超声心动图评价新生儿动脉导管自然闭合的临床价值

詹自玉　郭薇

【摘要】 目的：利用超聲心动图评价动脉导管内径对新生儿心脏血流动力学的影响，并分析其预测早期动脉导管自然闭合的价值。方法：选取2017年10月-2019年10月本院72例出生24 h内超声心动图检查提示存在动脉导管未闭（PDA）的新生儿，利用超声心动图于肺动脉长轴切面测量PDA内径（DAD）/体表面积（BSA）、左心房收缩末期内径（LA）/主动脉根部内径（AO）、左心室舒张末期内径（LV）/AO、导管处分流速度及压差、肺动脉收缩压（PASP），对新生儿进行随访，在无药物及手术干预前提下，1周内动脉导管未闭者纳入PDA组，1周内动脉导管成功闭合者纳入自然闭合组。比较两组的各超声血流动力学参数差异，分析动脉导管内径与PASP、LA/AO，LV/AO、导管处分流速度及压差的相关性，并用ROC曲线分析超声心动图参数预测新生儿PDA自然闭合的价值。结果：PDA组的DAD/BSA、PASP、LA/AO、LV/AO均高于自然闭合组，差异均有统计学意义（P<0.05），动脉导管处分流速度及压差均低于自然闭合组，差异均有统计学意义（P<0.05）。ROC曲线分析显示，DAD/BSA、PASP、LA/AO、LV/AO、导管处分流速度及压差预测PDA早期能否自然闭合的最佳临界值分别为19.45 mm/m2、

42 mmHg、1.56 、2.15、2.34 m/s、21.5 mmHg。相关性分析显示，动脉导管内径与PASP、LA/AO、LV/AO均呈正相关（r=0.66、0.77、0.36，P<0.05），DAD/BSA与导管处分流速度及压差呈负相关（r=-0.42、

-0.46，P<0.05）。结论：动脉导管内径影响新生儿心脏血流动力学参数变化，并能够预测其早期动脉导管自然闭合的情况，有助于临床医生选择适宜的治疗时机。

【关键词】 超声心动图 新生儿 动脉导管未闭 闭合

The Clinical Value of Echocardiography in Evaluating the Spontaneous Closure of the Patent Ductus Arteriosus in Premature Infants/ZHAN Ziyu， GUO Wei. //Medical Innovation of China， 2021， 18（23）： -151

[Abstract] Objective： To evaluate the effect of ductus arteriosus diameter on neonatal cardiac hemodynamics and analyze its value in predicting early natural closure of ductus arteriosus. Method： A total of 72 infants with patent ductus arteriosus were enrolled in our hospital from October 2017 to October 2019. All the infants were accepted 2D echocardiography and color doppler echocardiography measurements including DAD/BSA， LA/AO， LV/AO， blood flow velocity and pressure at cathete， pulmonary artery pressure. They were divided into PDA group and spontaneous closure group according to whether spontaneous closure of the patent ductus or not within one week in the absence of drug and surgical intervention. Compared the difference of various hemodynamic parameters between the two groups， correlations between the diameter of the artery and the systolic pressure of pulmonary artery （PASP）， LA/AO， LV/AO and blood flow velocity and pressure at catheter were analyzed， the value of parameters to predict the spontaneous closure of PDA in preterm infants was analyzed by ROC curve. Result： DAD/BSA， PASP， LA/AO， LV/AO in PDA group were higher than those in natural closure group， the differences were statistically significant （P<0.05）; the shunt velocity and pressure difference at the ductus arteriosum were lower than those in the natural closure group， the differences were statistically significant （P<0.05）. ROC curve analysis showed that， the optimal critical values of DAD/BSA， PASP， LA/AO， LV/AO， shunt velocity at the catheter and pressure difference for predicting the early natural closure of PDA were 19.45 mm/m2， 42 mmHg， 1.56， 2.15， 2.34 m/s and 21.5 mmHg， respectively. The correlation analysis showed that the internal diameter of the ductus arteriosus was positively correlated with PASP 、 LA/AO and LV/AO （r=0.66， 0.77， 0.36， P<0.05）. There were negative correlations between blood flow velocity and pressure at cathete and DSA/BSA （r=-0.42， -0.46， P<0.05）. Conclusion： The inner diameter of the ductus arteriosus affects the changes of cardiac hemodynamic parameters and can predict the early natural closure of the ductus arteriosus， which is helpful for clinicians to choose the appropriate time for treatment.

[Key words] Echocardiography Premature infants Patent ductus arteriosus Closure

First-author’s address： The First Affiliated Hospital of Fujian Medical University， Fuzhou 350005， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2021.23.036

動脉导管（ductus arteriosus，DA）是胎儿心脏发育过程中连接肺动脉与主动脉间的正常血流通道，正常新生儿在出生后不久即发生动脉导管自发的功能性闭合[1]。但是，新生儿尤其是早产儿因为诸多因素如孕龄等，造成动脉导管平滑肌发育不良，不能完全地阻断动脉导管处的营养血管[2-3]，从而影响闭合，使动脉导管未闭（patent ductus arteriosus，PDA）的发生率明显增高。由于新生儿动脉导管存在出生后自发闭合的可能，过早进行临床药物或者手术干预可能会对肝肾等功能产生药物性损害以及手术并发症[4];但延迟干预又可能导致新生儿心脏长期暴露于高负荷环境中，增加新生儿心脏功能障碍的概率。截至目前，学术界普遍认为新生儿的PDA干预时机仍是一项难题，本研究旨在应用超声心动图研究动脉导管内径对新生儿血流动力学的影响，并分析其在动脉导管自然闭合中的预测价值。现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2017年10月-2019年10月本院收治的NICU 24 h内首次超声心动图检查均存在动脉导管未闭的新生儿72例，随访1周后根据动脉导管是否自然闭合分为自然闭合组和PDA组。纳入标准：通过超声心动图证实为动脉导管未闭的新生儿。排除标准：动脉导管解剖学为“窗型、哑铃型”等无法自然闭合者;1周内新生儿死亡者;合并有除外卵圆孔未闭、三尖瓣生理性反流等的其他先天性心脏病者;新生儿合并有ARDS、窒息等肺部并发症及其他严重疾病;7d内接受药物或手术干预者。该研究与所有受检者的家属和主管医生做好交流后均知情同意，本研究经福建医科大学附属第一医院伦理委员会审核批准。

1.2 仪器与方法 采用GE Vivid E9彩色多普勒超声仪器以及新生儿12s探头，受检患儿在安静状态下取平卧位或左侧卧位，同步连接心电图，由同一名年资较高的超声医生在同一彩色多普勒超声仪器上进行检查;左室长轴切面超声心动图测量左心房收缩末期内径（LA）、左心室舒张末期内径（LV）、主动脉根部内径（AO），计算LA/AO，LV/AO;肺动脉长轴切面测量PDA内径（DAD）、导管处左向右分流速度及压差，记录患儿体表面积（body surface area，BSA），BSA（m2）=0.006 1×身高（cm）+0.012 8×体重（kg）-0.152 9，计算DAD/BSA;采用连续多普勒法（CW）在新生儿心尖四腔心切面或右室流入道切面测量三尖瓣反流峰值流速（VTR）及压差，在无肺动脉瓣或者右室流出道狭窄情况下，根据PASP=右房压（RAP）+三尖瓣反流压差，计算肺动脉收缩压（PASP）。各超声参数均测量3个心动周期取平均值。动脉导管闭合标准：肺动脉与主动脉与之间未探及彩色多普勒分流信号。

1.3 统计学处理 采用SPSS 20.0软件进行数据分析，计量资料经正态性检验后用（x±s）表示，组间比较用两独立样本t检验;相关性分析采用Pearson检验;ROC曲线分析各超声参数对早期动脉导管自然闭合的预测价值。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组一般资料比较 自然闭合组40例，女17例，男23例;出生体重（2 457.92±509.76）g，平均孕龄（233.17±14.33）d。PDA组32例，女13例，男19例，出生体重（2 352.00±301.83）g，平均孕龄（227.53±20.73）d。两组的性别、孕龄及出生体重比较，差异均无统计学意义（P>0.05），具有可比性。

2.2 两组DAD/BSA、PASP、LA/AO、LV/AO和动脉

导管处压差及分流速度相比 PDA组的DAD/BSA、PASP、LA/AO、LV/AO均高于自然闭合组，动脉导管处压差及分流速度均低于自然闭合组，差异均有统计学意义（P<0.05），见表1。

2.3 各超声血流动力学参数对预测早期动脉导管自然闭合的价值 ROC曲线分析显示，DAD/BSA、PASP均具有较高的敏感度及特异度，见图1、2和表2。

2.4 DAD/BSA与其他指标的相关性分析 DAD/BSA与导管处的分流速度及压差呈负相关（r=-0.42、-0.46，P<0.05）。DAD/BSA与LA/AO呈正相关性（r=0.77，P<0.05），见图3;DAD/BSA与PASP呈正相关（r=0.66，P<0.05），见图4;DAD/BSA与LV/AO呈正相关（r=0.36，P<0.05）。

3 讨论

动脉导管未闭（patent ductus arteriosus，PDA）是新生儿时期常见的先天性心脏病之一，其早期能否自然闭合存在较大的个体差异，究其原因包括孕龄以及解剖学上的差异等，动脉导管的管径大小与导管处管壁强度是其能否发生自然闭合的重要影响因素[4]，新生儿由于其心脏代偿能力差，当动脉导管处左向右分流量超过体循环血流量的一半时，便会发生肺循环充血，体循环量减少，脏器血流需重新分布[5]，易引发出生后肺水肿、坏死性肠炎等诸多并发症[6-8]。国外学者研究表明，药物在PDA新生儿出生后7 d内干预效果更佳[9]，故掌握PDA引起心脏的血流动力学改变及其病理生理学机制，预测其自然闭合情况，为临床干预时机的选择提供指导显得至关重要。

虽然国内外学者对新生儿PDA的研究主要基于临床血液学指标如血小板计数、NT-proBNP等，且发现其与超声指标如LA/AO等具有良好的相关性[10]。但超声心动图已被证实在PDA的诊断上优于临床检查[11-12]，动脉导管的内径是影响PDA闭合的重要因素，本研究发现PDA组较自然闭合组DAD/BSA明显增大（P<0.05），而导管处分流压差及速度均低于自然闭合组（P<0.05），同时相关性分析显示，DAD/BSA与动脉导管处的分流速度及压差也存在一定程度的负相关（r=-0.42、-0.46，P<0.05）;原因可能是PDA组动脉导管平滑肌的发育程度较自然闭合组差，平滑肌收缩力弱，且因为内径越大，该处导管分流量越大，故导致其闭合率减低[13]，当动脉导管的内径越大，由于流体力学原理的关系，动脉导管处分流速度越低，根据简化的伯努利方程（△P=4V2），动脉导管两端的压力阶差越小，本研究ROC曲线分析得出DAD/BSA以19.45为最佳截断值，其预测新生儿PDA早期自然闭合的敏感度为95.45%，特异度为87.50%。

国外研究表明LA/AO是衡量PDA新生儿心脏导管分流量和血流动力学改变重要参数[14-15]。本研究发现PDA组中LA/AO、LV/AO均明显大于自然闭合组（P<0.01），且DAD/BSA与LA/AO呈正相关（r=0.77，P<0.05），与LV/AO也呈正相关（r=0.36，P<0.05），但是其相关程度低于LA/AO，可能原因是PDA的新生儿早期在整个心动周期中主动脉的平均压力高于肺动脉，使动脉导管处血流持续发生左向右分流，且导管内径越大，肺循环血量增多、左心回流增多，左房、左室容量负荷加重，导致左心扩大[16-17]。同时本研究显示LA/AO以1.56作为最佳截断值来预测动脉导管的自然闭合，其敏感度为90.91%，特异度为80.00%，高于LV/AO以2.15作为最佳截断值的敏感度与特异度，同时也均高于以往其他学者研究以LV/AO以2.1作为最佳临界值的预测价值[18]。

胎儿期，循环系统肺动脉压力高于主动脉压力，动脉导管呈右向左分流模式，新生儿期由于肺血管扩张，肺阻力逐渐下降，动脉导管转变为左向右分流模式;本研究发现PDA组较自然闭合组具有更高的肺动脉收缩压（P<0.05），可能是由于动脉导管左向右的分流模式引起肺动脉血流增多，导致动力性肺动脉高压，而且通过动脉导管将主动脉压力直接传导至肺动脉也与肺动脉高压的形成密切相关[19-21];若PDA持续存在，肺血管重构，进展为阻力性肺动脉高压，最终导致艾森曼格综合征。动脉导管内径越宽，分流量越多是影响肺动脉压力的重要因素，本研究同时发现新生儿动脉导管的内径与肺动脉收缩压呈正相关（r=0.66，P<0.05），亢春苗等[22]通过研究41例动脉导管未闭患儿也发现动脉导管的内径与肺动脉收缩压密切相关，呈显著的正相关（r=0.77，P<0.01）。同时本研究通过ROC曲线分析发现肺动脉收缩压以42 mmHg为截断值，具有较高的预测价值，其敏感度为86.36%，特异度为92.50%。所以在未形成阻力性肺动脉高压的新生儿早期进行药物或者必要的手术干预，可以有效促进动脉导管的闭合，遏制肺动脉高压形成和发展。

综上所述，PDA能引起新生儿心脏血流动力学的改变，且与动脉导管内径引起的分流量大小密切相关，超声心动图参数能有效预测其早期自然闭合的情况，指导临床医师选择干预时机。鉴于本研究病例数较少，随访时间较短，同时本研究未将新生儿按孕龄分组，未能得到更远期和精确的数据，有待增加样本量进行更深层次研究。

参考文献

[1] Dani C，Pratesi S.Patent ductus arteriosus and oxidative stress in preterm infants： a narrative review[J].Transl Pediatr，2020，9（6）：835-839.

[2]杨文庆，杨长仪，陈涵强.早产儿动脉导管未闭发病机制的研究进展[J].国际儿科学杂志，2010，37（1）：26-29.

[3]毕桐瑶，姜克新.新生儿动脉导管未闭诊断与治疗的研究进展[J].中国当代医药，2019，26（12）：37-40.

[4]盛聪.口服药物治疗早产儿动脉导管未闭的疗效和安全性的系統评价和网状Meta分析[D].重庆：重庆医科大学，2018.

[5]易琳，杨传忠，李欢，等.灌注指数以及灌注变异指数在早产儿动脉导管未闭中的应用[J].中国医学创新，2019，16（13）：134-136.

[6] Arlettaz R.Echocardiographic evaluation of patent ductus arteriosus in preterm infants[J].Front Pediatr，2017，5：147.

[7] Ohlsson A，Shah S S.Ibuprofen for the prevention of patent ductus arteriosus in preterm and/or low birth weight infants[J].Cochrane Database Syst Rev，2019，6（6）：CD004213.

[8] Su B H，Lin H Y，Chiu H Y，et al.Therapeutic strategy of patent ductus arteriosus in extremely preterm infants[J].Pediatr Neonatol，2020，61（2）：133-141.

[9] Sekar K C.Protective strategies to prevent patent ductus arteriosus[J].Chin Med J （Engl），2010，123（20）：2914-2918.

[10]龚晓琴，彭华保，曾群，等.血N端脑钠肽前体在早产儿症状性动脉导管未闭诊治中的应用价值[J].临床儿科杂志，2016，34（3）：166-171.

[11] de Boode W P，Kluckow M，McNamara P J，et al.Role of neonatologist-performed echocardiography in the assessment and management of patent ductus arteriosus physiology in the newborn[J].Semin Fetal Neonatal Med，2018，23（4）：292-297.

[12] van Laere D，van Overmeire B，Gupta S，et al.Application of NPE in the assessment of a patent ductus arteriosus[J].Pediatr Res，2018，84（Suppl 1）：46-56.

[13]詹自玉.超声心动图技术在新生儿动脉导管未闭早期自然闭合中的应用研究[D].福建：福建医科大学，2018.

[14] Engür D，Deveci M，Türkmen M K.Early signs that predict later haemodynamically significant patent ductus arteriosus[J].Cardiol Young，2016，26（3）：439-445.

[15] Sehgal A，Menahem S.Interparametric correlation between echocardiographic markers in preterm infants with patent ductus arteriosus[J].Pediatr Cardiol， 2013，34（5）：1212-1217.

[16]杜晓，孟华.超声心动图检测在早产儿动脉导管未闭诊断中的应用价值分析与探究[J].实用医学影像杂志，2021，22（1）：62-63.

[17]符俊娟，吕立威，吴青京，等.超声心动图在早产儿动脉导管未闭诊断中的价值[J].中国医学装备，2019，16（12）：80-83.

[18] Davies M W，Betheras F R，Swaminathan M.A preliminary study of the application of the transductal velocity ratio for assessing persistent ductus arteriosus[J].Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed，2000，82（3）：F195-F199.

[19] Huang L，Li L，Yang T，et al.Transgelin as a potential target in the reversibility of pulmonary arterial hypertension secondary to congenital heart disease[J].J Cell Mol Med，2018，22（12）：6249-6261.

[20] Kücükoglu S M，Kaymaz C，Alehan D，et al.Pulmonary arterial hypertension associated with congenital heart disease： lessons learnt from the large Turkish Nationwide Registry （THALES）[J].Pulm Circ，2021，11（3）：20458940211024206.

[21] Huang L，Li L，Hu E，et al.Potential biomarkers and targets in reversibility of pulmonary arterial hypertension secondary to congenital heart disease： an explorative study[J].Pulm Circ，2018，8（2）：2045893218755987.

[22]亢春苗，趙恩法，牛华，等.超声心动图评价新生儿动脉导管闭合前后肺动脉压力的变化[J].临床超声医学杂志，2017，19（4）：269-271.

（收稿日期：2021-07-20） （本文编辑：张爽）