微视血管成像技术联合脉冲多普勒定量评估中晚孕胎盘绒毛血管的初步研究

徐静,逄淑东,孙英姿,吴丽萍

胎盘作为胎儿与母体进行物质交换的重要器官之一,在整个孕期起到至关重要的作用[1]。胎盘异常可导致胎儿发育异常,如宫内生长受限、新生儿脑损伤、先天性心脏病等。目前对于胎盘功能研究的主要影像学方法为超声及磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)。超声可通过观察胎盘大小、形状及实质回声有无异常直接判断其发育情况,还可通过测量大脑中动脉、脐血流等间接判断其发育情况。但上述超声方法很难对胎盘绒毛血管树发育情况进行全面评估,磁共振作为评价胎盘灌注的热门方法,由于造价及仪器等因素,尚未得到广泛应用。超声微视血管成像技术(microvision blood flow imaging,MFI)无需造影即可高分辨率显示胎盘绒毛血管树,在此基础上联合脉冲多普勒(pulse Doppler technique,PW)能否对中晚孕胎盘绒毛发育情况进行定量评估目前尚未可知,本研究旨在证实两种技术联合评估中晚孕胎盘绒毛发育情况的可行性。

1 资料与方法

1.1 研究对象

本次前瞻性研究选取的研究对象为2021年1～7月在山东省立第三医院进行产科检查的136例单胎妊娠健康孕妇,收集其一般资料,排除胎儿及孕妇异常状态者,如胎儿形态学或染色体异常、孕妇自身存在对妊娠造成影响的疾病或有妊娠期并发症等(糖尿病、高血压、自身免疫性疾病等)、孕妇有不良生活史(如抽烟、吸毒等)、胎盘发育异常等。为保证图像质量,所有孕妇腹壁脂肪层厚度均≤3.0 cm。中孕期60例孕妇年龄(28.40±4.61)岁,平均体质量指数(body mass index,BMI)(24.72±2.85)kg/m2,前、后、侧壁胎盘者分别为23例(38.33%)、23例(38.33%)、14例(23.34%)。晚孕期76例,孕妇年龄(26.87±4.22)岁,平均BMI(25.35±2.24)kg/m2,前、后、侧壁胎盘者分别为34例(44.74%)、31例(40.79%)、11例(14.47%),两组一般资料比较,差异无统计学意义(P>0.05)。

1.2 检查方法

使用Phillip EpQ5超声机,配备C5-1探头。所有研究对象取仰卧位,平静呼吸,探头垂直于胎盘,于胎盘中部位置非脐带插入口处启动MFI技术,取样框宽度设置占显示屏的2/3,长度设置为4～5 cm,图像上胎盘与胎儿接触面为胎盘绒毛膜,直接与胎盘绒毛膜垂直接触的第一分支为初级绒毛干动脉,在初级绒毛干上的分支为次级绒毛干动脉,在次级绒毛干上的分支为三级绒毛干动脉。当MFI清晰地显示全部胎盘绒毛树后,启动PW,角度设置为<60°,将PW采集点放置取样框内的相应位置上,采集点宽度设置为0.5 mm,频谱连续完整显示3～4个周期后,分别测量胎盘初级、次级和三级绒毛的收缩期峰值流速(peak systolic velocity,PSV)、搏动指数(pulsatile index,PI)、阻力指数(resistance index,RI)及收缩/舒张比(systolic/diastolic ratio,S/D)(如图1所示)。测量时嘱患者屏住呼吸。所有图像采集由同一名医师进行,数据处理由两名医师进行,并进行数据一致性检测。

注:1.为初级绒毛干;2.为次级绒毛干;3.为三级绒毛干。

1.3 统计学方法

2 结果

2.1 不同医师测量胎盘绒毛数值一致性分析

从不同医师测量的胎盘绒毛数值ICC值0.875及其95%置信区间(CI) 0.872-0.877可以看出,不同医师测量的胎盘绒毛数值重复性较好。

2.2 MFI技术定量评估中晚孕不同位置胎盘绒毛血管血流情况

研究显示:① 初级、次级、三级绒毛干PSV随着孕期的增加速度逐渐加快,其中晚孕期三级绒毛干PSV与中孕期对比显著增快(P<0.01);② 初级、三级绒毛干PI随着孕期的增加逐渐降低,其中晚孕期初级绒毛干PI与中孕期对比显著降低(P<0.01),但晚孕期次级绒毛干PI与中孕期对比显著增高(P<0.01);③ 初级、次级、三级绒毛干RI随着孕期的增加逐渐降低,其中晚孕期初级及三级绒毛干RI与中孕期对比显著降低(P<0.01);④ 初级、次级、三级绒毛干S/D随着孕期的增加逐渐降低,其中晚孕期初级及三级绒毛干S/D与中孕期对比显著降低(P<0.01)。中晚孕不同位置胎盘绒毛血流参考值见表1。

表1 中晚孕不同位置胎盘绒毛血流参考值

2.3 胎盘绒毛测值与孕周相关性分析

孕周与不同位置胎盘绒毛PSV及S/D有相关性,初级、次级绒毛PSV、三级绒毛PSV与孕周呈显著正相关(r>0,P<0.01),初级绒毛RI、初级绒毛S/D、次级绒毛S/D与孕周呈显著负相关(r<0,P<0.01),三级绒毛S/D与孕周呈负相关(r<0,P<0.05),初级绒毛PI、次级绒毛PI、三级绒毛PI、次级绒毛RI、三级绒毛RI与孕周无明显相关性(P>0.05),详见表2。

表2 孕周与不同位置胎盘绒毛PSV及PI相关性分析

3 讨论

由于伦理学限制、胎盘体外模型难以建立、与胎盘相关的妊娠疾病特异性较强等因素影响,人们对于胎盘的认识较不足[1]。但胎盘作为维持胎儿生命、进行气体交换的血管器官,其发育过程对健康妊娠至关重要[2]。母体面的子宫-螺旋动脉穿过蜕膜基底板进入胎盘内,与绒毛血管之间交错形成复杂的“并联”血管交换网,两种血管之间形成的单位平行小叶内均具有单独的交换网,可进行氧气、营养及代谢产物的互换。这种血管交换网主要使绒毛间隙内血管不受母体血流量变化所带来的影响以及增加血氧储备,降低胎儿缺血缺氧发生的风险。 妊娠期相关疾病可导致胎盘绒毛狭窄、栓塞、分支减少,从而导致胎盘血管数目减少,血管阻力升高等变化[3],继而导致胎盘功能受损,因此增加对妊娠期相关疾病的胎盘血管研究非常重要。

目前,胎盘研究的金标准为病理学检查,此方法具有侵入性,故临床应用较少。出于对妊娠安全的考虑,当下对胎盘发育情况的评估主要以影像学(超声)为主。近几年对于胎盘研究的主要超声方法为二维彩色多普勒及三维能量多普勒。二维彩色多普勒主要观察胎盘绒毛血管形态[4],但对于细小绒毛的显示率较低,更无法定量评估细小绒毛发育情况;三维能量多普勒可整体显示胎盘灌注情况,并可清晰显示低速的绒毛血管,但其仅能测量感兴趣区内的胎盘血管指数,不能对单一的绒毛血管血流状态进行评估,但对单一的胎盘绒毛发育情况进行评估,对胎儿-胎盘-母体的整体性有较高的研究价值[5]。

MFI采用计算机处理,可消除基于信号的干扰波。与传统的血流成像方法相比,MFI可显著降低运动伪影对数据分析造成的影响,更精准地显示目标物体内的低速血液状态[6]。该技术最早被应用于浅表领域,由于其显示微小血管的优良性,被尝试用于判断胎盘梗死程度[7],在胎盘早剥的初期,常规二维及多普勒超声很难发现胎盘附着及浸润异常,可通过MFI胎盘微血管可视化技术,第一时间发现胎盘血供异常。在岳嵩[5]的研究中证实微血管可视化技术可观察到胎盘终末绒毛,并且叠加使用PW可测得不同妊娠周期内的终末绒毛流速等波形指标,在其研究中还证实微血管可视化技术测得绒毛血流速度不受胎儿体位的影响,仅与孕周具有相关性。本研究结果亦显示联合应用MFI及PW可测量不同孕周的胎盘绒毛分支血流相关信息,并且胎盘绒毛血流与孕周具有相关性。

本研究结果发现,同一孕期的孕妇胎盘绒毛血流速度中初级绒毛干血流速度较高,原因为孕产妇从早孕期开始,血容量稳定增加,直到晚孕期血容量增加40%～50%,导致孕妇流向胎盘的血流量约为600～700 mL/min[8]。大量血流通过子宫螺旋动脉呈“喷射”状进入胎盘,灌注胎盘内的绒毛血管,作为胎盘绒毛血管的本研究对不同孕期孕妇的胎盘绒毛血流速度进行整体观察,发现胎盘绒毛血管血流中的PSV与孕周的相关性最高,与Jiménez等[7]的研究结果大体一致,在其研究中表明胎盘绒毛血管自妊娠20周后发育成熟,并于整个孕周保持稳定发育状态。

综上所述,研究初步证实MFI联合PW可测量不同孕期的胎盘绒毛血流情况,定量评估胎盘绒毛发育情况,对于胎盘功能的诊断价值较高,并在产科血管方面具有较高的应用价值和潜力。本研究的不足为MFI具有一定技术局限性,在妊娠16周前,仅能观察到初级绒毛干,对其余分支观察较为困难。本研究仅为初步研究,涉及病例较少,后续可增大样本量,以求得胎盘绒毛血流标准值;并可进行胎盘绒毛血管参数与妊娠期疾病、胎盘异常相关性的研究,以期两种技术联合能及时发现胎盘异常状态,及早进行相应临床干预,保证胎儿及母体的健康。