正常中晚孕胎盘弹性模量评价及影响因素初探

葛成霞，郭建锋

（南京医科大学附属苏州医院，江苏 苏州 215001）

胎盘是母体与胎儿间进行物质交换的器官，在整个妊娠过程中起着至关重要的作用，胎盘功能不全将直接影响胎儿的正常发育，严重可导致胎儿死亡[1]。目前超声是评估胎盘结构及功能的主要方法，传统二维灰阶超声可评价胎盘的形态学信息，彩色多普勒血流成像、频谱多普勒可评价胎盘的血流动力学信息[2]，但胎盘其它诸多信息以及功能评价仍有待探索。剪切波弹性成像（Shear wave elastography，SWE）是一种基于剪切波成像的技术，主要用于测量组织硬度，定量获得组织弹性信息，从而间接或直接反映组织内部生物力学信息。众多研究发现SWE 通过测量肿瘤的弹性可以为肿瘤的良恶性提供重要的鉴别诊断信息[3-5]。本研究应用SWE 技术测量正常孕妇胎盘弹性，探讨该技术评估胎盘弹性值的影像因素，并为评估胎盘功能提供新视角。

1 资料与方法

1.1 研究对象

选取2018 年1—4 月在本院行产前检查的妊娠中晚期孕妇80 例。入选标准：单胎妊娠，胎盘位于前壁或侧壁，母体无高血压、糖尿病，无异常妊娠史，胎儿发育正常，无妊娠并发症，羊水指数正常。结合末次月经及建卡时超声检查时胎儿大小确定孕周，随访至分娩。除外标准：妊娠阶段胎儿或母亲检查有上述异常，出生后5 分钟Apgar 评分低于7 分（出现其中一条排除在外）。

1.2 仪器与方法

仪器采用迈瑞Resona 7 超声诊断仪，4C-1 凸阵探头，探头频率1～6 MHz。热指数TI≤0.1，机械指数MI≤1.4。

测量胎儿脐动脉血流动力学参数收缩末期峰值（S）与舒张末期峰值（D）的比值（S/D）、搏动指数（Pulsatility index，PI）、阻力指数（Resistance index，RI）（图1），测量孕妇两侧子宫动脉血流动力学参数PI、RI（图2）；SWE 测量胎盘中央胎儿面、中央母体面、边缘胎儿面、边缘母体面四个不同区域弹性模量值。

弹性模量值测量方法：受检孕妇仰卧位，充分暴露检查部位，二维灰阶超声分别定位中央及边缘部分的感兴趣区域，将探头轻放并与扫查部位垂直且固定，嘱其平静呼吸，切换至弹性成像模式，选定感兴趣区域（ROI，直径0.8 cm），待图像稳定后冻结（M-STB 指示条为绿色），获得弹性模量值。测量深度（4.68±1.32）（1.72～9.35）cm。每个ROI 重复测量3次，取平均值，每次测量间隔3～5 s。测量应避开胎儿运动、胎盘血窦和钙化处，确保弹性成像的彩色框均匀一致。为保持结果稳定，由同一位医生测量（图3，4）。

1.3 统计学方法

应用SPSS 19.0 软件进行统计学分析，计量资料用均数±标准差表示，胎盘不同部位弹性模量值差异比较采用单因素方差分析，妊娠中期和妊娠晚期计量资料差异采用独立样本T 检验，胎盘弹性模量值与脐动脉、子宫动脉血流动力学参数相关性采用Pearson 检验。P＜0.05 为差异有统计学意义。

图1 孕妇脐动脉血流参数测量图示。图2 孕妇右侧子宫动脉血流参数测量图示。图3 正常胎盘中央区域SWE 测量图示（测值1：胎儿面，测值2：母体面）。图4 正常胎盘边缘区域SWE 测量图示（测值1：胎儿面，测值2：母体面）。Figure 1.Measurement of the umbilical artery hemodynamic parameters in pregnant women.Figure 2.Measurement of the right uterine artery hemodynamic parameters in pregnant women.Figure 3.SWE images of the central region of the normal placenta(value 1:the fetal surface; value 2:the maternal surface).Figure 4.SWE images of the peripheral region of the normal placenta(value 1:the fetal surface，value 2:the maternal surface).

2 结果

2.1 一般情况

共80 例正常孕妇接受SWE 检查并随访至分娩，不符合标准11 例，其中过期妊娠2 例，早产1例，5 分钟Apgar 评分低于7 分2 例，外院分娩6例。最终69 例孕妇纳入研究中，平均年龄（27.94±4.35）（19～36）岁；平均孕周（30.4±5.01）（23.3～39.4）周；平均胎盘弹性模量值（6.04±0.83）（3.18～12.59）kPa。

2.2 胎盘不同部位弹性模量值结果比较

胎盘不同区域弹性模量值差异无统计学意义（P=0.206）：中央胎儿面（5.85±1.68）（3.18～12.59）kPa，中央母体面（6.20±1.29）（3.57～10.63）kPa，边缘胎儿面（5.88±1.30）（3.58～9.06） kPa，边缘母体面（6.24±1.23）（3.37～9.64）kPa。

2.3 妊娠中期和晚期胎盘弹性模量值结果比较

妊娠中期（23 例，（27.83±4.75）岁）和妊娠晚期（46 例，（28.00±4.19）岁）孕妇年龄比较，差异无统计学意义（P=0.877＞0.05）；妊娠中期（5.79±0.67） kPa和妊娠晚期 （6.17±0.88）kPa 孕妇胎盘弹性模量值比较，差异无统计学意义（P=0.074＞0.05）。

2.4 胎盘弹性模量值与脐动脉、子宫动脉血流动力学参数相关性分析

胎盘弹性模量值与脐动脉S/D、PI、RI、右侧子宫动脉RI、PI、左侧子宫动脉RI、PI 均无相关性（P＞0.05）（表1）。

表1 胎盘弹性模量值与脐动脉、子宫动脉血流动力学参数相关性

3 讨论

SWE 是一种新的超声成像技术，通过探头发射剪切波并实时追踪剪切波传导速度，从而生成定量弹性图，并且据此来计算组织杨氏模量[6]。杨氏模量计算公式为E=3ρC2，其中ρ 代表组织密度，C 代表剪切波传播速度，E 代表杨氏模量，组织硬度越大，剪切波传播速度越快，杨氏模量值越大。SWE 技术现已应用于乳腺、甲状腺、前列腺、肝脏、肾脏、淋巴结等器官，并且显示出广阔的应用前景[7]。

胎盘介于胎儿和母体之间，是维持胎儿宫内生长发育的重要器官，具有物质交换、防御、合成以及免疫等功能[8]。胎盘功能不全可引起胎儿代谢、生长发育等改变，与胎儿及新生儿发病率、死亡率密切相关[9]。因此评估胎盘功能对准确评估胎儿健康至关重要。目前传统二维灰阶超声通过形态、厚度、回声、位置、脐带插入点、有无植入，多普勒超声通过测定脐动脉、子宫动脉血流动力学参数间接反映胎儿—胎盘、母体—胎盘的血流情况，三维能量多普勒技术直接评估胎盘血流情况[10]，这些方法在评估胎盘功能不全方面各有所长，但尚无明确判定指标。SWE技术可以定性和定量评估胎盘硬度，间接反映胎盘组织病理学异常[11]，可为胎盘功能评价提供新的信息。

本研究中，我们发现胎盘不同区域弹性值比较差异无统计学意义，与以往Li 等[12]研究结果一致。因此我们认为可以通过测量胎盘一个易测量的均质区域（避开钙化、血窦）弹性值来代表整个胎盘硬度。一方面，由于弹性值检测受深度限制，测量深度不超过10 cm，后壁胎盘往往排除在研究之外，但实际上后壁胎盘通常有部分延伸至侧腹壁，因此我们可以测量延伸至腹壁区域的胎盘弹性值来代表整个胎盘弹性，从而将胎盘位置影响减小；另一方面，未来如果SWE 技术广泛应用于测量胎盘弹性，只需要测量一个区域，遵循了尽可能的低剂量原则（As low as reasonably achievable，ALARA）原则，可以大大减少超声对胎儿可能的辐射，而且会缩短检查时间。

随着孕周增加，胎盘回声、大小、体积等随之变化[13]。本研究发现，妊娠中、晚期胎盘弹性模量值差异无统计学意义，这与Wu 等[14]研究结果一致。国内外大量研究发现妊娠期高血压、先兆子痫、妊娠期糖尿病、胎儿宫内生长受限、胎盘前置等孕妇胎盘硬度比正常孕妇显著增加[15-19]。由此我们推断胎盘硬度明显增加可提示胎盘病理可能发生异常改变，母亲或胎儿都可能发生异常，因此胎盘弹性值可能作为未来完整评估胎盘功能状态的参数之一。本研究中所有孕妇均为正常妊娠，即临床意义上胎盘功能正常，本组测得正常胎盘弹性值为（6.04±0.83）kPa，与袁胜美等[15]测得的正常胎盘弹性值相近；我们认为未来可以通过大样本多中心研究来确定正常胎盘诊断参考值，为SWE 技术在诊断胎盘功能不全应用奠定基础。

脐动脉血流反映胎儿-胎盘血流灌注，子宫动脉血流反映母体-胎盘的血流灌注，胎盘功能异常，脐动脉、子宫动脉血流动力学参数也会相应发生改变。本研究发现正常胎盘弹性模量值与脐动脉、子宫动脉血流动力学参数无相关性，与Li 等[12]研究结果相同。我们推测可能正常孕妇相关血管的血液动力学参数和胎盘硬度二者变化在时间上存在先后关系，具体机制还需要进一步研究。

超声波引起组织的生物效应主要有热效应和机械效应，决定生物效应的因素是热指数和机械指数，美国超声医学研究所推荐产科超声输出热指数TI≤0.7，机械指数MI≤1.9[20]，我们的研究在安全范围内。Quibel 等[21]用SWE 测量大鼠胎盘弹性并评估了组织中的声学能量，所测得的时空平均强度均低于FDA 的推荐值。Sugitani 等[22]体外研究声辐射脉冲对胎盘组织的生物学效应，结果发现胎盘没有发生组织学改变。Issaoui 等[23]认为SWE 与脉冲多普勒超声一样具有一定的热效应，而脉冲多普勒已在产科中常规使用，对胎儿是安全的。本研究目标是胎盘，剪切波在羊水中不传播，对胎儿本身影响应该微乎其微。

本研究不足之处：由于弹性测量受深度限制，后壁胎盘和部分侧壁胎盘排除在研究之外，体质量严重超重的病人由于声能衰减影响检查；胎盘弹性测量的准确性与操作者手法、胎儿运动、呼吸运动、取样等情况相关，需要良好的配合和经验才能获得准确的弹性测值；所有操作均由一人完成，无法评价观察者间可重复性；双胎及多胎妊娠时胎盘可能出现融合，单胎的评价方法可能不适合。

正常胎盘弹性值为（6.04±0.83）kPa，与取样区域、孕周、年龄、血管血液动力学参数等无明显相关关系，SWE 技术可以为评估胎盘功能提供除形态学以外的生物力学信息，有助于更全面的评估胎盘功能。