STIC并TDI评价妊娠期糖尿病胎儿右心室功能价值

杨丽玲　胡媛　姜志荣

[摘要] 目的 探討时间-空间相关成像（STIC）技术联合组织多普勒成像（TDI）技术在妊娠期糖尿病（GDM）胎儿右心功能评价中的应用价值。方法 选取我院90例GDM胎儿为糖尿病组，同期另选90例正常妊娠胎儿为对照组，再根据妊娠时间分为3个亚组。运用STIC技术采集各组胎儿心动周期图像，获取右室舒张末期容积（RVEDV）、右室收缩末期容积（RVESV），计算出右室每搏心排血量（RVSV）、右室射血分数（RVEF）及右室心排血量（RVCO）。应用TDI技术分别测量三尖瓣舒张早期峰值（Ea）、舒张晚期峰值（Aa）和收缩期峰值（Sa），计算Ea/Aa值。对上述各指标结果进行比较分析。结果 对照组与糖尿病组右心室RVEDV、RVESV、RVSV、CO、Ea、Aa及Sa值均随孕周的增加而增大，差异均有统计学意义（F=5.31～9.88，r=0.53～0.74，P<0.05）;而EF和Ea/Aa与孕周无相关性（P>0.05）。与对照组比较，32周龄后糖尿病组的右心室RVEDV、RVESV、RVSV、CO及EF增大，Sa值减小（F=3.85～6.56，P<0.05）;24周龄后糖尿病组的Ea、Aa及Ea/Aa值均减小（F=4.13～5.41，P<0.05）。结论 STIC联合TDI可以全面客观地评价GDM胎儿右心室的收缩和舒张功能。

[关键词] 糖尿病，妊娠;胎儿心脏;心室功能，右;时间-空间相关成像;超声检查，多普勒，彩色

[中图分类号] R445.1;R714.51  [文献标志码] A  [文章编号]  2096-5532（2019）04-0474-04

[ABSTRACT] Objective To investigate the value of spatio-temporal image correlation （STIC） combined with tissue Doppler imaging （TDI） in the evaluation of fetal right fetal function in pregnant women with gestational diabetes mellitus （GDM）.  Me-thods Nighty fetuses with GDM in our hospital were selected as diabetes group， and another 90 normal pregnancy fetuses in the same period were selected as control group. They were divided into three subgroups according to the time of pregnancy. The fetal cardiac cycle images， right ventricular end-diastolic volume （RVEDV）， right ventricular end-systolic volume （RVESV）， right ventricular stroke volume （RVSV）， right ventricular ejection fraction （RVEF）， and right ventricular cardiac output （RVCO） were obtained using STIC technique. The early diastolic peak （Ea）， late diastolic peak （Aa）， and systolic peak （Sa） of tricuspid valve were measured by TDI technique， and the Ea/Aa values were calculated. The results of the above indicators were compared and analyzed.  Results The values of RVEDV， RVESV， RVSV， CO， Ea， Aa， and Sa of the right ventricular in the control group and the diabetes group increased with the increasing gestational weeks （F=5.31-9.88，r=0.53-0.74，P<0.05）， while EF and Ea/Aa had no correlation with gestational weeks （P>0.05）. Compared with the control group， the diabetes group had significantly increased RVEDV， RVESV， RVSV， CO， and EF of the right ventricle and significantly reduced Sa after 32 weeks of gestation （F=3.85-6.56，P<0.05）. Ea， Aa， and Ea/Aa in the diabetes group decreased after 24 weeks of gestation （F=4.13-5.41，P<0.05）. Conclusion STIC combined with TDI can evaluate the systolic and diastolic function of the right ventricle in GDM fetus comprehensively and objectively.

[KEY WORDS] diabetes， gestationa; fetal heart; ventricular function， right; spatio-temporal image correlation; ultrasonography， Doppler， color

近年来，随着生活水平的提高，妊娠期糖尿病（GDM）的发病率越来越高，临床上糖尿病孕妇中80%～90%属于GDM[1]。妊娠期高糖血症可引起胎儿血糖升高，继而影响胎儿心血管系统功能，严重危害母婴健康。胎儿循环的生理解剖特点是右心系统占明显优势，因此，准确、客观地评估胎儿右心功能具有重要临床价值。本研究通过应用时间-空间相关成像（STIC）技术和组织多普勒成像（TDI）技术联合评价GDM胎儿右心室功能的变化，以了解胎儿心脏受损情况，为临床治疗提供更多准确的信息。现将结果报告如下。

1 资料与方法

1.1 对象及分组

2012—2017年，选取在青岛大学附属医院门诊行常规胎儿产检孕妇为研究对象。其中对照组90例，年龄26～41（33.4±2.3）岁，孕周24+1～35+6周龄;孕妇既往无重大疾病史、无畸形胎儿史，家族无遗传病史，胎儿产前筛查无异常。糖尿病组90例，年龄26～42（34.3±3.3）岁，孕周24+1～35+6周龄;孕妇均为GDM病人，胎儿超声心动图显示心脏无结构异常。GDM诊断标准：妊娠前未被诊断为糖尿病的孕妇在妊娠24～28周进行血糖筛查中，以空腹血糖≥5.1 mmol/L、餐后1 h血糖≥10.0 mmol/L、餐后2 h血糖≥8.5 mmol/L为诊断标准，其中任何一次血糖值异常即可诊断为GDM[2]。两组孕妇年龄、孕周比较差异无显著性。再将两组根据妊娠时间为24+1～27+6、28+1～31+6和32+1～35+6周龄分别分为3个亚组，其中对照组分别为A、B、C组，GDM组分别为D、E、F组，每个亚组均为30例。该研究通过医院伦理委员会审核批准，受试者均知情同意并签署知情同意书。

1.2 研究方法

1.2.1 检查仪器 使用GE Voluson E8型彩色多普勒超声诊断仪。容积探头型号为RAB4-8-D，频率4.0～8.0 MHz。心脏探头型号为M4s-8-D，频率1.5～3.5 MHz。

1.2.2 STIC图像采集 孕妇取仰卧位或侧卧位，由具有5年以上产科超声检查经验并取得产前诊断资格医师对胎儿行常规超声检查，核对其孕周及胎儿发育情况。然后，对胎儿行常规超声心动图检查，确定无心脏结构异常或者心律失常后取胎儿标准心尖或者心底四腔心切面，在四维模式下按STIC键，优化心脏切面，将图像调整至显示屏的1/2～2/3。设置采集条件：扫描角度设为30°～50°，扫描时间设为7～15 s。在胎儿无胎动时，全程要求孕妇屏气配合，避免出现运动伪像。系统自动完成扫描，然后按P2键，保存数据。

1.2.3 TDI图像采集及测量 在组织多普勒模式下，于胎儿心尖或者心底四腔心切面，在三尖瓣环处（三尖瓣前叶根部）进行频谱测量，尽量使多普勒取样容积线与三尖瓣环运动方向夹角<20°，分别测量三尖瓣舒张早期峰值（Ea）、三尖瓣舒张晚期峰值（Aa）和三尖瓣收缩期峰值（Sa），并计算Ea/Aa值。

1.2.4 脱机分析 采用虚拟器官计算机辅助容积测量技术（VOCAL）功能读取STIC图像，在A平面下，调整正交点的位置确定房室瓣的启闭，以此确定心动周期时相，即左室收缩末期定义为二尖瓣开放前，舒张末期定义为二尖瓣关闭后[3]。启动“Vo-lume Analysis”模式，按下“Start”按钮后手动描绘右心室内膜，每变换30°描绘一次，共描记6次，系统自动完成扫描。然后软件自动重建一个新的心室容积模型，按P2鍵保存动态数据，系统自动计算生成右室舒张末期容积（RVEDV）和右室收缩末期容积（RVESV），并计算右室每搏心排血量（RVSV）、右室射血分数（RVEF）及右室心排血量（RVCO）。

1.3 统计学处理

应用SPSS 17.0统计软件进行处理，计量资料数据用±s表示。对照组与糖尿病组不同孕周各参数均数间的比较采用析因设计的方差分析，组间均数的多重比较采用SNK法;对照组与糖尿病组不同孕周各参数间的相关性采用Pearson相关分析。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结  果

析因设计的方差分析结果显示，组别与孕周无交互作用（F组别×孕周=0.18～1.27，P>0.05）。对照组与糖尿病组右心室RVEDV、RVESV、RVSV、CO、Ea、Aa、Sa值均随孕周的增加而增大，而且RVEDV、RVESV、RVSV、CO、Ea、Aa、Sa与孕周呈正相关，差异均有显著意义（F=5.31～9.88，r=0.53～0.74，P<0.05）;EF、Ea/Aa与孕周无相关性（P>0.05）。与对照组相比，糖尿病组32周龄以后右室RVEDV、RVESV、RVSV、CO、EF增大，而Sa值减小（F=3.85～6.56，P<0.05），糖尿病组24周龄以后Ea、Aa、Ea/Aa值均减小（F=4.13～5.41，P<0.05）。见表1。

3 讨  论

胎儿生理学及解剖学研究表明，胎儿期右心排血量高于左室，右室负荷高于左室[4]。因此，在母体病理情况下，右室功能更易受损。妊娠期母亲血糖升高，可通过具有高渗透性的胎盘引起胎儿高糖血症，而持续的高糖血症会导致胎儿心肌细胞增生、肥大及变性。另外，高糖血症使胎儿更易低氧，导致机体内环境失调，心肌细胞能量代谢发生障碍，久之心肌发生重构，导致胎儿心室收缩和舒张功能受损，甚

STIC技术是一种新的三维成像技术，可以用于检查胎儿心功能及心脏结构的异常。其中评价心功能主要应用VOCAL、超声自动容积测量（SonoAVC）技术、时空关联成像-M（STIC-M）技术以及反转模式等。STIC通过四维探头自动扫查敏感区域，分别在胎儿心脏收缩期及舒张期获得大量敏感数据，然后系统将时间信息及空间信息自动融合生成三维数据，进行脱机分析。文献报道，应用STIC技术中的反转模式重建胎儿心室的容积图，计算出心室每搏排血量和射血分数作为评估胎儿心脏收缩功能的指标，结果表明STIC具有良好的重复性和一致性[6]。李剑等[7]应用SonoAVC技术对正常胎儿右心室收缩功能进行评价，结果表明所显示数据的准确性良好，因此可将其作为评估胎儿右心室收缩功能的一种新方法。本研究应用STIC技术中的VOCAL功能，系统可以选择多个心动周期，然后在收缩末期和舒张末期手动勾画心内膜6次，系统自动生成心室容积，从而评估胎儿心脏收缩功能。

TDI技术是通过测量心肌的运动速度来评估心脏功能，其中舒张期峰值Ea和Aa可用于评估心脏舒张功能，收缩期峰值Sa用于评估心脏收缩功能。目前，在临床上TDI已被应用于对胎儿心脏收缩及舒张功能的评价[8-9]。与传统评价方式相比，TDI受心率、血压以及心脏几何形态等因素的影响较小，因此在评价胎儿心脏功能中具有很大的应用价值。但TDI也存在一定的局限性，有研究表明其受角度影响较大[10]，这需要在临床操作过程中加以注意。

本研究结果显示，对照组与糖尿病组胎儿的右室RVEDV、RVESV、RVSV、CO、Ea、Aa及Sa值均随孕周的增加而增大，说明随着孕周增加，胎儿心肌细胞数量持续增加，心脏体积开始增大，随之心脏容积量及射血量也增大。随着心脏体积的增大，心脏的轴向运动开始增加[11]，提示心肌的运动速度也开始增加。EF及Ea/Aa值不随孕周的增加而增大，说明胎儿时期心脏收缩及舒张功能相对稳定。在本研究中，与对照组相比，糖尿病组胎儿32周龄之前的右室RVEDV、RVESV、RVSV、EF、CO及Sa值均无显著差异，说明GDM胎儿血糖刚增高时，尚未对胎儿心脏收缩功能造成损害。姜新魁等[12]用二维斑点追踪技术研究显示，24～32周龄GDM胎儿右心收缩功能未见明显改变。本文结果与其相一致，原因可能与胎儿机体的自我调节有关。糖尿病组胎儿32周龄以后右室RVEDV、RVESV、RVSV、EF、CO均增大，可能是由于母体持续高糖血症，使胎儿机体低氧，导致酸中毒和胎儿心肌细胞能量代谢障碍，引起胎儿部分敏感心肌细胞受损，功能减低。此时心肌增生发挥代偿性功能，使心肌整体收缩功能增高。而组织多普勒研究结果显示Sa值降低可能是由于孕妇长期高糖血症，致使胎儿右心室主要动力心肌如右心室游离壁以及室间隔壁心肌更易受损[13]，从而导致右心室部分主要心肌的运动速度减慢。

另外本研究结果还显示，糖尿病组胎儿24周龄以后的Ea、Aa、Ea/Aa值均减小，说明在孕中期时，GDM胎儿心脏的舒张功能已经开始受损，这可能与孕妇高糖血症导致心肌细胞增生，进而心室壁增厚、心肌顺应性下降影响心室舒张功能有关。因此，GDM胎儿心脏的舒张功能比收缩功能更早、更易受损，这与以往研究结果也是一致的[14]。

总之，STIC技术中的VOCAL功能可以评价右室容积变化及右室整体收缩功能，TDI技术可以评价胎儿右室收缩及舒张功能。GDM胎儿心脏通常收缩功能和舒张功能都受损，如果只用一种方法评估心功能就会显得过于简单和片面，而两种方法相互结合、互相补充能对GDM胎儿的心脏功能进行综合、全面的评估，可以为临床提供更准确的信息。另外，由于本研究样本量较少，降低了统计学的检验效能，需今后扩大样本量做进一步研究。

[参考文献]

[1] 杨慧霞. 妊娠期糖尿病的筛查与诊断[J]. 中华围产医学杂志， 2005，8（5）：316-317.

[2] 中华医学会妇产科学分会产科学组，中华医学会围产医学分会妊娠合并糖尿病协作组. 妊娠合并糖尿病临床诊断与治疗推荐指南（草案）[J]. 中华妇产科杂志， 2007，42（6）：426-428.

[3] UITTENBOGAARD L B， HAAK M C， SPREEUWENBERG M D， et al. Fetal cardiac function assessed with four-dimensional ultrasound imaging using spatiotemporal image correlation[J]. Ultrasound in Obstetrics & Gynecology， 2009，33（3）：272-281.

[4] 李晓瑜，郑俊平，蒋演，等. 多功能超声检测胎儿右室双出口及法洛四联症右心室功能[J]. 第三军医大学学报， 2013，35（21）：2375-2379.

[5] RUSSELL N E， HOLLOWAY P， QUINN S， et al. Cardiomyopathy and cardiomegaly in stillborn infants of diabetic mothers[J]. Pediatric and Developmental Pathology， 2008，11（1）：10-14.

[6] MESSING B， COHEN S M， VALSKY D V， et al. Fetal cardiac ventricle volumetry in the second half of gestation assessed by 4D ultrasound using STIC combined with inversion mode[J]. Ultrasound in Obstetrics & Gynecology， 2007，30（2）：142-151.

[7] 李剑，吴瑛，牟赛辉，等. 时空关联成像联合超声自动容积测量技术评价正常胎儿右心室功能[J]. 中国医学影像技术， 2014，30（10）：1544-1547.

[8] JAMJUREERUK V. Evaluation of ventricular myocardial velocities and heart motion of the fetal heart by tissue Doppler image[J]. Journal of the Medical Association of Thailand， 2001，84（8）：1158-1163.

[9] 章鸣，周启昌，彭清海，等. 组织多普勒成像对正常胎儿房室环运动的研究[J]. 中国医学影像技术， 2003，19（10）：1300-1302.

[10] 夏永升，孙志丹. 组织多普勒与脉冲多普勒超声评估妊娠期高血压状态下胎儿右心室功能[J]. 中国医学影像技术， 2010，26（7）：1321-1324.

[11] 刘美新，万伟，左建新，等. 速度向量技术评价孕母甲状腺功能减退胎儿右心功能[J]. 青岛大学医学院学报， 2015，51（2）：175-176.

[12] 姜新魁，王炜琦，李江涛，等. 二维斑点追踪成像定量评价妊娠期糖尿病胎儿右心室功能变化的研究[J]. 中华临床医师杂志（电子版）， 2015，9（8）：1298-1301.

[13] 张琳，张军，苏海砾，等. 二维斑点追踪技术评价2型糖尿病患者右心室功能[J]. 中国医学影像技术， 2011，27（11）：2218-2221.

[14] RUSSELL N E， FOLEY M， KINSLEY B T， et al. Effect of pregestational diabetes mellitus on fetal cardiac function and structure[J]. American Journal of Obstetrics and Gynecology， 2008， 199（3）：312.e1-e7.

（本文编辑 于國艺）