Value of umbilical vein catheter color Doppler ultrasonic blood flow spectral parameters and myocardial performance index in diagnosing fetal heart malformation
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摘要:目的
探讨产前超声指标诊断妊娠期胎儿心脏畸形的价值。
方法采用病例-对照研究方法，选取本院随访证实的76例心脏畸形胎儿作为病例组，另选取76例无任何心脏畸形的胎儿作为对照组。比较2组孕期超声检查结果，包括脐静脉导管彩色多普勒超声血流频谱参数、心轴角度、心肌做功指数(MPI)。采用受试者工作特征(ROC)曲线分析各项指标在孕期辅助诊断胎儿心脏先天畸形中的价值。
结果病例组心室收缩速度、心房收缩期峰值速度、心室舒张期峰值速度、A波最大速度均低于对照组，搏动指数、静脉前负荷指数、静脉峰值血流指数均高于对照组，差异有统计学意义(P < 0.05)。心室收缩速度、心室舒张期峰值速度、心房收缩期峰值速度、A波最大速度、搏动指数、静脉前负荷指数、静脉峰值血流指数诊断胎儿心脏畸形的ROC曲线的曲线下面积(AUC)依次为0.680、0.753、0.590、0.859、0.674、0.715、0.663。病例组左心室MPI、右心室MPI、心轴角度均高于对照组，差异有统计学意义(P < 0.05)。左心室MPI、右心室MPI、心轴角度诊断胎儿心脏畸形的ROC曲线的AUC依次为0.502、0.571、0.712。
结论孕期实施脐静脉导管彩色多普勒超声血流频谱参数、心轴角度、MPI筛查，对于辅助诊断胎儿心脏畸形具有重要的参考价值。
Abstract:ObjectiveTo explore the value of prenatal ultrasound indicators in diagnosing fetal heart malformation during pregnancy.
MethodsA case-control study was conducted, and 76 fetuses with confirmed heart malformation during follow-up in the hospital were selected as case group, and another 76 fetuses without any heart malformation were selected as control group. The results of ultrasound examinations during pregnancy for both groups were compared, including umbilical vein catheter color Doppler ultrasonic blood flow spectral parameters, cardiac axis angle, and myocardial performance index (MPI). Receiver operating characteristic (ROC) curve was used to analyze the value of each indicator in auxiliary diagnosis of fetal congenital heart malformation during pregnancy.
ResultsThe ventricular systolic velocity, peak atrial systolic velocity, peak ventricular diastolic velocity, and maximum A-wave velocity in the case group were significantly lower than those in the control group, while the pulsatility index, venous preload index, and venous peak flow index were significantly higher than those in the control group (P < 0.05). Values of area under the curve (AUC) of ROC curves for ventricular systolic velocity, peak ventricular diastolic velocity, peak atrial systolic velocity, maximum A-wave velocity, pulsatility index, venous preload index, and venous peak flow index in diagnosing fetal heart malformation were 0.680, 0.753, 0.590, 0.859, 0.674, 0.715 and 0.663, respectively. The left ventricular MPI, right ventricular MPI, and cardiac axis angle in the case group were significantly higher than those in the control group (P < 0.05). The values of AUC for left ventricular MPI, right ventricular MPI, and cardiac axis angle in diagnosing fetal heart malformation were 0.502, 0.571 and 0.712, respectively.
ConclusionImplementation of umbilical vein catheter color Doppler ultrasonic blood flow spectral parameters, cardiac axis angle, and MPI screening during pregnancy has important reference value for auxiliary diagnosis of fetal heart malformation.
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在现代医学中，产前诊断是围生期保健的重要组成部分，对于早期发现胎儿异常、评估胎儿健康状况以及指导临床决策具有重要意义[1-2]。心脏畸形作为最常见的先天性畸形类型之一，其发生率在活产儿中约为8‰，并可对患儿的生存质量和长期健康产生不良影响[2]。因此，提高胎儿心脏畸形的产前诊断率，对于改善患儿预后、降低围生期死亡率和减轻家庭社会负担具有重大意义[3]。随着超声技术的发展，特别是彩色多普勒超声技术的应用，临床对胎儿心脏结构和功能的评估变得更加精确和全面[4-6]。通过细致的超声检查，医生能够在妊娠早期发现胎儿心脏的异常情况，为孕妇提供更多的信息和选择。然而，超声检查的准确性和有效性不仅取决于设备的性能，还与操作者的经验和技术密切相关。本研究探讨脐静脉导管彩色多普勒超声血流频谱参数、心轴角度和心肌做功指数(MPI)等产前超声指标在诊断胎儿心脏畸形中的作用，现报告如下。
1. 资料与方法
1.1 一般资料
本研究采用病例-对照研究方案，选取本院2018年6月—2023年6月收治的孕22~27周确诊且经随访核实的76例心脏畸形胎儿作为病例组，另选取76例无任何心脏畸形的胎儿作为对照组。本研究获得北京市通州区妇幼保健院医学伦理委员会审批(文件批准件: 2024-TZFY-016-02)。诊断标准: 心脏畸形诊断参考《诸福棠实用儿科学》[7]中的相关标准。纳入标准: ①孕期在产科门诊完成建档并接受常规超声检查及胎儿心脏超声检查，发现可影响血流动力学改变的心脏病患儿; ②对照组为正常分娩胎儿，无任何心脏结构畸形; ③均为单胎妊娠; ④胎儿及孕妇各项资料完整。排除标准: ①多胎妊娠者; ②未经病理学确诊者; ③孕妇伴有子宫肌瘤、子宫畸形等影响超声检查结果的疾病; ④轻微心脏畸形如房间隔缺损、室间隔缺损 < 5 mm, 以及不影响血液动力学改变的心脏畸形者。病例组与对照组胎儿、母体基本情况比较，差异无统计学意义(P>0.05), 见表 1。
表 1 2组基础资料比较(x±s)[n(%)]基础资料 病例组(n=76) 对照组(n=76) 母体年龄/岁 28.60±3.70 29.30±3.50 孕前体质量指数/(kg/m2) 21.93±1.88 21.80±2.00 产次/次 0.98±0.35 1.04±0.37 孕次/次 1.30±0.43 1.18±0.45 人流史 29(38.16) 21(27.63) 母体吸烟 8(10.53) 4(5.26) 母体饮酒 14(18.42) 7(9.21) 检测孕周/周 25.73±1.01 25.85±1.26 胎儿性别 男 39(51.32) 43(56.58) 女 37(48.68) 33(43.42) 1.2 妊娠期检查方法及参数
1.2.1 脐静脉导管彩色多普勒超声血流频谱检查
采用美国GE Voluson E10彩色多普勒超声诊断仪，在进行胎儿腹部超声检查时，应将探头对准胎儿头部一侧，以识别位于脐静脉左侧的静脉导管(DV)血管分支，这些分支通常表现出快速的血流特征。采用频谱多普勒技术，将采样门宽度设定为2 mm, 并放置于血管起始部位，同时确保角度校正在30 °以下，以便获取准确的DV血流频谱。通过测量包括心室收缩期速度、心室舒张期最高速度、心房收缩期最高速度、A波最大速度、搏动指数、静脉前负荷指数以及静脉峰值血流指数在内的多个血流参数，可以对DV血流进行详细分析。多次测量取平均值。
1.2.2 心轴角度检查
采用美国GE Voluson E10彩色多普勒超声诊断仪，在进行胎儿心脏超声评估时，可以在胎儿四腔心视图中测量胎儿的心轴。先沿着胎儿的脊柱至胸骨描画一条直线，然后从房室间隔描画另一条线，这2条线之间的夹角即为心轴角度。为了确保准确性，对每个胎儿进行3次心轴角度的测量，并计算平均值作为最终结果。
1.2.3 心肌做功指数检查
采用美国GE Voluson E10彩色多普勒超声诊断仪，配备腹部三维容积探头，频率1~8 MHz, 对2组孕妇进行三维彩色多普勒血流显像(3D-CDFI)超声检查和MPI智能检测。检查时，将超声探头置于孕妇腹部以收集胎儿心脏数据。根据孕周选择适宜的测量参数。若胎儿位置不佳，影响心脏检查的清晰度，可以等待胎儿位置调整到可以清晰显示心脏后再进行测量。孕妇可以通过适当的活动或休息来帮助胎儿调整位置。MPI智能检测系统能够自动识别并计算等容收缩时间(ICT)、等容舒张时间(IRT)和射血时间(ET), 其中MPI=(ICT+IRT)/ET。
1.3 统计学方法
采用SPSS 21.0软件进行数据分析，本研究收集的脐静脉导管彩色多普勒超声血流频谱参数等符合正态分布数据的特征，采用(x±s)描述，比较采用t检验; 性别等计数资料采用[n(%)]描述，比较采用χ2检验; 心轴角度、MPI诊断胎儿心脏畸形的价值采用受试者工作特征(ROC)曲线评价; P < 0.05为差异有统计学意义。
2. 结果
2.1 病例组与对照组脐静脉导管彩色多普勒超声血流频谱参数比较
病例组心室收缩速度、心室舒张期峰值速度、心房收缩期峰值速度、A波最大速度均低于对照组，搏动指数、静脉前负荷指数、静脉峰值血流指数均高于对照组，差异均有统计学意义(P < 0.05或P < 0.01)。见表 2。
表 2 病例组与对照组脐静脉导管彩色多普勒超声血流频谱参数比较(x±s)参数 病例组(n=76) 对照组(n=76) 心室收缩速度/(cm/s) 31.28±3.20** 33.02±2.73 心室舒张期峰值速度/(cm/s) 24.29±3.01** 27.50±3.28 心房收缩期峰值速度/(cm/s) 7.30±1.96* 8.18±2.53 A波最大速度/(cm/s) 19.66±3.81** 25.48±4.10 搏动指数 1.67±0.45** 1.34±0.41 静脉前负荷指数 1.08±0.39** 0.78±0.25 静脉峰值血流指数 1.18±0.37** 0.95±0.22 与对照组比较, * P < 0.05, * * P < 0.01。 2.2 脐静脉导管彩色多普勒超声血流频谱参数诊断胎儿心脏畸形的价值
心室收缩速度、心室舒张期峰值速度、心房收缩期峰值速度、A波最大速度、搏动指数、静脉前负荷指数、静脉峰值血流指数诊断胎儿心脏畸形的ROC曲线的曲线下面积(AUC)依次为0.680、0.753、0.590、0.859、0.674、0.715、0.663。见表 3、图 1。
表 3 脐静脉导管彩色多普勒超声血流频谱参数诊断胎儿心脏畸形的价值指标 灵敏度/% 特异度/% AUC(95%CI) 心室收缩速度 63.90 74.11 0.680(0.594~0.767) 心室舒张期峰值速度 68.93 75.40 0.753(0.677~0.830) 心房收缩期峰值速度 60.07 58.63 0.590(0.499~0.681) A波最大速度 80.48 75.38 0.859(0.803~0.917) 搏动指数 61.44 60.50 0.674(0.589~0.760) 静脉前负荷指数 70.87 63.47 0.715(0.630~0.799) 静脉峰值血流指数 68.55 60.47 0.663(0.575~0.751) ![]()
图 1 脐静脉导管彩色多普勒超声血流频谱参数诊断胎儿心脏畸形的ROC曲线A: 心室收缩速度、心室舒张期峰值速度、心房收缩期峰值速度、A波最大速度诊断胎儿心脏畸形的价值; B: 搏动指数、静脉前负荷指数、静脉峰值血流指数诊断胎儿心脏畸形的价值。2.3 病例组与对照组心轴角度、MPI比较
病例组左心室MPI、右心室MPI、心轴角度均高于对照组，差异有统计学意义(P < 0.05或P < 0.01), 见表 4。
表 4 a病例组与对照组心轴角度、MPI比较(x±s)组别 n 左心室MPI 右心室MPI 心轴角度/° 病例组 76 0.55±0.13* 0.56±0.12* 50.17±10.33** 对照组 76 0.51±0.11 0.52±0.11 42.38±8.10 MPI: 心肌做功指数。与对照组比较, * P < 0.05, * * P < 0.01。 2.4 心轴角度、MPI诊断胎儿心脏畸形的价值
左心室MPI、右心室MPI、心轴角度诊断胎儿心脏畸形的ROC曲线的AUC依次为0.502、0.571、0.712, 见表 5、图 2。
表 5 心轴角度、心肌做功指数诊断胎儿心脏畸形的价值指标 灵敏度/% 特异度/% AUC(95%CI) 左心室心肌做功指数 45.20 61.35 0.502(0.409~0.594) 右心室心肌做功指数 71.30 47.28 0.571(0.480~0.662) 心轴角度 77.02 60.57 0.712(0.630~0.794) 3. 讨论
心脏畸形作为一种常见的先天性疾病，对患儿的健康和生活质量构成了重大威胁[8]。研究[9]显示，每1 000名活产儿中约有8名患有心脏畸形。心脏畸形的早期诊断对改善患儿预后、降低死亡率至关重要[10]。然而，因胎儿心脏结构的复杂性以及超声技术的局限性，产前准确诊断心脏畸形仍充满挑战。目前，彩色多普勒超声技术为胎儿心脏评估提供了重要手段，但如何更有效地利用这些技术进行早期诊断，仍是医学界面临的重要问题[11-12]。
本研究对比分析病例组与对照组脐静脉导管彩色多普勒超声血流频谱参数、心轴角度以及MPI, 探讨这些产前超声指标在诊断妊娠期胎儿心脏畸形中的应用价值。本研究病例组心室收缩速度、心室舒张期峰值速度、心房收缩期峰值速度以及A波最大速度均显著低于对照组，而搏动指数、静脉前负荷指数和静脉峰值血流指数显著高于对照组。超声血流频谱参数是诊断胎儿心脏畸形的敏感指标。心脏畸形会导致心脏内部血流动力学改变，如血流方向、速度和时相的变化[13]。例如，胎儿心脏畸形会影响心室的充盈或射血功能，导致心室收缩速度和舒张期峰值速度减低。心脏畸形增加心脏的负荷或改变其顺应性，会反映在搏动指数、静脉前负荷指数和静脉峰值血流指数等参数上[14-15]。心脏畸形还会导致瓣膜狭窄或关闭不全，影响正常的血液流动，从而影响血流频谱参数。例如，主动脉瓣狭窄会导致心室收缩期峰值流速降低[16]。本研究ROC曲线分析发现上述脐静脉导管彩色多普勒超声血流频谱参数中, A波最大速度在诊断胎儿心脏畸形时具有最高的灵敏度和特异度，其AUC为0.859, 表明这一参数在临床应用中具有较高的诊断价值。
MPI作为评估心脏功能的指标，本研究病例组左心室MPI、右心室MPI以及心轴角度均显著高于对照组。心脏畸形导致心腔形状和大小改变，会直接影响心轴角度的测量值[17]。例如，某些心脏畸形会引起心室壁的不对称性扩张或肥厚，从而改变心脏的几何中心和心轴角度[18]。MPI是一个反映心脏收缩和舒张功能的指标[19]。心脏畸形会导致心脏的收缩或舒张功能受损，而MPI值可以反映这种功能改变。左心室、右心室的MPI增高意味着心脏在维持正常血液循环方面需要更多的做功，这是心脏畸形的常见表现[20]。本研究ROC曲线分析显示，心轴角度的AUC值最高且为0.712, 提示其在诊断胎儿心脏畸形时具有较好的能力。
值得注意的是，尽管某些指标如A波最大速度和心轴角度具有较高的诊断价值，但这些指标的AUC值并未达到理想的诊断准确性。这可能与多种因素有关，包括样本量、超声检查的技术和操作者经验以及胎儿心脏畸形的复杂性等。此外，本研究中MPI的AUC值相对较低，提示可能需要进一步优化MPI的测量方法或探索其他心脏功能指标，以提高其在胎儿心脏畸形诊断中的准确性和可靠性。
综上所述，孕期实施脐静脉导管彩色多普勒超声血流频谱参数、心轴角度和MPI筛查，对于辅助诊断胎儿心脏畸形具有重要的参考价值。
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图 1 脐静脉导管彩色多普勒超声血流频谱参数诊断胎儿心脏畸形的ROC曲线
A: 心室收缩速度、心室舒张期峰值速度、心房收缩期峰值速度、A波最大速度诊断胎儿心脏畸形的价值; B: 搏动指数、静脉前负荷指数、静脉峰值血流指数诊断胎儿心脏畸形的价值。
表 1 2组基础资料比较(x±s)[n(%)]
基础资料 病例组(n=76) 对照组(n=76) 母体年龄/岁 28.60±3.70 29.30±3.50 孕前体质量指数/(kg/m2) 21.93±1.88 21.80±2.00 产次/次 0.98±0.35 1.04±0.37 孕次/次 1.30±0.43 1.18±0.45 人流史 29(38.16) 21(27.63) 母体吸烟 8(10.53) 4(5.26) 母体饮酒 14(18.42) 7(9.21) 检测孕周/周 25.73±1.01 25.85±1.26 胎儿性别 男 39(51.32) 43(56.58) 女 37(48.68) 33(43.42) 
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表 2 病例组与对照组脐静脉导管彩色多普勒超声血流频谱参数比较(x±s)
参数 病例组(n=76) 对照组(n=76) 心室收缩速度/(cm/s) 31.28±3.20** 33.02±2.73 心室舒张期峰值速度/(cm/s) 24.29±3.01** 27.50±3.28 心房收缩期峰值速度/(cm/s) 7.30±1.96* 8.18±2.53 A波最大速度/(cm/s) 19.66±3.81** 25.48±4.10 搏动指数 1.67±0.45** 1.34±0.41 静脉前负荷指数 1.08±0.39** 0.78±0.25 静脉峰值血流指数 1.18±0.37** 0.95±0.22 与对照组比较, * P < 0.05, * * P < 0.01。
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表 3 脐静脉导管彩色多普勒超声血流频谱参数诊断胎儿心脏畸形的价值
指标 灵敏度/% 特异度/% AUC(95%CI) 心室收缩速度 63.90 74.11 0.680(0.594~0.767) 心室舒张期峰值速度 68.93 75.40 0.753(0.677~0.830) 心房收缩期峰值速度 60.07 58.63 0.590(0.499~0.681) A波最大速度 80.48 75.38 0.859(0.803~0.917) 搏动指数 61.44 60.50 0.674(0.589~0.760) 静脉前负荷指数 70.87 63.47 0.715(0.630~0.799) 静脉峰值血流指数 68.55 60.47 0.663(0.575~0.751)
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表 4 a病例组与对照组心轴角度、MPI比较(x±s)
组别 n 左心室MPI 右心室MPI 心轴角度/° 病例组 76 0.55±0.13* 0.56±0.12* 50.17±10.33** 对照组 76 0.51±0.11 0.52±0.11 42.38±8.10 MPI: 心肌做功指数。与对照组比较, * P < 0.05, * * P < 0.01。
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表 5 心轴角度、心肌做功指数诊断胎儿心脏畸形的价值
指标 灵敏度/% 特异度/% AUC(95%CI) 左心室心肌做功指数 45.20 61.35 0.502(0.409~0.594) 右心室心肌做功指数 71.30 47.28 0.571(0.480~0.662) 心轴角度 77.02 60.57 0.712(0.630~0.794)
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[1] SPARKS T N, LIANOGLOU B R, ADAMI R R, et al. Exome sequencing for prenatal diagnosis in nonimmune Hydrops fetalis[J]. N Engl J Med, 2020, 383(18): 1746-1756. doi: 10.1056/NEJMoa2023643
[2] LIM K M X, MAHYUDDIN A P, GOSAVI A T, et al. Genetics in prenatal diagnosis[J]. Singapore Med J, 2023, 64(1): 27-36.
[3] LIAO C, LI R, FU F, et al. Prenatal diagnosis of congenital heart defect by genome-wide high-resolution SNP array[J]. Prenat Diagn, 2014, 34(9): 858-863.
[4] WANG B, LI J N, YIN J. Diagnostic value of echocardiography in fetal cardiac malformation and clinical classification[J]. Exp Ther Med, 2019, 18(3): 1595-1600. http://www.xueshufan.com/publication/2954498276
[5] SCHAAK R, FABIAN DANZER M, STEINHARD J, et al. Prediction of fetal growth restriction and small for gestational age by ultrasound cardiac parameters[J]. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol, 2024, 300: 142-149.
[6] 汪玉, 李胜男, 严晓瑞, 等. 彩色多普勒超声立体血流成像结合心肌做功指数在高危妊娠胎儿心功能监测中的应用价值[J]. 临床和实验医学杂志, 2023, 22(8): 879-883. [7] 佚名. 《诸福棠实用儿科学》第8版书讯[J]. 临床儿科杂志, 2015, 33(4): 308-308. [8] LI H D, PENG F H, WU C, et al. Diagnostic value of four-dimensional ultrasonography with STIC combined with two-dimensional ultrasonography for fetal cardiac malformation and chromosomal abnormalities in early pregnancy[J]. Exp Ther Med, 2020, 19(2): 1161-1166.
[9] FEDUNIW S, MUZYKA-PLACZYÑSKA K, KAJDY A, et al. Intrapartum cardiotocography in pregnancies with and without fetal CHD[J]. J Perinat Med, 2022, 50(7): 961-969.
[10] HUYBRECHTS K F, HERNÁNDEZ-DÍAZ S, STRAUB L, et al. Association of maternal first-trimester ondansetron use with cardiac malformations and oral clefts in offspring[J]. JAMA, 2018, 320(23): 2429-2437.
[11] 宋玮, 刘健, 刘艳, 等. 孕早期胎儿脐静脉导管血流频谱参数联合尿酸测定对先天性心脏病的诊断价值[J]. 中国医刊, 2024, 59(4): 456-459. [12] 吴小莉, 徐慧, 匡军, 等. 孕早期超声检查胎儿颈项透明层增厚及静脉导管血流频谱异常在胎儿先天性心脏病筛查中的价值[J]. 中国优生与遗传杂志, 2020, 28(12): 1504-1506, 1531. [13] XU R, HOU M, ZHOU D, et al. Visualizable intracardiac flow pattern in fetuses with congenital heart defect: pilot study of blood speckle-tracking echocardiography[J]. Ultrasound Obstet Gynecol, 2023, 62(5): 688-694.
[14] 沈珍珍, 沈双双, 汪晓敏, 等. 胎儿超声心动图联合母体血清标志物对胎儿先天性心脏病的诊断价值[J]. 中国妇幼保健, 2024, 39(1): 165-168. [15] DONOFRIO M T, MOON-GRADY A J, HORNBERGER L K, et al. Diagnosis and treatment of fetal cardiac disease: a scientific statement from the American Heart Association[J]. Circulation, 2014, 129(21): 2183-2242.
[16] 刘志宝, 李光, 李静, 等. 孕早期胎儿脐静脉导管彩色多普勒超声血流频谱参数结合血清蛋白测定在先天性心脏畸形中的诊断价值及与胎儿染色体异常关系[J]. 中国医刊, 2022, 57(4): 456-461. [17] 苏芳菲, 王晶晶, 阴赪宏, 等. 妊娠中期胎儿心轴角度与胎儿先天性心脏病的关系[J]. 首都医科大学学报, 2019, 40(6): 838-841. [18] XU L Y, ZHANG H J, LIU G W, et al. Abernethy malformation with unusual cardiac malformation: Case report and literature review[J]. Echocardiography, 2023, 40(1): 57-60.
[19] JAGLAN A, ROEMER S, KHANDHERIA B. Myocardial work index: it works[J]. Eur Heart J Cardiovasc Imaging, 2020, 21(9): 1049.
[20] CHEN K W, HSIEH W T, HUANG C Y, et al. Estimated left ventricular pressure-myocardial strain loop as an index of cardiac work predicts all-cause mortality in patients receiving regular hemodialysis[J]. J Diabetes Complications, 2021, 35(5): 107890.
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