fetal HQ软件定量评价不同原因所致胎儿中重度三尖瓣反流时双心室收缩功能

周小雪，韩艳丽,2，张烨，何怡华*

1.首都医科大学附属北京安贞医院超声心动科，胎儿心脏病母胎医学研究北京市重点实验室，心血管疾病精准医学北京实验室，北京 100029；2.北京市海淀医院超声科，北京 100080； *通讯作者 何怡华 heyihuaecho@hotmail.com

三尖瓣反流在胎儿心脏超声检查中较常见[1]，轻度三尖瓣反流常孤立存在，无临床意义，而中重度反流多合并心内外结构或功能异常[2]。不同原因所致三尖瓣反流对胎儿心脏功能可能造成不同的影响，但目前鲜有报道。胎儿心脏定量分析（fetal heart quantification，fetal HQ）利用斑点追踪成像实时追踪心内膜运动，自动计算左心室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）、左、右心室面积变化率（left/right ventricular fraction area change，LV/RVFAC）和左、右心室整体应变（left/right ventricular global strain，LV/RV-GS），可以对胎儿心脏收缩功能进行定量分析和评价[3]。本研究应用fetal HQ软件检测胎儿右心室容量过重和压力负荷过重导致三尖瓣中重度反流时的左、右心室收缩功能，探讨右心室容量过重和压力负荷过重时对胎儿左、右心室收缩功能的影响，以便更好地监测和评价孕期胎儿情况。

1 资料与方法

1.1 研究对象 选取2013年8月—2019年11月北京安贞医院胎儿心脏病母胎医学研究北京市重点实验室数据库中诊断为三尖瓣中重度反流胎儿53例和正常胎儿49名分别作为病例组和对照组，孕妇年龄20～40岁，平均（30±4）岁，三尖瓣反流胎儿中剔除4例由于孕妇腹壁厚、前壁胎盘及胎儿肋骨遮挡导致图像不清晰病例，最终纳入49例胎儿作为病例组，其中右心室容量过重组18例，包括卵圆孔血流受限或早闭17例，永存左上腔静脉1例，孕周26～37周，平均（33±3）周；右心室压力负荷过重组31例，包括单纯肺动脉狭窄26例，动脉导管提前收缩或闭合5例，孕周23～36周，平均（29±5）周。纳入标准：①导致三尖瓣反流的原因为单一原因；②单胎妊娠；③心内膜显示清晰；④孕妇身体健康。另选取与右心室容量过重组孕周相符的18例胎儿作为对照组1，孕周29～37周，平均（32±3）周，选取与右心室压力负荷过重组孕周相符的31例胎儿作为对照组2，孕周24～38周，平均（28.5±2.6）周，对照组纳入标准：①胎儿心内外结构正常且未合并三尖瓣反流；②单胎妊娠；③心内膜显示清晰；④孕妇身体健康。

1.2 仪器与方法

1.2.1 仪器 应用配有fetal HQ软件的GE Voluson E10型彩色多普勒超声仪，探头型号为C6-1 及C9-2，频率分别为1～6 MHz、2～9 MHz。

1.2.2 方法 选择符合纳入条件的病例资料，并以DICOM 格式文件导入GE Voluson E10型超声诊断仪，选择标准四腔心动态图像，于等容收缩末期和等容舒张末期分别测量左、右心房和左、右心室横径。进入fetal HQ 系统，以M型超声结合二维动态图像确定舒张末期及收缩末期时间节点，将描记点置于二尖瓣、三尖瓣与心室内膜交界处及左心室、右心室心内膜心尖处，自动描记左心室及右心室心内膜边界，连续自动追踪心内膜斑点追踪轨迹，自动计算LVFAC、RV-FAC、LV-GS、RV-GS 和LVEF，选择同一四腔心动态图像依照上述步骤重复一遍，以2次测量的平均值记为最终数值。

重复性检验：由2位主治医师以上职称者由纳入分析的四腔心动态图像中抽取20例按上述步骤检测，进行检查者间重复性检验；另从纳入分析的四腔心动态图像中选取20例，由同一检测者间隔2 周重复2次检测，进行检查者内重复性检验。

1.3 统计学方法 用SPSS 23.0 软件，计量资料用M（P1，P3）表示，组间比较使用Mann-WhitneyU检验；不同检查者间和检查者内的一致性采用Bland-Altman 法。P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料 右心室容量过重组含卵圆孔血流受限或早闭17例，永存左上腔静脉1例；右心室压力负荷过重组含单纯肺动脉狭窄26例，动脉导管提前收缩或闭合5例。26例单纯肺动脉狭窄中，18例为重度狭窄，其中8例右心室减小，13例右心室壁增厚，8例右心房增大。

2.2 常规超声参数比较 与对照组1 比较，右心室容量过重组中右心房横径和右心室横径大于对照组1，差异有统计学意义（P均<0.05）；两组左心房横径和左心室横径比较，差异无统计学意义（P>0.05）；与对照组2 比较，右心室压力负荷过重组中仅右心房横径大于对照组2（P=0.024）；两组右心室、左心房和左心室横径比较，差异均无统计学意义（P>0.05）（表1，图1、2）。

2.3 fetal HQ 参数比较 与对照组1 比较，右心室容量过重组LV-GS、LV-FAC及LVEF 较低（P均<0.05）；两组RV-GS 和RV-FAC 比较，差异无统计学意义（P>0.05）；与对照组2 比较，右心室压力负荷过重组RV-GS 及RV-FAC 较低（P均<0.001），两组LVGS、LV-FAC及LVEF 比较，差异无统计学意义（P>0.05）（表1，图3）。

表1 各组胎儿常规心脏超声及fetal HQ 参数比较[M（P1，P3）]

图1 女，29岁，32+3 周。胎儿超声心动图示卵圆孔明显受限，右心明显增大，三尖瓣反流（中度），二尖瓣反流（轻度）。A 为胎儿四腔心二维超声图像，B 为胎儿四腔心彩色多普勒血流图像；LV 为左心室，RV 为右心室，LA 为左心房，RA为右心房；星号示三尖瓣反流

图2 女，36岁，30+6 周。胎儿超声心动图示肺动脉瓣狭窄（重度），三尖瓣反流（重度），右心增大（右心房为著），动脉导管逆灌。A 为胎儿四腔心二维超声图像，B 为胎儿四腔心彩色多普勒血流图像；LV 为左心室，RV 为右心室，LA 为左心房，RA 为右心房；星号示三尖瓣反流

图3 fetal HQ 分析。A 为正常胎儿，B 为右心室容量过重胎儿，C 为右心室压力负荷过重胎儿

2.4 重复性检验结果 随机抽取的所有动态图像经2名不同检查者检测，检查者间的变异系数为7.8%～13.0%；随机抽取的所有数据经同一检查者间隔2 周后重复检测，检查者内的变异系数为6.3%～12.5%。

3 讨论

fetal HQ 是一种可对胎儿心脏功能进行定量评价的软件，其受角度依赖及母体、胎儿运动影响较小，二维斑点追踪成像在胎儿心脏功能和形变中有广泛的应用前景。fetal HQ 通过对心内膜进行实时追踪，自动测量并计算LVEF、LV-FAC、RV-FAC、LV-GS 和RVGS 定量评价心肌收缩功能。LVEF 是临床广泛应用的诊断、治疗和预后评估心功能的参数[3]，LV-GS 可以评价LVEF 保留的心力衰竭患者心脏收缩功能[4-5]。由于右心室形态如新月形，不能使用Simpson 方法计算右心室射血分数，而FAC 是评价胎儿右心室整体收缩功能的一个可行、可重复的参数[6]，可用于评估右心室收缩功能。

胎儿期三尖瓣反流常见，文献报道孕14 周后三尖瓣反流检出率可达85%[1]。轻度三尖瓣反流多孤立出现，不会对胎儿健康造成影响，称为生理性反流；而中重度三尖瓣反流常为继发性改变，其中右心室容量过重和压力负荷过重是引起三尖瓣反流的主要原因。

卵圆孔是胎儿特殊的生理通道之一，来自下腔静脉的高含氧血由于下腔静脉瓣引导作用，大部分经卵圆孔进入左心，经升主动脉供应头、颈、上肢和冠状动脉等重要器官结构，当卵圆孔血流受限或早闭时，流经卵圆孔进入左心的血液减少[7]；冠状静脉窦和下腔静脉口均位于右心房后下部，当永存左上腔静脉存在时，左上腔静脉血液经冠状静脉窦回流，可影响下腔静脉瓣引流下血液分流至卵圆孔和左心系统[8]。上述原因可导致右心室容量过重。当右心室容量过重时，右心房和右心室扩张[6]，可导致三尖瓣反流。本研究中，右心室容量过重组的右心房与右心室横径均明显高于对照组，与以往研究结果一致[6]；Walker 等[9]对继发性房间隔缺损封堵术前及术后患者的左心室收缩功能进行研究，当右心室容量过重时，室间隔可变平，甚至向左心室侧隆起，导致左心室充盈受损，舒张末期左心室短轴呈“D”形，而收缩末期仍为“O”形，这种非圆短轴的机械构型变化以及左心室前负荷减少是导致LV-GS、LVEF 和LV-FAC 下降的主要机制，本研究中右心室容量过重组的右心室较左心室明显增大，可能对室间隔造成一定的影响，导致本组LV-GS、LVEF 及LV-FAC 较对照组明显减低；当前负荷在一定范围内增加时，室壁张力增加，导致心肌细胞拉长，可适当增加心肌收缩力，维持右心室收缩功能[10]；刘冰冰等[11]对房间隔缺损儿童的右心室心肌纵向应变进行分析，发现房间隔缺损儿童右心室纵向应变高于对照组，而本研究显示RV-FAC 和RV-GS略低于对照组，其原因为文献纳入病例为不合并肺动脉高压的房间隔缺损儿童或成人，而本研究纳入病例为胎儿，胎儿期为肺不张状态，由于肺动脉压可影响右心室的收缩功能[12]，故研究结果存在差异。

单纯肺动脉瓣狭窄和动脉导管提前收缩或早闭等可以增加右心室后负荷，导致右心房或右心室基底部扩张，出现三尖瓣反流。本组病例与对照组相比，仅右心房横径明显增加，右心室大小无显著差异，其原因为单纯肺动脉狭窄胎儿的主要超声心动图特征之一为右心房增大，而右心室大小则随着右心室前向梗阻程度的不同而不同，当右心室为重度前向梗阻时，出现右心室减小、右心室壁增厚等表现[13]，而本研究中，重度肺动脉狭窄18例，其中8例表现为右心室减小，13例出现右心室壁增厚，这可能是本组与对照组相比右心室横径无明显差异的原因。张笑一等[14]和Cohen 等[15]分别对法洛四联症和室间隔完整型肺动脉闭锁胎儿右心室功能进行研究，发现右心室流出道梗阻导致右心室压力负荷过重时，右心室收缩功能减低，本研究中右心室压力负荷过重组RV-LS 和FAC均减低，与上述研究结果一致，其原因可能为右心室压力负荷过重时，心肌细胞处于缺血缺氧状态，心肌弹性下降、心肌细胞僵硬度增加，从而引起右心室心肌形变能力减低。当成人右心室压力负荷过重时，室间隔可变平坦甚至收缩期向左心室面移动，通过影响左心室充盈，降低左心室收缩功能，且Cohen 等[16]对室间隔完整型肺动脉闭锁胎儿中左心室的研究结果显示LV-GS 较对照组明显减低，但本组病例对左心室的心功能研究显示LV-GS、LV-FAC 和LVEF 较正常组均未见明显改变，分析其原因可能为：①与成人或儿童不同，胎儿期左心室血液主要由下腔静脉经卵圆孔而来，当右心室前向梗阻时，流经卵圆孔进入左心房和左心室的血液增多，左心室充盈未受影响，对室间隔的影响较小；②室间隔完整型肺动脉闭锁胎儿中，部分存在右心室依赖冠状动脉循环，导致冠状动脉血液氧含量降低，使LV-GS 减低，而本研究中无上述病例，冠状动脉血氧含量正常，故本研究中LVGS、LV-FAC 和LVEF 较对照组未见明显变化。

本研究为回顾性研究且样本量较少，部分图像帧频未能达到fetal HQ软件标准（80 帧/s），这可能对结果造成一定的误差；同时无对比出生后左、右心室心功能的变化，不能确定胎儿期左、右心室收缩功能的变化是否对新生儿心功能造成影响，后续将继续收集病例并进行前瞻性研究。

总之，不同原因导致胎儿三尖瓣中重度反流时，对心功能的影响可能不同。通过对胎儿心脏功能的分析，胎儿超声心动图学家能检查一些可能改变胎儿心血管功能的母胎状况，并提供对病理生理学的新见解。