胎儿脐血流与大脑中动脉血流的超声监测
作者：北京大学第一医院 陈倩
超声检查是围产保健的常规检查，主要是通过动态的观察，评估母胎的结构和功能性变化。
对于胎儿解剖结构性筛查，大家已经非常了解，但是胎儿宫内的状况，尤其是在缺氧状态下，体内血液动力学的变化，可以通过彩色多普勒超声检查进行评估，其结果可以为临床诊治提供依据。
一、超声检查的安全性
超声波进入人体除能满足我们的医学需求外，还会产生一定的物理效应和生物学效应。前者主要是在体内产生热能、空化作用等，后者可导致蛋白质变性、酶活性改变、膜通透性改变等。
所以，从20世纪80年代美国食品和药品管理委员会（Food and Drug Administration, FDA)规定了多普勒用于胎儿检查时其发射功率的空间峰值和时间平均强度必须＜94 mW/cm2。
美国医学超声学会(American Institute of Ultrasound in Medicine, AIUM)、美国电器工程制造学会(National Electrical Manufacturers Association, NEMA)和FDA分别于1992年、1993年、1994年制定了超声诊断设备的关于热指数和机械指数的声输出指数的实时显示标准，并提出了超声检查中的ALARA原则(as low as reasonablely achievable)，即用尽可能小的功率，在尽可能少的时间内完成。
目前认为，尽管常规超声检查属于非创伤性检查手段，但在妊娠前三个月如无必需临床指征，不建议进行彩色多普勒超声检查。
二、围产保健期间超声检查的目的
围产保健期间超声检查的主要目的是评价胎儿生长发育、筛查胎儿畸形（器官系统发育异常）等，在妊娠的不同时期，超声检查的侧重点不同。
早期妊娠
早期妊娠检查的目的包括确定宫内孕、胎儿数目，并了解胚胎发育，评估胎龄，了解出血和腹痛的原因，除外异位妊娠、子宫畸形、滋养叶细胞疾患和盆腔包块等。
中期妊娠
中期妊娠超声检查是筛查胎儿畸形的最主要时期，最佳时间为妊娠18~24周。按照我国产前诊断要求应该诊断出的致命畸形，包括无脑儿、严重脑膨出、严重开放性脊柱裂、严重胸腹壁缺损内脏外翻、单腔心、致命性软骨发育不全，但禁止做非医学指征的胎儿性别诊断。
晚期妊娠
晚期妊娠超声检查进一步评判胎儿生长发育指标，除外畸形并了解胎盘分级和羊水量，以及对胎儿血流进行监测。
三、产科超声检查的扫描途径
产科超声检查的扫描途径主要分为经阴道超声检查、经腹部超声检查和经会阴超声检查，目前最常用的是经腹超声检查，主要用于妊娠中晚期检查。
在妊娠的早期，尤其是在妊娠10周之内，子宫尚未升至腹腔，此时如使用腹部探头检查，需要充盈膀胱；早孕期孕妇妊娠反应较明显，充盈膀胱需喝足量的水，对孕妇来说有一定的困难；对于早早期妊娠的胎囊阴道超声检查敏感性较腹部超声好，孕妇不适感少，因而在此期间一般以阴道探头为宜。当然有明显阴道出血或严重阴道感染等情况不适宜进行阴道超声检查。
此外，预测早产风险，宫颈长度测量也需要使用阴道探头。对于前置胎盘、明显阴道出血、胎膜破裂、严重阴道炎症等，需了解胎先露及宫颈情况时可以使用经会阴途径探查。
四、胎儿循环系统的解剖学特点
胎儿循环系统的特点在于心脏和静脉系统。胎儿的心脏由四个心腔、两根大血管（主动脉和肺动脉）组成。心腔分为左心房、左心室、右心房和右心室。
与成人一样，左心房的血液流向左心室，再流向主动脉；右心房的血液流向右心室，再流向肺动脉。但胎儿期明显不同的是卵圆孔和动脉导管的开放。
此外，含氧量高的脐静脉血液一部分流入门静脉，经肝静脉入下腔静脉；一部分（大约53%血液）经静脉导管直接流入下腔静脉。
静脉导管管腔狭小，血流流速快，快速通过下腔静脉进入右心房，经卵圆孔自右向左流入左心房，再经二尖瓣、左心室和主动脉，从主动脉弓上分出的三个分支直接供应胎儿的头部和上肢部分。
来自胎儿上腔静脉和下肢、躯干的血液与经肝脏回流至下腔静脉的流速相对较慢的血液汇入右心房经三尖瓣流向右心室，再流向肺动脉。
由于胎儿期肺部无功能，左右肺动脉分支直径较细、阻力高；所以大部分右心室的血液就通过动脉导管进入降主动脉，供应胎儿内脏和下肢部分。
当胎儿发生缺血缺氧时，胎儿体内存在自身调节功能，也就是说血液集中供给胎儿脑部、心脏和肾上腺，该部位血管扩张；内脏和下肢的血管收缩，称之为“脑保护效应”。
同时流经静脉导管的血流增加，以保证胎儿头部获取含氧量较高的血液。
如果缺氧时间延长，胎儿始终处于“脑保护效应”状态，继而进入失代偿状态，导致重要脏器发生不可逆的损伤。
五、彩色多普勒超声的原理
彩色多普勒超声的应用起源于1842年奥地利科学家Johann. Christian Doppler对天体行星运动描述得出的多普勒效应学说。
利用超声波仪器探头发射出的声波进入人体血管后，血管内的主要成份红细胞接收声波并且再反射至探头，探头的发射频率和经红细胞反射接收回来的频率之间的频移。
从频移值计算血流速度（V）和真实的血流速度V1之间存在一个非常简单的关系，即：V=V1cosθ。
由多普勒频移计算出来的血流速度和真实的血流速度差取决于超声声束与血流方向的夹角大小。cosθ=1时，声束平行于血流可获得最大的频移。从计算结果看，夹角在-30°和+30°之间差值相对较小。
彩色多普勒属于显像技术，而频谱多普勒的曲线纵向表示血流的方向，朝向探头的血流曲线显示在基线之上，背离探头的血流曲线显示在基线之下。
六、彩色多普勒超声的常用指标
彩色多普勒超声常用指标的计算公式如下：
目前临床上，更倾向于使用搏动指数，因为它更能真实地反映多普勒图形的变化。
七、彩色多普勒超声在产科中的应用
彩色多普勒超声检查在产科中主要有两方面的应用：
一方面
是在二维灰阶超声检查的基础上，对胎儿和（或）母体内的血流分布加以判别。
二维灰阶超声只能依据组织器官对超声波吸收反射程度来分辨正常器官形态以及回声是否正常，在产前诊断中主要是完成对胎儿畸形的筛查和诊断。
但对畸形或异常器官的诊断时，有必要了解供给器官的血流是否正常，尤其是在胎儿先天性心脏病筛查和诊断中十分重要。
由于胎儿心脏较小，对这一多腔室、多管道的脏器，如添加多普勒超声检查可以更清晰地了解胎心搏动频数，房室间连接、心室与大血管间连接状况，异常血流通道及血流方向等。
另一方面
是对主要血管血流的监测，包括动脉血流和静脉血流的监测。
自从20世纪70年代彩色多普勒超声检查技术应用到产科临床工作以来，多年的临床研究已经囊括了胎儿体内的近乎所有的血管，在各种超声专著中都可以查阅到，并能得到不同孕周正常胎儿各血流的指标参考值。
目前，在对胎儿血流监测方面主要是监测胎儿脐动脉血流和大脑中动脉血流。
八、胎儿脐动脉血流的特点和
监测时注意事项
应用彩色超声可以更加准确地判断脐带血管的数目、脐带缠绕等情况。
脐动脉的血流在产科是最常用的。正常情况下其波形呈锯齿状，位于基线的同一方向。
正常在妊娠12~14周前无舒张末期血流，此后才出现舒张末期血流，并随着妊娠周数的增加而流速增高。
在正常妊娠期间脐动脉血流的阻力指数（RI）、搏动指数(PI)和脐动脉收缩末期峰值(S)与舒张末期峰值(D)的比值（S/D）与妊娠周数有密切的相关性。
通常认为在妊娠24周前S/D值≥4，随着妊娠进展，则S/D比值应当<3，妊娠33周时，S/D值降至2.6，妊娠40周时降至2.2。S/D值下降，反映胎盘血管阻力逐渐下降。S/D值如果超过2个标准差提示为异常。
S/D值的获得受到有关因素的干扰，例如脐带取材部位、胎儿呼吸运动和胎儿心率。
母体方面的因素，如并发子痫前期、糖尿病、慢性高血压等；胎儿方面，如胎儿畸形、胎儿窘迫、胎儿宫内发育迟缓等疾病该值将发生改变，表现为脐动脉血流阻力增加或不随孕周呈下降趋势。
在判断胎儿在宫内是否缺氧时，脐动脉的血流波形更具有重要的意义。脐动脉血流舒张末期血流消失进而出现舒张期血流的逆流，提示胎儿处于濒危状态。此时，更需要使用多个指标评估胎儿状况。
九、胎儿大脑中动脉血流特点和意义
大脑中动脉是用来判断胎儿脑血流的常用血管。取材方法是先寻找双顶径平面，略微向下方平行移动探头，显示大脑脚；再用彩色多普勒超声显示基底动脉环，呈五边形，尖端向前，取大脑中动脉中段。
妊娠11~12周前无舒张末期血流，此后才出现舒张末期血流。胎儿大脑中动脉的舒张期流速随孕周增长而增加，S/D值随孕周增长而递减，提示脑血管阻力随孕周增长而减低，血流量随之增加。
当出现胎儿宫内缺氧时，为保证胎儿重要器官的血液供应，胎儿体内血流将进行重新分布，也就是说大脑中动脉S/D值比脐带动脉S/D值为低，即脑保护效应。
此外，大脑中动脉血流还可以在一定程度上预测胎儿贫血，无论是溶血、胎母输血还是出血等原因导致的胎儿贫血，为了保证大脑的血液优先供给，胎儿都会有代偿性的大脑中动脉血流流速的增快。
如果大脑中动脉血流收缩期峰值流速大于同孕周值1.5 MOM，则可能提示胎儿有贫血可能。此指标的动态监测不仅对诊断有帮助，同时还可对胎儿宫内输血的有效性进行评价。
十、母体子宫动脉血流特点和
监测时注意事项
在妊娠早期，子宫动脉的血流与非孕期相同，呈高阻力低舒张期血流型。
从妊娠14～18周开始逐步演变成低阻力并伴有丰富的舒张期血流。子宫动脉的RI、PI和S/D值均随孕周的增加而减低，具有明显的相关性。
无论是单胎或双胎妊娠胎盘侧的子宫动脉的血流在整个孕期均较非胎盘侧血流丰富，进言之，具有较低的血流阻力。双胎或多胎子宫动脉血流阻力较低。另外，在测量子宫动脉血流时一定要记住必须同时测量双侧的子宫动脉血流，不能任选一侧作为测量值。双侧测量后可以分别记录或取平均值记录。
总之，胎儿血流的监测可以在一定程度上反映胎儿宫内的状态。但值得注意的是，胎儿血流的监测值只能代表测量时被测血流的状态，由于人体内血流不是静息不动的，也不是一成不变的，所以要有动态观察的意识。
另外，不同妊娠周数所测血流正常参考值不同，应严格查阅相应参考值，同时要超过或低于2个标准差才有意义。尽管其不能直接显示胎儿的氧合状态，但作为胎儿监测的指标之一，将起到非常重要的提示作用，对胎儿的判断仍要强调结合母胎临床资料、胎动、超声检查和胎心监护情况等综合判定。