每日荐书胎儿心血管超声影像医学

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胎儿心血管超声影像医学

书名：胎儿心血管超声影像医学（中文翻译版）ISBN：0定价：作者：（美）杰克·里奇克等主编；袁丽君译版次：1出版时间：-04-01本书是国际著名的胎儿心脏专家、医院胎儿心脏中心的JackRychik教授和胎儿心脏影像学专家田志云教授历时多年而完成的一部胎儿心血管医学的超声影像学专著，他们将国际*先进的先天性心脏病超声诊断和评估研究成果，以及多年临床诊断及**经验融入书中，给国内同行提供了更开阔的专业视野和更先进的技术，让国内读者接触并了解到美国*先进胎儿宫内**技术的全貌。全书共10篇46章，**篇概论部分讲述了胎儿循环、心血管系统胚胎学、胎儿心血管检查、超声心动图三维和四维成像、产前**和心血管疾病胎儿的分娩，以及心血管疾病胎儿家庭的咨询与支持服务。第二篇到第六篇讲述了先天性心脏病的各种畸形的诊断，如房室间隔缺损、动脉圆锥干畸形、左心系统发育异常、右心畸形和单心室。第七到九篇讲述了影响胎儿心血管系统的主要疾病、畸形和传导系统异常等方面的诊断。第十篇阐述了胎儿心血管成像的新领域即磁共振成像技术在胎儿心血管疾病方面的应用。目录Ⅰ引言1胎儿循环12心血管系统胚胎学83胎儿心血管检查胎儿超声心动图——三维及四维成像产前**及实践模型和心血管疾病胎儿的分娩心血管疾病胎儿家庭的咨询与支持服务71Ⅱ先天性心脏病：房室间隔缺损7室间隔缺损房间隔缺损房室间隔缺损96Ⅲ先天性心脏病：动脉圆锥干畸形10法洛四联症肺动脉闭锁的法洛四联症法洛四联症合并肺动脉瓣缺如综合征圆锥间隔对位不良合并主动脉弓狭窄大动脉转位矫正型大动脉转位右心室双出口永存动脉干主肺动脉窗Ⅳ先天性心脏畸形：左心系统发育异常19主动脉瓣狭窄主动脉缩窄先天性主动脉瓣缺如左心发育不良综合征主动脉狭窄及二尖瓣发育不良综合征Ⅴ先天性心脏畸形：右心畸形24肺动脉狭窄室间隔完整的肺动脉闭锁Ebstein畸形及其他三尖瓣畸形三尖瓣闭锁Ⅵ先天性心脏异常：单心室28内脏反位综合征和复杂单心室左心室双入口Ⅶ影响胎儿心血管系统主要疾病30心脏包块和肿瘤心内强光点异位心心室憩室或室壁瘤联体双胎胎儿心肌病动脉导管异常静脉导管发育不良Ⅷ影响胎儿心血管系统的主要畸形38双胎输血综合征双胎反向动脉灌注骶尾部畸胎瘤脑动静脉畸形肺动静脉畸形先天性肺囊腺瘤先天性膈疝Ⅸ传导系统异常45胎儿心律失常Ⅹ胎儿心血管成像的新领域46胎儿心脏解剖与功能的磁共振成像技术：一项新兴技术引言　　1胎儿循环MaxGodfreyandJackRychik 　　引言　　静脉导管、肝脏循环、下腔静脉　　卵圆孔　　动脉导管　　主动脉峡部　　肺动脉干与右室优势　　胎盘发育及生理机制　　一、引言　　在讲解正常胎儿循环检查之前，我们先了解胎儿循环的解剖结构（图1-1）。富含氧的血液经脐静脉（umbilicalvein，UV）离开胎盘后，20%～50%进入静脉导管（ductusvenous，DV），静脉导管在下腔静脉（inferiorvenacava，IVC）汇入右房（rightatrium，RA）前汇入IVC；剩余的脐静脉血灌注至胎儿肝脏，经肝静脉再汇入IVC。来自DV的下腔静脉血大部分快速通过卵圆孔（foramenovale，FO）进入左房（leftatrium，LA），然后依次通过二尖瓣（mitralvalve，MV）、左室（leftventricle，LV）、主动脉瓣（aorticvalve，AoV）后，进入升主动脉（ascendingaorta，AAo），再通过主动脉弓将相对富氧的血液经冠状动脉、颈动脉、锁骨下动脉供应给心肌、脑部和胎儿上半身，仅一小部分经主动脉峡部流入降主动脉（descendingaorta，DAo）。　　来自上腔静脉（superiorvenacava，SVC）的低氧血和下腔静脉内非静脉导管来源的血液一同流入右房，经三尖瓣、右室、肺动脉瓣（pulmonicvalve，PV）流入肺动脉（pulmonaryartery，PA）。约20%的肺动脉血供应肺实质，其余的肺动脉血经动脉导管进入降主动脉，是组成降主动脉血流量的主要成分。降主动脉主要为内脏器官及下肢提供血流供应。从胎儿回来的血流经两条脐动脉进入胎盘循环。胎儿循环可以被认为是并行循环，有三处“分流”，分别是静脉导管、卵圆孔和动脉导管。该循环结构的目的主要是保证大脑、冠状动脉、上肢主要由来自左室相对富含氧的血液进行灌注，而胎儿下半身主要由流经右室的低氧血进行灌注。　　图1-1　从胎盘到胎儿的循环示意图。色彩饱和度代表血氧饱和度。富含氧的血液经脐静脉优先直接通过卵圆孔进入左房、左室。低氧血在右房内混合，然后中度饱和的血液由右室射出，经动脉导管进入降主动脉。来自髂内动脉的脐动脉将血输送给胎盘用于补充氧气供应　　作为较大的哺乳动物，羊妊娠期时间为人类的一半，大多数对胎儿循环的基础研究是在胎羊上进行的。近年来，使用超声二维和多普勒技术对人体胎儿进行的研究显示了人类胎儿和羊胎的明显区别。与人类胎儿相比，羊胎具有两条脐静脉，成长速度更快，体温较高，血红蛋白含量低，大脑小，肝脏位置不同，胸内下腔静脉更长等特征。两者间存在差异是正常的。　　二、静脉导管、肝脏循环、下腔静脉　　静脉导管是一条连接于脐静脉和下腔静脉之间的血管，外形似“喇叭”或“沙漏”状，静脉导管与肝静脉一起汇入下腔静脉，然后进入右房（图1-2）。早期的动物研究指出，50%的脐静脉血流入静脉导管，通过静脉导管的血流量与脐静脉血流量是成比例的，这意味着静脉导管通路存在重要的生理意义。然而，近期使用无创性超声技术对人类胎儿进行的研究表明，通过静脉导管的血流占脐静脉血流量的百分比较小；而且，随妊娠期进展其比例进一步降低（如妊娠晚期时进入肝脏的脐静脉血流百分比更高）。Kiserud等研究发现，虽然存在组间差异，妊娠18～19周时经过静脉导管的血流量约为脐静脉血的30%，妊娠30周时则降为不到20%。Bellotti等研究发现，妊娠20周时通过静脉导管的血流量约为脐静脉血的40%，妊娠末期下降为约15%。基于肝静脉网络数学阻抗模型的研究显示，通过静脉导管的血流量占脐静脉血的百分比由妊娠20周时的50%下降为妊娠末期的20%。但是，年，Rudolph和Heymann*早对胎儿循环进行研究，发现50%的静脉导管分流量，且不受胎龄控制。由此，动物研究和人类研究获得的数据冲突可能较设想的小。妊娠晚期，更多的脐静脉血直接经肝回流，所以推测肝脏通过释放蛋白和介质在妊娠末期胎儿成熟过程中起到重要作用。胎儿肝脏作为胎盘静脉血回流入发育中的胎儿的“守门人”（gate-keeper）是很值得研究的，而目前人们所知有限。　　下腔静脉于右房底部汇入右房，来自静脉导管的血流优先经卵圆孔进入左房，其余的血流进入右房后通过三尖瓣。这种现象的发生机制可能与血管进入右房底部的复杂几何形状有关，此现象可用多普勒血流图进行说明。在胎羊体内，静脉导管和肝左静脉开口处存在瓣膜样结构，从生理上引导下腔静脉对不同来源的血流束进行区分。然而，在人类胎儿体内未发现这种瓣膜样结构。Kiserud和Acharya认为压力梯度的存在导致静脉导管内血流速度快速增加，这意味着源自静脉导管的血流束动能*大，故其可以打开卵圆孔瓣并进入左房。　　对于静脉导管内是否存在某种括约肌对血流增减产生影响尚有争议。现已在人体及动物模型中发现，通过静脉导管的血流量在某种特定条件下增加，如低氧血症和低血容量。一些研究认为，离散括约肌机制的存在，可调控静脉导管管径，而其他假说认为全部血管由神经-体液机制进行协同调节。也有可能是由于门脉系统舒张引起血流阻力下降从而减少了静脉导管的血流，胎儿门静脉系统较静脉导管管壁上存在更多的平滑肌细胞，此现象为该假说提供了可靠的依据。　　由于肝左静脉汇入IVC的开口刚好位于欧式瓣下方，来自肝左静脉的血流也优先通过卵圆孔分流。实际上，尽管胎儿期肝组织代谢活跃，但肝脏提取的氧气相对较少（10%～15%），所以肝静脉血氧饱和度较高，这可能有助于保证胎儿心脏内血液含氧较多。　　图1-2　胎儿脐带、门静脉和肝循环示意图。箭头标示血流方向，颜色代表氧含量的高低（红：高，蓝：低）。DV.静脉导管；EPV.肝外门静脉；FO.卵圆孔；GB.胆囊；HV.肝静脉；IVC.下腔静脉；LPV.门静脉左支；PS.门静脉窦；RA.右房；RPV.门静脉右支，UV.脐静脉　　三、卵圆孔　　人类婴儿出生后，FO通常被认为是两个心房的通道，引起一侧向另一侧的分流，同胎儿期描述一样。然而在胎儿期，FO所发挥的解剖及功能作用是不同的。卵圆孔膜和卵圆孔缘起到了“瓣”的作用，对来自下方、位于两房之间的IVC血进行导引。血流束受位置、方向和流速影响，静脉导管和肝左静脉的血进入左房，腹部下腔静脉血进入右房。每一侧的压力变化都将改变血流间的平衡，并将对胎儿心脏发育产生深远影响。如：主动脉狭窄时，左房压升高，增加了到右房的分流，减少了左房的血流，引起左侧发育不良（此现象的因果关系存在争议）。试验模型显示心脏发育过程中，正确的血流分配对心脏形态的正常发育至关重要。　　四、动脉导管　　DA是一条具有肌性管壁的大血管，连于肺动脉干与主动脉之间，收缩期DA内血流速度是胎儿心血管系统内流速*高的，并且随胎龄增加，流速也增加。人类DA大约分流了右室输出量的78%或联合心输出量（CCO）的46%，不经肺组织直接进入降主动脉供应下半身。这些数据较羊胎模型略低一些。在羊胎，DA带走右室输出量的88%和CCO的58%。DA的开放受循环中前列腺素E2（PGE2）水平的影响，通过DA的血流受肺循环阻力影响。妊娠末期，肺血管结构发生变化，如部分氧气压力（PO2）增加引起阻力下降，通过DA的血流发生相应变化。这种情况模拟了分娩后开始呼吸的生理过程，理论上可被用于检测宫内胎儿肺血管发育情况（如在先天性心脏病或肺发育不全等情况下）。　　在宫内，DA对PGE2的敏感性具有临床价值，因为母体服用PGE2抑制药，如吲哚美辛（消炎痛），可引起DA关闭，产生致命性后果。其对吲哚美辛的反应被认为是应激引发，主要是通过张力起作用。术中超声心动图显示，胎儿手术时使用吲哚美辛可引起DA强烈收缩。另外，随着妊娠向末期进展，DA好像存在某些“生理性”收缩，这有可能是DA血流速度相对于PA增加的原因。由于肺组织是PGE2主要新陈代谢部位，所以推测DA的收缩是由于随着妊娠期终期的到来，肺灌注增加，导致前列腺素降解增加引起的。　　五、主动脉峡部　　主动脉峡部（主动脉弓上，位于左锁骨下动脉起始段与DA汇入点之间的部分）是运输相对富氧血至头部和上半身的主动脉弓与供应相对低氧血至下半身的DA的分界线。峡部同时是这两条动脉循环的功能分界点，在胎羊模型上发现，当去甲肾上腺素和乙酰胆碱注入峡部任一侧时，仅可影响所注入药品侧，并持续若干心动周期。动物研究表明，生理条件下，升主动脉内的大部分血液通过冠状动脉、颈动脉、锁骨下动脉供应心肌、头部、上肢，只有10%～15%的CCO通过主动脉峡部。大脑循环和胎盘循环之间的相对阻力，是影响峡部内血流方向的一个*重要的血流动力学因素。如果胎盘阻力（正常情况下较低）增加到一定程度时，两个循环（上半部和下半部身体）可完全分离，来自左室的血流几乎完全用于灌注心脏和上半身，峡部仅有极少量可忽略不计的前向血流（因为胎盘不再是血流阻力*低处）；同时，RV完全灌注下半身血供。当胎盘阻力进一步增加，峡部可以出现反向血流。事实上，峡部是胎儿循环具有适应不同环境的可塑性的结构，如左室输出量减少时，DA血流逆行通过峡部供应AAo和主动脉弓。　　六、肺动脉干与右室优势　　胎羊动物实验表明，60%～65%的CCO来自RV，35%～40%的CCO来自LV，RV射出的血约90%通过DA，只有10％左右（3.5%的CCO）灌注肺组织。通过肺动脉分支的血流量随妊娠期进展逐步增加，到妊娠末期时基本是妊娠中期的2倍。　　通过超声心动图技术测量血流量并计算比值具有很大临床价值。Rasanen等发现人类胎儿孕20周时有13%的CCO灌注肺组织，30周增加到25%，后期基本保持不变。使用超声心动图研究发现，每侧心室射血量占CCO的比例（RV∶LV）在孕20周时为53∶47，分娩前提高到*大值为60∶40，较动物研究结果的比值稍小一些。St.JohnSutton等的研究结果相反，他们认为平均肺血流量占CCO的22％，RV∶LV比值为52∶48，该比值在妊娠中晚期不发生变化。Mielke和Benda认为RV∶LV比值为59∶41，右室血流的20%左右进入肺动脉分支，肺循环血占CCO的11%。这些研究都没有发现妊娠过程中这些比值有明确变化，表1-1对这些结果进行了汇总。　　研究者一致发现，在人类胎儿中，右室有显著优势，在动物模型中右室优势更加明显。虽然假说很多，但目前心输出量右室优势的原因尚不明确。Rudolph认为是由于左室后负荷增加引起的，这种后负荷由动脉峡部较小引起（局部横断面减少了50%）。另一种看法认为，右室优先灌注胎盘，而胎盘在妊娠过程中需要大量血流供应。这些均需要右室具有特异的心室构型。在胎儿娩出后，右室转变为灌注低压肺组织时，这种心室构型基本上就不起作用了。　　表1-1　胎儿循环血流分配比值的相关研究数据表　　人类胎儿的右室优势地位较动物模型相对较低，这可能与人类胎儿大脑容积增加需要相对更多的血流量有关。大脑血流由左心室灌注，这需要相对较高比例的CCO。　　七、胎盘发育及生理机制　　胎盘不仅是母体与胎儿之间交换气体与营养的部位，从心血管角度也具有重要作用。孕早期（6～7天）时，胎盘就从透明带开始发育，这时胚泡刚于宫腔内着床。胎盘的发育受多级分支绒毛（即滋养层细胞的指状突起）的影响，这些分支绒毛浸入周围的母体血中。这个过程在怀孕12～18天开始，表现为初级绒毛的出现。绒毛内出现结缔组织说明进化为二级绒毛，绒毛基质内毛细血管形成则代表发育为三级绒毛，至此才形成了**个用于母-胎间进行物质交换的单位，该单位可以提供交换界面。随后，滋养层分化成两部分，合体滋养层细胞和侵袭性滋养层细胞。合体滋养层细胞负责母-胎间物质转换，同时是胎盘发挥内分泌功能的部位。侵袭性滋养层细胞进一步分成间质和血管内亚型，间质型侵袭滋养细胞使胎盘附着于子宫壁，血管内亚型滋养细胞侵入母体螺旋动脉，使螺旋动脉增粗、增宽，能够负荷妊娠期所需要增大的血流量。正常侵袭过程进展失败与先兆子痫、宫内生长迟缓、宫内胎儿死亡等有关，至于哪种情况在妊娠过程中的哪个阶段发挥作用尚存在争议。营养和气体交换发生在绒毛膜绒毛水平，包含胎儿毛细血管襻，漂浮于母体血中，由螺旋动脉供血，经子宫静脉引流。血管内皮生长因子（VEGF）和成纤维细胞生长因子（FGF）在促进胎盘血管生长和胎盘血流调节过程中发挥关键作用。　　如上所述，有效的胎盘循环发育需要螺旋动脉转变成为低阻力血管。正常情况下，胎盘是胎儿循环阻力*低点。搏动指数（PI）=（收缩期峰值流速-舒张期*低流速）/平均流速。有研究发现，妊娠前3个月*后期脐动脉PI降低，这有可能与该阶段胎盘内血管发生和血管内侵袭性滋养细胞活动增多引起的胎盘阻力下降有关。脐动脉PI似乎主要受滋养层绒毛结构发育的影响。部分染色体异常的胎儿在妊娠早期脐动脉阻力增加，这可能与异常绒毛血管形成有关。　　动物研究发现，胎盘循环占CCO的40%左右，而对人类胎儿的无创伤性检查发现，这个值较低，为33%左右，而且几乎整个妊娠期间保持不变。采用与胎羊研究中相似的方法，对成形的人类胎儿进行研究得到了相似的值，为30%左右。　　先天性心脏病中，其胎盘解剖和功能上可能存在变异，但此课题尚未进行广泛研究。不论对于心脏正常还是心脏畸形的人来说，胎盘仍是一个“黑匣子”，对其在心血管发育过程中所起的作用所知甚少。