彩色多普勒超声技术能够检测人体血流动力学
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彩色多普勒超声技术能够检测人体血流动力学状况，在产科方面是一种无创性观察宫内血循环改变的最好方法。临床已经积累了多年的应用研究资料，提示应用彩色多普勒技术分析胎儿血流动力学改变，可对妊娠的进展和结局、胎儿宫内生长发育的情况做出判断，为临床提供终止异常妊娠、纠正母胎异常、确保正常妊娠顺利进行的诊治依据。
第一节 多普勒血流频谱分析方法
关于彩色多普勒超声的原理已在第一章详细介绍，本节介绍多普勒血流波形的分析方法、常用分析指标及其意义。
对母体子宫胎盘和宫内胎儿进行超声多普勒血流检测，其血流频谱分析常采用S/D值、RI值和PI值等指标，见图1-1-5，当血管阻力上升时，三者都会升高。
1．S/D比值（A/B比值）：
计算方法：S/D＝收缩期峰值流速(S)／ 舒张末期流速(D)
意义：D值高，则说明血管远端的阻力较低，S/D比值下降；D值下降则血流阻力增高，S/D比值升高。S/D反映的是收缩期峰值流速和舒张末期流速，但不能反映整个心动周期的平均血流。
2．RI值：即血管阻力指数。
计算方法：RI＝〔收缩期峰值流速(S)－ 舒张末期流速(D)〕／收缩期峰值流速(S)
意义：RI值的大小主要取决于舒张末期流速D，D值高时，RI值低，血管远端阻力低，反之阻力升高。RI值也反映了血流阻力大小，但与S/D值不同的是，它还可以反映舒张末期血流是否存在，是否有反向血流，当RI大于1时，说明舒张末期出现反向血流。
3．PI值：即血管搏动指数。
计算方法：〔收缩期峰值流速(S)－ 舒张末期流速(D)〕／平均流速
意义：PI值高时，说明平均血流速度、舒张末期流速均低，即血管阻力高。因此PI值也反映血流阻力大小。与以上两项指标不同的是，PI不仅能够反映收缩期峰值流速和舒张末期流速，还能够反映整个周期的平均流速，更能代表血流波形的整体情况。
妊娠期母儿彩色多普勒超声监测
第二节 正常妊娠期母儿血流检测
一、子宫卵巢血流改变
（一）子宫动脉血流
妊娠早期，受卵巢激素水平升高的影响，子宫动脉分支增多，肌层血流信号比非孕状态时丰富，彩超可观察到子宫肌层内彩色血流信号增多，妊娠囊着床部位血流束较其他部位血管增粗；频谱多普勒显示血流阻力降低， RI为0.84±0.04，舒张期成分增多，提示子宫血流灌注量增加。随着妊娠的进展，宫腔逐渐增大，肌层面积增大，厚度变薄，子宫动脉由屈曲逐渐变直，频谱多普勒显示子宫动脉的高阻力血流逐步演变为低阻力并伴有丰富的舒张期成分的血流。
子宫动脉血流检测：探头置于子宫宫颈内口水平两侧，很容易找到子宫动脉主干，为垂直向上走行闪亮的动脉血流，见图7-2-1。
子宫动脉血流频谱：妊娠中期开始，子宫动脉血流频谱发生明显改变，舒张末期血流速度随孕周增加而明显增高，S/D值、RI值和PI值逐渐下降。在出现子宫胎盘血流灌注障碍，如妊娠高血压综合征（妊高征）等情况下，子宫动脉血流频谱特征发生改变，出现舒张早期切迹。 （二）滋养层周围血流
滋养层周围血流的存在对早期妊娠来说至关重要，它反映受精卵着床局部的血液循环变化，具有正常的滋养层周围血流才能保证妊娠正常进行。
早期妊娠的妊娠囊外可见 “双环征”，采用高分辨的二维超声和彩色多普勒、频谱多普勒观察这种双环征，中心部圆形暗区为孕囊，内环是绒毛所形成的高回声环，外环为孕卵着床滋养细胞侵入内膜所形成的界面反应，内外环之间夹有一层暗带，暗区实质上是一个包绕绒毛膜囊的充满流动血液的血池，该血池由扩张的螺旋动脉供血，也有静脉血流。它是孕卵着床以后，滋养细胞侵蚀子宫内膜局部产生的一种正常的血流动力学变化。血池结构具有胎盘循环的功能，为胎盘循环的前身。
双环征暗区内的血流称为滋养层周围血流（peritrophoblastic flow），彩色多普勒超声可以观察到血流信号，脉冲多普勒在暗区内采样，可以获得静脉性频谱，平均流速约为 0.02 ~ 0.05m/s，亦可以获得动脉性频谱，其特征为：收缩期最大峰值流速为0.22±0.11m/s，舒张期成份非常丰富，舒张末期流速在0.12±0.06m/s，阻力指数（RI）在0.45左右，频谱的边界比较模糊、毛糙。见图7-2-2、图7-2-3。
图7-2-2 早期妊娠滋养层周围血流
图7-2-3 早期妊娠滋养层周围血流频谱
（三）卵巢内黄体血流
受精卵着床后妊娠开始，卵巢内黄体会继续发育增大，变成“妊娠黄体”。妊娠黄体分泌黄体酮以支持产生绒毛膜促性腺激素的滋养细胞层，保证早期胚胎的生长发育，这种黄体功能于妊娠10周后才由胎盘取代。
彩色多普勒显示这种妊娠黄体内血流非常丰富，原来纤细的彩色血流束明显增粗，频谱多普勒可测记到低阻力的动脉血流频谱及丰富的静脉血流频谱；动脉血流频谱的特征是波形振幅比妊娠前加大，流速增加，舒张期血流成份更丰富，阻力指数变小，一般在0.5以下，最大血流速度可达45cm/s，称之为“妊娠黄体血流”，见图7-2-4。妊娠黄体血流对于妊娠至关重要，它将持续 10周左右，研究表明，如果缺乏这种血流，则不论是宫内或宫外妊娠均不会成功。妊娠约10周后，黄体功能由胎盘取代，黄体开始退行萎缩，第16周左右完全消失，黄体血流亦可作为判断黄体退化的参数。
图7-2-4 妊娠黄体血流频谱
二、胎盘血流变化
胎盘中有两套血液循环系统，即胎儿胎盘循环与母体胎盘循环，两者的血液在各自封闭的管道中循环，互不相混合。利用二者之间存在的胎盘屏障，可进行物质交换。
由于胎盘内血管床的血管非常细小，血液流速很低，用彩色多普勒速度图常无法显示，目前对胎盘血管床结构显示得比较清晰的技术是彩色多普勒能量图，能量图对低速血流敏感度高，能较完整显示胎盘循环，见图7-2-5。超声多普勒能量图通过判断胎盘血流灌注的情况，推测胎盘梗塞的部位及范围，并可引导频谱多普勒采样进行血流频谱分析，有助于对母胎异常进行更确切的病因诊断。
图7-2-5 胎盘超声多普勒能量图
三、胎儿血循环多普勒超声表现
评估胎儿血流动力学改变常采用多普勒检测胎儿体内血管，分析血流频谱变化，判断异常。正常胎儿血液循环是一个复杂的过程，参见图7-2-6详述如下：
流经胎盘的富含氧的血液经脐静脉输送至肝脏，在肝内分成两大支流，一支流与左门静脉吻合进入肝组织，最后由肝静脉回流入下腔静脉；较大的支流不经肝脏，直接通过静脉导管汇入下腔静脉，所以下腔静脉内拥有来自胎盘的鲜血和胎儿下肢回流的静脉血液。下腔静脉血流入右心房后分成二支流，较大支流经卵圆孔进入左心房，经左心室泵入主动脉供应胎儿心脏、头部及上肢等组织器官的需要；另一较小支流进入右心室，搏入肺动脉，小部分血流经肺动脉流入肺血管床，供应肺脏生长发育的需要，而大部分血液经动脉导管流入降主动脉，经降主动脉进入胎儿体循环，经过胎儿体循环后，含代谢废物的血液回流至腹下动脉转入脐动脉，进入胎盘再进行物质交换，如此循环往复。
由于胎儿血液物质交换的基地在胎盘，为了保证经过胎盘的富含营养的动脉血有效地输送到胎儿全身的组织器官中去，胎儿血液循环路径中存在六条特殊通道，它们包括一条脐静脉、一条静脉导管、卵圆孔、动脉导管、二条脐动脉，这些通道在胎儿血循环中发挥着重要的作用，而在胎儿出生后相继关闭。对胎儿血循环路径的了解是应用彩超观察母儿循环的基础。
图7-2-6 胎儿血循环途径示意图
（一）脐动脉（umbilical artery, UA）
胎儿脐动脉血流检测容易，能够反映胎盘循环阻力和胎儿全身血循环改变。
1．血流频谱特征：收缩期血流波形陡而尖，舒张期血流相对较低，频谱波形呈锯齿状，见图7-2-7、图7-2-8、图7-2-9。在第22孕周以前，脐动脉血流波形变化不大，随着妊娠进展，胎盘循环阻力逐渐降低，舒张末期血流速度增加，S/D值、RI值和PI值逐渐下降，见表7-2-1。
2．血流频谱影响因素：①胎儿心肌收缩力；②血管壁弹性和血液粘稠度；③脐-胎盘循环阻力；④胎心率；⑤脐带的取样部位；⑥胎动或胎儿呼吸。因此探测脐动脉血流频谱时，至少应观察 l0秒钟，以排除胎动或呼吸的影响。在生理范围内的胎心率变化所引起的S/D 值改变常可忽略不计。近胎盘附着处的脐动脉S/D 值较低，而近胎儿脐轮处的脐动脉S/D值较高；因此在分析脐动脉血流指标时，需注意不同取样部位的影响。
图7-2-7 早期妊娠胎儿脐动脉血流频谱
图7-2-8 中期妊娠胎儿脐动脉血流频谱
图7-2-9 晚期妊娠胎儿脐动脉血流频谱
孕周
S/D比值
孕周
S/D比值
24
4.0±1.8
33
2.9±1.3
25
3.8±1.7
34
2.8±1.2
26
3.8±1.8
35
2.6±1.4
27
3.7±1.6
36
2.5±1.3
28
3.8±1.9
37
2.4±1.3
29
3.4±1.5
38
2.3±1.1
30
3.2±1.6
39
2.3±0.9
31
3.1±1.4
40
2.2±0.8
32
3.0±1.4
（二）大脑中动脉（middle cerebral artery, MCA）
1．血流探测方法：二维扫查满意显示胎头双顶径测量切面，稍向下平移探头，启动彩色多普勒功能键，能够满意地显示胎儿基底动脉环（Willis环），大脑前动脉起自动脉环两侧，向前方、两侧行走，将取样容积定位于大脑中动脉的中段，即可获得其血流频谱，见图7-2-10、图7-2-11。
2．血流频谱特征：胎儿大脑中动脉在中期妊娠后才开始出现舒张末期正向血流，PI值在妊娠中期和晚期初恒定，直到32周近足月妊娠才明显下降。提示脑血管阻力随着胎儿的长大而减低，血流量随之增加，以适应新陈代谢加快的需要。
图7-2-10 胎儿颅内Willis环
图7-2-11 胎儿大脑中动脉血流频谱
（三）降主动脉（descending aorta, AO）
1．血流探测方法：取胎体纵切面，彩超显示胎儿降主动脉，在胸主动脉或腹主动脉段取样，容易记录到多普勒血流频谱。
2．血流频谱特征：主动脉血流频谱在中期妊娠后才出现舒张末期血流，以后降主动脉血流频谱PI值保持恒定，直至足月。典型的主动脉血流速度波形较陡，收缩期迅速上升，由于主动脉瓣关闭，形成一个切迹，随后缓慢下降，舒张末期维持低流速，见图7-2-12。
图7-2-12 胎儿腹主动脉血流频谱
（四）肾动脉（renal artery, RA）
1．血流探测方法：在胎儿上腹部横切面脊柱两旁可以显示左、右肾动脉的起始部，从胎儿腹主动脉左、右侧壁分出并延向左、右肾门区，在肾动脉上取样可以得到多普勒血流频谱。
2．血流频谱特征：正常肾动脉血流频谱与腹主动脉相似，妊娠20周后基本显示清晰，见图7-2-13，多普勒能量图对肾血流的显示更敏感。肾动脉S/D值随孕周的增加轻度下降。当宫内胎儿缺氧及发育迟缓时，肾动脉血流S/D值升高，PI和RI升高；妊娠20周后若出现严重的羊水过少，彩超在肾区不能显示肾动脉血流时，高度提示有肾发育不全或肾缺如。
图7-2-13 胎儿肾动脉血流频谱
（五）脐静脉（umbilical vein, UV）
正常情况下脐静脉无搏动，随心脏搏动无周期性变化，平均流速为18.37±8.49cm/s。然而在胎动或胎儿呼吸样运动时，脐静脉血流频谱可出现波动。另外发现在胎儿右心衰竭时，脐静脉血流频谱出现周期性波动。
（六）静脉导管（ductus venous, DV）
静脉导管是脐静脉在肝内的重要分支，有53%的脐静脉血液通过静脉导管进入下腔静脉到右心房。
1．血流探测方法：在胎儿经脐轮部的腹部斜切面上，显示脐静脉进入肝脏后，向后上方走行，在汇入下腔静脉之前的一段变得很细，即为静脉导管，见图7-2-14。由于血管细，流速高，彩超显示血流信号明亮，见图7-2-15。由于此切面血流方向与探头超声束方向垂直，有时较难获得典型的静脉导管血流频谱，需进行角度校正。
2．血流频谱特征：频谱呈正向双峰频谱，因受心脏心室收缩、心室舒张及心房收缩的影响而形成两“波”一“谷”，见图7-2-16。其心室收缩期峰值流速为55±17 cm/s，心室舒张期峰值流速为44±17 cm/s，心房收缩期峰值流速28±16cm/s。静脉导管是胎儿时期运输高含氧血流的重要通道，其频谱形态及血流参数可作为判断胎儿循环发生障碍的参考指标。
图7-2-14 胎儿静脉导管声像
图7-2-15 胎儿静脉导管彩超表现
图7-2-16 胎儿静脉导管血流频谱
第三节 胎儿血流频谱与宫内缺氧的关系
(一）胎儿宫内缺氧的病理生理改变
近年来应用彩色多普勒进行的动物实验及临床研究发现，当胎儿发生宫内缺氧时可出现“动脉血流再分配”，母体和胎儿可发生一系列适应性改变，最终引起胎儿血流动力学模式的改变，从适应到失代偿经历了复杂的过程。该过程可分为四个阶段：代偿期、血流再分配早期、血流再分配晚期、失代偿期。
1．代偿期：胎儿为适应缺氧的状态而减少胎动次数，减慢生长速度，胎儿血流可维持“正常”状态相当长的时间，胎儿大部分血管血流波形无明显改变，仅有大脑中动脉血流阻力轻微下降，该变化可通过超声多普勒检测出来，但在临床上的应用尚有质疑。
2．血流再分配早期：当氧分压下降到一定水平时，胎儿血流灌注出现重新分配，使对缺氧敏感的重要器官（脑、肾上腺、心肌）的血管扩张以增加其组织血流灌注，并减少肝、肾、肺、肠等器官末梢循环的血供，对抗缺氧造成的损害。
3．胎儿血流再分配晚期：大脑血管、冠状动脉及肾上腺动脉等血管扩张到最大程度，大脑血流阻力降到最低水平，流速增加，腹主动脉、肾动脉、脐动脉血流阻力进一步增加，肺动脉血流阻力明显增加，间接提示右心输出量减少、左心输出量进一步增加，有利于改善大脑、心肌血流灌注。此时可合并胎儿异常的生物物理表现，如胎心率减慢，羊水减少等
4．失代偿期：心输出量和主动脉收缩期峰值流速逐渐下降，提示心功能受损，进一步恶化可致心衰，并引起主动脉、脐动脉血液逆流，最后其它大血管包括大脑血管亦出现血液逆流，“大脑保护效应”消失，出现明显的胎心率异常，此期胎儿已存在严重的酸中毒，是胎儿宫内缺氧的终末阶段。
（二）胎儿宫内缺氧的血流频谱改变
根据以上宫内缺氧四阶段的病理生理机理，可以通过检测胎儿主要血管的血流频谱的改变来推测胎儿缺氧的状况。临床上常用检测脐动脉的频谱波形来判断缺氧状态。
1．脐动脉：缺氧时首先出现的变化是舒张末期血流降低，S/D值、RI值和PI值升高。当缺氧进入再分配晚期时，可逐渐出现舒张期血流减少、舒张末期血流缺失乃至整个舒张期血流缺失。严重缺氧失代偿期出现脐动脉血液逆流，舒张期血流倒置。见图7-3-1、图7-3-2。
2．大脑中动脉：缺氧早期大脑血液供应增加，颅内血管扩张，阻力降低，大脑中动脉多普勒频谱显示舒张末期血流速度增加，PI值下降，说明缺氧早期的血流再分配。当大脑中动脉RI值、PI值明显下降，而脐动脉和腹主动脉的PI值升高，大脑中动脉PI值与脐动脉PI值的比值低于2个标准差时，提示严重缺氧的存在。
3．腹主动脉与肾动脉：血流频谱表现为舒张末期血流降低，RI值和PI值升高，血流再分配严重时，舒张末期血流消失或出现反向血流。
4．静脉导管：主要反映缺氧时心功能情况。当右心负荷增大，心功能失代偿时，静脉回流受阻，静脉导管心房收缩期流速下降，血流消失甚至倒置。
图7-3-1 脐动脉舒张末期血流消失
图7-3-2 脐动脉舒张末期血流倒置
第四节 胎儿血流频谱检测的评价
超声多普勒技术为临床监测高危妊娠提供了一种新方法，可作为胎儿宫内监护方法的补充，并有助于进一步开展对围生儿解剖生理的研究。但血流检测特异性不高，有时敏感性低，使其在临床应用中受到一定限制。
（一）超声多普勒血流检测存在的问题
1．生理性变化影响；
2．血管变异大；
3．取样部位不统一；
4．测量误差；
5．仪器误差；
6．异常值的确定无统一标准。
（二）较公认和实用的判断异常的标准
1．舒张末期血流速度波形消失或倒置，此标准较具特异性，预示胎儿在宫内已处于高危状态；
2．血流指数大于各孕周的第95百分位数；
3．血流指数大于各孕周平均值加2个标准差，即M＋2SD；
4．血流指数大于各孕周的第90百分位数或 M＋1.282SD。