胎儿超声心动图技术与图像

（一）二维超声心动图检查

胎儿超声心动图的检查是要通过孕妇的腹壁来进行的，故其检查具有一定的特殊性，易受胎位的限制，脊柱的影响，每个胎心都必须进行多切面、系统的检查，完整的检查必须包括以下基本切面。

1．腹部横切面此切面是确定胎儿左右方位的基本切面之一。探头与胎儿脊柱垂直，从胎儿脐血管附着处向头侧平行扫查，可见主动脉位于脊柱的左侧，下腔静脉位于右侧，胃泡位于心脏的同侧左上腹腔，如存在胎儿内脏反位，则上述结构的方位发生改变。

2．胸腔横切面此切面可以计算心脏面积与胸腔面积比值，以此来评估心脏的大小，正常值为0．25～0．33。在腹部横切面的基础上，探头继续向头侧移行，可见胎儿心尖指向左前方，右心室靠近胸前壁。

3．四腔心切面　是检测胎儿心脏最重要的切面，35%～63%以上的胎儿心血管畸形都是靠四腔心切面检测出的。检查时，探头与脊柱平行，先进行纵向扫查，显示心脏后旋转90°，即可获得满意的四腔心切面，根据胎位不同，可显示为胸骨旁长轴四腔心切面或心尖四腔心切面。胸骨旁四腔心切面，因此时探头声束与房室间隔基本垂直，故可清晰地观察房室间隔、卵圆孔大小、活瓣的闭启及血流束的宽度、方向、室间隔有无缺损等。心尖四腔心切面，根据胎位不同又可分为仰卧位四腔心切面和俯卧位四腔心切面（图3-24），仰卧位四腔心是胎儿心脏检测的最佳体位，此时胎儿胸壁朝上，胎儿心脏距离探头最近，而且通过改变声束方向，可以实现对胸骨旁及心尖四腔心的全面检查，此时获得的图像是心尖朝上，心底朝下。

图3-24　正常胎儿四腔心切面
A：枕后位心尖朝前；B：枕前位心尖朝后

四腔心切面观察的主要内容有：心脏的4个腔室及左右房室瓣。左心房离脊柱最近，与降主动脉位于同一侧，左右肺静脉连接于左心房，左右心房内径大致相等，其间为房间隔，并见房间隔中部卵圆孔及其瓣膜朝左心房侧飘动，左房室间为二尖瓣，右房室间为三尖瓣，三尖瓣隔瓣根部附着点低于二尖瓣前叶根部附着点，更接近心尖部，右心室内径稍大于左室，两者内径之比约为1．2，左心室内壁较光整，乳头肌附着于左室游离壁。右心室腔呈三角形，内壁粗糙，并可见回声稍强的调节束，一侧附着于右心室心尖部，另一侧附着于室间隔中下1／3处。四腔心切面显示正常，可排除大部分先天性心血管畸形，如左右心室发育不良，大的房室间隔缺损，房室瓣闭锁，三尖瓣下移，心脏肿瘤，先天性心肌肥厚等。但对动脉与心室的连接，静脉与心房的连接及大血管畸形无法观察，四腔心切面结合左、右心室流出道切面观察，可以使心血管畸形的检出率提高到90%以上。

4．左室流出道切面获得心尖四腔心切面后，探头向胎儿头部前侧倾斜，若获得胸骨旁四腔心切面，则探头向胎儿右肩部旋转30°，即可显示左室流出道，主动脉瓣上及瓣下结构。升主动脉前壁与室间隔相连续，后壁则与二尖瓣前叶相连（图3-25）。

图3-25　正常胎儿左室流出道切面
A：左心室长轴切面；B：心尖五腔

5．右室流出道切面获得心尖四腔心切面，将探头向胎儿头侧平移，并向胎儿左肩旋转30°，则可显示主动脉短轴和右室流出道，右室流出道及主肺动脉包绕主动脉，肺动脉与三尖瓣之间为突出的肌性圆锥，肺动脉在主动脉左前方，其起始部与主动脉呈“十字交叉”状，肺动脉为长轴，而主动脉为短轴，同时可显示左、右肺动脉、右心房、右心室及连接于降主动脉与肺动脉之间的动脉导管（图3-26）。胎儿期肺动脉比主动脉内径宽15%～20%，而动脉导管内径与降主动脉相近。此切面对确定大血管的位置关系及心室与大血管之间连接关系有重要意义。

6．主动脉弓及动脉导管弓切面将探头与胎儿长轴平行，显示降主动脉、腹主动脉，并以此为基准，将探头向头侧移动，以显示主动脉弓及升主动脉，主动脉弓起源于升主动脉，弯曲度较大，形似“拐杖把”状，从右向左分别发出头臂干、左颈总动脉及左锁骨下动脉三分支（图3-27）。动脉导管位于主动脉弓下方，起源于肺动脉，呈直角形，形似“曲棍球杆”状（图3-28），两弓相距甚近，如由动脉导管探测主动脉弓，需将探头向胎儿头部及右侧小角度移动，即可获得主动脉弓图像。

图3-26　正常胎儿右室流出道切面
A：心底短轴切面；B：肺动脉长轴切面

图3-27　正常胎儿主动脉弓切面
可见主动脉弓上特征型三支头臂动脉分支

图3-28　正常胎儿动脉导管弓切面
可见肺动脉主干通过动脉导管与降主动脉相连

7．三血管切面在标准四腔心切面的基础上，将探头向胎头侧平扫，可获得该切面，从左向右分别是肺动脉、主动脉、上腔静脉，短轴切面时三者排列呈一直线（图3-29、3-30、3-31）。

图3-29　正常胎儿三血管切面
从左上至右下分别为肺动脉、主动脉及上腔静脉

图3-30　实时三维胎儿超声心动图
显示正常胎儿三血管切面

图3-31　正常胎儿三血管切面
A：三血管切面长；B：三血管切面短轴观，自上到下分别为上腔静脉、主动脉及肺动脉

8．静脉切面肺静脉在胎儿心脏超声检查中较难显示，但在图像清晰的四腔心切面中，可显示左、右肺动脉分别与左心房底部相连。以主动脉弓切面为基准，探头向胎儿右侧平移，则可同时显示上、下腔静脉与右心房相连，下腔静脉内径稍宽于上腔静脉。静脉-心房切面是节段分析心脏位置及连接关系的重要切面，显示下腔静脉进入的心房，即可判定为形态学（解剖）右心房。

（二）M型超声心动图

M型超声心动图（图3-32、3-33）有很好的时间和空间分辨率，在胎儿心脏检查中通过时间活动曲线来观察心脏的活动，主要用于诊断胎儿心律失常，测量心脏腔室及大血管内径，计算心室射血分数及短轴缩短率，从而评价胎儿心功能。

图3-32　正常胎儿M型超声心动图
取样线通过右房、三尖瓣及左室壁，分别获得上述结构的活动曲线

图3-33　正常胎儿M型超声心动图
取样线通过左心室、室间隔及右心室三尖瓣及左室壁，获得心室内径、室壁厚度及活动幅度等信息

M型超声心动图用于观察胎儿心律异常时，将取样线通过心房、心室，显示心房壁、房室瓣、心室壁、半月瓣的活动，评价心房收缩与心室收缩之间的时间关系，以确定心律失常的类型，如房性期前收缩，室性期前收缩，传导性或非传导性心房颤动等。

M型超声心动图用于测量心脏及大血管内径时，多采用乳头肌水平双心室短轴切面，取样线垂直穿过右室壁、室间隔及左室后壁，并记录其活动。测量心室壁及室间隔的厚度、收缩末期及舒张末期心室腔内径，室壁肥厚常见于双胎输血综合征，母体为糖尿病患者及某些先天性心脏病的胎儿，心室短轴缩短分数的计算公式为：（舒张末期内径-收缩末期内径）／舒张末期内径×100%，正常范围为28%～38%。

（三）多普勒超声心动图（彩色多普勒血流显像及频谱多普勒超声心动图）

1．二尖瓣及三尖瓣血流彩色多普勒血流显像显示正常胎儿二尖瓣与三尖瓣血流呈舒张期出现的明亮的宽带彩色血流束（图3-34），多普勒频谱形态呈双峰（M形），第一峰（E峰）为舒张早期心室快速充盈形成，第二峰（A峰）为舒张晚期心房收缩所致，因胎儿期心脏顺应性较低，故E峰低于A峰，两者的比值（E／A）随妊娠的增加而增长，但始终小于1（图3-35、3-36）。另外，因胎儿期右心系统占优势，所以三尖瓣血流流速及流量均大于二尖瓣，据研究，胎儿期可存在少量三尖瓣反流，一般并不伴有心血管畸形及心功能异常。

图3-34　正常胎儿四腔切面显示二尖瓣口及三尖瓣口彩色多普勒血流成像（见彩图1）
A：枕后位心尖朝前；B：枕前位心尖朝后；MV：二尖瓣，TV：三尖瓣

图3-35　正常胎儿二尖瓣口脉冲多普勒频谱
E峰小于A峰

图3-36　正常胎儿三尖瓣口脉冲多普勒频谱
E峰小于A峰

2．主动脉及肺动脉血流彩色多普勒血流显像显示正常胎儿主动脉瓣口与肺动脉瓣口血流呈收缩期出现的明亮彩色血流束（图3-37、3-38），主动脉与肺动脉血流多普勒频谱形态呈单峰层流，但肺动脉频谱较主动脉宽，可能与肺动脉内径宽于主动脉有关，且肺动脉频谱上升支陡峭，下降支的速度缓慢，呈典型“匕首”形，可能与胎儿期肺循环未开放，及肺动脉高压有关，主动脉频谱上升支与下降支对称（图3-39、3-40）。

图3-37　正常胎儿左室流出道切面（见彩图2）
CDFI显示主动脉口收缩期蓝色彩色血流束

图3-38　正常胎儿右室流出道切面（见彩图3）
CDFI显示肺动脉口收缩期红色彩色血流束

图3-39　正常胎儿主动脉瓣口脉冲多普勒频谱

图3-40　正常胎儿肺动脉瓣口脉冲多普勒频谱

3．动脉导管弓及主动脉弓（图3-41、3-42）两者的血流多普勒频谱形态相似，均为收缩期高流速，舒张期低流速，但收缩期动脉导管流速高于主动脉弓，舒张期动脉导管血流频谱呈波峰状，而主动脉弓频谱平缓，正常情况下，动脉导管血流搏动指数＞1．9，若此指数降低，提示动脉导管收缩。

4．肺静脉及下腔静脉血流下腔静脉频谱显示血流向右心房的双向频谱，收缩期，下腔静脉血流快速流入右心房，显示高大的V峰，舒张期显示E峰，时相与二尖瓣E峰相同，舒张晚期心房收缩还可见负向A峰，时相与三尖瓣A峰相同，当存在胎儿舒张功能不全时，A峰明显增高，肺静脉频谱形态形成机制，代表意义与下腔静脉相同。

图3-41　正常胎儿肺动脉-动脉导管切面：显示肺动脉主干及动脉导管彩色多普勒血流成像（见彩图4）

图3-42　正常胎儿主动脉弓切面：显示主动脉弓及其三个分支的彩色多普勒血流成像（见彩图5）

5．卵圆孔血流正常卵圆孔血流为右向左连续性血流，流速为20～55cm／s，当左房压力增高时，流速减慢，甚至出现逆流。

（四）胎儿超声心动图的新技术及新的显像方法

1．组织多普勒成像（doppler tissue imaging，DTI）1992年，Mc-Dicken等率先提出了DTI技术，在传统的彩色多普勒血流成像基础上，通过改变多普勒滤波系统，以速度模式、加速度模式和能量模式实时展现心肌运动，DTI可以实现胎儿心肌运动速度的无创定量测定，有助于正确理解胎儿心肌活动以及多种疾病状态下心脏的病理生理变化，准确评估胎儿心脏收缩舒张功能，能够对心律失常做出可靠的诊断，临床已应用DTI技术对胎儿心律失常进行分型和定位，并分析心肌活动和监测心脏的整体和局部功能。随着DTI软硬件技术（高帧频DTI、三维DTI等）的发展，DTI在胎儿心脏超声检查中的应用会越来越方便和广泛，已经显示出了广阔的发展前景。

心脏节律规则的胎儿的二尖瓣及三尖瓣环DTI运动速度曲线可见典型的三峰曲线：收缩期S波：代表心室收缩；舒张早期E波：代表心室早期舒张；舒张晚期A波：代表心房收缩。另外，还可显示心动周期的两个重要时相：等容收缩期（IVCT）：A波终点至S波起点之间的间歇；等容舒张期（IVRT）：S波终点至E波起点之间的间歇（图3-43）。

图3-43　正常胎儿二尖瓣环DTI频谱（见彩图6）
E：舒张早期E波；A：舒张晚期A波；S：收缩期S波；IVCT：等容收缩期；IVRT：等容舒张期

近来开发的DTI新技术高帧频QTVI可以选择不同的取样点分别置于房室瓣环、心房壁和心室壁取得房室瓣环、心房和心室的运动速度曲线（图3-44）。

图3-44　正常胎儿二尖瓣环QTVI速度曲线（见彩图7）
E：舒张早期E波；A：舒张晚期A波；S：收缩期S波

2．Tei指数（Tei Index）即心脏作功指数（myocardial performance index，MPI），是一个重要的超声多普勒指数，是等容时间（包括等容收缩时间和等容舒张时间）与射血时间的比值。由于Tei指数为多普勒参数，故不受心室几何形态的影响，在评价右心功能时，亦能较准确反映右心的功能，同时，Tei指数包括了等容收缩和等容舒张时间，是时间的比值，可以综合评价心室收缩和舒张功能，并且不受心率影响。正常胎儿左室Tei指数为0．37±0．12（图3-45），右室Tei指数为0．36±0．12（图3-46）。

图3-45　正常胎儿频谱多普勒测量左室Tei指数（见彩图8）
A：获得二尖瓣口舒张期血流频谱A峰到下一频谱E起点时间间距（a）；B：测量主动脉瓣口收缩期血流频谱持续时间（b），Tei指数＝（a-b）／b

图3-46　正常胎儿频谱多普勒测量右室Tei指数（见彩图9）
A：获得二尖瓣口舒张期血流频谱A峰到下一频谱E起点时间间距（a）；B：测量主动脉瓣口收缩期血流频谱持续时间（b），Tei指数＝（a-b）／b

3．实时三维超声心动图（real-time three-dimensional echocardiography，RT-3DE）　三维超声系统提供的容量测量功能应用体元测量法，不需借助任何规则的几何结构对预测容量的腔室进行模拟假设，而是通过预测腔室的实际形状计算其容量和各项心功能参数，并且胎儿3DE能够以不同方位显示胎心各种剖面的立体结构及其活动状态，以及心腔和大血管内血流的分布和流向，对胎儿心血管畸形的诊断有重要的价值（图3-47）。

图3-47　胎儿四腔心观
A：二维超声心动图；B：实时三维超声心动图

4．断层超声显像技术（Tomographic Ultrasound Imaging，TUI）或称智能容积断层技术（iSlice），是一种新兴的三维超声成像技术，通过三维容积探头获得存储容积数据后，用4DVIEW程序脱机后处理及分析，能够像CT或MRI那样显示不同厚度的器官解剖结构的多层连续静态或动态断面图，可以为产科诊断提供较传统二维及三维更多的信息（图3-48，图3-49）。

5．时间-空间相关成像技术（spatiotemporal image correlation，STIC）通过容积探头自动扫查获得胎儿心脏容积数据，通过相关分析和结合时间与空间信息获得多切面的动态图像，研究显示STIC技术能够用于正常胎儿心血管解剖结构的多切面透明、切割显示，从而获得更多的胎儿心血管结构方面的信息，能够直观显示三尖瓣反流束，卵圆孔血流等重要信息（图3-50，图3-51）。

图3-48　胎儿胸腹部TUI图像
表示胃泡、心脏肝脏、脐血管，可见胃泡，心脏在同一侧

图3-49　胎儿心脏TUI图像
显示上腹部横断面、四腔心观、五腔心观、肺动脉切面、左、右室流出道及三血管-气管切面

图3-50　胎儿心脏STIC图像
容积数据切割后逐层显示肺动脉分叉切面、五腔心切面及四腔心切面

图3-51　胎儿心脏彩色血流STIC图像（见彩图10）
显示左室流出道不同空间时间条件时的彩色血流成像

6．速度向量成像（velocity vector imaging，VVI）　VVI技术采用计算机斑点追踪程序（speckle tracking algorithm），分析二维超声图中一定节段心肌的运动速度。速度以向量图的方式同步叠加（覆盖）在二维超声图上：向量的长度代表组织速度的变化幅度，向量的方向（箭头所指的方向）代表组织运动的方向（图3-52）。速度向量由两个成分组成：

图3-52　正常胎儿四腔心切面左室速度向量成像（见彩图11）
A：舒张期；B：收缩期

节段心肌上的各个点（lagrarian component，拉格朗日向量）及与这些点正交的点的速度（eularian component，欧拉向量）。速度向量的获得不是通过边缘（或内膜）检测，而是通过操作者对单幅二维图像运用追踪描记内膜的方法获得，通过计算机自动分析两个连续帧幅中某点的位移即可计算其运动速度（速度＝位移／时间间歇）。VVI需要借助一些特殊的参考点作为分析的基础：二尖瓣环，组织／心腔的运动等以R-R间歇作为参照显示心脏的周期性运动。研究显示VVI能够提供局部与整体的心肌功能分析，显示心脏收缩与扭转运动及心肌运动三维定量等重要信息。