定義為由于病理因素導(dǎo)致胎兒生長未能達(dá)到其遺傳潛力的一種情況，常見因素包括胎盤疾病、母體以及胎兒等。超聲預(yù)測胎兒體重或腹圍低于相應(yīng)胎齡，體重或腹圍應(yīng)低于10%[7,8]。我國針對(duì)FGR的共識(shí)認(rèn)為，受病理因素影響，胎兒發(fā)育尚未達(dá)到理想的遺傳潛力。其病理生理基礎(chǔ)是子宮螺旋動(dòng)脈重構(gòu)障礙、胎盤滋養(yǎng)細(xì)胞侵襲不足[9]。FGR發(fā)病機(jī)制的研究中，胎盤細(xì)胞過度凋亡、增殖失衡等問題在研究中引起學(xué)者們的廣泛關(guān)注。部分FGR的胎盤可見斑片狀梗死[10]。FGR中絨毛內(nèi)血管減少甚至消失，胎盤體積縮小，顯微鏡下絨毛很少，部分管腔變窄甚至閉塞。上述變化進(jìn)一步導(dǎo)致胎盤血流量不足，導(dǎo)致功能障礙。最近的一項(xiàng)研究表明，胎兒血管低灌注主要表現(xiàn)為血管壁纖維蛋白沉積、血栓形成、顯微鏡下干血管閉塞以及無絨毛，以胎兒血栓性血管病居多，導(dǎo)致胎兒血流量減少，血液循環(huán)重新分布[11]。

2.3D-PDU技術(shù)簡介

3D-PDU技術(shù)為研究靶器官的血流提供了一種新的方法。3D-PDU技術(shù)不受檢測角度和血流速度的影響，是一種將紅細(xì)胞的散射強(qiáng)度或能量密度應(yīng)用在血流技術(shù)中，與虛擬器官計(jì)算機(jī)輔助分析相結(jié)合，低速靈敏準(zhǔn)確地測量器官功能的血流量，可以直觀、動(dòng)態(tài)地顯示整個(gè)器官、組織的灌注情況，并提供定量指標(biāo)，使定量檢測血管床血流灌注成為可能。研究人員可以捕獲特定區(qū)域的圖像，并將結(jié)果顯示為直方圖。同時(shí)，對(duì)于三維能量多普勒指數(shù)的計(jì)算，軟件采用特殊的計(jì)算方法。包括血管化指數(shù)（Vascularization Index，VI）、血管流動(dòng)指數(shù)（Vascular Flow Index，VFI）、血流指數(shù)（Blood Flow Index，F(xiàn)I）。FI表示超聲掃描靶器官時(shí)血液輸送的紅細(xì)胞數(shù)量，是通過計(jì)算加權(quán)色值與總色值的比值得到的；VI表示目標(biāo)器官組織體積中血管的數(shù)量，是目標(biāo)器官組織體積中顏色部分的百分比；VFI表示目標(biāo)器官內(nèi)的綜合血流信息，是從總像素中減去背景像素得到分割后的加權(quán)顏色值。VI、FI、VFI測量值為0～100，沒有單位。研究表明，3D-PDU首先應(yīng)用于胎盤，相關(guān)研究顯示其不存在“標(biāo)定”現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)其表現(xiàn)出高度敏感性，對(duì)胎盤絨毛血管樹甚至遠(yuǎn)端分支的可視化[12]。除此之外，在孕羊胎盤模型中，3D-PDU的血管指數(shù)與胎盤的實(shí)際血流量、血管密度之間存在密切相關(guān)關(guān)系，表明VI、FI、VFI可以進(jìn)行比較客觀地定量分析胎盤中真實(shí)的血流灌注情況、血管密度。

3.3D-PDU技術(shù)的研究現(xiàn)狀

3.1 與孕周的相關(guān)性

目前大多數(shù)研究表明三維能量多普勒胎盤血管指數(shù)VI、FI、VFI與孕周存在相關(guān)性[13]。但是隨孕周變化呈直線上升還是曲線存在一定爭議。研究顯示，通過觀察100～150例孕20～40周正常胎兒的胎盤血管灌注情況，提出胎盤血流參數(shù)隨孕周增大而增大，與孕周呈直線相關(guān)[14]。相關(guān)研究學(xué)者表示，VI、FI和GA均表現(xiàn)出顯著的線性相關(guān)性，而VFI表現(xiàn)出一定的離散性[15]。然而，另外有學(xué)者指出，正常妊娠時(shí)胎盤血管指數(shù)是恒定的，說明胎盤血管和血流量隨著胎盤體積的增加而適當(dāng)增加[16]。在正常妊娠23～37周的研究中，發(fā)現(xiàn)胎盤血管指數(shù)和GA之間存在直接相關(guān)關(guān)系。造成這些差異的原因可能是使用了不同的抽樣方法。在妊娠晚期無法進(jìn)行胎盤整體取樣時(shí)，胎盤基底和絨毛膜板之間進(jìn)行球形取樣的聲波活檢方法，能很好地反映胎盤整體血液灌注情況，在后續(xù)研究中的推廣及應(yīng)用價(jià)值較高。

3.2 與臍動(dòng)脈的相關(guān)性

臨床研究結(jié)果顯示，臍動(dòng)脈可以間接反映胎盤血流灌注量，是連接胎兒和母親的唯一通道，占胎盤血管阻力的近50%[17]。目前，胎兒臍動(dòng)脈多普勒血流阻力指數(shù)廣泛用于產(chǎn)科超聲，以間接反映胎盤功能和估計(jì)胎兒宮內(nèi)情況，但臍動(dòng)脈S/D值受多種因素的影響，包括胎動(dòng)、羊水、臍動(dòng)脈等。臍帶壓縮等，容易出現(xiàn)假陽性和假陰性結(jié)果。胎盤血供發(fā)生了變化，也就是說，當(dāng)胎盤血供明顯減少時(shí)，上述動(dòng)脈指標(biāo)沒有變化，因此不能及時(shí)準(zhǔn)確地反映胎盤血流量。由于子宮與胎兒以及胎盤之間的代償機(jī)制，這些動(dòng)脈指標(biāo)的變化只有在70%的胎盤血管出現(xiàn)故障時(shí)才會(huì)觀察到。

3.3 3D-PDU技術(shù)與FGR的相關(guān)性

目前的研究表明，F(xiàn)GR胎盤中存在絨毛血管異常及血流灌注受損的情況[18]。早期胎盤體積減小已被證明與FGR顯著相關(guān)，且現(xiàn)有的證據(jù)表明胎盤容積與胎兒大小特別是頭臀長存在正相關(guān)關(guān)系[19]。研究顯示FGR組PV低于對(duì)照組。另有研究表明，證實(shí)了使用胎盤體積預(yù)測FGR的敏感性較差。使用孕11～13周胎盤體積預(yù)測FGR的特異性高達(dá)90.7%、敏感性僅為28.6%[20]。研究表明，妊娠早期FGR組VI和VFI低于正常組（P<0.05），提示FGR早期預(yù)測具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[21]。研究發(fā)現(xiàn)，孕晚期IUGR妊娠的VI、FI和VFI分別下降了61.5%、7.7%、46.2%[22]。研究中，正常組VI、VFI等胎盤血流指標(biāo)均高于限制組，而兩組FI值無差異。IUGR妊娠的VI、FI和VFI值顯著低于正常妊娠。研究發(fā)現(xiàn)FI是最不可靠的指標(biāo)。篩選出VI和VFI高于陰性胎、FI低于陰性胎的陽性胎，近來有學(xué)者選取VI<16.5和/或VFI<4.5的陽性胎作為陽性閾值[23]。可行性分析結(jié)果表明，VI、FI和VFI聯(lián)合具有較高的敏感性、準(zhǔn)確性，可預(yù)測FGR。

3.4 3D-PDU技術(shù)的影響因素和局限性

三維能量多普勒技術(shù)的影響因素：①不同資質(zhì)的操作人員測量的數(shù)值范圍有差異；②樣本量的不同，影響測量數(shù)值范圍；③機(jī)器參數(shù)的調(diào)節(jié)，如增益、功率、脈沖重復(fù)頻率等。

三維能量多普勒技術(shù)的局限性：①在對(duì)晚孕期后壁胎盤的探查中，三維能量多普勒探查較為困難，受到胎兒軀干、肢體等遮擋的影響；②難以避免偽像，如胎動(dòng)、孕婦呼吸產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)；③在晚孕期很難測量完整胎盤體積，因胎盤范圍大，超聲取樣框無法全部覆蓋。

4.3D-PDU技術(shù)監(jiān)測胎盤功能的常用指標(biāo)及其臨床意義

4.1 胎盤體積

臨床研究結(jié)果顯示，椎間盤體積與胎齡呈正線性相關(guān)[24]。胎盤體積與胎兒生長相關(guān)[25]。妊娠早期胎盤體積測量可以預(yù)測高危妊娠的發(fā)生，尤其是先兆子癇和FGR。除此之外，有效研究學(xué)者表明妊娠早期胎盤體積小的孕婦在子癇前期的發(fā)生率較高，妊娠中期測量胎盤體積，對(duì)妊娠相關(guān)并發(fā)癥的預(yù)測具有積極意義[26]。胎兒盤體積與胎齡、胎兒超聲直徑線的相關(guān)性。數(shù)據(jù)研究結(jié)果顯示，胎盤體積與FGR的相關(guān)性為52.5%[27]。為進(jìn)一步研究使用胎盤體積作為FGR的預(yù)測因子提供了基礎(chǔ)。此外，相關(guān)研究表示孕期胎盤體積三維超聲計(jì)算機(jī)輔助分析測量與胎兒上下徑及母親的一些生化指標(biāo)高度相關(guān)[28]。目前，臨床大多集中在胎盤體積的測量和單胎妊娠疾病的研究，而與雙胎和多胎妊娠相關(guān)的研究較少。

4.2 胎盤商

臨床研究結(jié)果顯示，不同個(gè)體之間的胎盤體積存在差異[29]。為了確定妊娠早期胎兒的大小是否與其附著的胎盤大小成正比，相關(guān)學(xué)者提出了胎盤商的概念，即在早孕晚期，應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助分析技術(shù)，對(duì)胎兒盤體積和胎兒心尖長度進(jìn)行測量，前者除以后者的值為胎盤商[30]。胎盤商可以有效預(yù)測先兆子癇、FGR、單胎妊娠合并妊娠高血壓等妊娠并發(fā)癥。但臨床關(guān)于胎盤商對(duì)妊娠并發(fā)癥的預(yù)測價(jià)值需要更多研究來證實(shí)。此外，隨著臨床醫(yī)學(xué)的發(fā)展，超聲成像清晰度的提高、三維超聲技術(shù)的不斷進(jìn)步，未來應(yīng)重視，并加強(qiáng)對(duì)早孕雙胎、三胎等多胎妊娠的胎盤商進(jìn)行研究。

4.3 胎盤血流灌注參數(shù)

目前，VI、FI、VFI二維超聲主要通過觀察臍動(dòng)脈S/D值間接指示胎盤功能，但母胎因素可導(dǎo)致S/D值異常，S/D值不具特異性。另一方面，臍動(dòng)脈的血流波形也可以是正常的，胎兒有動(dòng)脈血流向分的表現(xiàn)，S/D很難及時(shí)反映，所以需要一個(gè)能較早發(fā)現(xiàn)胎兒胎盤血流變化的技術(shù)。相關(guān)研究表示，3D-PDU技術(shù)監(jiān)測可以定量評(píng)價(jià)正常胎兒部分胎兒生長參數(shù)、胎盤血流、胎盤灌注參數(shù)，具有良好的重復(fù)性[31]。除此之外，3D-PDU技術(shù)可以測量妊娠高血壓患者的血流參數(shù)VI、FI和VFI，提示血流參數(shù)可以敏感地指示不同程度妊娠高血壓患者胎盤血流灌注變化。VI、FI和VFI也可用于FGR的研究，但目前研究均為單胎妊娠，雙胎妊娠生長不一致的研究尚無報(bào)道。

綜上所述，3D-PDU臨床價(jià)值較高，是近年評(píng)估胎盤功能的熱點(diǎn)技術(shù)，應(yīng)受到臨床更多的關(guān)注。