超声检测三尖瓣环收缩期位移评估胎儿右室收缩功能的研究*

薛鸿　杨慧　朱琦　郭楠　陈娇

(1.成都市第一人民医院心功能科， 四川 成都 610041；2.四川大学华西第二医院超声科， 四川 成都 610041)



·论著·

超声检测三尖瓣环收缩期位移评估胎儿右室收缩功能的研究*

薛鸿1杨慧2朱琦2郭楠2陈娇2

(1.成都市第一人民医院心功能科， 四川 成都 610041；2.四川大学华西第二医院超声科， 四川 成都 610041)

【摘要】目的探讨胎儿三尖瓣环收缩期位移(f-TAPSE)在正常胎儿右室收缩功能研究中的价值。 方法2013年12月～2014年3月在四川大学华西第二医院行胎儿超声心动图检查的154例正常中、晚孕孕妇，依孕周(GA)分为3组，分别测量f-TAPSE；收缩期峰值速度(S′)；右心室舒张末期面积(RVEDA)、右心室收缩末期面积(RVESA)，依公式计算右心室面积变化分数(RVFAC)。应用IBM-SPSS19.0统计软件对数据进行分析。结果f-TAPSE随GA增加而增长, 两者间有显著正相关关系(P<0.001,r=0.81), f-TAPSE与胎心率间无相关性(P>0.05)。f-TAPSE与 S′、RVFAC间呈正相关关系(P<0.001,r值分别为0.45、0.38)。各组间f-TAPSE值与GA呈正相关关系(P<0.001)，各组间差异有统计学意义(P<0.05)。重复性分析显示操作者内及操作者间差异小，相关性较好。 结论M型超声心动图测量f-TAPSE，可操作性强，可重复性好，对评估胎儿右室收缩功能具有较好的临床参考价值。

【关键词】胎儿； 右室收缩功能； 胎儿三尖瓣环收缩期位移

胎儿期部分病变可以影响到胎儿的心脏功能，如先天性心脏病、心律失常、胎儿生长受限、胎儿水肿等，其胎儿心功能均可能会出现不同程度的变化。若病情发展到心力衰竭阶段，是导致胎儿宫内死亡，新生儿高发病率、死亡率的主要原因之一。如果能在心功能不全早期，就对其进行评估,将对评价胎儿病情严重程度、指导临床治疗、评估疾病预后及优生优育有较大的帮助。本研究主要通过观察f-TAPSE随孕周(GA)变化情况，并分析与其他常规评价右室收缩功能的指标三尖瓣环收缩期峰值速度(S′)、右室面积变化分数(RVFAC)的关系，探讨其在胎儿右室功能研究中的价值,为产前监测胎儿右室功能提供依据。

1资料与方法

1.1一般资料2013年12月～2014年3月在四川大学华西第二医院行胎儿超声心动图检查的中、晚孕孕妇154例。纳入标准如下：①胎儿均为单胎妊娠。②孕龄20～40周。③有准确的停经史，平素月经周期规则。④经孕早期第一次超声检查，证明胎龄与实际孕周相符。⑤经产科临床检查均正常，胎儿系统彩超及心脏彩超无明显异常发现，胎儿心脏图像质量良好，检查时无心律不齐。⑥孕妇均身体健康，无高血压、糖尿病等病史。⑦签署知情同意书。受检胎儿共154例，孕妇年龄19～40岁，平均(28.92±5.13)岁，实际孕周22～38+6周，平均(29.6±4.35)周。共分三个孕周组：①22～27+6周组54人；②28～32+6周组51人；③33～38+6周组49人。

1.2仪器与方法选用GE vivid 7超声诊断仪，M3S探头，频率为2.0～4.0MHz，扫描速度为100 mm/s。孕妇取仰卧位或侧卧位, 首先选用胎儿产科超声常规检查，测量胎儿股骨长度及双顶径，判断胎儿大小是否与孕周相符。常规胎儿心脏检查确定胎儿心脏无异常。

1.2.1M型超声心动图(M-mode echocardiography，M)测量f-TAPSE。调整探头位置,获取纵向心脏四腔心观,显示标准四腔心切面,运用M型超声在三尖瓣前叶瓣环与右心室游离壁交界处取样，测量时尽量使M型取样线与右室长轴运动方向一致，夹角<20°，可获得三尖瓣环运动(Tricuspid annular motion，TAM)曲线，在TAM曲线上测量三尖瓣瓣环收缩末期至舒张末期的纵向位移即为f-TAPSE，取连续3个心动周期的平均值，见图1。

1.2.2组织多普勒显像 (Tissue Doppler imaging，TDI)测量三尖瓣环运动频谱。显示标准四腔心切面,探查深度为可观察到心室全部和心房近心室部为宜。在TDI脉冲多普勒频谱模式下,根据心脏大小调节脉冲取样容积的大小，尽量使多普勒取样线与右室长轴运动方向一致，夹角<20°，将脉冲取样容积置于三尖瓣前叶瓣环与右心室游离壁交界处，获取三尖瓣环的运动频谱，测量收缩期峰值速度(S′)。所有数据连续测量三个心动周期,取平均值。

图1M型超声测量f-TAPSE

Figure 1The measurement of f-TAPSE with M-mode echocardiography

1.2.3二维超声心动图(two-dimensional echocardiography，2DE)测量右心室面积变化分数( right ventricular fractional area change，RVFAC)。显示标准四腔心切面, 动态存储三个心动周期。利用回放功能，于右心室舒张末期，三尖瓣即将关闭前瞬间，右心室显示最大时，勾画心内膜边界，测定右心室舒张末期面积(Right ventricular end-diastolic area RVEDA)。 于右心室收缩末期，三尖瓣即将开放前瞬间，右心室显示最小时，勾画心内膜边界，测定右心室收缩末期面积(Right ventricular end-systole area RVESA)。勾画心内膜时应注意将右室调节束和乳头肌作为右心室腔的一部分包含进右室腔内。利用以下公式即可得出:右心室面积变化分数 RVFAC=(RVEDA-RVESA) /RVEDA×100%。所有数据连续测量三个心动周期,取平均值。

1.3重复性试验对测量医师进行规范化培训，所有测量均由同一名医师完成。随机抽取20%受检者，由同一名医生对同一名受检者测量两次f-TAPSE值(时间间隔大于一周)，以及由对此结果未知的另一名医生重复测量一次。

2结果

2.1正常中晚孕胎儿孕周、胎心率之间及f-TAPSE与孕周、胎心率之间的关系各孕组胎心率121～157次/分，平均(140.47±9.37)次/分,随孕周增长逐渐减慢，孕周、胎心率之间呈负相关(P<0.05,r=-0.17)。 f-TAPSE测值范围为(7.81±1.54)mm，随孕周增加而增长, 两者间有显著正相关关系(P<0.001，r=0.81),见图2。 f-TAPSE与胎心率间无相关性(P>0.05)。

图2f-TAPSE与GA相关性分析散点图

Figure 2Correlation analysis scatter diagram between f-TAPSE and GA

2.2不同孕周组的f-TAPSE值比较各孕周组f-TAPSE值均与孕周呈正相关关系(P<0.001)；经单因素方差分析，P<0.001，认为各孕周组f-TAPSE值不等或不全相等，经SNK法两两比较，各组间差异均有统计学意义，P<0.05，见表1。

Table 1 F-TAPSE values between groups and correlation analysis between of-TAPSE and GA

孕周组nf-TAPSE(mm)r22～27+6周组546.49±1.250.7528～32+6周组517.97±1.030.5933～38+6周组499.11±1.010.56

2.3正常中晚孕胎儿孕周与右心室舒张末期面积、右心室收缩末期面积之间的关系 RVEDA及RVESA的均值及标准差分别为(2.17±0.82)cm2和(1.23±0.43)cm2，与GA间有正相关性(P<0.001 )，r值分别为0、86和0.81，见图3。

图3RVEDA、RVESA与GA相关性分析散点图

Figure 3Correlation analysis scatter diagram among RVEDA, RVESA and GA

表2　f-TAPSE、S′、RVFAC的均值及标准差

f-TAPSE与S′、RVFAC间呈正相关性(P<0.001 ),r值分别为0.45、0.38，见图4、图5。

图4f-TAPSE与S′相关性分析散点图

Figure 4Correlation analysis scatter diagram between f-TAPSE and S′

图5f-TAPSE与RVFAC相关性分析散点图

Figure 5Correlation analysis scatter diagram between f-TAPSE and RVFAC

2.5重复性检验对20%受检者(共38例)的f-TAPSE值进行重复性测量，同一测量者及不同测量者的ICC值分别为0.93和0.90，均显示可重复性较好，见表3。

表3测量者内及测量者间的重复性检验

Table 3Intra-observer reproducibility and Inter-observer reproducibility

重复性检验ICC95%可信区间同一测量者0.930.88～0.97不同测量者0.900.81～0.95

3讨论

胎儿左、右心之间的关系，并不同于成人串联的关系,而为并联的关系，故胎儿心输出量应该以联合心输出量表示[1，2], 而右心输出量占联合心输出量的60%[3]。应用超声心动图、电磁流量传感器，评估人类及动物(羊)胎儿的左、右心室输出量研究均证实，胎儿期右心室功能在心脏功能中占有主导的地位[4，5]，右心室每搏输出量大于左心室[6，7]，因此，找到一个便捷、简单、重复性好的指标，来评价胎儿的右心室收缩功能是非常重要的。

心肌中70%是由纵向心肌纤维而构成，纵向运动占据右室心肌运动的主导地位，现有研究发现约80%的右心搏出量是由右室游离壁纵向运动产生的[8]，房室环的运动最能代表心室的纵向运动情况[9，10]。TAPSE反映的是右心室的纵向收缩功能，用于评价右室局部功能，其代表的是三尖瓣环侧壁在心脏长轴方向上，收缩期向心尖部的运动[11]。国内外研究证实：三尖瓣环收缩期位移不依赖于右心室的几何形态，与MRI所测的右室EF结果具有显著相关性，是评价右心室功能简单、可靠的指标[12，13]。而TAPSE通过测量右心纵向收缩来评价右室的收缩功能，已被证明较评价右室横向收缩的短轴缩短率SF更加可靠[14]。近年来国内外部分学者，对运用f-TAPSE评价胎儿右心室收缩功能进行了初步研究：Gardiner[15]等认为f-TAPSE可以评价胎儿心脏长轴方向的功能。Messing[16]等认为 f-TAPSE测量简单易行，适用于所有的超声仪，建议在胎儿超声产前检查中常规添加f-TAPSE测量，作为胎儿右心功能的评价指标。

因心室壁的纵行肌纤维在心脏中分布并不均匀[17]，所以在三尖瓣环不同位置取样，测量得到的右室壁心肌运动信息有可能存在较大差异。因为纵行肌纤维主要分布在右心室游离壁，故以统一标准取样测量，可以尽量减少测量误差，本研究的所有测量均以三尖瓣前叶瓣环与右心室游离壁交界处作为测量点，测量时取样线与右室长轴运动方向一致，使二者之间夹角<20°，以获得最大的TAM曲线。

本研究表明正常中晚孕胎儿f-TAPSE随GA增加而增长，f-TAPSE在不同GA间差异有统计学意义(P<0.001)。本研究通过对154例正常中晚孕胎儿的f-TAPSE的测量，建立了妊娠中期至妊娠晚期胎儿f-TAPSE的正常值范围为：(7.81±1.54)mm，研究结果显示f-TAPSE与GA呈直线正相关，r为0.81，相关性良好。各组间f-TAPSE值与孕周呈正相关关系(P<0.001)，这与现有研究基本一致[15，16]。

f-TAPSE与S′、RVFAC呈正相关，分析原因考虑：胎儿轴向功能是随孕周的变化而逐步发育成熟，随着孕周的增大，胎儿心肌逐步发育，心脏逐渐增大，胎儿心脏的轴向收缩及舒张功能逐步发育成熟。f-TAPSE是三尖瓣环区域的心肌组织，随右心室充盈变化而移动的距离，间接的反映了右心室充盈压。以上指标的变化表明：随着GA的增加，胎儿三尖瓣瓣环区域的长轴功能在不断完善和成熟。 S′反映的是三尖瓣瓣环区心肌组织，在长轴方向的收缩功能[18，19]；RVFAC评价的是胎儿右室整体收缩功能，进一步说明f-TAPSE也可以间接地反映右室长轴方向的收缩功能。

因为右室特殊的几何构型，造成现有医学条件下对右室心功能评价困难，其解剖结构复杂很难用数学模型模拟。MRI是评价右心室功能的“金标准”，可不受右室几何形态影响而精确评价右室功能[20]，然而，这种检查方法昂贵、费时，并且大多数情况下需要给予胎儿镇静，所以其临床应用受到一定限制。本研究提供了一种简单、方便、重复性好的测量右心室收缩功能的方法。M型超声心动图测量f-TAPSE优势在于，应用简单的M型就可以获得，受图像质量的影响相对较小，即使内膜显示欠清的胎儿也可以测量，应用时应注意减小超声束的夹角。TDI测量胎儿右室功能时，图像质量欠佳时S′波不易辨认，胎儿心脏本身的整体运动、声束角度、增益问题、超声仪器设备等诸多因素的影响，限制了其广泛应用于临床。而在二维超声测量右室面积变化分数时[21]，因其需要分别描绘右室舒张及收缩末期面积，对胎儿心脏二维图像要求质量较高，右心室小梁部肌小梁粗乱,准确描记心内膜边界对检查者要求较高，舒张及收缩末期面积的勾画时点选择，测量误差的累积效应，直接影响RVFAC测量右心室功能的准确性，故重复性较差。

本研究探讨了M型超声心动图测量f-TAPSE在评估胎儿右室收缩功能方面的临床价值。初步建立了不同GA胎儿的正常值范围,在胎儿右心室收缩功能评价中，提供有价值的参考标准，有助于胎儿右心室收缩功能异常的早期发现。f-TAPSE测量简单、耗时少，具有可操作性强、重复性好、对仪器要求不高等优点。

本研究局限性：首先，本研究纳入的样本量较小，且局限于本院。若要得到本地区，甚至全国胎儿f-TAPSE的正常值范围，需要多中心并增加样本量和扩大受检人群的分布范围。本研究对胎儿f-TAPSE与孕周、胎心率的关系进行了分析，如果要得到更准确、更全面地正常值范围，还需要对更多相关因素进行分析和比较。其次，受现有诊断水平的限制，以及对母亲、胎儿自身安全的考虑,目前并无可以证实f-TAPSE与右心室收缩功能之间关系的其他有创性检查。

4结论

M型超声心动图测量f-TAPSE，相较于其他常规的胎儿右室收缩功能评价指标更为简单、方便，可操作性强，可重复性好，对评估胎儿右室收缩功能具有较好的临床参考价值。也为本地区不同孕周胎儿f-TAPSE建立了的正常值范围，可为胎儿右室收缩功能异常诊断提供参考依据。

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Ultrasonic testing of tricuspid annular plane systolic excursion to evaluate right ventricular systolic function

XUE Hong1,YANG Hui2,ZHU Qi2,et al

(1.DepartmentofHeartFunction,TheFirstPeople′sHospitalofChengdu,Chengdu610041,China;2.DepartmentofUltrasound,WestChinaSecondHospital,SichuanUniversity,Chengdu610041,China)

【Abstract】ObjectiveTo investigate the value of fetal tricuspid annular plane systolic excursion (f-TAPSE) in evaluating normal fetal right ventricular systolic function. MethodsBetween December 2013 and March 2014, 154 pregnant women in second and third trimester underwent fetal echocardiography in our hospital were recruited in the present study. They were divided into three groups according to the gestational age. M-mode echocardiography was applied to obtain the longitudinal excursion f-TAPSE. Tissue Doppler imaging (TDI) was applied to obtain the dynamic spectrum of tricuspid annular and then the tricuspid annular peak systolic velocity (S′) was measured. The two-dimensional echocardiography was used to measure the RVEDA、RVESA and calculate the RVFAC. Using the IBM-SPSS19.0 statistical software, the correlations between f-TAPSE and GA，S′ and RVFAC were determined by Pearson correlation analysis, and differences between different groups were determined by the analysis of variance. A 2-tailed p value <0.05 was chosen as the level of significance. ResultsThe f-TAPSE increased with the GA and showed a significant positive correlation to the GA (P<0.001, r=0.81), while there was not a significant correlation between f-TAPSE and fetal heart rate (P>0.05). The f-TAPSE was positively correlated to S′ and RVFAC (P<0.001, r=0.45, 0.38, respectively). There were significant differences for the f-TAPSE between different groups (P<0.001). Repeatability analysis shows the tiny difference between experiments of one operator, and the excellent correlation among operators as well. ConclusionThe measurement of f-TAPSE with M-mode echocardiography is well operable and repeatable. The f-TAPSE has a significant value in evaluating normal fetal right ventricular systolic function.

【Key words】Fetus； Right ventricular systolic function； Fetal tricuspid annular plane systolic excursion

(收稿日期：2015-11-09； 编辑： 陈舟贵)

【中图分类号】R 445.1; R 714.51

【文献标志码】A

doi：10.3969/j.issn.1672-3511.2016.04.024

通讯作者：朱琦，教授，E-mail：zhuqidq101@163.com。

基金项目：四川省科技厅软科学计划项目(2014ZR0209)