超聲評估胎兒肺臟成熟度研究進展

尚霄陽，福 林

(內蒙古醫科大學附屬醫院超聲診斷科，內蒙古 呼和浩特 010050)

肺發育不成熟是早產兒死亡和新生兒患病的最常見原因，胎肺成熟度是決定胎兒出生后可否存活的因素之一。任何胎齡均可能存在由肺不成熟引起的疾病。肺不成熟造成的新生兒并發癥在所有新生兒并發癥中位居第一，如新生兒呼吸窘迫綜合征(neonatal respiratory distress syndrome, NRDS)在早產兒中的發病率遠高于足月兒，且出生孕周越小發病率越高[1]。評估胎肺成熟度有助于了解胎兒肺發育情況，為伴妊娠期合并癥的孕婦選擇合適分娩時機提供依據。目前評價胎兒肺成熟度的金標準為羊膜腔穿刺術，但有創，存在早產、胎膜早破、胎盤早剝、胎兒出血等穿刺相關風險。超聲在評價胎兒肺成熟度中的應用逐漸深入。本文對超聲評價胎兒肺成熟度方面的應用和進展進行綜述。

1 羊水生化檢測評估胎兒肺成熟度

晚孕期胎兒肺泡Ⅱ型細胞分泌大量肺表面活性物質(pulmonary surfactant， PS)，其含量與肺成熟度有關，因此，分析羊水中PS含量對預測胎兒肺成熟度具有重要意義。PS主要成分為磷脂，如卵磷酯(lecithin， L)和鞘磷酯(sphingomyelin， S)。羊水生化檢測中的L/S比值和磷脂酰甘油(phosphatidyl glycerol， PG)測定是目前評估胎兒肺成熟度的金標準。研究[2]表明，L/S預測胎兒肺成熟度的總準確率為71%，PG的總準確率為67%。近年來，羊水中板層小體計數(lamellar body counts， LBC)得到廣泛應用，以LBC≥35×109/L預測胎兒肺成熟的敏感度為97.1%，特異度為87.0%[3]。但采用羊膜腔穿刺術抽取羊水進行生化分析為有創性手術，存在早產、胎兒出血、胎膜早破、胎盤早剝等風險，且過程繁瑣、費時、成本高、可重復性差，在一定程度上孕婦難以接受。

2 二維超聲評估胎兒肺成熟度

正常妊娠情況下，通過評估胎兒整體發育可推斷胎肺成熟情況，如胎盤分級、胎兒雙頂徑(biparietal diameter， BPD)、長骨次級骨化中心以及胎兒腸管回聲等。但涂新枝等[4]研究表明，觀察胎兒股骨遠端和脛骨近端次級骨化中心雖然能夠評估孕齡，但并非評估胎肺成熟度的可靠指標。Hadlock等[5]認為胎肺成熟度由孕周決定，而不是BPD和胎盤分級；孕37周前，以Ⅲ級胎盤和BPD預測胎兒肺成熟度的假陽性率為100%和85.6%，而37周后以Ⅲ級胎盤預測胎兒肺成熟度的假陽性率為5.9%，BPD為9.5%。張蘭珍等[6]指出，正常妊娠情況下，胎盤成熟度與胎兒肺成熟度均隨孕周增加而平行發展，但在高危妊娠情況下，二者將不再平行發展，因此不能將胎盤成熟度分級作為衡量胎兒肺成熟度的指標。La Torre等[7]應用二維超聲研究胎兒呼吸運動形態，包括腹壁運動、胸壁運動、鼻液流速波形，發現胎肺發育不良時，胎兒呼吸運動的特點為呼氣時間縮短、峰值降低，以此診斷胎兒肺成熟度的敏感度為89.6%，特異度為85.7%，故認為鼻液流速波形和胸壁運動與胎兒肺成熟度相關。另有學者[8]采用Trace法于胎兒四腔心切面分別描記左右肺的面積，再于胎兒左右肺最大矢狀切面分別測量兩肺最長徑，然后計算胎兒肺部體積，通過繪制生長曲線發現胎兒總肺體積增長與孕周呈正相關，為產前診斷胎兒肺發育不良提供了參考指標。國內學者[9]發現，孕18～40周胎兒總肺面積、肺縱徑隨孕周增大而增長，而胸腹縱徑比值較為恒定，可作為肺部發育情況的參考指標。上述指標均為間接評估，孕婦合并妊娠期并發癥時，其準確率大大降低，且易受操作者主觀因素的影響。

3 灰階超聲直方圖評估胎兒肺成熟度

灰階超聲直方圖是一種超聲圖像分析算法，是圖像灰階級函數，反映不同灰度值在聲像圖中出現的頻數。采用該方法可進行脂肪肝紋理分析[10]，還可通過動態測定膽囊內膽汁的透聲度觀察膽囊疾病的療效[11]，也可用于預測膽結石成分[12]以及初步鑒別乳腺良惡性腫瘤[13]等。隨著胎肺結構的發育，肺組織中形成大量微囊樣結構，其數量、大小、分布均勻度及密度在一定程度上與胎肺發育有關。這種微囊樣結構在聲像圖上表現為強回聲，而肝臟的回聲相對恒定，因此可將肺與肝回聲強度比值作為評價肺成熟度的指標。Serizawa等[14]利用超聲灰度直方圖寬度預測胎肺成熟度，計算胎兒肺臟與肝臟的超聲灰度直方圖寬度的比值，其評估胎兒肺成熟度的最佳閾值為0.94，敏感度為86%，特異度為72%。Beck等[15]認為利用灰度直方圖評估胎兒肺成熟度比主觀評價更為有效，其預測發生NRDS的敏感度、特異度和準確率分別為61.9%、89.1%和81.6%。董衛江等[16]發現肝肺比值1.11為提示胎兒肺未成熟的臨界值，敏感度為95%，特異度為74%。但胎兒肝臟發育異常或合并有肝臟病變時，其回聲將不再恒定，會對結果造成影響。

4 肺動脈多普勒流速曲線評估胎兒肺成熟度

胎肺血流情況隨肺部逐漸成熟而發生變化。彩色多普勒超聲可直觀顯示胎肺血管分布，評估血流動力學變化，獲得血流速度波形，其主要參數有阻力指數(resistance index， RI)、搏動指數(pulsatility index， PI)、收縮期峰值流速(peak systolic velocity， PSV)、舒張末期流速(end-diastolic velocity， EDV)、平均流速(mean velocity， MV)、收縮期加速時間(acceleration time， AT)、射血時間(ejection time， ET)及加速時間與射血時間的比值(AT/ET)等。理論上，隨著胎肺發育，肺動脈血流頻譜也發生相應改變，表現為RI逐漸降低，PSV、AT、AT/ET逐漸增大，可能與胎兒肺部血管逐漸分化成熟、血管直徑增大、管壁彈性增加有關[17]。Schenone等[18]分析胎兒主肺動脈多普勒波形的AT/ET值預測胎兒肺成熟度的價值，發現其敏感度為73%，特異度為93%。Azpurua等[19]探討肺動脈血流速度波形與羊水生化標記物的相關性，結果表明AT/ET與羊水L/S呈負相關(r=-0.76)，提示超聲評價胎兒肺動脈血流可無創評價胎兒肺成熟度。另有研究[20]表明，胎兒主肺動脈AT/ET值產前預測NRDS具有較高的價值，且不受胎兒心率影響，其特異度、敏感度、陰性預測值和陽性預測值分別為94%、74%、88%和87%，表明測量胎兒肺動脈多普勒超聲波形中的AT/ET可作為評估胎兒肺成熟度的無創方法，便捷且可重復性高。

5 三維超聲評估胎兒肺成熟度

三維超聲成像技術近年來發展迅速。Han等[21]采用旋轉多平面技術測量胎兒肺體積，發現胎兒右肺體積隨胎齡增加而增大，二者呈線性正相關，可作為胎兒肺成熟度的預測指標。陳萍等[22]以三維超聲成像技術計算不同孕周胎肺體積，發現胎肺體積與孕周間存在較強相關性(r=0.99)，可為臨床評估胎兒肺成熟度提供重要參考。國內學者[23]利用三維超聲體積自動測量技術，將測出的胎兒肺體積與二維生物測量自動生成的胎兒體質量進行比值運算而獲得肺重比，結果顯示以肺重比預測胎兒肺發育不良的敏感度為83.33%，特異度為95.65%，準確率為91.43%。在評價胎兒肺發育情況方面，與二維超聲相比，三維超聲技術有較高的特異度、陰性預測值和陽性預測值[24]。

6 基于人工智能自動定量超聲分析預測胎兒肺成熟度

超聲定量分析已用于醫學診斷[25-26]。基于人工智能的紋理分析技術從醫學圖像中直接提取定量特征，可量化肉眼不可見的組織變化，并訓練計算機程序預測臨床事件。人工智能定量超聲分析胎兒肺成熟度時，在胎兒心臟四腔心切面圖像中勾勒目標肺紋理，通過軟件系統傳輸、執行后，將其轉化為一組描述符，與羊水穿刺結果相對照，然后應用機器學習模型，通過分析、記憶形成數據庫，將需要檢測的胎肺聲像圖傳入數據庫，進行自動化定量分析，并得出判斷結果。目前臨床大量使用糖皮質激素促進胎兒肺部快速發育，但不良反應較多，如影響胎兒腦部發育等[27]。人工智能自動定量分析技術能夠指導臨床準確合理地使用糖皮質激素。Cobo等[28]采用Quantus軟件自動勾勒、量化并提取出肺圖像的紋理特征，發現胎兒肺紋理特征與孕周的相關性為0.97，且不受ROI位置、大小、側別或超聲設備及換能器等超聲參數的影響。Palacio等[29]評價AQUA紋理提取器預測胎兒肺成熟度的效果，發現自動定量超聲紋理特征預測胎肺是否成熟的敏感度為95.1%，特異度為85.7%，準確率為90.3%。Ghorayeb等[30]應用自動定量超聲紋理分析對早產兒肺部和足月兒肺部特征進行鑒別，敏感度為87.9%，特異度為92.0%。Palacio等[31]評價定量超聲紋理分析胎兒肺成熟度預測早產兒和新生兒呼吸道疾病的價值，發現定量評價胎肺成熟度預測新生兒呼吸道疾病的敏感度、特異度分別為74.3%、88.6%，準確率為86.5%。相比羊水穿刺，人工智能定量紋理分析評價胎兒肺成熟度更無創、經濟、便捷，為定量根據生物標記物預測臨床結果提供了支持。

綜上所述，評價胎兒肺成熟度目的在于更好地評估合并晚期妊娠并發癥患者的分娩風險和受益比，選擇使用皮質類固醇激素的時機。目前羊膜腔穿刺術仍是評估胎兒肺成熟度的金標準，超聲應用前景廣闊。