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【摘要】 胎儿期母体的各种因素及胎儿疾病对胎儿的心功能都会带来一定的影响，能较早并正确的评估胎儿的心功能，对判断胎儿预后和指导临床治疗有很重要的作用。胎儿期的超声心动图是公认的一种简便、无创的影像学方法。近年来，随着超声技术的发展，越来越先进的新技术被广泛的运用于临床，本文主要对评价胎儿心功能的超声技术作一综述。
【关键词】 超声心动图；胎儿心功能；Tei指数
文章编号：1004-7484（2014）-02-1181-02
随着多普勒超声技术的发展以及超声仪器分辨力的提高，应用超声仪器从起初的只能检查出比较严重的胎儿心脏大血管畸形，发展到现在可以发现心脏结构的一些细微的病变以及在宫腔内无创的评估胎儿的心脏功能。本文主要对这一些评价胎儿心功能的超声技术综述如下。
1 评价胎儿心功能的传统方法
1.1 M型超声心动图 M型超声心动图在成人及胎儿检查中被广泛运用，最常用的是对心律失常的评估。在对心脏功能的研究中，通过M型取样可以获得许多参数，其一是心室缩短分数，主要运用于左心室心功能的评估[1]。M形超声心动图同样也适用于心脏长轴方向[2]，利用M超测量长轴位移相对于测量短轴位移而言，这项研究最适合评估右心室功能，因为右室的纵向心肌纤维与左心室的圆形的心肌纤维相反[2-3]。但是利用M形超声心动图评价胎儿心功能也有缺点，胎儿很难让长时间保持一个适合扫描和测量的位置[4]。
1.2 二维超声心动图 二维超声心动图是目前诊断胎儿心脏结构异常的主要方法，在二维超声心动图上可通过观察心肌运动主观的评价心室的收缩功能，并且可显示左室腔大小、左室壁厚度等，分别测量舒张末期和收缩末期左室腔面积及左室壁面积，计算射血分数和面积缩短率。但该方法对心脏结构有一定程度假设，不适合胎儿心功能的准确测定[1]。
1.3 三维超声心动图 随着三维超声技术的发展，更复杂但是更精确的方法可用于评估心室功能。例如可通过数学计算方法估计心室收缩和舒张的体积，或者冻结图像追踪心室内膜估计心室体积，也可通过反演多普勒信号自动识别心腔体积，因其不需要对心脏几何形态做假设，故能较好的测定心室容积，评估心室功能。但心脏是一个运动的器官，三维成像的帧频及图像空间分辨率仍相对较低，运用普通三维成像技术难以获取每个时相清晰的容积数据，无法对心室容量进行准确测定。
1.4 常规彩色多普勒及频谱多普勒方法 心脏主要的功能就是为器官灌注提供足够的血液，故对血液流量的评估是一项常规的且最能评估胎儿心功能的方法[5]。
1.4.1 胎儿心脏舒张功能的测定 房室瓣跨瓣血流多普勒波形是双峰，E、A峰及E/A的变化能反映心室被动充盈及心房主动收缩功能，但是这个参数会受到呼吸和身体运动的影响以及胎儿的高心率会影响E/A波形，故较少用在胎儿时期[6-7]。彩色多普勒是速度成像，可以判断房室瓣是否存在反流，以及反流的速度和持续时间。可判断反流是生理性还是病理性。也可通过测定瓣膜反流峰值流速计算出心室或心房的压力。其他用于评估心脏舒张功能的参数还有流速时间积分（VTI）；流速时间积分比值（VTle/VTla）；跨瓣峰值压差等。
1.4.2 胎儿心脏收缩功能的测定 ①测定峰值流速：利用多普勒测量流出道的血流频谱可反映出心脏的收缩功能，包括测定峰值流速、平均流速、速度时间积分等。但这些指标里只有测定峰值流速的可重复性及误差较小，故较常用。②每搏输出量和心输出量：应用脉冲式多普勒超声可以检测胎儿每搏输出量（SV），在计算出每搏心排出量后再乘以心率为心排出量（CO）=SV X HR。胎儿SV、CO随孕周增加而增加，且右心均大于左心，提示胎儿时期右心占优势。
1.4.3 胎儿心脏收缩舒张功能的综合测定 Tei指数在成人及儿童中得到较多应用。Tei指数因其不受心脏几何形态，孕周的影响，测量方法简单，可重复性强，是一种简单可靠且能定量评价胎儿心脏收缩和舒张功能的多普勒指数。Anita[8]等应用多普勒测量140名孕龄在18-40周的正常胎儿左、右心多普勒时间间期，并计算左右心Tei指数。结果显示正常胎儿左右室Tei指数之间具有相关性，不同心率、不同孕龄胎儿之间的Tei指数差异均无显著性意义。说明Tei指数是一种可以用来评估胎儿左右心室在不同临床情况下心肌功能的一个参数。
2 评价胎儿心功能的新技术
2.1 组织多普勒（Tissue Doppler Imaging，TDI） Tei指数目前多采用传统的脉冲多普勒血流显像获得，但传统多普勒测量Tei指数最大的局限性在于无法或很难同时显示左、右室流入道与流出道。组织多普勒成像（TDI）是一种可以直接的、可重复且精确定量评估心脏心肌运动的超声心动图，与传统多普勒相比，组织多普勒可减低生理情况下心率波动带来的不准确性；且反映的是心肌本身的运动，受前负荷影响小；对二维图像质量要求不高、各波形易辨认、易测量。但同传统方法一样，也受到取样角度的影响。
2.2 时间空间复合成像（spatio-temporal image correlation，STIC） 三维和四维超聲是一种公认的对胎儿心脏检查有价值的工具。时间空间复合成像是一种在胎儿三维成像基础上增加了时间成分的技术，所以我们可以通过四维序列将包含整个心动周期的信息用于评价胎儿心脏结构[9]。在STIC模式，冻结图像后可显示出各心室收缩末期和舒张末期的容积，计算出胎儿心功能相关的各数值。STIC技术的最终目标是提高胎儿心功能的分析能力和减少对操作者二维技能的要求[9]。有学者[10]利用STIC技术研究了265个孕周从20周到34+6周的正常胎儿的每搏输出量（SV），心输出量（CO），射血分数（EF），结果显示左右室每搏输出量和心输出量随着孕周的增加而增加，而射血分数在整个孕期保持稳定维持在0.63左右。但是STIC容积数据质量差的比例较高，为该项技术的临床适用性带来障碍。 2.3 速度向量成像技術 速度向量成像是随着超声相关技术和计算机后处理能力提高而发展起来的一种新技术。工作原理是基于二维灰阶成像的原理，利用超声象素的空间相干、斑点追踪和边界追踪等技术，采集原始二维象素的振幅及相位信息运用实时心肌运动跟踪计算法，对心肌组织在多个平面运动的结构力学进行量化分析，避免了多普勒的角度依赖性，更准确地对心肌运动进行自动追踪，通过对向量大小及方向的分析得到大量反映心肌生物学特征的数据。速度向量成像在研究胎儿心功能也有局限性，例如对图像的清晰度要求较高，而胎动，母体的呼吸运动会影响二维图像心内膜的清晰度；帧频低时，容易丢失瞬时信息。
总之，更新更准确的胎儿心功能测定的方法逐渐应用于临床，对判断胎儿心脏发育及负荷状态，为临床处理提供一定依据成为了可能。但是，各种方法都有各自的优缺点，希望在今后的工作中能有更好的技术运用于胎儿心功能方面的研究。
参考文献
[1] 孙微，蔡爱露，等.超声心动图评价胎儿心功能的现状与进展[J].中国医学影像技术，2010，26（10）：1984-1986.
[2] Gardiner HM，Pasquini L，et al：Myocardial tissue Doppler and long axis function in the fetal heart[J].Int J Cardiol，2006，113：39–47.
[3] Ho SY，Nihoyannopoulos P：Anatomy，echocardiography，and normal right ventricular dimensions[J].Heart，2006，92（suppl 1）：12–13.
[4] M.E.Godfrey，B.Messing，etal：Fetal Cardiac Function：M-Mode and 4D Spatiotemporal Image Correlation[J].fetal diagn ther，2012，32：17-21.
[5] Hernandez-Andrade E，Benavides SerraldeJA，Cruz-Martinez R，Welsh A：Evaluation of conventional Doppler fetal cardiac function parameters：E/A ratios，outflow tracts and myocardial performance index[J].Fetal Diagn Ther，in press.
[6] Van Mieghem T，DeKoninck P，Steenhaut P，Deprest J：Methods for prenatal assessment of fetal cardiac function[J].Prenat Diagn 2009，29：1193–1203.
[7] Godfrey ME，Messing B，Cohen SM，ValskyDV，Yagel S：Functional assessment of the fetal heart[J].Ultrasound Obstet Gynecol，2011，39：131–144.
[8] Anita，Hamela-Olkowska，Joanna，Szymkiewicz-Dangel.Quantitative assessment of the right and the left ventricular function using pulsed Doppler myocardial performance index in normal fetuses at 18 to 40 weeks of gestation[J].Ginekologia polska，2011，82（2）：108-113.
[9] Christiane Simioni，Luciano Marcondes Machado Nardozza，etal：Fetal cardiac function assessed by spatio-temporal image correlation[J].Arch Gynecol Obstet，2011，284：253–260.
[10] Christiane，Simioni，Luciano Marcondes Machado，Nardozza，Edward，Araujo Júnior；Líliam Cristine，Rolo，Marina，Zamith，Ana Carolina，Caetano，Antonio Fernandes，Moron.Heart stroke volume，cardiac output，and ejection fraction in 265 normal fetus in the second half of gestation assessed by 4D ultrasound using spatio-temporal image correlation[J].the international society of perinatal obstetricians，2011，24（9）：1159-1167.
【关键词】 超声心动图；胎儿心功能；Tei指数
文章编号：1004-7484（2014）-02-1181-02
随着多普勒超声技术的发展以及超声仪器分辨力的提高，应用超声仪器从起初的只能检查出比较严重的胎儿心脏大血管畸形，发展到现在可以发现心脏结构的一些细微的病变以及在宫腔内无创的评估胎儿的心脏功能。本文主要对这一些评价胎儿心功能的超声技术综述如下。
1 评价胎儿心功能的传统方法
1.1 M型超声心动图 M型超声心动图在成人及胎儿检查中被广泛运用，最常用的是对心律失常的评估。在对心脏功能的研究中，通过M型取样可以获得许多参数，其一是心室缩短分数，主要运用于左心室心功能的评估[1]。M形超声心动图同样也适用于心脏长轴方向[2]，利用M超测量长轴位移相对于测量短轴位移而言，这项研究最适合评估右心室功能，因为右室的纵向心肌纤维与左心室的圆形的心肌纤维相反[2-3]。但是利用M形超声心动图评价胎儿心功能也有缺点，胎儿很难让长时间保持一个适合扫描和测量的位置[4]。
1.2 二维超声心动图 二维超声心动图是目前诊断胎儿心脏结构异常的主要方法，在二维超声心动图上可通过观察心肌运动主观的评价心室的收缩功能，并且可显示左室腔大小、左室壁厚度等，分别测量舒张末期和收缩末期左室腔面积及左室壁面积，计算射血分数和面积缩短率。但该方法对心脏结构有一定程度假设，不适合胎儿心功能的准确测定[1]。
1.3 三维超声心动图 随着三维超声技术的发展，更复杂但是更精确的方法可用于评估心室功能。例如可通过数学计算方法估计心室收缩和舒张的体积，或者冻结图像追踪心室内膜估计心室体积，也可通过反演多普勒信号自动识别心腔体积，因其不需要对心脏几何形态做假设，故能较好的测定心室容积，评估心室功能。但心脏是一个运动的器官，三维成像的帧频及图像空间分辨率仍相对较低，运用普通三维成像技术难以获取每个时相清晰的容积数据，无法对心室容量进行准确测定。
1.4 常规彩色多普勒及频谱多普勒方法 心脏主要的功能就是为器官灌注提供足够的血液，故对血液流量的评估是一项常规的且最能评估胎儿心功能的方法[5]。
1.4.1 胎儿心脏舒张功能的测定 房室瓣跨瓣血流多普勒波形是双峰，E、A峰及E/A的变化能反映心室被动充盈及心房主动收缩功能，但是这个参数会受到呼吸和身体运动的影响以及胎儿的高心率会影响E/A波形，故较少用在胎儿时期[6-7]。彩色多普勒是速度成像，可以判断房室瓣是否存在反流，以及反流的速度和持续时间。可判断反流是生理性还是病理性。也可通过测定瓣膜反流峰值流速计算出心室或心房的压力。其他用于评估心脏舒张功能的参数还有流速时间积分（VTI）；流速时间积分比值（VTle/VTla）；跨瓣峰值压差等。
1.4.2 胎儿心脏收缩功能的测定 ①测定峰值流速：利用多普勒测量流出道的血流频谱可反映出心脏的收缩功能，包括测定峰值流速、平均流速、速度时间积分等。但这些指标里只有测定峰值流速的可重复性及误差较小，故较常用。②每搏输出量和心输出量：应用脉冲式多普勒超声可以检测胎儿每搏输出量（SV），在计算出每搏心排出量后再乘以心率为心排出量（CO）=SV X HR。胎儿SV、CO随孕周增加而增加，且右心均大于左心，提示胎儿时期右心占优势。
1.4.3 胎儿心脏收缩舒张功能的综合测定 Tei指数在成人及儿童中得到较多应用。Tei指数因其不受心脏几何形态，孕周的影响，测量方法简单，可重复性强，是一种简单可靠且能定量评价胎儿心脏收缩和舒张功能的多普勒指数。Anita[8]等应用多普勒测量140名孕龄在18-40周的正常胎儿左、右心多普勒时间间期，并计算左右心Tei指数。结果显示正常胎儿左右室Tei指数之间具有相关性，不同心率、不同孕龄胎儿之间的Tei指数差异均无显著性意义。说明Tei指数是一种可以用来评估胎儿左右心室在不同临床情况下心肌功能的一个参数。
2 评价胎儿心功能的新技术
2.1 组织多普勒（Tissue Doppler Imaging，TDI） Tei指数目前多采用传统的脉冲多普勒血流显像获得，但传统多普勒测量Tei指数最大的局限性在于无法或很难同时显示左、右室流入道与流出道。组织多普勒成像（TDI）是一种可以直接的、可重复且精确定量评估心脏心肌运动的超声心动图，与传统多普勒相比，组织多普勒可减低生理情况下心率波动带来的不准确性；且反映的是心肌本身的运动，受前负荷影响小；对二维图像质量要求不高、各波形易辨认、易测量。但同传统方法一样，也受到取样角度的影响。
2.2 时间空间复合成像（spatio-temporal image correlation，STIC） 三维和四维超聲是一种公认的对胎儿心脏检查有价值的工具。时间空间复合成像是一种在胎儿三维成像基础上增加了时间成分的技术，所以我们可以通过四维序列将包含整个心动周期的信息用于评价胎儿心脏结构[9]。在STIC模式，冻结图像后可显示出各心室收缩末期和舒张末期的容积，计算出胎儿心功能相关的各数值。STIC技术的最终目标是提高胎儿心功能的分析能力和减少对操作者二维技能的要求[9]。有学者[10]利用STIC技术研究了265个孕周从20周到34+6周的正常胎儿的每搏输出量（SV），心输出量（CO），射血分数（EF），结果显示左右室每搏输出量和心输出量随着孕周的增加而增加，而射血分数在整个孕期保持稳定维持在0.63左右。但是STIC容积数据质量差的比例较高，为该项技术的临床适用性带来障碍。 2.3 速度向量成像技術 速度向量成像是随着超声相关技术和计算机后处理能力提高而发展起来的一种新技术。工作原理是基于二维灰阶成像的原理，利用超声象素的空间相干、斑点追踪和边界追踪等技术，采集原始二维象素的振幅及相位信息运用实时心肌运动跟踪计算法，对心肌组织在多个平面运动的结构力学进行量化分析，避免了多普勒的角度依赖性，更准确地对心肌运动进行自动追踪，通过对向量大小及方向的分析得到大量反映心肌生物学特征的数据。速度向量成像在研究胎儿心功能也有局限性，例如对图像的清晰度要求较高，而胎动，母体的呼吸运动会影响二维图像心内膜的清晰度；帧频低时，容易丢失瞬时信息。
总之，更新更准确的胎儿心功能测定的方法逐渐应用于临床，对判断胎儿心脏发育及负荷状态，为临床处理提供一定依据成为了可能。但是，各种方法都有各自的优缺点，希望在今后的工作中能有更好的技术运用于胎儿心功能方面的研究。
参考文献
[1] 孙微，蔡爱露，等.超声心动图评价胎儿心功能的现状与进展[J].中国医学影像技术，2010，26（10）：1984-1986.
[2] Gardiner HM，Pasquini L，et al：Myocardial tissue Doppler and long axis function in the fetal heart[J].Int J Cardiol，2006，113：39–47.
[3] Ho SY，Nihoyannopoulos P：Anatomy，echocardiography，and normal right ventricular dimensions[J].Heart，2006，92（suppl 1）：12–13.
[4] M.E.Godfrey，B.Messing，etal：Fetal Cardiac Function：M-Mode and 4D Spatiotemporal Image Correlation[J].fetal diagn ther，2012，32：17-21.
[5] Hernandez-Andrade E，Benavides SerraldeJA，Cruz-Martinez R，Welsh A：Evaluation of conventional Doppler fetal cardiac function parameters：E/A ratios，outflow tracts and myocardial performance index[J].Fetal Diagn Ther，in press.
[6] Van Mieghem T，DeKoninck P，Steenhaut P，Deprest J：Methods for prenatal assessment of fetal cardiac function[J].Prenat Diagn 2009，29：1193–1203.
[7] Godfrey ME，Messing B，Cohen SM，ValskyDV，Yagel S：Functional assessment of the fetal heart[J].Ultrasound Obstet Gynecol，2011，39：131–144.
[8] Anita，Hamela-Olkowska，Joanna，Szymkiewicz-Dangel.Quantitative assessment of the right and the left ventricular function using pulsed Doppler myocardial performance index in normal fetuses at 18 to 40 weeks of gestation[J].Ginekologia polska，2011，82（2）：108-113.
[9] Christiane Simioni，Luciano Marcondes Machado Nardozza，etal：Fetal cardiac function assessed by spatio-temporal image correlation[J].Arch Gynecol Obstet，2011，284：253–260.
[10] Christiane，Simioni，Luciano Marcondes Machado，Nardozza，Edward，Araujo Júnior；Líliam Cristine，Rolo，Marina，Zamith，Ana Carolina，Caetano，Antonio Fernandes，Moron.Heart stroke volume，cardiac output，and ejection fraction in 265 normal fetus in the second half of gestation assessed by 4D ultrasound using spatio-temporal image correlation[J].the international society of perinatal obstetricians，2011，24（9）：1159-1167.