胎儿中晚孕期主动脉峡血流动力学变化规律研究进展

孙 慧，解丽梅

(中国医科大学附属盛京医院超声科，辽宁 沈阳 110004)

胎儿主动脉峡(aortic isthmus, AOI)起始于主动脉分支出左锁骨下动脉处，至动脉导管主动脉端终止，为胎儿独特的分流结构，连接膈上与膈下的血液循环，并根据胎盘供氧来调节各个脏器血流量[1]。AOI波形可反映其血流动力学特点，收缩期成分代表左右心室收缩压，舒张期成分表示头臂和膈下循环的相对阻力[2]。左心室射血经主动脉弓流经AOI，而右心室射血可减低来自主动脉弓的血流速度，故AOI血流量及方向变化易受左右心室相对收缩性影响[3]。正常情况下，由于胎儿外周循环阻力较低，AOI血流为前向。外周循环紊乱可致AOI多普勒波形改变[4]。AOI为重要的生理解剖结构，主要功能为调节膈上(心、脑等左心供血器官)与膈下(下半身、胎盘等右心主要供血部位)血液平衡。子宫胎盘功能不全可引起胎儿血供改变，从而导致AOI波形变化。AOI波形可反映胎儿血液供应及是否存在宫内缺氧等情况。

1 正常胎儿AOI血流动力学特点

AOI在约2/3收缩期血流显示为正向，在收缩末期可出现反向血流。在胎儿期，左心室血流经AOI进入主动脉，而右心室血进入肺动脉后分支出动脉导管连接降主动脉，使血液能够从右心进入左心系统；故AOI前向血流由左心室射血引起，而右心室射血则对其产生减速作用。AOI收缩末期减速切迹在孕25周较为明显，至孕晚期切迹会逐渐越过基线，甚至反向；而随孕期进展，大脑血管阻力下降及胎儿右心系统逐渐占优势，可致收缩末期短暂反流[5]。有学者[2]认为胎儿AOI收缩末期切迹还可能与右心室收缩起始延迟、收缩期较长及主肺动脉收缩减速期血流量差值有关。

1.1 胎儿大脑血管阻力下降 对AOI血流的影响随着孕周增加，胎儿大脑血管系统发育日趋完善，血管阻力逐渐减低、血流量增加，脑血流量增加致静脉回流量增加，而增加的回流则通过上腔静脉完全注入右心房，进一步增加右心室前负荷和输出量[6-7]。正常情况下，由于胎盘血管阻力较低，当胎儿心脏处于舒张期、半月瓣关闭时，膈上血管阻力大于膈下，AOI内为前向血流[4,8]；而脑静脉回流增加可致右心血流量进一步增加，且因右心室射血对前向血流的减速作用而形成切迹。特别是在妊娠后期，左心系统中约80%的血液流入头臂动脉和冠状动脉，以优先保证大脑及心脏发育，流经峡部的血流量较少[9]，故在收缩末期AOI频谱上可形成特有的减速切迹。

1.2 胎儿右心室优势 对AOI血流的影响 胎儿无法与外界直接进行物质交换，母体通过胎盘将富氧血液经过脐静脉送入胎儿体内。脐静脉分为2支，1支经静脉导管汇入下腔静脉，另1支经左门静脉入肝与肝内门静脉血混合汇入下腔静脉，开口于右心房。右心房部分血液经过卵圆孔流入左心房，再与上腔静脉流入左心房的血液以及肺静脉回流血液混合，经二尖瓣进入左心室后射入主动脉；部分血液经三尖瓣进入右心室后射入肺动脉，其后分支出动脉导管汇入降主动脉。

胎儿期心输出量与成人不同，由于卵圆孔、动脉导管和静脉导管持续开放，心脏内血液由右向左分流，故心输出量应以体循环和肺循环的总和，即联合心输出量(combined cardiac output, CCO)表示[10]。随孕期进展，胎心功能进一步加强，心室顺应性增加，同时由于胎盘阻力降低、前负荷及心输出量增加[11]，致回心血量及心室舒张末期容积也相应增加[9]。而从中孕期开始，右心输出量增长幅度较左心室更快，前者是后者的1.12倍；左右心室输出量之比从孕20周的1∶1.38增加至孕40周的1∶1.53[9]，右心功能强于左心功能，即右心优势[12-13]。脑静脉回流增加致右心优势更明显，增强的右心优势对前向血流的减速作用增强，AOI收缩末期减速切迹也更显著。

1.3 胎儿右心室收缩起始延迟和收缩期较长对AOI血流的影响 Garcia-Canadilla等[1]发现，与左心室相比，胎儿右心室射血延迟且时间较长，可致AOI收缩末期反向血流。正常胎儿左右心系统基本对称，二、三尖瓣瓣口直径基本相同，但三尖瓣更靠近于心尖部，血流量较小时三尖瓣关闭晚于二尖瓣，导致右心室收缩期起始时间较左心室相对延迟；同时由于右心优势，胎儿右心室收缩期较左心室相对较长。胎儿主肺动脉在射血减速期的流量差也与收缩末期切迹峰值相关[2]。在左心室射血减速期，前向血流经过AOI的速度减慢，部分血液流经动脉导管汇入降主动脉，对来自主动脉的血流可产生减速作用，且随孕周进展，减速作用增加致切迹到达基线甚至反向。

2 胎儿生长受限时血流动力学改变

胎儿生长迟缓(fetal growth retardation, FGR)是指胎儿在各种原因作用下，生长速率未能达到正常同龄胎儿指标，即超声评估胎儿估计体质量(estimated fetal weight, EFW)低于同龄胎儿标准体质量的第10百分位数，当低于第3百分位数时则为严重FGR[14-16]。有研究[17]提出FGR可能导致胎儿缺血缺氧性脑病、肺支气管发育不良及胎死宫内等不良妊娠结局，可致围生期死亡率和发病率进一步升高。

2.1 FGR生理基础及评估其血流动力学改变指标 孕妇自身、胎儿、胎盘和脐血管等因素均可能导致FGR[18]。子宫胎盘功能不足致胎儿血氧及营养物质供应不足，使其心脏收缩功能减弱及心排出量减少；持续缺氧和低灌注状态难以满足胎儿各器官生长发育，导致生长受限。有学者[11]认为胎儿形态学改变在很大程度上取决于其自身的血流动力学改变。胎儿发生宫内缺氧时，为满足大脑正常发育所需血供，其自身可进行调节，称为“脑保护效应”[19]，此时血流重新分配，收缩相关体循环如下肢、肠道及肾脏等血管，增加其血管阻力以减少血流灌注；同时重要器官如大脑及心脏等的血管则代偿性扩张，以维持其正常生长发育所需血流量。此外，“脑保护效应”还可扩张静脉导管，从而致汇入下腔静脉血流量增加。

疑诊胎儿宫内缺氧或FGR时，通常选择测量脐动脉、大脑中动脉及静脉导管等血流动力学参数[20]。脐动脉为胎儿与胎盘的直接连接渠道，可反映胎盘功能状态,故可作为评估胎儿胎盘循环的指标[20]。在妊娠期内，胎儿大脑中动脉搏动指数(pulsatility index, PI)基本保持恒定，孕32周后，PI逐渐下降。当胎儿宫内缺氧时，脐动脉通常表现为PI、收缩期与舒张期比值(S/D)升高，大脑中动脉则表现为PI值降低；而发生FGR时，静脉导管回流障碍，表现为a波减低、消失甚至反向[21]。胎儿发生FGR时，上述血管均会发生血流动力学改变，动脉系统改变常提示宫内缺血缺氧可能，而静脉系统出现异常改变则提示预后不良[22]。

2.2 FGR对AOI血流的影响 在胎儿心脏舒张期，正常半月瓣处于关闭状态，膈上与膈下血管阻力差值是影响胎儿AOI血流方向的唯一因素[23]。一旦发生FGR，由于心肌缺氧引起收缩功能下降，导致射血量降低；而AOI特有的解剖位置与结构使之成为反映心输出量变化的首选指标[24]。有学者[25-26]提出，由于宫内缺氧引起胎儿外周循环紊乱，导致AOI舒张期血流消失或反向；发生FGR时，AOI舒张期血流消失或反向更为显著。同时，当胎儿发生宫内缺氧时，“脑保护效应”启动也会导致胎儿体内血液重新分配，并首先表现为AOI血流改变[27-28]。

胎儿发生FGR时，动脉导管血流向主动脉弓分流，且分流量随胎盘阻力增大而增加；当动脉导管逆向血流与来自主动脉弓的正向血流量相似时，AOI舒张期血流消失；而当逆向血流大于正向血流时，舒张期血流反向。研究[29]表明，胎儿发生宫内缺氧时，通常舒张期或整个心动周期中流经AOI的净反流量为正值，即总逆向反流量大于总正向血流量。当胎儿出现低氧血症等致左心室后负荷降低，或出现FGR而致右心室后负荷增加时，则舒张期均可见反流血流。AOI血流指数(isthmic flow index， IFI)计算公式如下：IFI=[收缩期速度时间积分(velocity-time integral，VTI)+舒张期VTI]/收缩期VTI。有学者[1]据此进行分型：Ⅰ型，IFI>1，整个心动周期内AOI均为正向血流；Ⅱ型，IFI=1，舒张期血流缺失；Ⅲ型，0

综上所述，AOI可直接快速地反映胎儿血流分布情况，通过测量胎儿AOI多普勒频谱及相关血流动力学参数，可为临床早期发现并积极干预FGR提供较为可靠的指标，对于提高FGR检出率及降低围产期发病与死亡率具有重要意义。

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本刊可以直接使用的英文缩略语(二)

各向异性分数(fractional anisotropy, FA)

钆喷替酸葡甲胺(Gd-DTPA)

经胸超声心动图(transthoracic echocardiography, TTE)

经食管超声心动图(transesophageal echocardiography, TEE)

彩色多普勒血流显像(color Doppler flow imaging, CDFI)

彩色多普勒能量图(color Doppler energy, CDE)

组织速度成像(tissue velocity imaging, TVI)

应变率成像(strain rate imaging, SRI)

速度向量成像(velocity vector imaging, VVI)

脉冲多普勒(pulsed wave Doppler, PWD)

多普勒组织成像(Doppler tissue imaging, DTI)

彩色多普勒成像(color Doppler imaging, CDI)

超声造影(contrast enhanced ultrasound, CEUS)

正电子发射型计算机断层扫描(positron emission computed tomography, PET)

单光子发射型计算机断层扫描(single photon emission computed tomography, SPECT)

发射型计算机断层扫描(emission computed tomography, ECT)

氟脱氧葡萄糖(fluorodeoxyglucose, FDG)

亚甲基二磷酸盐 (MDP)

心电图(electrocardiogram, ECG)

仿真内镜(virtual endoscope, VE)

微血管密度(microvessel density, MVD)

受试者工作特性(receiver operating characteristic, ROC)

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