胎儿脐动脉与大脑中动脉阻力指标在预测胎儿缺氧中的应用价值

陈江红，王 娜，黄乃磊，高 勇

(1.河北医科大学第一医院超声科， 河北 石家庄 050031；2.河北省胸科医院ICU， 河北 石家庄 050041)



·论 著·

胎儿脐动脉与大脑中动脉阻力指标在预测胎儿缺氧中的应用价值

陈江红1，王 娜1，黄乃磊1，高 勇2*

(1.河北医科大学第一医院超声科， 河北 石家庄 050031；2.河北省胸科医院ICU， 河北 石家庄 050041)

目的探讨胎儿脐动脉与大脑中动脉阻力指标在胎儿缺氧预测中的应用价值。方法选取妊娠孕妇120例，其中正常妊娠者62例为对照组，胎儿缺氧妊娠者58例为观察组，应用彩色多普勒超声检测仪检测胎儿脐动脉、大脑中动脉的搏动指数(pulsatility index,PI)、阻力指数(resistance index,RI)以及收缩期峰值和舒张末期流速之比(peak systolic velocity/end diastolic velocity,S/D)，计算比较脐动脉、大脑中动脉的各项阻力指标比值。结果观察组胎儿脐动脉阻力指标均明显高于对照组(P<0.01)，大脑中动脉阻力指标均明显低于对照组(P<0.01)；胎儿脐动脉、大脑中动脉各项阻力指标比值PI脐动脉/大脑中动脉、RI脐动脉/大脑中动脉及S/D脐动脉/大脑中动脉均高于对照组，差异有统计学意义(P<0.01)，并以PI脐动脉/大脑中动脉>1.00、RI脐动脉/大脑中动脉>1.00和S/D脐动脉/大脑中动脉>0.72作为临界值，预测胎儿缺氧的敏感度、特异度及Youden指数均较高。结论胎儿脐动脉、大脑中动脉的各项阻力指标及其比值在胎儿缺氧预测中具有重要价值，能够预测胎儿缺氧以及其他不良的妊娠现象，应及早发现异常并指导临床干预，从而降低围产期新生儿病死率，提高新生儿质量。

胎儿脐动脉；大脑中动脉；阻力指标；胎儿缺氧

胎儿宫内缺氧大多是由于胎盘功能不全(过期妊娠或妊娠期高血压综合征引起)、脐血流不畅等导致胎儿脑组织缺氧，引发的胎儿脑组织不良反应，包括脑组织水肿、缺血甚至坏死等。胎儿宫内缺氧容易导致胎儿窘迫、新生儿窒息以及围产儿死亡等，即使胎儿存活下来也会出现神经系统损害、残疾甚至智力发育不良等各种后遗症[1]。但是，目前临床上对于胎儿宫内缺氧及病情发展程度均无较为明确的定量指标，主要通过胎心监护、胎动等进行判断，无法快速准备地确诊病情，导致不能及时进行预防和治疗。为了减少胎儿宫内缺氧等疾病的发生，关键在于采用完善的胎儿宫内检测手段[2]，通过检测相关指标，快速地评估胎儿宫内缺氧状况，以便为治疗方案提供合理的依据。本研究应用彩色多普勒超声检测仪检测胎儿脐动脉、大脑中动脉阻力指标，探讨胎儿脐动脉、大脑中动脉阻力指标在预测胎儿缺氧中的应用价值。现报告如下。

1 资料与方法

1.1一般资料 选取2014年3月—2016年3月河北医科大学第一医院产科收治的120例妊娠孕妇作为研究对象，应用彩色多普勒超声检查，确诊正常妊娠者62例作为对照组，年龄23～42岁，平均(28.68±3.47)岁，孕周29～42周；胎儿缺氧妊娠者58例作为观察组，年龄24～41岁，平均(29.54±4.26)岁，孕周28～42周。2组年龄、孕周差异均无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。

1.2纳入标准 对照组纳入标准：①孕妇不具有遗传性以及慢性心、肝、肾等疾病，并且不存在任何妊娠并发症；②胎儿大小符合妊娠周数；③胎儿无宫内缺氧表现。

观察组纳入标准，参照胎儿宫内窘迫诊断方法，胎儿宫内窘迫分为慢性和急性2种，慢性胎儿宫内窘迫诊断包括4项：①检查胎盘功能，连续测定24 h内尿E3值，骤减30%～40%，或连续多次测定妊娠后期24 h尿E3值少于10 mg，表示胎儿胎盘功能有所减退；②检测胎心，正常胎心率基线为110～160次/min，连续观察记录胎心率20～40 min，若发现胎心率不明显加速，并且基线变异率少于3次/min，则表明胎儿宫内窘迫[3]；③检测胎动次数，胎动次数减少是胎儿窘迫的一个关键性指标，妊娠足月时胎动次数>20次/24 h，检测孕妇早中晚各1 h的胎动次数，将其相加并乘以4即接近12 h胎动次数，胎动较少或胎动过频都应予以高度重视；④检查羊膜，羊水混浊或颜色呈黄色甚至深褐色时，能帮助诊断胎儿宫内窘迫。急性胎儿宫内窘迫诊断也包括4项：①胎心率变化，孕妇心率不快时，胎心率>160次/min(特别是180次/min)则为胎儿缺氧的初期症状，胎心率>100次/min并<110次/min则表明胎儿处于危险时期，胎心晚期减速、变异减速以及基线缺乏变异等均表示胎儿宫内窘迫；②羊水胎粪污染情况，当羊水破膜后能够直接观察羊水性状，未破膜时则可采用羊膜镜透过胎膜窥视了解羊水性状，胎儿缺氧时会出现迷走神经兴奋、肠蠕动亢进、肛门括约肌松弛等现象，导致胎粪进入羊水并使羊水呈绿色或黄绿色或混浊的棕黄色，分别定为羊水Ⅰ度、Ⅱ度、Ⅲ度污染，羊水Ⅰ度、Ⅱ度污染但胎心良好者，羊水轻度污染但胎心监测(10 min内)出现异常者，需继续密切监测胎心，新生儿Apgar评分≥7；③胎动次数，急性胎儿宫内窘迫初期表现为胎动过频，进而胎动减少并最终消失；④酸中毒，破膜后取样胎儿头皮血进行血气分析，确诊胎儿宫内窘迫的指标包括血pH<7.20、血氧分压<1.3 kPa(10 mmHg)及二氧化碳分压>8.0 kPa(60 mmHg)。

1.3排除标准 ①多胎妊娠者，胎位臀位、横位者；③胎儿畸形者；④具有遗传性疾病的孕妇，彩色多普勒超声检查图像显示不佳的孕妇；⑤胎膜早破及已破孕妇。

1.4方法 应用Voluson E8彩色多普勒超声诊断仪(美国GE公司生产)，探头频率为1～5 MHz，检测参数按照仪器设置的产科条件进行，脉冲多普勒取样线与血管夹角<20 °，取样容积为2 mm。①通过常规检查确定子宫、胎儿及羊水是否存在异常现象，确定胎盘成熟度，同时测量胎儿的双顶径、股骨二者的长度；②脐动脉、大脑中动脉取样位置分别定在脐带靠近胎盘一端、前颅窝对称的蝶骨大翼，以3个连续的较清晰并且完整的频谱图作为测量依据，观察血流信号并记录脐动脉、大脑中动脉阻力指标，包括搏动指数(pulsatility index,PI)、阻力指数(resistance index,RI)以及收缩期峰值和舒张末期流速之比(peak systolic velocity/end diastolic velocity,S/D)，并计算比较脐动脉、大脑中动脉各项阻力指标比值。

1.5统计学方法 应用SPSS 16.0统计学软件分析数据，计量资料比较采用t检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.12组胎儿脐动脉及大脑中动脉阻力指标比较 观察组胎儿脐动脉阻力指标均明显高于对照组，大脑中动脉阻力指标均明显低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)，见表1。

表1 2组胎儿脐动脉、大脑中动脉阻力指标比较Table 1 Comparison of umbilical artery and middle cerebral artery resistance index in the two groups

2.22组胎儿脐动脉、大脑中动脉各阻力指标比值比较 观察组胎儿脐动脉、大脑中动脉各项阻力指标比值均高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)，见表2。

2.3胎儿脐动脉、大脑中动脉各阻力指标比值预测胎儿缺氧的敏感度、特异度及Youden指数 以PI脐动脉/大脑中动脉>1.00、RI脐动脉/大脑中动脉>1.00和S/D脐动脉/大脑中动脉>0.72作为临界值，各阻力指标比值预测胎儿缺氧的敏感度、特异度及Youden指数均较高，见表3。

表2 2组胎儿脐动脉、大脑中动脉各阻力指标比值比较Table 2 Comparison of the ratio of umbilical artery and middle cerebral artery resistance index in the two groups

表3 胎儿脐动脉、大脑中动脉各阻力指标比值预测胎儿缺氧的敏感度、特异度及Youden指数Table 3 The ratio of umbilical artery and middle cerebral artery resistance index to predict intrauterine hypoxia sensitivity, specificity and Youden index (例数)

3 讨 论

3.1胎儿宫内缺氧 胎儿宫内缺氧所导致的最常见的状况就是窘迫，窘迫是产科临床的一种常见综合征，胎儿宫内窘迫可以分为慢性和急性2种。其中慢性胎儿宫内窘迫主要发生在妊娠后期，孕妇妊娠期疾病(或全身性疾病)导致胎盘功能不全，或者胎儿因素使胎儿窘迫持续至临产并出现加重迹象，胎儿慢性缺氧时间越长，造成胎儿宫内发育迟缓现象就越严重；急性胎儿宫内窘迫主要发生在分娩期，其发病原因包括脐带因素(绕颈、打结等)、胎盘早剥、休克、子宫收缩较强且持续时间较长以及低血压等，临床表现有胎心率改变、胎动过频、羊水胎粪污染、胎动消失及酸中毒等[3]。胎儿窘迫严重危害着胎儿健康及生命，主要发生在妊娠后期和临产过程，成为目前剖宫产的适应证之一。同时胎儿宫内缺氧容易造成新生儿出现缺血缺氧性症状，引发脑部疾病，严重情况下会导致脑瘫甚至围生儿死亡[4]。目前胎心监护仍为产程中胎儿监护的主要手段，但敏感度高、特异度低，导致剖宫产率增加，因此有必要寻找一种直接、安全、可靠、无创并有一定敏感度、特异度的检查方法，以达到在减少不必要的临床干预前提下防止新生儿窒息发生的目的[5]。

3.2监测胎儿脐动脉和大脑中动脉阻力指标的意义 在哺乳动物胚胎发育过程中，胎儿通过胎盘与母体联系，胎盘是母体和胎儿进行气体、物质等交换的场所。胎盘内存在2组循环系统，分别为母体-胎盘血循环和胎儿-胎盘血循环，而胎儿脐动脉是从胎儿发出连接胎盘的主要血管，控制着胎儿氧和营养物质的交换，脐动脉的血流动力学发生改变，预示胎儿或者母体的一些病理变化[6]。胎儿大脑中动脉是颈内动脉的直接延续，是大脑半球血液供应最丰富的血管，能够直接反映胎儿脑循环的各种动态变化。当胎儿出现宫内缺氧症状时，母体和胎儿均可出现适应性改变，胎儿大脑对缺氧较为敏感，为保证脑部血液正常，大脑中动脉管径增粗，血流量增加，使大脑中动脉阻力指标下降，该机制称作“脑保护效应”[7-8]。同时外围器官(如脐动脉、肾动脉)血液供给减少，收缩血管则阻力升高，胎儿缺氧状态下血流动力学变化也称作“血液再分配现象”。

近年来，大多数研究仅通过胎儿脐动脉阻力指标来检测胎儿宫内缺氧程度，脐动脉是胎儿-胎盘血循环的桥梁通道血管，其阻力指标虽能预测胎儿健康状况，但同时与母体胎盘有关，所以不能真实、准确地反映胎儿宫内状况，因此预测胎儿宫内缺氧存在一定的局限性[9]。有研究指出，以脐动脉S/D值>3.0为胎儿异常的诊断标准[10]，而且目前大多数医院也沿用这个标准，但是敏感度高、特异度低，会造成不必要的临床干预。也有研究表明，利用S/D值>3.0结合异常型无刺激胎心监护、羊水浑浊度及新生儿窒息情况综合分析能有效提高诊断准确率，另外当脐动脉频谱出现舒张期血流信号消失甚至反向时，预示胎儿已经处于严重缺氧状态，围产儿病死率及出生后低Apgar评分等的发生率均较高[11]。而由于“脑保护效应”的存在，在胎儿缺氧达到一定程度的情况下，不仅脐动脉的血流参数会有改变，大脑中动脉也会发生一系列的改变，确切地说胎儿脑动脉包括胎儿的颈内动脉、大脑前动脉、大脑中动脉、大脑后动脉均会出现阻力降低的情况，但选取大脑中动脉作为本研究代表脑部血管的原因有2点：一是大脑中动脉是脑部血管中血流量最大的血管，二是大脑中动脉的血流最容易显示，且血流方向基本平行于探头，几乎没有角度误差，测量误差小，容易获得良好的多普勒频谱。本研究结果显示，观察组胎儿脐动脉各项阻力指标(PI、RI、S/D)均显著高于对照组，同时大脑中动脉各项阻力指标(PI、RI、S/D)均显著低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。表明在胎儿宫内缺氧情况下，机体为改善缺氧状况进行自我调节，胎儿宫内血流动力学发生改变，体内各器官血流量重新分配，首先为保证重要器官(如大脑)血液供给，大脑中动脉管径增粗使血流阻力减小、血流量增加，同时脐动脉等外围器官血管阻力升高、血流量减少，这样能够缓解胎儿宫内缺氧状况，但是对于大脑中动脉各项阻力指标诊断胎儿缺氧的界定值不定，而且单纯依靠大脑中动脉诊断胎儿缺氧会出现假阳性及假阴性。本研究观察组胎儿脐动脉、大脑中动脉各项阻力指标比值PI脐动脉/大脑中动脉、RI脐动脉/大脑中动脉及S/D脐动脉/大脑中动脉均明显高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。通过脐动脉、大脑中动脉阻力指标比值反映胎儿宫内循环，预测胎儿宫内缺氧更敏感准确，比单纯依靠脐动脉或胎儿大脑中动脉更合理，并且以PI脐动脉/大脑中动脉>1.00、RI脐动脉/大脑中动脉>1.00和S/D脐动脉/大脑中动脉>0.72预测胎儿宫内缺氧可以达到较高的诊断准确率。可以看出Youden指数较高，利用比值判断可以去除单纯依靠脐动脉或大脑中动脉诊断胎儿缺氧的弊端，避免假阳性或假阴性，故胎儿脐动脉联合大脑中动脉阻力指标检测在胎儿缺氧预测中具有重要价值，值得临床上推广应用。并且另有文献指出，利用脑胎盘血流比率预测胎儿宫内缺氧及生长发育受限有极为重要的价值[12]。但是利用比值诊断胎儿缺氧要结合临床综合考虑，因为脐动脉与大脑中动脉的比值增高多见于以下4种情况：①胎盘血流阻力正常，但由于胎儿血氧饱和度降低，导致大脑中动脉表现为阻力降低，见于中度贫血；②胎盘血流阻力和脑部血管阻力均表现异常，见于妊娠高血压疾病；③2个血管的阻力指标均在正常范围内，但脐动脉血流阻力与相同孕龄正常胎儿相比，高于大脑中动脉的血流阻力，此种异常可以出现在宫内生长迟缓及缺氧等病理过程的早期阶段；④胎盘血流阻力增高，但脑部血流灌注正常[13]。

综上所述，联合检测胎儿脐动脉及大脑中动脉各项阻力指标，能够较准确、简便、快速地预测胎儿宫内缺氧、妊娠进展以及可能的不良结局[14]，为纠正母儿异常、临床终止异常妊娠以及正常妊娠顺利进行提供可靠的、准确的诊断依据，具有重要的临床价值[15]。

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(本文编辑：赵丽洁)

The application value of fetal umbilical artery and middle cerebral artery resistance index in predicting fetal hypoxia

CHEN Jiang-hong1, WANG Na1, HUANG Nai-lei1, GAO Yong2*

(1.Department of Ultrasonics, the First Hospital of Hebei Medical University， Shijiazhuang 050031， China；2.Department of ICU, the Chest Hospital of Hebei Province, Shijiazhuang 050041， China)

ObjectiveTo discuss the application value of fetal umbilical artery and middle cerebral artery resistance index in predicting fetal hypoxia.MethodsA total of 120 pregnant women in hospital was selected and divided into control group and observation group, the control group with 62 cases of normal pregnancy, the observation group with 58 cases of fetal hypoxia pregnancy, the use of color Doppler ultrasound detection of fetal umbilical artery, middle cerebral artery, pulsatility index(PI), resistance index(RI) and peak systolic and end diastolic velocity ratio(S/D), and calculate their correspongding ratio， and the two groups of data were statistically analyzed.ResultsThe umbilical artery resistance index in the observation group was significantly higher than that in the control group(P<0.01). The middle cerebral artery resistance index was significantly lower than that in control group(P<0.01). The ratio of PIumbilical artery/middle cerebral artery, RIumbilical artery/middle cerebral arteryand S/Dumbilical artery/middle cerebral arteryof fetal umbilical artery and middle cerebral artery were significantly higher than those in the control group(P<0.01), and had a good diagnosis effect on the sensitivity, specificity and Youden index by PIumbilical artery/middle cerebral artery>1.00, RIumbilical artery/middle cerebral artery>1.00 and S/Dumbilical artery/middle cerebral artery>0.72.ConclusionResistance indexes and their corresponding ratio of fetal umbilical artery and middle cerebral artery in predicting fetal hypoxia has important value, which was capable of predicting fetal hypoxia and other adverse pregnancy phenomenons, and can detect the early abnormalities to reduce neonatal mortality rate, guide the clinical intervention, improve the quality of newborn birth.

fetal umbilical artery; middle cerebral artery; resistance index; fetal hypoxia

2016-09-12；

2016-09-29

河北省医学科学研究重点课题(ZD20130257)

陈江红(1980-)，女，河北唐山人，河北医科大学第一医院主治医师，医学硕士，从事超声医学诊断研究。

*通讯作者。E-mail：Lgaoyong@sina.com

R445.1

A

1007-3205(2016)12-1432-05

10.3969/j.issn.1007-3205.2016.12.017