高 猛 張迎華

1. 濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)院，山東 濟(jì)寧 272000； 2. 濟(jì)寧市第一人民醫(yī)院超聲醫(yī)學(xué)科，山東 濟(jì)寧 272000

妊娠期糖尿?。╣estational diabetic mellitus，GDM）是指妊娠期胰島素抵抗和胰腺β細(xì)胞功能障礙引起的一種暫時(shí)性糖尿病，即妊娠期表現(xiàn)為糖尿病的一種現(xiàn)象［1］。GDM是妊娠期常見并發(fā)癥之一，隨著生活水平的不斷提高、生活方式的改變以及孕期對(duì)GDM 篩查的日益重視，中國(guó)GDM 的患病率顯著上升，最近一項(xiàng)東亞和東南亞GDM患病率的分析表明，中國(guó)GDM的患病率為11.9%，遠(yuǎn)高于日本、韓國(guó)［2］。雖然GDM是一種暫時(shí)性疾病，但其后果是終生的，GDM不僅增加孕婦產(chǎn)后發(fā)生糖尿病和心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)，還會(huì)影響胎兒的生長(zhǎng)發(fā)育，可導(dǎo)致巨大兒、胎兒窘迫、圍產(chǎn)兒死亡、先天性心臟病等，并且胎兒出生后罹患肥胖、心血管疾病和相關(guān)代謝性疾病的風(fēng)險(xiǎn)升高［1，3-4］。其中GDM 對(duì)胎兒心臟的影響尤為明顯，GDM胎兒存在心肌肥厚的現(xiàn)象已經(jīng)被廣泛報(bào)道，并且GDM與胎兒肥厚型心肌病的發(fā)生有一定關(guān)聯(lián)［5-6］。也有研究指出，GDM 胎兒心臟功能在心肌肥厚之前已經(jīng)發(fā)生變化［7］。

因此早期準(zhǔn)確評(píng)估GDM 胎兒心臟功能并實(shí)施干預(yù)具有重要意義。超聲作為目前常用的胎兒心臟結(jié)構(gòu)檢查技術(shù)，具有方便、經(jīng)濟(jì)、無(wú)創(chuàng)的優(yōu)勢(shì)，隨著超聲醫(yī)學(xué)的飛速發(fā)展，超聲新技術(shù)能夠?qū)μ赫w和局部心肌功能進(jìn)行評(píng)估，對(duì)發(fā)現(xiàn)細(xì)微心肌受損的敏感性更高。本文就超聲新技術(shù)評(píng)估GDM 胎兒心臟功能的進(jìn)展進(jìn)行綜述，以提高臨床醫(yī)師對(duì)超聲評(píng)估胎兒心臟功能的認(rèn)識(shí)水平，同時(shí)了解GDM對(duì)胎兒心臟的影響。

1 GDM導(dǎo)致胎兒心臟損傷的病理機(jī)制

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，不良的心臟重構(gòu)是GDM胎兒心肌肥厚和心臟功能受損的病因［8］。先前的研究認(rèn)為，母體高血糖會(huì)導(dǎo)致胎兒β 細(xì)胞增生和胰島素及胰島素樣生長(zhǎng)因子1 的內(nèi)源性生成增加［4］，由此產(chǎn)生的胎兒高胰島素血癥會(huì)降低胎兒葡萄糖水平，從而增加整個(gè)胎盤的葡萄糖濃度梯度，促使母體葡萄糖流向胎兒［9］，高血糖及高胰島素血癥會(huì)使胎兒的耗氧量增加，造成胎兒低氧血癥。胎兒低氧血癥在一段時(shí)間后會(huì)增加心臟室壁應(yīng)力，導(dǎo)致心肌細(xì)胞損傷、凋亡和局部纖維化［10］；另一方面胎兒生長(zhǎng)由胰島素結(jié)合細(xì)胞受體控制，胎兒高胰島素血癥會(huì)增加胎兒心臟蛋白、糖原和脂肪的合成，導(dǎo)致心肌肥厚［1］。另外有實(shí)驗(yàn)證明，葡萄糖可以通過核苷酸生物合成抑制心肌成熟并促進(jìn)心肌細(xì)胞的有絲分裂，暴露于高濃度葡萄糖的心肌細(xì)胞或成熟較晚或完全未成熟，而且會(huì)生成更多未成熟細(xì)胞［11］。這些研究一定程度上解釋了GDM 如何影響胎兒心臟的結(jié)構(gòu)和功能。

2 超聲新技術(shù)評(píng)估GDM 胎兒心臟功能的研究進(jìn)展

常規(guī)超聲可以對(duì)心臟結(jié)構(gòu)以及基本功能進(jìn)行篩查，實(shí)時(shí)觀察胎兒心腔大小、室壁厚度、有無(wú)瓣膜反流等。例如應(yīng)用M 型超聲測(cè)量左心房縮短分?jǐn)?shù)間接評(píng)估左心室舒張功能，應(yīng)用頻譜多普勒測(cè)量二尖瓣口和三尖瓣口舒張?jiān)缙谘鞣逯担‥ 峰）、舒張晚期血流峰值（A 峰）及其比值（E/A）評(píng)估心室舒張功能，應(yīng)用頻譜多普勒測(cè)量肺靜脈、靜脈導(dǎo)管、卵圓孔、胎兒主動(dòng)脈峽部等部位的血流指數(shù)，間接評(píng)估胎兒心室順應(yīng)性。然而常規(guī)超聲發(fā)現(xiàn)細(xì)微心臟受損的敏感性較低，且參數(shù)易受心臟幾何形狀、心率和前后負(fù)荷的影響。超聲新技術(shù)可以顯示更多胎兒心臟結(jié)構(gòu)和功能的信息，提供更有臨床價(jià)值的數(shù)據(jù)。

2.1 組織多普勒成像（tissue dopplerimaging，TDI）

TDI 的原理是以低速運(yùn)動(dòng)的心肌作為觀察目標(biāo)，通過計(jì)算心肌運(yùn)動(dòng)速度，以二維彩色圖像或曲線的形式將心肌運(yùn)動(dòng)信息實(shí)時(shí)顯示出來，根據(jù)不同需求衍生出組織多普勒速度成像、應(yīng)變和應(yīng)變率成像等模式，可分析心臟不同區(qū)域的心肌運(yùn)動(dòng)速度。其中脈沖多普勒組織速度成像觀測(cè)二尖瓣環(huán)、三尖瓣環(huán)運(yùn)動(dòng)，可以得到二尖瓣環(huán)、三尖瓣環(huán)舒張?jiān)缙谶\(yùn)動(dòng)速度 （e'）、舒張晚期運(yùn)動(dòng)速度（a'）及收縮期運(yùn)動(dòng)速度（s'），通過測(cè)量二、三尖瓣環(huán)的運(yùn)動(dòng)速度來反映心肌的功能［12-13］。王媛等［14］通過TDI研究24 ～ 38周GDM 胎兒心臟功能時(shí)，發(fā)現(xiàn)GDM 胎兒二尖瓣環(huán)e'/a'比值小于正常胎兒，提示GDM胎兒左心室舒張功能受損。Dervisoglu 等［15］對(duì)比36 例GDM 孕婦和42例健康孕婦胎兒心臟的TDI檢查結(jié)果，發(fā)現(xiàn)GDM胎兒三尖瓣環(huán)e'及e'/a'比值均低于正常組，兩組間二尖瓣環(huán)參數(shù)無(wú)顯著差異，表明胎兒右心舒張功能比左心受影響更早。Balli 等［16］應(yīng)用TDI 技術(shù)在孕36周測(cè)量67例GDM胎兒和122例正常胎兒心臟功能，發(fā)現(xiàn)孕36 周GDM 胎兒右心室壁e'/a'比值和s'均大于正常胎兒，這和其他研究結(jié)果相矛盾，是否是GDM 胎兒心臟產(chǎn)生了適應(yīng)性改變還需進(jìn)一步研究。TDI 技術(shù)受前后負(fù)荷的影響較小，比常規(guī)超聲技術(shù)更有優(yōu)勢(shì)，然而TDI受限于胎兒體位，當(dāng)胎兒的體位不理想時(shí)，無(wú)法獲得有用的參數(shù)。

2.2 雙多普勒技術(shù)（dual-gate dopplertechnique，DDT）

DDT可以同時(shí)測(cè)量任意2個(gè)獨(dú)立位置的多普勒波形，即獲得同一心動(dòng)周期的2 處血流頻譜或血流頻譜聯(lián)合組織多普勒頻譜，在測(cè)量一些參數(shù)時(shí)可以發(fā)揮出自己獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)。

2.2.1 心肌做功指數(shù)（myocardial performance index，MPI） MPI又稱Tei指數(shù)，是指心室等容舒張時(shí)間和心室等容收縮時(shí)間之和與射血時(shí)間的比值，常用于評(píng)估心臟整體功能。胎兒時(shí)期右心系統(tǒng)占主導(dǎo)，右心MPI 是評(píng)估胎兒心臟功能的合理參數(shù)，常規(guī)的頻譜多普勒無(wú)法同時(shí)獲得右心室流入道和右室流出道的血流頻譜，需要在不同切面分別測(cè)量數(shù)據(jù)，然而胎兒心率的差異可能會(huì)導(dǎo)致準(zhǔn)確性不足，單獨(dú)應(yīng)用TDI 無(wú)法根據(jù)瓣膜的“咔噠聲”來估計(jì)時(shí)間間隔，造成觀察者差異。為了克服這些限制可以使用DDT，利用DDT在胎兒大動(dòng)脈短軸切面的右心室流入道和右心室流出道分別放置取樣門，在同一心動(dòng)周期內(nèi)獲得右心室流入道和右心室流出道的血流頻譜，測(cè)量計(jì)算獲得右心MPI，對(duì)比研究認(rèn)為DDT 是一種可靠的測(cè)量胎兒右心MPI的技術(shù)，其優(yōu)勢(shì)在于準(zhǔn)確性和可重復(fù)性較好［17］。但是房室血流對(duì)于前后負(fù)荷變化有很高的敏感性，不能很好地反映心肌自身特性。目前有關(guān)GDM 胎兒MPI 的研究結(jié)果尚無(wú)法反映心臟損害的嚴(yán)重程度［18-19］，未來仍需進(jìn)一步研究。

2.2.2 E/e'比值 E/e'比值是近年來應(yīng)用于評(píng)估成人和兒童心室舒張功能的超聲參數(shù)之一。研究表明，隨著孕周的增加，e'增加的速度明顯比E 波快，因此E/e'比值隨孕周的增加而降低，并在孕晚期趨于平穩(wěn)［20］。目前E/e'比值已經(jīng)用于評(píng)估胎兒心室功能，使用DDT 測(cè)量胎兒心臟E/e'比值可以避免不同心動(dòng)周期產(chǎn)生的干擾，操作起來相對(duì)簡(jiǎn)單。Hou等［21］使用DDT研究24 ～ 30周GDM胎兒心室舒張功能發(fā)現(xiàn)，與正常組相比，常規(guī)超聲只顯示GDM 胎兒右心室的E/e'比值明顯降低，DDT則顯示GDM組左心室和右心室的E/e'比值均明顯低于正常組。這項(xiàng)研究也認(rèn)為右心室舒張功能比左心室更容易受損，因此早期在胎兒右心室發(fā)現(xiàn)舒張功能異常的可能性更大。在評(píng)估胎兒心臟舒張功能中，使用DDT測(cè)量E/e'比值可能是一種可行的方法。

2.3 斑點(diǎn)追蹤成像（speckle tracking imaging， STI）

STI通過逐幀追蹤感興趣區(qū)心肌產(chǎn)生的散射斑點(diǎn)信息，獲得同一斑點(diǎn)部位心肌的運(yùn)動(dòng)軌跡，分析心肌組織的運(yùn)動(dòng)，量化心肌變形，自動(dòng)計(jì)算獲得應(yīng)變和應(yīng)變率。它可以反映心肌縱向、徑向及環(huán)向的變形運(yùn)動(dòng)，能幫助了解胎兒心臟周期中心肌纖維的變化，有助于早期識(shí)別胎兒心臟功能異常，監(jiān)測(cè)疾病進(jìn)展，進(jìn)而為臨床干預(yù)提供適時(shí)指導(dǎo)［22］。Miranda等［23］對(duì)30 ～ 33周GDM胎兒心臟功能的STI研究，發(fā)現(xiàn)GDM 胎兒存在明顯的室間隔肥厚，變形分析顯示， GDM 胎兒雙心室舒張?jiān)缙诤褪鎻埻砥趹?yīng)變率明顯降低，提示在這種不利的宮內(nèi)條件下，妊娠晚期GDM胎兒雙心室舒張期功能障礙，并認(rèn)為心室舒張功能損傷與室間隔增厚沒有顯著關(guān)系。此外GDM 胎兒右心室整體縱向應(yīng)變較低，表明GDM 胎兒右心室收縮功能障礙。另一項(xiàng)針對(duì)足月GDM 胎兒心臟幾何形狀和功能的圍產(chǎn)期變化研究［24］，也發(fā)現(xiàn)GDM胎兒存在室間隔、左右心室壁增厚和雙心室舒張功能降低。不同的是在整體心肌變形與功能方面，與正常胎兒相比，GDM 胎兒心臟的縱向、徑向、環(huán)向應(yīng)變、收縮應(yīng)變率和左心室扭轉(zhuǎn)值明顯升高，提示GDM胎兒心臟收縮功能增強(qiáng)。該技術(shù)相比于其他技術(shù)有很大的優(yōu)勢(shì)，STI 可以分析整體和節(jié)段的心肌功能，沒有角度依賴性，尤其適用于胎兒心臟的研究，但是胎動(dòng)會(huì)導(dǎo)致斑點(diǎn)追蹤錯(cuò)誤。

2.4 速度向量成像（velocity vector imaging，VVI）

VVI技術(shù)是基于斑點(diǎn)追蹤技術(shù)研究心肌形變能力，對(duì)感興趣心肌區(qū)域進(jìn)行定位跟蹤，將速度向量疊加到二維圖像上，以向量的長(zhǎng)度表示心肌組織速度的大小，方向表示心肌組織運(yùn)動(dòng)的方向，且VVI不受心臟整體運(yùn)動(dòng)和超聲聲束角度影響［25］。目前運(yùn)用VVI技術(shù)研究GDM胎兒心臟功能的文獻(xiàn)較少，Wang等［26］運(yùn)用VVI技術(shù)對(duì)98例GDM胎兒和135例正常胎兒的左心室縱向功能進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)24 ～ 27周GDM胎兒左心室應(yīng)變、收縮期應(yīng)變率、舒張期應(yīng)變率均明顯低于正常胎兒。VVI技術(shù)較常規(guī)超聲能更敏感觀察和量化胎兒心肌的運(yùn)動(dòng)，對(duì)心臟功能進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估，然而數(shù)據(jù)需要后期進(jìn)行脫機(jī)處理，限制了其實(shí)用性。

2.5 胎兒心臟定量分析技術(shù)（fetal heart quantification， Fetal HQ）

Fetal HQ 是近年來由DeVore 等［27］研發(fā)的一款專門針對(duì)胎兒心臟的自動(dòng)評(píng)估軟件，它能夠同時(shí)評(píng)估胎兒心室的大小、形狀及功能，獲得左右心室的整體球形指數(shù)、整體縱向應(yīng)變、面積變化分?jǐn)?shù)。對(duì)胎兒體位要求不高，還可以借助自由M型解剖技術(shù)獲得較為準(zhǔn)確的二尖瓣環(huán)和三尖瓣環(huán)最大位移。此技術(shù)利用STI 自動(dòng)追蹤識(shí)別心內(nèi)膜，將左右心室沿長(zhǎng)軸各分為24 個(gè)節(jié)段，分析每一節(jié)段的大小、形狀及功能，獲得24 節(jié)段球形指數(shù)、舒張末直徑和短軸縮短率，能自動(dòng)提供具體數(shù)值的Z 評(píng)分［28-30］。Fetal HQ 可以對(duì)胎兒心室縱向、橫向收縮功能以及心室整體功能進(jìn)行評(píng)估，測(cè)量耗時(shí)較短，不需要脫機(jī)分析數(shù)據(jù)，應(yīng)用前景廣闊。Wang 等［31］學(xué)者使用Fetal HQ 技術(shù)對(duì)24 ～ 27 周GDM 胎兒心臟進(jìn)行形變分析，發(fā)現(xiàn)GDM 胎兒雙心室整體縱向應(yīng)變、面積變化分?jǐn)?shù)明顯降低，提示雙心室存在收縮功能障礙，另外該研究發(fā)現(xiàn)，GDM對(duì)胎兒心臟形態(tài)和功能的影響從孕中期就已經(jīng)出現(xiàn)。目前關(guān)于Fetal HQ 的研究較少，而且研究樣本量較小，未來還需要擴(kuò)大樣本數(shù)量。

3 總結(jié)與展望

由于胎兒心臟體積小、心率快、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且胎兒體位的改變會(huì)影響數(shù)據(jù)的采集，所以GDM胎兒心臟功能的研究都集中在中晚孕期，超聲新技術(shù)還受限于孕婦腹壁的厚度，腹壁過厚無(wú)法獲得清晰的圖像，這些缺點(diǎn)限制了超聲新技術(shù)評(píng)估胎兒心臟功能的準(zhǔn)確性。目前應(yīng)用超聲新技術(shù)評(píng)估GDM 胎兒心臟功能產(chǎn)生了一些相互矛盾的結(jié)果，未來仍需要更深入的研究。相信隨著超聲醫(yī)學(xué)的迅猛發(fā)展，超聲新技術(shù)可以更敏感地發(fā)現(xiàn)GDM 胎兒心肌損傷和心臟功能異常，便于臨床早期了解GDM胎兒心臟功能受損情況并及時(shí)給予干預(yù)，以減少不良妊娠結(jié)局的發(fā)生。

利益沖突所有作者均表明不存在利益沖突。