三维能量多普勒联合超低速血流胎盘灌注对胎儿生长受限的预测效能分析

多 涛,王 彬,段 昉,马 娟,王 赟,王见容,王诗雨

我国胎儿生长受限(FGR)的发生率为6.39%,死亡率为正常发育儿的6～10倍,存活婴儿神经发育迟缓、多动症、儿童认知缺陷等的发生风险亦远高于正常发育儿[1],因此预防FGR的发生意义重大。胎盘功能障碍是目前公认的FGR发生的主要原因,由此可见对胎盘功能的评估可对FGR的发生提供参考。三维能量多普勒(3D-PDU)是在超声的基础上发展而来,对胎盘内绒毛血管乃至远端分支的可视化显示出高度的灵敏性[2],陈丹[3]等人的研究表明3D-PDU通过评估胎盘的血流参数,对胎盘植入的诊断效能可达76%。但是牛梓涵[4]等人的研究中也表明3D-PDU对二、三级绒毛血管显示有局限性,会影响诊断价值。超声血流微血管成像(SMI)技术通过使用高帧率高分辨率多普勒技术对低速血流进行显示,能更清晰地显示组织微血流,另外相比于彩色多普勒技术,该检测方式增加了对微血管显示的敏感性[5-6]。既往研究结果显示[7]SMI对颈动脉斑块内新生血管的检查质量可媲美超声造影,再一次证明SMI可更好地显示血流供应。故本研究通过建立预测模型对SMI和3D-PDU在FGR中的预测价值进行探讨。

1 资料与方法

1.1 一般资料:前瞻性纳入2020年2月至2022年1月我院收治的687例孕妇为研究对象,入院时均接受3D-PDU和SMI检查。对所有孕妇进行随访直至胎儿娩出,根据出生时生长是否受限分为受限组和非受限组。该研究经患者知情同意。

1.1.1 纳入标准:①单胎妊娠且妊娠周数为12～38周;②自然怀孕且既往月经史规律、末次月经信息准确;③孕妇无营养问题且胎儿无重大异常。

1.1.2 排除标准:①孕妇伴有营养问题;②胎儿伴有单脐动脉等脐带形态结构异常;③孕妇临床信息丢失、数据不全;④孕妇伴有慢性高肾压、肾病、系统性红斑狼疮以及妊娠后特有疾病。

1.2 方法

1.2.1 检查方法:运用彩色多普勒超声诊断仪(美国GE E10)进行检查,超声检查时,孕妇取仰卧位,平静呼吸,充分暴露腹部,在胎儿相对安静状态下,叮嘱孕妇安静不动,必要时屏住呼吸。将超声检查模式切换至3D-PDU模式,在5～10 s 的时间间隔内进行采集绘制血管树图像,尽量选择脐带-胎盘入口处位于图像范围中心并储存。检查结束后利用虚拟器官计算机辅助分析技术(VOCAL TM )以15°旋转角分多个平面进行描绘,最后记录胎盘体积(PV)、血管化指数(VI)、血流指数(FI)、血管化-血流指数(VFI)等参数值。3D-PDU超声检查结束后转至SMI模式,设置超微血流成像参数使得胎盘内低速血流达到最佳效果。将取样框置于脐带插入点正上方胎盘实质内,预设置感兴趣区取样框大小为30 mm×20 mm。待胎儿处于安静时,嘱孕妇屏住呼吸,同时操作者探头位置固定,得到感兴趣区超微血流成像中定量指标,在连续显示3～4个稳定动脉血流波形后进行测量并记录相应的搏动指数(PI)、阻力指数(RI)、收缩/舒张期速度比(S/D)、时间平均流速 (TAV)值。将图像存储至工作站。

1.2.2 诊断标准:根据ACOG指南[8],胎儿FGR用于描述出生前经超声估测的胎儿体重低于第10百分位数或低于其平均体重2个标准差的新生儿。

2 结果

2.1 随访结果:随访孕妇直至胎儿娩出,随访期间共有18例孕妇因搬家、更换联系方式等原因失访,最后共计纳入669例孕妇。胎儿出生后依据有无FGR分为受限组(n=51)和非受限组(n=618)。

2.2 2组孕妇临床一般资料比较:2组孕妇年龄、BMI、受孕方式、有无生殖系统疾病、孕产史、吸烟情况、有无酗酒、妊娠高血压或先兆子痫以及妊娠糖尿病组间对比,差异均无统计学意义(P>0.05),见表1。

表1 2组孕妇临床一般资料比

2.3 2组3D-PDU超声参数对比:受限组PV、VI、FI以及VFI均低于非受限组,组间比较差异均有统计学意义(P<0.05),见表2。

表2 2组3D-PDU超声参数对比

2.4 2组患者SMI参数对比:受限组PI、RI、S/D以及TAV均高于非受限组(P<0.05),见表3。

表3 2组SMI参数对比

2.5 3D-PDU以及SMI对FGR的多因素分析:多因素logistic回归方程分析显示PV、VI为FGR的独立保护因素(OR值为0.90和0.92),PI、RI为独立危险因素,OR值为5.46和36.82(P<0.05),见表4。

表4 3D-PDU以及SMI对FGR的 多因素分析

2.6 3D-PDU联合SMI对FGR的预测效能:绘制ROC曲线得到PV联合PI的曲线下面积(AUC)为0.98显著高于PI、RI、PV以及VI(AUC分别为0.97、0.75、0.84、0.63),显示联合诊断效能显著优于其他单一诊断方式(P<0.05),见表5与图1(目录后)。

表5 3D-PDU联合SMI对FGR的预测效能

3 讨论

FGR不仅提高了新生儿死亡率,而且还严重影响了后期的生存质量,故对FGR的发生因素进行预测对防止FGR的发生具有重要意义。胎盘功能障碍[9]是胎儿FGR的主要原因,故分析胎盘绒毛血管结构以及胎盘内血管密度、血流灌注情况成为临床探究的热点问题之一。超声因具有价格低廉、重复性强以及可动态实时观察等优势成为首选检查方式。超声是临床诊断FGR常用措施,3D-PDU因可立体、直观地显示靶器官单元体积内的血管结构和血流,提供组织的整体血流灌注情况,成为常用检测方法[10],但是FGR早期由于胎盘绒毛血管损坏程度尚未达到引起血流阻力改变的阈值,因此血流阻力指数各指标仍在正常范围之内。SMI[11]采用高级自动测量和运算程序,以区别真实的血液流动信息及组织运动噪声,具有高帧频成像能力,同时采用自适应的测算方法以凸显真正的血流信息,更加容易检测到胎盘内更低速的微血管血流,但是有研究结果发现[12]SMI检测过程中若标尺选择不合适极易出现伪影或者难以显现血流血管,亦影响诊断结果。故本研究通过构建预测模型,探讨两者的联合诊断效能。

VI、FI、VFI以及PV是3D-PDU呈现器官血流的参数,正常状态下,胎盘血管主要显示为立体树枝形状,随着孕周的增加,胎儿不断生长,胎盘功能不断完善,FI、VI、PV以及VFI均上升[13]。VI代表ROI内单位容积的血管数目。FI代表目标容积内血流信号的平均强度,当胎盘功能受损失,血流灌注量减少,导致血流信号降低;VFI是VI和FI的乘积,直接反映ROI内组织灌注情况;PV是胎盘体积,有研究证实[14]PV与胎儿大小呈正相关关系,胎盘体积越大,胎儿越大。本研究结果发现受限组PV、VI、FI以及VFI均低于非受限组,表明3D-PDU可对FGR的发生进行预测且PV、VI为FGR发生的独立保护因素。分析其原因为胎儿FGR发生时胎盘功能障碍,胎盘血流状态异常,3D-PDU超声显示即为胎盘血流指标下降。杨思思[15]等人的研究均对此进行报道。

PI和RI是表示血管顺应性与弹性状态的指标,反映血流阻力的大小,其值的高低同血管阻力呈正相关。S/D值越高,血流阻力越大。TAV反映血流速度,因血流速度与血流量成正比,血流量与血管阻力成反比,故当胎盘血管循环阻力增高时,血流量减少,血流速度降低。本研究中受限组PI、RI、S/D以及TAV均高于非受限组,表明SMI可预测FGR的发生,且PI、RI为FGR发生的独立危险因素。分析其原因为胎盘是一种低流速的器官,血管分支呈树根样,脐血管穿入绒毛板后逐级分为初级、次级、三级绒毛干以及绒毛叶血管和小绒毛血管分支。随着孕周的增加,血管的腔径扩大、增粗,血供充沛,并通过子宫—胎盘—胎儿血液循环供给胎儿生长所需营养物质。但当胎盘功能发生障碍,胎盘血液灌注降低,血流速度以及血流量降低,而血流阻力增加[16],在SMI检查中可反映为PI、RI、S/D以及TAV均上升,从而导致FGR的发生。

3D-PDU是由三维超声和能量多普勒成像技术结合的一种超声检查方式,查晓霞的研究表明3D-PDU可提供胎盘血管密度、口径变化以及弯曲度等相关信息,不仅反映特定组织血流,还可以对该位置血管情况进行定性分析。但是近年来研究[17]发现当脐动脉血流阻力升高时,70%的胎盘血管循环已经发生障碍,即血管内绒毛结构发生轻度改变时3D-PDU仍可显示脐动脉正常,导致漏诊的发生。SMI是在高分辨率超声成像原理上针对低速血流进行高帧频成像的一种新技术,不仅有高空间分辨率而且运动伪像非常少,且微细血管中的极低速血流信息可在信号处理系统处理下清晰显示出来。另外李宁宁[18]的研究中发现相比较于其他超声模式,SMI对胎盘血管显示率更高,微细血管显示更清晰,对低速血流更敏感,在显示胎盘微循环方面更具有优势。但是其对检测的标尺较为严格,标尺过高时,部分低速血流不能显示,而选择太低时,则会增加运动伪影,亦可对研究结果造成影响[19]。本研究结果发现PV联合PI的预测效能显著高于PI、RI、PV以及VI单独的预测效能。

综上所述,3D-PDU以及SMI均可对FGR的发生进行预测且两种方式联合预测效能更高。但是本研究由于样本量小,且均为孕中晚期孕妇,缺少孕早期的孕妇,因此本研究的结果存在局限性,有待日后进一步的研究。