時間-空間相關成像聯合組織多普勒超聲觀察妊娠期糖尿病孕婦胎兒心臟結構和功能

王 媛，趙 旭*，楊 婭，張翠翠，邱 兵

(1.北京大學民航臨床醫學院婦產科，北京 100123；2.首都醫科大學附屬北京安貞醫院超聲科，北京 100029；3.青海紅十字醫院產科，青海 西寧 810001；4.中國民用航空局民用航空醫學中心，北京 100123)

妊娠期糖尿病(gestational diabetes mellitus, GDM)在孕婦中的發病率為3%～9%，且隨孕婦年齡增大而升高[1]。GDM可引起胎兒心肌肥大和心功能損害[2]。因胎兒心率快及胎位多變，常規超聲診斷能力受限，而采用時間-空間相關成像(spatio-temporal image correlation, STIC)技術后處理獲得的M型圖像可以更準確地測量胎兒心室壁及室間隔厚度[3]。組織多普勒(tissue Doppler imaging, TDI)超聲可測量胎兒心臟房室瓣環組織運動速度，反映心臟的舒張、收縮功能[4]，從而探索心臟結構變化對功能的影響。本研究采用STIC-M型超聲聯合TDI觀察GDM孕婦胎兒心臟結構和功能，探討GDM孕婦血糖控制情況對胎兒心臟結構和功能的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2017年1月—2018年8月于北京大學民航臨床醫學院接受產前超聲檢查的140例GDM孕婦，年齡23～44歲，平均(31.8±4.2)歲，孕24～38周，平均(29.03±3.41)周。納入標準：①單胎妊娠；②符合2014年中華醫學會推薦的GDM診治指南標準[5]；③孕前月經規律，末次月經時間明確；④圖像質量滿足測量需要。排除標準：①GDM以外的妊娠合并癥或并發癥；②胎兒畸形。收集同期211名正常孕婦為對照組，年齡21～38歲，平均(29.5±3.5)歲，孕24～38周，平均(30.62±4.24)周。本研究經我院醫學倫理委員會批準，受檢者均簽署知情同意書。

按照血糖控制情況，將GDM孕婦分為3組：胰島素治療組40例，飲食控制組62例，血糖控制不良組38例。餐前和餐后2 h血糖值分別≤5.3、6.7 mmol/L，夜間血糖≥3.3 mmol/L，妊娠期糖化血紅蛋白<5.5%為血糖控制良好；達不到上述標準為血糖控制不良。胰島素治療組和飲食控制組孕婦血糖控制良好，僅治療方案不同。

1.2 儀器與方法 采用GE Voluson E8彩色多普勒超聲診斷儀，RAB 4-8-D探頭，頻率4～8 MHz。檢查時囑孕婦仰臥，首先測量產科常規生長指標，確定胎兒大小與孕周相符，觀察胎兒無異常后進行胎兒心臟超聲檢查。STIC數據采集：取標準四腔心切面，采集時間7.5～15.0 s，容積掃描角度20°～40°。STIC后處理：將A、B、C平面的室間隔均調整至水平位，將M取樣線位于心室最大橫徑處并垂直于室間隔，分別測量左心室壁舒張末期厚度(left ventricular wall thickness at end-diastole， LVWD)、左心室壁收縮末期厚度(left ventricular wall thickness at end-systole， LVWS)、右心室壁舒張末期厚度(right ventricular wall thickness at end-diastole， RVWD)、右心室壁收縮末期厚度(right ventricular wall thickness at end-systole， RVWS)及室間隔舒張末期厚度(interventricular septum thickness at end-diastole， IVSD)、室間隔收縮末期厚度(interventricular septum thickness at end-systole， IVSS)，見圖1。所有參數測量3次，取平均值。

TDI檢查：取胎兒心尖四腔心平面圖像，使超聲聲束與房室瓣瓣環運動方向的夾角<10°，取樣容積2 mm，取樣門分別放置于胎兒二尖瓣環(二尖瓣后葉根部)及三尖瓣環(三尖瓣前葉根部)，獲得TDI頻譜波形，取3～5個連續心動周期，測量二、三尖瓣環舒張早期運動速度(Ea)、舒張晚期運動速度(Aa)及收縮期運動速度(Sa)，見圖2。所有參數測量3次，取平均值；并計算二尖瓣環Ea/Aa(MVEa/Aa)和三尖瓣環Ea/Aa(TVEa/Aa)。

1.3 統計學分析 采用SPSS 22.0統計分析軟件。計量資料以±s表示。因各組間孕周差異有統計學意義，多組間比較采用以孕周為協變量的協方差分析，組間兩兩比較采用LSD法。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

GDM各組與對照組間年齡、孕周總體差異均有統計學意義(P均<0.05)，3組GDM孕婦年齡均大于、孕周均小于對照組孕婦(P均<0.05)。

2.1 STIC-M型測量指標 胰島素治療組、飲食控制組、血糖控制不良組與對照組LVWD、RVWD、LVWS、RVWS、IVSD、IVSS總體差異均有統計學意義(P均<0.05)，GDM 3組均大于對照組(P均<0.05)，余組間兩兩比較差異均無統計學意義(P均>0.05)。見表1。

2.2 TDI測量指標 胰島素治療組、飲食控制組、血糖控制不良組與對照組間MVEa/Aa總體差異有統計學意義(P=0.002)，GDM 3組均小于對照組(P均<0.05)，余兩兩比較差異均無統計學意義(P均>0.05)。4組間TVEa/Aa、二尖瓣環Sa、三尖瓣環Sa總體差異均無統計學意義(P均>0.05)。見表2。

3 討論

GDM是指妊娠期發生的糖代謝異常，對胎兒心臟結構和功能發育均可能產生影響[6]。組織學檢查發現GDM可引起胎兒心肌纖維肥大和細胞排列紊亂[7]。研究[8]表明胎兒高胰島素血癥可導致脂肪及蛋白質合成增加，造成心肌細胞肥大增生，在胎兒心臟室間隔和心室游離壁更加明顯。由于心肌肥厚導致心室擴張性降低和心房動力學改變，GDM胎兒心臟功能可能受損，特別是舒張功能[2]。本研究采用STIC-M型聯合TDI超聲技術對GDM孕婦胎兒心臟結構和功能進行測定，發現GDM各組胎兒心室壁及室間隔厚度和舒張功能參數與對照組胎兒之間均存在差異。

表1 4組間孕婦年齡、孕周及胎兒心室壁、室間隔厚度比較(±s)

表1 4組間孕婦年齡、孕周及胎兒心室壁、室間隔厚度比較(±s)

組別年齡(歲)孕周LVWD(mm)RVWD(mm)LVWS(mm)RVWS(mm)IVSD(mm)IVSS(mm)胰島素治療組(n=40)31.0±3.228.71±3.713.35±0.113.40±0.103.42±0.123.45±0.102.73±0.092.82±0.10飲食控制組(n=62)32.7±4.829.09±3.333.40±0.093.39±0.083.48±0.093.48±0.082.62±0.082.66±0.08血糖控制不良組(n=38)31.3±3.929.25±3.263.37±0.113.41±0.103.45±0.123.66±0.102.68±0.102.80±0.10對照組(n=211)29.5±3.530.62±4.243.05±0.052.97±0.043.12±0.053.16±0.042.34±0.042.40±0.04F值6.0774.7475.88112.7345.7009.5588.8728.408P值0.0010.0030.001<0.0010.001<0.001<0.001<0.001

注：LVWD、RVWD、LVWS、RVWS、IVSD、IVSS均為經孕周校正后數值

圖1 胎兒心臟STIC-M型超聲測量圖 A.將M取樣線置于心室最大橫徑處并垂直于室間隔； B.M型圖像 (LV：左心室；IVS：室間隔；RV：右心室) 圖2 胎兒心臟三尖瓣環TDI超聲測量圖

組別MVEa/AaTVEa/Aa 二尖瓣環Sa(cm/s)三尖瓣環Sa(cm/s)胰島素治療組(n=40)0.64±0.020.63±0.018.11±0.218.70±0.20飲食控制組(n=62)0.63±0.010.62±0.018.35±0.178.68±0.16血糖控制不良組(n=38)0.64±0.020.62±0.018.05±0.218.63±0.21對照組(n=211)0.68±0.010.64±0.018.09±0.098.51±0.09F值5.1050.8120.6630.461P值0.0020.4880.5750.710

注：MVEa/Aa、TVEa/Aa、二尖瓣環Sa、三尖瓣環Sa均為經孕周校正后數值

Garg等[9-10]運用二維超聲檢測血糖控制良好及血糖控制不良的GDM孕婦胎兒和正常妊娠孕婦胎兒的心臟結構，發現GDM孕婦胎兒心室壁及室間隔收縮末期、舒張末期厚度均大于正常妊娠孕婦胎兒，但與GDM孕婦血糖控制情況無關。二維超聲難以保證胎兒室間隔在所有平面上完全水平，因此很難獲得準確的測量平面。STIC技術是近年來新出現的、對胎兒心臟進行實時動態三維成像的超聲技術，可以形成單心動周期的超聲回放圖像。應用STIC技術采集胎兒心臟圖像容積數據，可避免胎動對數據測量的干擾，測量胎兒心室壁和室間隔厚度時，利用STIC-M型超聲可通過對容積數據的后處理，在3個正交平面中調整圖像角度，獲取準確的心臟測量平面[11]。本研究結果顯示胰島素治療組、飲食控制組和血糖控制不良組GDM孕婦胎兒左、右心室壁及室間隔舒張末期和收縮末期厚度均大于正常妊娠孕婦胎兒，而各GDM組間差異無統計學意義，提示GDM孕婦胎兒心臟形態改變，心肌增厚，但與孕婦血糖控制情況無明顯關聯。

TDI是一種無創性心功能超聲檢測技術，通過檢測心肌組織反射的低頻高振幅頻移信號，可直接分析心動周期中胎兒心臟任何區域的心肌運動速度，且不受血流影響[4]。區域心肌運動速度變化與心臟收縮和舒張功能密切相關，故TDI可用于識別胎兒早期心臟功能障礙[12]。心室舒張期包括心室舒張早期(即心室主動舒張)和心室舒張晚期(即心房收縮)，房室瓣環Ea/Aa反映心室舒張功能，是心室順應性的指標，房室瓣環Sa則反映心室收縮功能[13]。陸永萍等[14]對比29例血糖控制良好、23例血糖控制不良GDM孕婦和132名正常妊娠孕婦胎兒心臟功能的TDI檢查結果，發現GDM血糖控制良好組和血糖控制不良組胎兒心肌舒張功能均受損，二、三尖瓣環Ea/Aa值均小于正常妊娠組，發生孕周均為孕24周以上；GDM血糖控制良好組胎兒心肌收縮功能與正常妊娠組無顯著差異，GDM血糖控制不良組胎兒心肌收縮功能受損，二、三尖瓣環Sa小于正常妊娠組，發生孕周為孕32周以上。Ren等[10]亦發現血糖控制良好及血糖控制不良的GDM孕婦胎兒心肌舒張功能均受損。Balli等[13]應用TDI技術測量67胎GDM孕婦胎兒和122胎正常妊娠孕婦胎兒心臟功能，發現GDM組胎兒右心室壁Ea/Aa值和Sa均大于正常妊娠組，提示GDM妊娠胎兒心臟功能產生了適應性改變。本研究中GDM胰島素治療組、飲食控制組和血糖控制不良組胎兒MVEa/Aa值均小于對照組，各GDM組間無顯著差異，表明GDM孕婦胎兒心臟舒張功能降低，且與血糖控制情況無關；各GDM組與對照組胎兒二、三尖瓣環Sa差異無統計學意義，提示GDM孕婦胎兒心臟收縮功能尚未受到影響。本研究納入GDM孕婦和正常孕婦的孕周均值在28～30周之間，對于胎兒心臟收縮功能受損是否在更大孕周出現尚不明確，且GDM孕婦胎兒心臟功能是否會產生適應性改變及其機制尚未明了，有待進一步探討。本研究中房室瓣環Sa結果與研究[13-14]報道不一致，也在某種程度上反映出GDM對胎兒心肌組織收縮功能影響的不均衡性。本研究中GDM血糖控制情況對胎兒心室壁及室間隔厚度和心臟功能改變均無顯著影響，盡管已經證明控制孕婦血糖可以降低先天性心臟畸形的發生率[6]，但對于血糖控制情況與胎兒心肌厚度和功能的關系還需深入研究。

總之，GDM孕婦胎兒心室壁及室間隔厚度增加，心臟舒張功能降低，孕婦血糖控制情況對胎兒心肌厚度和心臟功能改變無顯著影響。聯合應用STIC-M型和TDI超聲對評估GDM孕婦胎兒心臟結構和功能具有一定應用價值。