周小雪,韓艷麗,2,張燁,何怡華*
1.首都醫(yī)科大學附屬北京安貞醫(yī)院超聲心動科,胎兒心臟病母胎醫(yī)學研究北京市重點實驗室,心血管疾病精準醫(yī)學北京實驗室,北京 100029;2.北京市海淀醫(yī)院超聲科,北京 100080; *通訊作者 何怡華 heyihuaecho@hotmail.com
三尖瓣反流在胎兒心臟超聲檢查中較常見[1],輕度三尖瓣反流常孤立存在,無臨床意義,而中重度反流多合并心內外結構或功能異常[2]。不同原因所致三尖瓣反流對胎兒心臟功能可能造成不同的影響,但目前鮮有報道。胎兒心臟定量分析(fetal heart quantification,fetal HQ)利用斑點追蹤成像實時追蹤心內膜運動,自動計算左心室射血分數(shù)(left ventricular ejection fraction,LVEF)、左、右心室面積變化率(left/right ventricular fraction area change,LV/RVFAC)和左、右心室整體應變(left/right ventricular global strain,LV/RV-GS),可以對胎兒心臟收縮功能進行定量分析和評價[3]。本研究應用fetal HQ軟件檢測胎兒右心室容量過重和壓力負荷過重導致三尖瓣中重度反流時的左、右心室收縮功能,探討右心室容量過重和壓力負荷過重時對胎兒左、右心室收縮功能的影響,以便更好地監(jiān)測和評價孕期胎兒情況。
1.1 研究對象 選取2013年8月—2019年11月北京安貞醫(yī)院胎兒心臟病母胎醫(yī)學研究北京市重點實驗室數(shù)據(jù)庫中診斷為三尖瓣中重度反流胎兒53例和正常胎兒49名分別作為病例組和對照組,孕婦年齡20~40歲,平均(30±4)歲,三尖瓣反流胎兒中剔除4例由于孕婦腹壁厚、前壁胎盤及胎兒肋骨遮擋導致圖像不清晰病例,最終納入49例胎兒作為病例組,其中右心室容量過重組18例,包括卵圓孔血流受限或早閉17例,永存左上腔靜脈1例,孕周26~37周,平均(33±3)周;右心室壓力負荷過重組31例,包括單純肺動脈狹窄26例,動脈導管提前收縮或閉合5例,孕周23~36周,平均(29±5)周。納入標準:①導致三尖瓣反流的原因為單一原因;②單胎妊娠;③心內膜顯示清晰;④孕婦身體健康。另選取與右心室容量過重組孕周相符的18例胎兒作為對照組1,孕周29~37周,平均(32±3)周,選取與右心室壓力負荷過重組孕周相符的31例胎兒作為對照組2,孕周24~38周,平均(28.5±2.6)周,對照組納入標準:①胎兒心內外結構正常且未合并三尖瓣反流;②單胎妊娠;③心內膜顯示清晰;④孕婦身體健康。
1.2 儀器與方法
1.2.1 儀器 應用配有fetal HQ軟件的GE Voluson E10型彩色多普勒超聲儀,探頭型號為C6-1 及C9-2,頻率分別為1~6 MHz、2~9 MHz。
1.2.2 方法 選擇符合納入條件的病例資料,并以DICOM 格式文件導入GE Voluson E10型超聲診斷儀,選擇標準四腔心動態(tài)圖像,于等容收縮末期和等容舒張末期分別測量左、右心房和左、右心室橫徑。進入fetal HQ 系統(tǒng),以M型超聲結合二維動態(tài)圖像確定舒張末期及收縮末期時間節(jié)點,將描記點置于二尖瓣、三尖瓣與心室內膜交界處及左心室、右心室心內膜心尖處,自動描記左心室及右心室心內膜邊界,連續(xù)自動追蹤心內膜斑點追蹤軌跡,自動計算LVFAC、RV-FAC、LV-GS、RV-GS 和LVEF,選擇同一四腔心動態(tài)圖像依照上述步驟重復一遍,以2次測量的平均值記為最終數(shù)值。
重復性檢驗:由2位主治醫(yī)師以上職稱者由納入分析的四腔心動態(tài)圖像中抽取20例按上述步驟檢測,進行檢查者間重復性檢驗;另從納入分析的四腔心動態(tài)圖像中選取20例,由同一檢測者間隔2 周重復2次檢測,進行檢查者內重復性檢驗。
1.3 統(tǒng)計學方法 用SPSS 23.0 軟件,計量資料用M(P1,P3)表示,組間比較使用Mann-WhitneyU檢驗;不同檢查者間和檢查者內的一致性采用Bland-Altman 法。P<0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。
2.1 一般資料 右心室容量過重組含卵圓孔血流受限或早閉17例,永存左上腔靜脈1例;右心室壓力負荷過重組含單純肺動脈狹窄26例,動脈導管提前收縮或閉合5例。26例單純肺動脈狹窄中,18例為重度狹窄,其中8例右心室減小,13例右心室壁增厚,8例右心房增大。
2.2 常規(guī)超聲參數(shù)比較 與對照組1 比較,右心室容量過重組中右心房橫徑和右心室橫徑大于對照組1,差異有統(tǒng)計學意義(P均<0.05);兩組左心房橫徑和左心室橫徑比較,差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05);與對照組2 比較,右心室壓力負荷過重組中僅右心房橫徑大于對照組2(P=0.024);兩組右心室、左心房和左心室橫徑比較,差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)(表1,圖1、2)。
2.3 fetal HQ 參數(shù)比較 與對照組1 比較,右心室容量過重組LV-GS、LV-FAC及LVEF 較低(P均<0.05);兩組RV-GS 和RV-FAC 比較,差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05);與對照組2 比較,右心室壓力負荷過重組RV-GS 及RV-FAC 較低(P均<0.001),兩組LVGS、LV-FAC及LVEF 比較,差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)(表1,圖3)。
表1 各組胎兒常規(guī)心臟超聲及fetal HQ 參數(shù)比較[M(P1,P3)]
圖1 女,29歲,32+3 周。胎兒超聲心動圖示卵圓孔明顯受限,右心明顯增大,三尖瓣反流(中度),二尖瓣反流(輕度)。A 為胎兒四腔心二維超聲圖像,B 為胎兒四腔心彩色多普勒血流圖像;LV 為左心室,RV 為右心室,LA 為左心房,RA為右心房;星號示三尖瓣反流
圖2 女,36歲,30+6 周。胎兒超聲心動圖示肺動脈瓣狹窄(重度),三尖瓣反流(重度),右心增大(右心房為著),動脈導管逆灌。A 為胎兒四腔心二維超聲圖像,B 為胎兒四腔心彩色多普勒血流圖像;LV 為左心室,RV 為右心室,LA 為左心房,RA 為右心房;星號示三尖瓣反流
圖3 fetal HQ 分析。A 為正常胎兒,B 為右心室容量過重胎兒,C 為右心室壓力負荷過重胎兒
2.4 重復性檢驗結果 隨機抽取的所有動態(tài)圖像經(jīng)2名不同檢查者檢測,檢查者間的變異系數(shù)為7.8%~13.0%;隨機抽取的所有數(shù)據(jù)經(jīng)同一檢查者間隔2 周后重復檢測,檢查者內的變異系數(shù)為6.3%~12.5%。
fetal HQ 是一種可對胎兒心臟功能進行定量評價的軟件,其受角度依賴及母體、胎兒運動影響較小,二維斑點追蹤成像在胎兒心臟功能和形變中有廣泛的應用前景。fetal HQ 通過對心內膜進行實時追蹤,自動測量并計算LVEF、LV-FAC、RV-FAC、LV-GS 和RVGS 定量評價心肌收縮功能。LVEF 是臨床廣泛應用的診斷、治療和預后評估心功能的參數(shù)[3],LV-GS 可以評價LVEF 保留的心力衰竭患者心臟收縮功能[4-5]。由于右心室形態(tài)如新月形,不能使用Simpson 方法計算右心室射血分數(shù),而FAC 是評價胎兒右心室整體收縮功能的一個可行、可重復的參數(shù)[6],可用于評估右心室收縮功能。
胎兒期三尖瓣反流常見,文獻報道孕14 周后三尖瓣反流檢出率可達85%[1]。輕度三尖瓣反流多孤立出現(xiàn),不會對胎兒健康造成影響,稱為生理性反流;而中重度三尖瓣反流常為繼發(fā)性改變,其中右心室容量過重和壓力負荷過重是引起三尖瓣反流的主要原因。
卵圓孔是胎兒特殊的生理通道之一,來自下腔靜脈的高含氧血由于下腔靜脈瓣引導作用,大部分經(jīng)卵圓孔進入左心,經(jīng)升主動脈供應頭、頸、上肢和冠狀動脈等重要器官結構,當卵圓孔血流受限或早閉時,流經(jīng)卵圓孔進入左心的血液減少[7];冠狀靜脈竇和下腔靜脈口均位于右心房后下部,當永存左上腔靜脈存在時,左上腔靜脈血液經(jīng)冠狀靜脈竇回流,可影響下腔靜脈瓣引流下血液分流至卵圓孔和左心系統(tǒng)[8]。上述原因可導致右心室容量過重。當右心室容量過重時,右心房和右心室擴張[6],可導致三尖瓣反流。本研究中,右心室容量過重組的右心房與右心室橫徑均明顯高于對照組,與以往研究結果一致[6];Walker 等[9]對繼發(fā)性房間隔缺損封堵術前及術后患者的左心室收縮功能進行研究,當右心室容量過重時,室間隔可變平,甚至向左心室側隆起,導致左心室充盈受損,舒張末期左心室短軸呈“D”形,而收縮末期仍為“O”形,這種非圓短軸的機械構型變化以及左心室前負荷減少是導致LV-GS、LVEF 和LV-FAC 下降的主要機制,本研究中右心室容量過重組的右心室較左心室明顯增大,可能對室間隔造成一定的影響,導致本組LV-GS、LVEF 及LV-FAC 較對照組明顯減低;當前負荷在一定范圍內增加時,室壁張力增加,導致心肌細胞拉長,可適當增加心肌收縮力,維持右心室收縮功能[10];劉冰冰等[11]對房間隔缺損兒童的右心室心肌縱向應變進行分析,發(fā)現(xiàn)房間隔缺損兒童右心室縱向應變高于對照組,而本研究顯示RV-FAC 和RV-GS略低于對照組,其原因為文獻納入病例為不合并肺動脈高壓的房間隔缺損兒童或成人,而本研究納入病例為胎兒,胎兒期為肺不張狀態(tài),由于肺動脈壓可影響右心室的收縮功能[12],故研究結果存在差異。
單純肺動脈瓣狹窄和動脈導管提前收縮或早閉等可以增加右心室后負荷,導致右心房或右心室基底部擴張,出現(xiàn)三尖瓣反流。本組病例與對照組相比,僅右心房橫徑明顯增加,右心室大小無顯著差異,其原因為單純肺動脈狹窄胎兒的主要超聲心動圖特征之一為右心房增大,而右心室大小則隨著右心室前向梗阻程度的不同而不同,當右心室為重度前向梗阻時,出現(xiàn)右心室減小、右心室壁增厚等表現(xiàn)[13],而本研究中,重度肺動脈狹窄18例,其中8例表現(xiàn)為右心室減小,13例出現(xiàn)右心室壁增厚,這可能是本組與對照組相比右心室橫徑無明顯差異的原因。張笑一等[14]和Cohen 等[15]分別對法洛四聯(lián)癥和室間隔完整型肺動脈閉鎖胎兒右心室功能進行研究,發(fā)現(xiàn)右心室流出道梗阻導致右心室壓力負荷過重時,右心室收縮功能減低,本研究中右心室壓力負荷過重組RV-LS 和FAC均減低,與上述研究結果一致,其原因可能為右心室壓力負荷過重時,心肌細胞處于缺血缺氧狀態(tài),心肌彈性下降、心肌細胞僵硬度增加,從而引起右心室心肌形變能力減低。當成人右心室壓力負荷過重時,室間隔可變平坦甚至收縮期向左心室面移動,通過影響左心室充盈,降低左心室收縮功能,且Cohen 等[16]對室間隔完整型肺動脈閉鎖胎兒中左心室的研究結果顯示LV-GS 較對照組明顯減低,但本組病例對左心室的心功能研究顯示LV-GS、LV-FAC 和LVEF 較正常組均未見明顯改變,分析其原因可能為:①與成人或兒童不同,胎兒期左心室血液主要由下腔靜脈經(jīng)卵圓孔而來,當右心室前向梗阻時,流經(jīng)卵圓孔進入左心房和左心室的血液增多,左心室充盈未受影響,對室間隔的影響較小;②室間隔完整型肺動脈閉鎖胎兒中,部分存在右心室依賴冠狀動脈循環(huán),導致冠狀動脈血液氧含量降低,使LV-GS 減低,而本研究中無上述病例,冠狀動脈血氧含量正常,故本研究中LVGS、LV-FAC 和LVEF 較對照組未見明顯變化。
本研究為回顧性研究且樣本量較少,部分圖像幀頻未能達到fetal HQ軟件標準(80 幀/s),這可能對結果造成一定的誤差;同時無對比出生后左、右心室心功能的變化,不能確定胎兒期左、右心室收縮功能的變化是否對新生兒心功能造成影響,后續(xù)將繼續(xù)收集病例并進行前瞻性研究。
總之,不同原因導致胎兒三尖瓣中重度反流時,對心功能的影響可能不同。通過對胎兒心臟功能的分析,胎兒超聲心動圖學家能檢查一些可能改變胎兒心血管功能的母胎狀況,并提供對病理生理學的新見解。