速度向量成像技术评估胎儿心功能及其在复杂先天性心脏病的应用研究

摘要

背景
　　 速度向量成像技术(velocity vector imaging,VVI)是一种定量评价心肌功能的新超声技术,能直观地显示心肌在纵向、径向和环向上的运动特征,能够无创、准确和快速评价心肌运动的协调性。国内外大量研究显示VVI能够提供整体与局部的心肌功能分析,显示心脏收缩、舒张、扭转运动及心肌运动三维定量等重要信息。VVI在成人心脏疾病中已得到广泛的研究[1-4]。
　　 近25年来,超声心动图的迅速发展也帮助我们更好地了解了胎儿心脏生理。我们通过主观评估心脏收缩舒张功能和观察胎儿水肿来衡量心功能。但是,对于胎儿发育过程中心脏力学和功能学仍然缺乏准确理解[5]。早期对胎儿心肌的应变和应变率成像技术研究曾因胎儿心率过快和难以显示心动周期而无法进行[5]。
　　 第一章 超声速度向量成像技术对正常胎儿心肌运动的评价
　　 [目的]
　　 对于胎儿心脏生理机制的研究曾由于胎心率过快、胎位、胎动、检查角度等诸多因素的影响而难以进行,而新兴的VVI技术可克服上述限制,用于胎儿心脏功能定量的研究。本研究旨在采用VVI技术测量正常胎儿心肌整体和局部应变、应变率、速度、室壁运动延迟时间等参数,为进一步探索先天性心脏病胎儿心肌运动,并评价其心脏功能提供理论依据和参考。
　　 [方法]
　　 1.研究对象:2008年12月～2009年12月在深圳市妇幼保健院行中晚孕胎儿大体畸形筛查的正常孕妇。以上孕妇均有准确的停经史,或经早期超声检查证明胎龄与孕周相符,孕妇均身体健康,无吸烟、嗜酒史,无高血压、糖尿病、肝肾等慢性疾病,无心血管疾病、呼吸系统疾病以及呼吸急促史,无先天性心脏病生育史及家族史,胎儿均为单胎妊娠,经产科临床及产前产后超声检查无明显异常。
　　 2.图像采集:使用Siemens Sequoia 512彩色超声诊断仪,探头型号6C2,频率为4～6MHz,由从事产前超声检查的专业人员采集胎儿动态标准四腔心切面图,心内膜边界显示清楚连贯,帧频维持在30 Hz以上,动态存储于MO盘。
　　 3.VVI检测:用MO盘读盘后,脱机进入Syngo US Workplace VVI分析软件,导入胎儿动态标准四腔心切面图,并在该图像上选择应用VVI分析模式,设参照物于心尖部,在舒张末期顺时针方向根据内膜弯曲程度沿心内膜手动描迹8-10个点,系统将自动追踪心内膜缘。
　　 4.记录结果:
　　 4.1 记录整体心肌的测量参数:应变(S)、应变率(SR)、速度(V)、室壁运动延迟时间(Opposing wall delay)；记录6个节段心肌(游离壁基底段、游离壁中间段、游离壁心尖段、室间隔基底段、室间隔中间段、室间隔心尖段)的应变、应变率、运动速度、室壁运动延迟时间的数据；获得整体心肌的速度向量图。
　　 4.2获得心肌运动的应变(S)-时间、应变率(SR)-时间、运动速度(V)-时间曲线；分别获得左心室游离壁、右心室游离壁和室间隔房室瓣瓣环处的纵向收缩期速度峰值(Vs)和舒张期速度峰值(Vd)测值,以及左心室游离壁、右心室游离壁和室间隔中部的应变、应变率的测值。
　　 [结论]
　　 本研究测量了正常胎儿整体和局部心肌应变、应变率、运动速度、室壁运动延迟时间等参数,应变率随着胎心率的增加而增加,而应变在中晚孕期和正常胎心率范围内维持稳定,说明胎儿心肌形变能力在一定范围内具有代偿功能,以保证其心功能的稳定性。VVI技术作为测量分析心肌运动参数的工具,可克服检查角度的限制,从而评价心室整体和局部节段功能,为进一步探索先天性心脏病胎儿心肌运动,并为其心脏功能的定量评价提供理论依据和参考。
　　 第二章 超声速度向量成像技术对左心发育不良综合征心室纵向功能的研究
　　 [目的]
　　 左心发育不良综合征(Hypoplastic left heart syndrome,HLHS),是一种少见而危及生命的复杂先天性心脏畸形,约占先天性心血管畸形的14％,主要为左心流入和/或流出道发育不良引起的一组病变,包括左心室狭小、二尖瓣闭锁或狭窄、主动脉瓣闭锁、升主动脉发育不良等。本研究拟采用VVI技术对比测量分析正常胎儿和HLHS胎儿左、右心室的应变、应变率、速度及其室壁运动延迟时间等心肌运动参数来评价心肌运动,通过分析上述参数的变化探讨HLHS胎儿心肌功能的异常变化,为该病临床的产前遗传咨询、宫内治疗、出生后治疗、预后提供理论依据和参考。
　　 [方法]
　　 1.研究对象:2007年12月～2009年12月在深圳市妇幼保健院行中晚孕胎儿大体畸形筛查的56例孕妇,经产前超声检查诊断为HLHS；正常对照组孕妇的入选条件同第一章。病例组和对照组按孕周以1:1配对。
　　 2.图像采集和VVI检测方法同第一章。
　　 3.记录结果:获得整体心肌的速度向量图；记录左心室和右心室整体心肌的测量参数:应变、应变率、运动速度、室壁运动延迟时间；获得局部心肌运动的应变-时间、应变率-时间、速度-时间曲线。
　　 4.产后随访和病理解剖追踪出生后手术及预后情况；要求在深圳市妇幼保健院引产者并签署胎儿尸体病理解剖同意书后行尸解。
　　 [结论]
　　 HLHS胎儿左心发育不良,右心功能性代偿,左、右心室心肌应变、应变率、速度均降低,心室室壁运动延迟时间增加,心室运动的同步协调性降低。孕周对左、右心室肌速度无明显影响,胎心率对左、右心室肌应变率无明显影响,说明左心室肌发育不良,其心肌功能明显降低；而对于功能性右心室而言,可能是由于长期代偿下的心肌功能受损,或是我们没有将代偿期和失代偿期的心功能进行分类分析,这些尚待更深入的研究。综上述,应变、应变率、速度、室壁运动延迟时间是可以用来评估HLHS胎儿心肌功能的可靠参数,结合不同孕周和胎心率对这些参数的影响,可以更好的分析胎儿心肌所处的功能状态。
　　 第三章 超声速度向量成像技术对右心发育不良综合征心室纵向功能的研究
　　 [目的]
　　 右心发育不良综合征(Hypoplastic right heart,HRH),是一种少见的复杂先天性心脏畸形,它包括各种以右心室发育不良为共同特征的先天性心脏异常,主要为肺动脉瓣和/或三尖瓣的发育不良(闭锁或重度狭窄)。本研究拟采用VVI技术对比测量分析正常胎儿和HRH胎儿左心室和右心室的应变、应变率、速度及其室壁运动延迟时间等心肌运动参数来评价心肌运动,通过分析上述参数的变化探讨HRH胎儿心肌功能的异常变化,为该病临床的产前遗传咨询、宫内治疗、出生后治疗、预后提供理论依据和参考。
　　 [方法]
　　 1.研究对象:2007年12月～2009年12月在深圳市妇幼保健院行中晚孕胎儿大体畸形筛查的12例孕妇,经产前超声检查诊断为HRH；正常对照组孕妇的入选条件同第一章。病例组和对照组按孕周以1:3配对。
　　 2.图像采集、VVI检测、记录结果、随访的方法同第二章。
　　 [结论]
　　 HRH胎儿右心发育不良,左心功能性代偿,左、右心室心肌应变、应变率、速度均降低,心室室壁运动延迟时间增加,心室运动的同步协调性降低。孕周对左、右心室肌速度无明显影响,胎心率对左、右心室肌应变率无明显影响,说明右心室肌发育不良,其心肌功能明显降低；而对于功能性左心室而言,仍需将代偿期和失代偿期的心功能进行分类分析,这些尚待更深入的研究。综上述,应变、应变率、速度、室壁运动延迟时间是可以用来评估HRH胎儿心肌功能的可靠参数,结合不同孕周和胎心率对这些参数的影响,可以更好的分析胎儿心肌所处的功能状态。
　　 第四章 超声速度向量成像技术对心肌致密化不全心室纵向功能的研究
　　 [目的]
　　 心肌致密化不全(noncompaction of the ventricular myocardium,NVM)是由于胚胎初期正常心内膜和心肌发育停止所致的先天性心肌病,由于基因突变等因素使心肌的致密化过程失败,室壁肌层保留疏松状态。本研究旨在采用超声产前诊断NVM,结合VVI技术测量NVM产前心肌运动速度、应变、应变率、室壁运动延迟时间,通过测量研究上述参数来探讨NVM心肌功能的异常变化。
　　 [方法]
　　 1.研究对象:2007年12月～2009年12月在深圳市妇幼保健院行中晚孕胎儿大体畸形筛查的9例孕妇,经产前超声检查诊断为NVM,并由产后病理解剖证实的孕妇为病例组；正常对照组孕妇的入选条件同第一章。病例组和对照组按孕周以1:3配对。
　　 2.图像采集、VVI检测、记录结果、随访的方法同第二章。
　　 [结论]
　　 NVM胎儿局部病变和整体心肌的应变、应变率、速度均降低,心室室壁运动延迟时间增加,心室运动的同步协调性降低。孕周对NVM胎儿心肌的速度无明显影响。NVM胎儿心肌的应变率随着胎心率的增高而增加,说明其心肌尚有一定的形变能力,以维持稳定的心输出量。本研究没有将代偿期和失代偿期的心功能进行分类分析,尚待更深入的研究。应变、应变率、速度、室壁运动延迟时间是可以用来评估HRH胎儿心肌功能的可靠参数,结合不同孕周和胎心率对这些参数的影响,可以更好的分析胎儿心肌所处的功能状态。

目录

文摘

英文文摘

前言

第一章 超声运动向量成像技术对正常胎儿心肌运动的评价

第一节 资料

第二节 方法

第三节 结果

第四节 讨论

第五节 结论

第二章 超声速度向量成像技术对左心发育不良综合征心肌纵向运动的研究

第一节 资料

第二节 方法

第三节 结果

第四节 讨论

第五节 结论

第三章 超声速度向量成像技术对右心发育不良综合征心肌纵向的研究

第一节 资料

第二节 方法

第三节 结果

第四节 讨论

第五节 结论

第四章 超声速度向量成像技术对心肌致密化不全心肌纵向运动的研究

第一节 资料

第二节 方法

第三节 结果

第四节 讨论

第五节 结论

全文小结

参考文献

综述 应变与应变率评价胎儿心脏功能的研究进展

参考文献

中英文缩略词表

攻读学位期间成果

致谢

统计学证明