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作者：趙博文[1] 單位：浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬邵逸夫醫(yī)院[1] 胎兒超聲心動圖是目前診斷胎兒先天性心臟病及胎兒心律失常、預(yù)測產(chǎn)前治療療效及定量評估胎兒心臟功能的最重要的無創(chuàng)醫(yī)學(xué)影像手段。1 胎兒心臟結(jié)構(gòu)及功能的獨特性心臟功能在胚胎發(fā)育中逐漸形成，人類原始心管在胚胎第22天出現(xiàn)收縮，然后形成心攀，接著心肌形態(tài)學(xué)分化開始，發(fā)育形成心房和心室。心室?guī)缀螌W(xué)在整個孕期不斷發(fā)展。心肌經(jīng)歷進(jìn)行性發(fā)育過程，當(dāng)冠狀循環(huán)形成后，心肌組織血供不再是通過血流彌散的方式供給。心室組織構(gòu)筑（myocardial architecture）發(fā)育的同時電激動序列也逐漸發(fā)育形成。左、右心房發(fā)育時形態(tài)結(jié)構(gòu)存在明顯不同，右心房由廣泛分布的梳狀肌構(gòu)成，而左心房內(nèi)幾乎沒有梳狀肌。右心室肌小梁豐富，分布在近心尖三分之一處的調(diào)節(jié)束是超聲聲像圖上識別右心室的解剖標(biāo)志。右心室呈“馬鞍型”或“香蕉型”，兩端為肺動脈口和三尖瓣口。左心室呈“圓錐型”或“芭蕾舞演員腳型”，左心室內(nèi)肌小梁低平，在超聲聲像圖上表現(xiàn)為心內(nèi)膜較為光滑。心室的房室瓣不同：右心室內(nèi)的三尖瓣有三個瓣葉，左室內(nèi)的二尖瓣只有兩個瓣葉，而且三尖瓣隔瓣根部附著點比二尖瓣前葉根部附著點更靠近心尖 。對動物和人胎兒心臟的胚胎解剖和超聲背向散射積分研究顯示胎兒左、右心室的心肌構(gòu)筑明顯不同，表現(xiàn)在構(gòu)成左、右心肌的肌層的心肌纖維排列方式和走行不同，心肌細(xì)胞密度、毛細(xì)血管密度以及單位容積心肌密度等均不同。胎兒心臟代表兩個平行運行的循環(huán)系統(tǒng)，由兩個特殊的結(jié)構(gòu)卵園孔和動脈導(dǎo)管連接；與出生后不同，胎兒期所謂的“體循環(huán)”和“肺循環(huán)”的區(qū)分是相對的，準(zhǔn)確地稱為 “左心系統(tǒng)”和“右心系統(tǒng)”。雖然研究報道的左、右系統(tǒng)占聯(lián)合心輸出量（combined ventricular output， CVO）的比例和數(shù)值各異，但對羊胚胎和人類胎兒的研究結(jié)果肯定地顯示在胎兒期右心系統(tǒng)占主導(dǎo)，右心約占CVO的52％～65％，左心系統(tǒng)35％～48％。右心輸出量中的絕大多數(shù)（75％～90％）通過動脈導(dǎo)管進(jìn)入體循環(huán)系統(tǒng)，因此，胎兒期右心室發(fā)揮體循環(huán)心室的作用。胎兒由子宮分娩后，幾乎同時發(fā)生了一系列血流動力學(xué)變化。剛剛出生時，呼吸運動開始，肺血流量增加，肺血管阻力下降。右心室的輸出量比例由胎兒期的CVO的65％下降到新生兒期的約52％左右，而左心室的輸出量比例則由胎兒期的34％增加到48％，此時左、右心室心輸出量接近。由于呼吸運動和氧合，進(jìn)一步使肺血管阻力下降，肺血流量增加，通過肺靜脈回流經(jīng)入左心房的血流量增加，促使通過卵園孔由右心房分流過來的血流量明顯下降。隨著肺血流量的進(jìn)一步增加和肺血管阻力的明顯下降，右室輸出量中通過動脈導(dǎo)管到降主動脈的血流量逐漸減少。肺循環(huán)血流量的明顯增加，使肺靜脈回流進(jìn)入左心房的血流量增加，導(dǎo)致左心房壓升高，超過系統(tǒng)循環(huán)靜脈壓和右心房壓，最終引起卵園孔關(guān)閉。此時CVO維持不變，但左心室輸出量超過右心室輸出量，分別為CVO的55％和45％，左心室高的輸出量與此時動脈導(dǎo)管仍然保持開放，大約CVO的10％通過動脈導(dǎo)管分流進(jìn)入肺動脈有關(guān)。肺動脈壓逐漸下降，動脈導(dǎo)管最后關(guān)閉，提示肺循環(huán)與體循環(huán)分離。臍帶血流的終止僅引起體循環(huán)壓的一定程度的升高，以及動脈導(dǎo)管水平分流量的輕度增加，CVO變化甚微。由此可見，胎兒分娩出生后，呼吸運動導(dǎo)致的肺血管阻力的明顯下降是圍產(chǎn)期引起血流循環(huán)變化的最重要的原因。肺靜脈回流血量增加引起的左心房壓力升高促使卵園孔關(guān)閉，臍靜脈血流的終止也對卵園孔的關(guān)閉發(fā)揮了一定作用。動脈導(dǎo)管的關(guān)閉提示肺循環(huán)與體循環(huán)的分離。3.1 更加精準(zhǔn)地了解胎兒心血管結(jié)構(gòu)和血流動力學(xué)變化的特征。3.2 先天性心臟病胎兒的心臟功能改變可能是臨床評估胎兒病情改變的最早和最直接的表現(xiàn)。3.3 胎兒期由于右心室占主導(dǎo)地位，因此采用可靠的技術(shù)準(zhǔn)確評估胎兒右室功能至關(guān)重要。3.4 胎兒先天性心臟病發(fā)生率呈增長趨勢，全面系統(tǒng)和系列化評估產(chǎn)前、產(chǎn)后心功能的動態(tài)變化，對于先天性心臟病患兒出生后的評估及指導(dǎo)合理治療均非常重要。3.5 預(yù)測先天性心臟病胎兒的預(yù)后。3.6 評估胎兒心臟病介入治療以及其他宮內(nèi)治療療效。目前用于胎兒心臟功能評估的技術(shù)包括胎兒超聲心動圖技術(shù)、多普勒技術(shù)對靜脈血流分析以及胎兒心臟磁共振成像技術(shù)。80年代中期實時二維超聲作為參考的M型超聲心動圖用于正常和先天性心臟病胎兒的心室短軸內(nèi)徑、室壁厚度、房室瓣活動以及流出道內(nèi)徑的測量，獲取橫位四腔心或雙心室短軸切面，在乳頭肌水平將取樣線垂直于右室前壁、室間隔及左室后壁，取得心室波群后，測量左、右心室收縮末期內(nèi)徑及舒張末期內(nèi)徑，可以簡捷地計算胎兒心室短軸縮短率＝（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，同時可采用立方體法或Teichholz法得到心室容積和射血分?jǐn)?shù)（EF）。M型超聲心動圖要求測量目標(biāo)與取樣線垂直，這在一些胎兒應(yīng)用時受到限制。近來的研究采用M型曲線獲得房室瓣環(huán)位移（atrial-ventricular annular displacement/excursion，AVAD/AVAE），方法是在顯示標(biāo)準(zhǔn)四腔心切面后，調(diào)整探頭位置，使心尖朝前或朝后，獲得最大心室顯示切面, 運用M-型超聲心動圖將取樣線置于三尖瓣前葉瓣環(huán)與右室游離壁交界處或 二尖瓣后葉根部與左室游離壁交界處，測量時盡量使聲束平行于心臟縱向，減少兩者之間的夾角（夾角<20°），測量三尖瓣環(huán)或二尖瓣環(huán)從舒張末期至收縮末期最大的運動位移距離，即為三尖瓣環(huán)位移（tricuspid annular displacement/excursion，TAD/TAE）和二尖瓣環(huán)位移（mitral annular displacement/excursion，MAD/MAE）。研究顯示TAD及MAD值隨孕周增加而增長，與心率無相關(guān)性[8]。由于右室以縱行方向的淺層螺旋狀肌肉為主，因此TAD能夠非常好地返映右心室長軸方向縱向收縮功能。4.1.2 二維超聲心動圖－新的定量分析參數(shù)：Z－評分（Z－Score）90年代開始采用實時二維胎兒超聲心動圖測量心腔及流出道的內(nèi)徑，克服了M型超聲心動圖的局限性。1992年Sharlan和Allan報道[9]采用二維切面超聲心動圖測量胎兒心室及流出道多個參數(shù)，將胎兒心血管參數(shù)進(jìn)行多元回歸方程分析，建立與孕周相關(guān)的多個心血管測值的95％可信區(qū)間。2005年Schneider等首先報道胎兒超聲心動圖定量測量指標(biāo)――Z評分，首次將17個胎兒超聲心動圖測量的心腔大血管參數(shù)與胎兒非心血管生物測量參數(shù)（雙頂徑、股骨長度及孕周）進(jìn)行相關(guān)比較并建立回歸方程，結(jié)果顯示通過測量胎兒非心血管生物參數(shù)（雙頂徑、股骨長度及孕周）能夠準(zhǔn)確可靠地定量估測多個反映胎兒心血管發(fā)育狀態(tài)的心血管參數(shù)。2010年Lee通過測量 2735例大樣本胎兒的雙頂徑、股骨長度及孕周作為獨立變量，預(yù)測主動脈、肺動脈瓣環(huán)內(nèi)徑，左、右心室舒張末期內(nèi)徑及舒張末期心臟面積，建立了上述心血管參數(shù)的線性回歸方程計算Z－評分。Z－評分將所有測量的胎兒心血管定量指標(biāo)以標(biāo)準(zhǔn)差的倍數(shù)表示，可以通過與正常胎兒參考值范圍進(jìn)行定量比較，定量反映一個具體的心血管參數(shù)高于或低于特定的正常人群均數(shù)的程度，因此可以準(zhǔn)確提供心血管疾患部位和病變程度的定量信息。目前已有研究將胎兒超聲心動圖定量新指標(biāo)――Z評分用于幾種圍產(chǎn)期預(yù)后不良的胎兒心血管病變的心功能嚴(yán)重程度的定量評估以及預(yù)后預(yù)測。Z－評分計算方法：Z－評分＝（實際測量值－預(yù)測值）/預(yù)測標(biāo)準(zhǔn)差。研究顯示，胎兒超聲心動圖心血管評分特別適合那些心血管病理生理變化遵循一定規(guī)律且病理生理改變趨于一致的胎兒。最近Stirnemann等對107例雙胎輸血綜合征胎兒的研究顯示，與傳統(tǒng)的Quintero分級相比，胎兒心臟功能評分能夠區(qū)分心臟做功指數(shù)增大、左、右心室短軸縮短率減小以及靜脈導(dǎo)管多普勒血流脈動指數(shù)增加的三組雙胎輸血綜合征的胎兒，提示這類胎兒存在進(jìn)行性心臟功能改變，超聲心動圖獲得的胎兒心臟功能評分能夠為臨床提供更為便捷和精準(zhǔn)的定量信息。 獲得標(biāo)準(zhǔn)四腔心切面后，將脈沖多普勒取樣容積置于房室瓣口，可以獲得得兩個特征性的舒張期房室瓣口血流頻譜：E峰：出現(xiàn)在舒張早期，心室主動松弛，心室壓力下降，心房壓力超過心室，血液由心房快速充盈進(jìn)入心室形成。A峰：出現(xiàn)在心室舒張晚期，心房主動收縮，再次使心房壓力超過心室，促使血液由心房充盈心室形成。胎兒期E峰小于A峰，隨著孕周增加，E峰逐漸增加，A峰隨孕周變化不明顯，在整個孕期維持相對恒定，因此，胎兒期E/A比值小于1，但隨著孕周的增加E/A比值逐漸增加，足月時E/A比值接近1。E峰隨孕周增加反映胎兒心室松弛功能的逐漸完善，因為心室舒張才能夠確保冠狀動脈血流的運行，但研究顯示整個孕周冠狀動脈血流量維持恒定。E/A比值在兒童和成人的研究提示能夠反映心室舒張功能異常，特別是充血性心力衰歇患者。E/A比值在雙胎輸血綜合征的胎兒研究顯示，受血胎兒的二尖瓣口和三尖瓣口E/A比值均明顯降低。但在宮內(nèi)發(fā)育遲緩和先天性囊性腺瘤樣畸形導(dǎo)致的心臟功能異常的胎兒的研究卻顯示E/A比值增加。但如果顯示房室瓣口特征性的雙峰波形消失，代之為單峰波形，提示心輸出量明顯異常，見于主動脈狹窄、雙胎輸血綜合征，對于宮內(nèi)發(fā)育遲緩的胎兒，房室瓣口單峰改變提示預(yù)后不良。但單峰改變也見于胎兒心率加快時的E峰與A峰相互融合，易與病理狀態(tài)下的單峰改變相鑒別。E/A比值是反映心室舒張功能變化的指標(biāo)，分別通過左、右房室瓣口可以獨立進(jìn)行左、右心室功能評估。4.1.4 房室瓣口舒張期彩色M型血流傳播速度（Vp）房室瓣口舒張期彩色M型血流傳播速度（color M-mode propagation velocity, Vp），測定方法：獲得標(biāo)準(zhǔn)四腔心切面后，開啟CDFI，調(diào)節(jié)CDFI的基線，使房室瓣口彩色血流出現(xiàn)部分色彩倒錯（一般為E峰速度的75％），此時啟動M型超聲心動圖，盡量使M型取樣線與房室瓣口舒張期彩色血流束方向平行（夾角小于15度），Vp通過測定M 型彩色多普勒頻譜圖像的第1個色彩倒錯的的彩色分彩面斜率獲得。M 型彩色多普勒頻譜圖橫軸代表時間，縱軸代表深度，圖像的色彩亮度代表速度大小，故圖像上的每一個點都包含著時間、空間和速度三方面的信息。由于同一色彩代表了相同的血流流速，因此，Vp代表了血流自房室瓣口到心尖達(dá)到相同速度的距離和時間的比值。在成人和兒童的研究顯示研究顯示Vp與定量評價心室舒張功能的金標(biāo)準(zhǔn)—心室等容弛緩常數(shù)（tau）密切相關(guān)。與傳統(tǒng)的房室瓣口舒張期血流流頻譜相比，Vp受心臟前后負(fù)荷的影響小，不會出現(xiàn)“偽正?；保襐p值的測定不受心率增快的限制，可能是評價胎兒心室舒張功能的較好指標(biāo)。對中晚孕正常胎兒的研究顯示：胎兒左、右心室Vp分別為24.7 ± 6.8 cm/s 和14.7 ± 4.7 cm/s，左、右心室的Vp在整個中晚孕期維持恒定，與心率無明顯相關(guān)。Vp可能在先天性心臟病胎兒、妊娠期糖尿病胎兒、水腫胎兒的心功能評估中具有重要價值。組織多普勒成像技術(shù)（Tissue Doppler Imaging, TDI）是在在傳統(tǒng)的CDFI基礎(chǔ)上，通過改變多普勒濾波系統(tǒng)，以速度模式、加速度模式和能量模式實時展現(xiàn)心肌運動的超聲心動圖技術(shù)，TDI可以實現(xiàn)胎兒心肌運動速度的無創(chuàng)定量測定，有助于正確理解胎兒心肌活動以及多種疾病狀態(tài)下心臟的病理生理變化，準(zhǔn)確評估胎兒心臟收縮舒張功能，對心律失常做出可靠的診斷，臨床已應(yīng)用TDI技術(shù)對胎兒心律失常進(jìn)行分型和定位及測量時間間歇，并能夠分析心肌活動和監(jiān)測心臟整體和局部功能。隨著TDI軟硬件技術(shù)（高幀頻TDI、三維TDI等）的發(fā)展，TDI在胎兒心臟超聲檢查中的運用會越來越方便和廣泛，顯示出了廣闊的發(fā)展前景。心臟節(jié)律規(guī)則的胎兒的二尖瓣及三尖瓣環(huán)TDI運動速度曲線可見典型的三峰曲線：收縮期S波：代表心室收縮；舒張早期E波：代表心室早期舒張；舒張晚期A波：代表心房收縮。另外，還可顯示心動周期的兩個重要時相：等容收縮期（IVCT）：A波終點至S波起點之間的間歇；等容舒張期（IVRT）：S波終點至E波起點之間的間歇。采用TDI對水腫胎兒的右室功能研究]顯示，水腫胎兒三尖瓣環(huán)TDI Ea明顯降低，TDI-S￠波明顯減低，而三尖瓣口血流頻譜E峰速度明顯增加，RV-S￠/LV-S￠明顯增加，因此，反映右室充盈功能的指標(biāo)E/Ea明顯增加，通過TDI獲得的心臟做功指數(shù)（MPI）也明顯增加。最近的研究顯示，TDI獲得的MPI比常規(guī)房室瓣口獲得的頻譜多普勒MPI能夠更加敏感地反映IUGR胎兒的收縮與舒張功能。近來開發(fā)的TDI新技術(shù)高幀頻QTVI可以選擇不同的取樣點分別置于房室瓣環(huán)、心房壁和心室壁取得房室瓣環(huán)、心房和心室的運動速度曲線，從TDI衍生的心肌運動速度梯度（myocardial velocity gradient）可以評價胎兒心室心肌運動速度梯度，了解胎心室壁運動速度在中、晚孕期的生理變化特點及規(guī)律，繼而有助于更加準(zhǔn)確可靠地評估胎兒心功能的相應(yīng)變化。TDI技術(shù)可以將取樣容積置于胎兒左、右房室瓣環(huán)，獲得一個心動周期的MPI，克服了頻譜多普勒技術(shù)測量胎兒右心室MPI時的不足。TDI的主要局限性包括僅反映特定局部心肌在特定時間的速度信息，存在明顯的角度依賴性，僅能分析與聲束平行的心肌的運動速度。4.1.6 心臟做功指數(shù)（Tei指數(shù)）心臟做功指數(shù)（myocardial performance index，MPI），也稱為Tei 指數(shù)（Tei index），1995年日本學(xué)者Tei首先提出，是等容收縮時間（ICT）和等容舒張（IRT）與射血時間（ET）的比值，其測量方法簡便，重復(fù)性強(qiáng)，不受心室?guī)缀涡螒B(tài)及心率的影響?？梢酝ㄟ^頻譜多普勒、TDI或M型超聲心動圖獲得，取樣點可以在左室流出道與流入道交界處（主動脈瓣口和二尖瓣口）、右室流出道或肺動脈瓣口及三尖瓣口及左、右房室瓣環(huán)等。在動脈導(dǎo)管提前收縮胎兒、水腫胎兒、宮內(nèi)發(fā)育遲緩（IUGR）胎兒及糖尿病母親的胎兒的研究均顯示MPI增加，IUGR胎兒MPI增加，提示心室收縮和舒張功能同時受損。MPI與胎兒死亡密切相關(guān)。雙胎輸血綜合征受血胎兒，其IRT延長，MPI增加提示此類胎兒舒張功能異常。而在胎膜早破所致的胎兒炎癥反應(yīng)綜合征時MPI的增加主要是由于ET縮短所致，ICT及IRT并無明顯變化，同樣提示心功能異常。純合子α 地中海貧血胎兒的MPI在20孕周左右就出現(xiàn)異常增加，遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于出現(xiàn)房室擴(kuò)大的時間。因此， MPI雖然是非特異性的，但敏感性較高，可以簡便和綜合性地評估心臟收縮和舒張功能改變。MPI評估胎兒心臟功能時存在一定的局限性。首先是方法學(xué)方面，有研究顯示需要完成65例胎兒的MPI測量方可掌握可靠的胎兒MPI測量數(shù)值方法學(xué)，這在一定程度限制了這一技術(shù)的廣泛臨床應(yīng)用。由于MPI是時間間歇的比值，采用不同的測量方法也會對MPI產(chǎn)生明顯影響，目前廣泛接受的是所謂的“改良MPI”（modified MPI）測量法，即采用頻譜多普勒測量時，可以將房室瓣和半月瓣關(guān)閉的多普勒信號作為測量的參考以便標(biāo)準(zhǔn)化測量起始點?？梢愿纳茰y量者之間和測量者本身的重復(fù)性。4.1.7 時間空間相關(guān)成像技術(shù)（STIC）近些年，三維成像技術(shù)應(yīng)用于評價胎兒心臟功能方面主要有時空時間相關(guān)成像技術(shù)（spatio-temporal image correlation，STIC）。其應(yīng)用表面成像模式 (表面輪廓提取法的顯示形式），專門用于胎兒心臟動態(tài)三維成像 ，通過容積探頭在短時間內(nèi)就可以完成對整個胎兒心臟的掃描，只需獲得一個四腔心切面，就可在脫機(jī)狀態(tài)下完成對胎兒心臟的節(jié)段性分析。STIC技術(shù)獲得的胎兒心臟容積數(shù)據(jù)可以動態(tài)播放一個心動周期，并能獲得舒張末期和收縮末期特定時相的心臟大血管的二維圖像，因此可自動分析每個二維切面所處的特定時相（如舒張末期或收縮末期）的相關(guān)信息，其應(yīng)用價值已逐漸被愈來愈多的臨床應(yīng)用和研究所證實。STIC分析胎兒容積和功能的方法：（1）虛擬器官計算機(jī)輔助分析（VOCAL）虛擬器官計算機(jī)輔助分析（virtual organ computer-aided analysis，VOCAL），能描畫和顯示任何形態(tài)的組織器官外形特征，對不規(guī)則形結(jié)構(gòu)的體積測量具有優(yōu)越性。繞一固定軸旋轉(zhuǎn)圖像平面，確定上下極點，在每個平面（手動或自動）依次勾畫左、右心室舒張末期與收縮末期的心內(nèi)膜邊界，儀器則自動重建心室表面立體形態(tài)，并計算心室容積及EF。（2）STIC結(jié)合反轉(zhuǎn)模式（inversion mode）反轉(zhuǎn)模式是STIC成像模式之一，主要用來對含液臟器進(jìn)行三維成像，無回聲的結(jié)構(gòu)（如心腔）被轉(zhuǎn)換為實體結(jié)構(gòu)回聲，而實性結(jié)構(gòu)回聲（如室壁）則變成無回聲而不被顯示。所得圖像與心血管腔內(nèi)灌注硅膠所得鑄型標(biāo)本極為相似，因此又稱為“心腔鑄型”或“數(shù)字鑄型”。利用反轉(zhuǎn)模式可以在不需要彩色多普勒或能量多普勒的情況下，獲得心室腔及血管結(jié)構(gòu)的圖像 。其臨床應(yīng)用的優(yōu)勢在于獲得其結(jié)構(gòu)與病灶內(nèi)表面的信息，可更精確的進(jìn)行測量，能為臨床提供更多有用的信息。超聲自動體積測量（sonography-based automated volume calculations，SonoAVC）可以快速計算多個液性或低回聲暗區(qū)的獨立體積。起初用于生殖醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，可快速識別、測量所有的卵泡的最大經(jīng)線，和與之相垂直的另外兩個經(jīng)線及體積，將測量數(shù)據(jù)以降序排列，采集完容積后分析時間大約6秒種左右?？梢钥焖佾@取卵泡的最大經(jīng)線，體積，個數(shù)，同時降低不同觀查者之見及不同測量間的差異。對于胎兒心臟容積分析的研究顯示，其與STIC－VOCAL、STIC－反轉(zhuǎn)模式等對照顯示具有良好的重復(fù)性。最近Paladini等對心房異構(gòu)胎兒的初步研究顯示，STIC-SonoAVC能夠敏感地顯示正常胎兒左右心房心耳、左房異構(gòu)及右房異構(gòu)胎兒的形態(tài)差異。4.1.8 單心動周期實時四維超聲心動圖（One-beat RT-4DE）單心動周期實時四維超聲心動圖（one-beat real-time 4-dimensional echocardiography，One-beat RT-4DE），是最近發(fā)展的新的超聲心動圖顯像技術(shù)。可以實時四維全容積（90×90）顯示高度，寬度及深度的立體成像結(jié)構(gòu)，顯示單位是體素，容積幀頻較高，接近40 VFR/S，圖像為實時成像，因此無需重建。在一定程度上彌補(bǔ)或克服了RT-3D TEE及STIC技術(shù)在臨床應(yīng)時均存在的一些局限性，前者圖像的分辨率和容積幀頻太低，后者本身為后處理三維重建成像技術(shù)，應(yīng)用明顯受制約于孕周。能夠通過自動分析軟件獲得胎兒心室容積及EF等諸多心功能定量參數(shù)。4.1.9 斑點追蹤成像技術(shù)（STI）, 速度向量成像技術(shù)（VVI），應(yīng)變（S）及應(yīng)變率（SR）斑點追蹤成像技術(shù)（speckle tracking imaging, STI），是一項新的超聲成像技術(shù)，采用計算機(jī)斑點追蹤程序（speckle tracking algorithm），在二維超聲圖像基礎(chǔ)上，選定室壁中一定范圍的感興趣區(qū)，根據(jù)感興趣區(qū)內(nèi)心肌組織灰階差異，自動追蹤和計算心動周期中各節(jié)段不同像素的心肌組織的實時運動和變形，獲得心肌運動速度、應(yīng)變、應(yīng)變率以及心臟整體的旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)速度等定量分析參數(shù)。STI能夠定性及定量地顯示心臟整體和局部收縮和舒張功能，理論而言克服了既往采取TDI技術(shù)的不足，無角度依賴性，能夠?qū)φw和局部心臟功能進(jìn)行定量分析等。（1）速度向量成像技術(shù)（velocity vector imaging，VVI）：VVI技術(shù)是STI技術(shù)對心肌運動速度的顯示方式。速度以向量圖的方式同步疊加（覆蓋）在二維超聲圖上：向量的長度代表組織速度的變化幅度，向量的方向（箭頭所指的方向）代表組織運動的方向。速度向量由兩個成分組成：節(jié)段心肌上的各個點 （Lagrarian component，拉格朗日向量）及與這些點正交的點的速度（Eularian component， 歐拉向量）。速度向量的獲得不是通過邊緣（或內(nèi)膜）檢測，而是通過操作者對單幅二維圖像運用追蹤描記內(nèi)膜的方法獲得，通過計算機(jī)自動分析兩個連續(xù)幀幅中某點的位移即可計算其運動速度（速度=位移/時間間歇）。VVI需要借助一些特殊的參考點作為分析的基礎(chǔ)：二尖瓣環(huán)， 組織/心腔的運動等以R-R間歇作為參照顯示心臟的周期性運動。研究顯示VVI能夠提供胎兒局部與整體的心肌功能分析，顯示心臟收縮與扭轉(zhuǎn)運動及心肌運動三維定量等重要信息。 （2）應(yīng)變（strain，S）：又稱“相對變形”。物體由于外因(載荷、溫度變化等）使它的幾何形狀和尺寸發(fā)生相對改變的物理量。物體某線段單位長度內(nèi)的形變（伸長或縮短），即線段長度的改變與線段原長之比，稱為“應(yīng)變”。用符號ε表示。正值表示伸長，負(fù)值表示縮短。計算公式：ε=? L/L0=（L－L0）/L0 （單位是％） ε：代表應(yīng)變；L：指長度的改變量；L0：指初始長度值 （3）應(yīng)變率（strain rate，SR）：是指單位時間的應(yīng)變，是指形變的速率，是沿聲束掃描線兩點距離值之間的組織速度差。 計算公式 SR=（V1-V2）/L （單位是1/s）研究顯示正常胎兒收縮期右室縱向應(yīng)變和應(yīng)變率隨孕周增加下降。最近對56例正常胎兒的研究顯示，TDI和二維斑點追蹤技術(shù)均在約95％的胎兒成功獲得胎兒心臟應(yīng)變和應(yīng)變率測量，分析時間15～18分，在一致性方面兩種方法相似。由于二維斑點追蹤技術(shù)對儀器的要求較高，特別是成像幀頻對分析結(jié)果的影響，無法獲得胎兒ECG信號作為心動周期時相準(zhǔn)確分析的參考在一定程度會影響通過此技術(shù)定量心肌運動速度，舒張期充盈模式及應(yīng)變率的準(zhǔn)確性。與通過M型超聲心動圖技術(shù)獲得的二尖瓣環(huán)和三尖瓣環(huán)位移比較，二維斑點追蹤技術(shù)獲得相關(guān)定量數(shù)據(jù)需要較為專業(yè)和復(fù)雜的分析軟件和技巧，而且對設(shè)備要求也較高。目前應(yīng)用在臨床中的超聲儀器在進(jìn)行二維斑點追蹤分析時其成像和分析幀頻均低于DTI，而且僅能追蹤成像平面內(nèi)的斑點信號，而不能對心動周期內(nèi)全部聲束（聲場）范圍內(nèi)斑點信號舉行追蹤。三維斑點追蹤成像技術(shù)在基礎(chǔ)試驗和成人的臨床研究已經(jīng)顯示可以提供三維立體信息，有望在胎兒心臟功能研究中發(fā)揮潛在的重要作用。 通過頻譜多普勒技術(shù)對胎兒靜脈導(dǎo)管（ductus venosus，DV）、下腔靜脈（inferior vena cava，IVC）、肝靜脈（hepatic vein，HV）及肺靜脈（pulmonary vein， PV）等主要靜脈的的頻譜的波動性進(jìn)行定量分析，可以提供胎兒心動周期內(nèi)不同時相心房壓力變化的信息。臍靜脈（umbilical vein， UV）由于在中孕期開始就不存在頻譜波動性，因此不能用來分析。上述主要靜脈在心動心動周期頻譜的波動性，反映心房內(nèi)壓力的變化規(guī)律，靜脈血流速度高時，提示心房壓力較低，促使靜脈血流回流進(jìn)入心房，相反，靜脈血流速度低時，提示心房壓力較高，此時靜脈回流心房血流減少，甚至出現(xiàn)逆流。主要靜脈血流的典型多普勒頻譜包括三個波峰：S峰：收縮期最大速度波形，出現(xiàn)在心室收縮期，提示房室瓣快速關(guān)閉后，心房壓力低，大量靜脈血回流進(jìn)入心房；D峰，出現(xiàn)在心室舒張早期，心室主動舒張，房室瓣開放，心房內(nèi)血流快速經(jīng)入心室，心房壓力下降，靜脈回流心房血流量增加。a峰：出現(xiàn)在心房收縮期，反映心房主動收縮引起心房內(nèi)壓力突然升高，導(dǎo)致心房內(nèi)血液逆流進(jìn)入靜脈內(nèi)，形成反向a峰，DV與IVC和HV不同，a峰為正向，提示DV內(nèi)持續(xù)的向心性血流。研究顯示心臟功能異常胎兒其靜脈系統(tǒng)頻譜主要的異常改變是出現(xiàn)反向的a峰或a峰消失，提示胎兒心臟泵功能明顯異常，胎兒預(yù)后不良甚至出現(xiàn)宮內(nèi)死亡等。對11～14孕周胎兒DV的多普勒頻譜研究顯示，出現(xiàn)反向a峰的胎兒中25％存在先天性心臟病。而對26～34孕周的高危胎兒的研究證實，DV頻譜a峰消失或出現(xiàn)反向a峰的胎兒，新生兒期死亡率高達(dá)63％。對雙胎輸血綜合征的胎兒的研究顯示Quintero診斷分級標(biāo)準(zhǔn)III的受血胎兒DV頻譜出現(xiàn)反向a峰，UV頻譜出現(xiàn)波動性。中晚孕期UV頻譜出現(xiàn)波動性提示胎兒心功能異常，也是進(jìn)行性胎盤功能異常的標(biāo)志，研究顯示胎兒期DV出現(xiàn)波動性的新生兒其肌鈣蛋白T水平升高。目前研究靜脈波動性的常用參數(shù)包括脈動指數(shù)（pulsatility index， PI），對IUGR胎兒的研究顯示，DV多普勒PI增加，胎兒的預(yù)后明顯不良。另外，可以通過分析靜脈多普勒頻譜及靜脈血管內(nèi)徑的變化間接定量靜脈壓曲線評估胎兒心臟功能。IURG胎兒靜脈多普勒的異常改變往往早于心分娩力描記圖及臨床生物物理學(xué)評估指征的變化，因此靜脈血流頻譜是目前最為準(zhǔn)確和無創(chuàng)評估胎盤功能的影像學(xué)手段，在此類胎兒的治療決策及預(yù)后評估方面具有重要的價值 。4.3 胎兒心臟核磁共振成像技術(shù)（MRI）心臟MRI技術(shù)發(fā)展迅速，在成人及兒童的研究顯示，能夠用于正常人和心臟病患者的結(jié)構(gòu)與功能顯示，在心臟功能方面，特別是右室心臟容積、EF，CO等的定量分析方面具有非常重要的臨床應(yīng)用價值。與超聲技術(shù)相比，產(chǎn)前MRI不受母親肥胖、羊水過多以及孕周對成像質(zhì)量的影響，由于不需要任何幾何假設(shè)，因此能夠?qū)崟r準(zhǔn)確地定量胎兒心臟容積，特別適合先天性心臟病已經(jīng)導(dǎo)致心臟幾何形態(tài)明顯改變的胎兒；另外，在成像質(zhì)量和心血管結(jié)構(gòu)細(xì)微顯示方面可能存在一定的優(yōu)勢。但目前心臟MRI檢查設(shè)備要求高、費用昂貴，檢查時間長，成像和分析均需要較為專業(yè)的人員和軟件，目前臨床應(yīng)用不多，因此限制了這一具有臨床應(yīng)用潛力的技術(shù)的廣泛應(yīng)用。
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