28.08.2023

Глава 2.2.8. Акушерство. Допплерография в Акушерстве и рекомендации по протоколам акушерского УЗИ

Колесниченко Ю.Ю., врач УЗД, www.uzgraph.ru

Метки: ВОЗ, Всемирная Организация Здравоохранения, УЗИ в акушерстве, УЗИ малого таза, УЗИ при беременности, акушерство, дайджест, допплерография, желточный мешок, обучение, рекомендации, руководство, фето-плацентарная недостаточность

Содержание:

По данным руководства Всемирной Организации Здравоохранения/ World Health Organization. Manual of diagnostic ultrasound. 2nd ed. Vol 2 2013 - внешняя ссылка

Оценка кровообращения плода необходима для лучшего понимания патофизиологии широкого спектра патологических беременностей и их клинического ведения.

Этот раздел представляет собой краткое описание того, как использовать допплерографию в акушерской клинической практике. В первой части описаны основные концепции допплерографии, которые необходимы для понимания ее диагностического применения. Вторая посвящена первичному клиническому применению допплеровских методов в акушерстве и оценке состояния здоровья плода при беременности, осложненной плацентарной недостаточностью.

Допплерография: принципы и практика

Принципы Допплера

Грамотное использование методов допплерографии требует понимания трех составляющих: возможностей и ограничений допплерографии, параметров, способствующих оценке кровотока, и особенностей кровотока в артериях и венах.

Ультразвуковые изображения потока получаются путем измерения движущихся жидкостей. В ультразвуковых сканерах передается серия импульсов для обнаружения движения крови; эхо от движущихся отражателей определяет небольшие различия во времени возврата сигнала в приемник. Эти различия могут быть измерены как прямые разницы во времени или, чаще, как фазовый сдвиг, из которого получается доплеровская частота. Затем они обрабатываются для получения цветного изображения или допплеровской спектрограммы.

Допплерографическое сканирование производится под углом к кровеносному сосуду, по которому течет кровь. Ультразвуковые волны излучаются датчиком на определенной частоте и направляются обратно к датчику за счет перемещения отражателей в крови (эритроцитов) на другой частоте. Разница между передаваемыми и принимаемыми частотами связана со скоростью текущей крови и скоростью звука в тканях.

Для получения доплеровских сигналов необходимо движение в направлении луча; этого не происходит, если поток перпендикулярен лучу(*иными словами допплеровский угол должен быть меньше 90 гр., и даже желательно меньше 60 гр., или чем меньше угол, тем точнее будет измерена скорость!).

Величина доплеровского сигнала зависит от:

- скорости крови;

- частоты ультразвука: чем выше частота ультразвука, тем выше доплеровская частота. Как и в В-режиме, более низкие частоты ультразвука имеют лучшее проникновение; поэтому выбор частоты является компромиссом между лучшей чувствительностью и лучшей проникающей способностью;

- допплеровский угол: доплеровская частота увеличивается по мере того, как угол между лучом и направлением потока становится меньше.

Сегодня широко используются два основных типа допплера: непрерывно-волновой и импульсно-волновой. Они различаются конструкцией датчиков, особенностями работы, процедурами обработки сигналов и типами предоставляемой информации.

Практика допплерографии

Непрерывно-волновой допплер требует непрерывной генерации ультразвуковых волн с непрерывным приемом ультразвука. Двухкристальный преобразователь выполняет эту двойную функцию: на каждую функцию отвечает один кристалл. Основное преимущество непрерывно-волновой допплерографии заключается в точном измерении высоких скоростей крови; его главный недостаток — отсутствие избирательности и дискриминации по глубине. Поскольку непрерывная допплерография постоянно передает и принимает данные от двух разных элементов преобразователей (кристаллов), нет возможности для визуализации или стробирования диапазона, чтобы обеспечить выборочное размещение заданного объема доплеровской выборки в пространстве.

Системы импульсно-волновой допплерографии имеют датчик, который поочередно передает и принимает ультразвук, аналогично датчику М-режима. Основным преимуществом импульсной допплерографии является то, что данные доплеровского смещения производятся выборочно из небольшого сегмента ультразвукового луча, называемого контрольным объемом, местоположение которого контролируется оператором. Ультразвуковой импульс передается в ткани и проходит определенное время (время X), пока не отражается назад от движущегося эритроцита. Затем он возвращается к датчику через тот же интервал, но со смещенной частотой. Общее время в пути туда и обратно увеличивается в 2 раза. Этот процесс повторяется поочередно через множество циклов передачи-приема каждую секунду. Таким образом, стробирование диапазона зависит от механизма синхронизации, который производит выборку возвращаемых данных о доплеровском сдвиге только из заданной области. Вся остальная возвращаемая ультразвуковая информация по существу игнорируется. Основным недостатком импульсно-волновой допплерографии является невозможность точного измерения высоких скоростей кровотока.

Алайзинг(совмещения) эффект: импульсные волновые системы имеют фундаментальное ограничение. Когда импульсы передаются с заданной частотой дискретизации (частотой повторения импульсов), максимальная доплеровская частота, которую можно измерить, составляет половину этой частоты.

Следовательно, если доплеровская частота превышает половину частоты повторения импульсов(*предел Найквиста), допплерографический спектр будет неверным. Это состояние известно как алайзинг (*Проще говоря происходит переход графика скорости не уместившегося в верхнюю границу диапазона шкалы на другую сторону шкалы допплерограммы, в том числе цветной). Интервал между импульсами выборки должен быть достаточным, чтобы импульс ушел и вернулся к датчику. Если второй импульс отправлен до того, как получен первый, приемник не сможет правильно различить их. Чем глубже размещается контрольный объем, тем дольше проходит путь импульса, поэтому для однозначного определения дальности необходимо уменьшить частоту повторения импульсов. В результате максимальная измеримая доплеровская частота уменьшается с глубиной.

Режимы ультразвуковой допплерографии: цветовая и спектральная допплерографии

Визуализация цветового потока создает изображение кровеносного сосуда путем преобразования данных допплерографии в цвета, которые накладываются на изображение кровеносного сосуда в B-режиме и представляют скорость и направление кровотока через сосуд. Это полезно для идентификации обследуемых сосудов, проверки наличия и направления потока и определения правильного угла сканирования для измерения скорости.

Энергетический допплер — это новый ультразвуковой метод, который в пять раз более чувствителен при обнаружении низкого кровотока, чем стандартный цветной допплер. В этом режиме показывается величина выходного потока, а не сигнал доплеровской частоты. Энергетический допплер позволяет получить некоторые изображения, которые трудно или невозможно получить с помощью стандартного цветного допплера (*В настоящее время можно встреть и смешанные, так называемые конвергентные, режимы).

Спектральная допплерография (импульсно-волновая допплерография) используется для получения спектрограмм сосуда с целью измерения распределения скоростей потока в контрольном объеме.

Доплеровский сигнал обрабатывается в анализаторе спектра Фурье. Амплитуды результирующих спектров кодируются как яркость и отображаются как функция времени (горизонтальная ось) и сдвига частоты (вертикальная ось) для получения двумерного спектрального изображения. При использовании этого метода диапазон скоростей крови в объеме образца будет вызывать соответствующий диапазон частотных сдвигов на спектральном изображении.

Для получения правильных изображений и измерений оператор должен:

- идентифицировать сосуд (возможно, с помощью цветной визуализации);

- отрегулировать усиление так, чтобы эхограмма была четкой и без шумов;

- навести доплеровский курсор на исследуемый сосуд (контролный объем) и установить его правильный размер (*размер контрольного объема имеет значение, т.к. больший размер контрольного объема требует большей аппаратной мощности, что может привести к падению качества изображения и частоты видео изображения);

- получить правильный угол облучения (60° и менее);

- отрегулируйте частоту повторения импульсов в соответствии с условиями потока и избегайте наложения импульсов.

Анализ формы волны потока: анализ формы доплеровской волны часто используется для диагностики при клинической оценке заболевания. Сложные формы допплеровских сигналов можно описать относительно простыми показателями, которые используются для оценки здоровья плода и кровотока в органах. Общими индексами являются индекс пульсации (PI), индекс резистентности (RI) и соотношение систолического давления к диастолическому (S/D или A/B).

Преимущество этих индексов формы сигнала состоит в том, что они состоят из отношений частот доплеровского сдвига и, таким образом, не зависят от частоты передачи и угла доплера (*Тут надо отметить, что воспроизводитмость между разными операторами и аппаратами пульсационного индекса может быть не высокой, т.к. требуется измерение средней скорости, что может быть сопряжено с большой погрешностью при измерении, как ручном, так и автоматическом!). Как правило, волны с низкой и высокой пульсацией возникают в сосудистых руслах с низким и высоким сопротивлением соответственно. В дополнение к этим индексам форму волны потока можно описать или классифицировать по наличию или отсутствию определенной особенности, например отсутствия конечно-диастолического потока и наличия постсистолической вырезки.

Допплеровская оценка плацентарного и плодного кровообращения

Плацентарная недостаточность является основной причиной задержки внутриутробного развития у нормальных плодов. Использование допплерографии во время пренатального наблюдения за плодом включает оценку форм скорости пупочного артериального и венозного кровотоков, мозгового кровообращения плода и венозного кровообращения плода, в частности венозного протока.

Оценка функции плаценты с помощью допплерометрии пупочной артерии

Желточный мешок развивается через 7–16 дней после зачатия, происходит раннее развитие первичных ворсин хориона. После этого хориоаллантоисная плацента развивается поэтапно: сначала она состоит из инвазии спиральных артерий эндоваскулярным цитотрофобластом, затем следует вторая волна инвазии, которая распространяется на миометрий. Спиральные артерии, инвазированные цитотрофобластическими клетками, превращаются в маточно-плацентарные артерии, характеризующиеся расширенным и извилистым просветом, полным отсутствием мышечной и эластической ткани и сплошной эндотелиальной выстилкой. Развитие плацентарных ворсинок приводит к прогрессивному увеличению диаметра просвета сосуда и к росту сложной капиллярной сети: терминальные ворсинки будут иметь небольшой калибр, но достигать обширной площади поверхности (>10 м2), тем самым уменьшая сопротивление потоку и оптимизируя фето-материнский обмен в межворсинчатом пространстве.

Основная организация плаценты человека формируется примерно к 20-му дню беременности. Дальнейшее изменение базовой структуры продолжается до наступления срока, когда имеется примерно 50–60 первичных ворсинок ствола плода, разветвляющихся на несколько терминальных или третичных ворсинок. Ветвление стволовых ворсин ответственно за низкое сосудистое сопротивление, повышенный плацентарный кровоток и повышенный трансплацентарный газообмен, которые характеризуют плацентацию человека. Низкое пупочно-плацентарное сосудистое сопротивление также позволяет увеличить конечную диастолическую скорость кровотока в пупочной артерии в третьем триместре нормальной беременности. Нарушение плацентации приводит к аномально высокому пупочно-плацентарному сосудистому сопротивлению, снижению пупочного кровотока и хронической гипоксемии плода.

При повышении нижестоящего плацентарного сосудистого сопротивления скорость конечно-диастолического кровотока в артерии пуповины снижается, при этом пиковый систолический компонент существенно не изменяется.

Чтобы получить допплеровские сигналы пупочной артерии с помощью импульсно-волновой допплерографии, сначала проводят ультразвуковое сканирование, идентифицируют свободно плавающую часть пуповины и объем допплеровского контрольного объема помещают над артерией и веной. Для оптимальной записи допплеровский угол следует поддерживать на уровне <45°.

На форму допплеровского сигнала пупочной артерии влияют несколько факторов, независимо от изменений сосудистого сопротивления плаценты:

- Гестационный возраст: по мере увеличения срока беременности допплеровские волны пупочной артерии демонстрируют прогрессивное увеличение конечно-диастолической скорости и снижение показателей импеданса. Номограммы в зависимости от гестационного возраста необходимы для точной интерпретации результатов допплерографии артерии пуповины.

- Частота сердечных сокращений плода: когда частота сердечных сокращений падает, диастолическая фаза сердечного цикла удлиняется, а сдвиг конечно-диастолической частоты уменьшается. Изменение не имеет клинического значения, если частота сердечных сокращений находится в пределах нормы.

- Дыхательные движения плода: во время дыхательных движений плода форма сигналов скорости потока меняется. Поэтому допплеровское исследование следует проводить только во время апноэ плода и при отсутствии чрезмерных движений плода.

- Расположение контрольного объема: индексы импеданса значительно выше на плодном конце пуповины, чем на плацентарном конце. Рекомендуется измерять допплеровские сигналы пупочной артерии в пределах 5 см от места прикрепления пуповины.

При беременности высокого риска, осложненной материнской гипертензией, задержкой внутриутробного развития или многоплодной беременностью, допплеровское исследование пупочной артерии должно быть частью антенатального обследования. Плацентарную недостаточность можно классифицировать на основании снижения, отсутствия и реверсии конечно-диастолической скорости потока. Риск перинатальной смертности увеличивается до 60% с увеличением тяжести снижения или изменения конечно-диастолической скорости кровотока.

Поскольку нет никаких доказательств того, что использование допплера пупочной артерии имеет ценность при беременности низкого риска, его не следует использовать для рутинного скрининга.

Прогнозирование гипоксемии плода со стороны средней мозговой артерии плода

При увеличении нижерасположенного плацентарного сосудистого сопротивления скорость конечно-диастолического кровотока в артерии пуповины снижается. При гипоксемии плода наблюдается усиление кровоснабжения головного мозга, миокарда и надпочечников и снижение перфузии почек, желудочно-кишечного тракта и нижних конечностей. Этот механизм обеспечивает преимущественную подачу питательных веществ и кислорода к жизненно важным органам. Это явление было описано как сохранение мозга. Хроническая гипоксия с повышенным pCO2 или пониженным pO2 приводит к увеличению конечно-диастолической скорости кровотока в артериальных артериях плода, что, вероятно, связано с церебральной вазодилатацией.

Компенсация за счет расширения сосудов головного мозга ограничена. У ряда плодов с задержкой внутриутробного развития, исследованных серийно, была обнаружена криволинейная зависимость между импедансом сосудов головного мозга и состоянием оксигенации плода; прогрессивное падение импеданса достигло надира за 2 недели до начала позднего замедления сердечного ритма плода. Таким образом, допплерография средней мозговой артерии непригодна для мониторинга плодов с задержкой роста. Кривые венозной скорости дают больше информации о состоянии плода.

Из показателей средней мозговой артерии преимущественно учитывают индекс пульсации и церебро-плацентарное соотношение (индекс пульсации средней мозговой артерии / индекс пульсации пупочной артерии). Низкое церебро-плацентарное соотношение отражает перераспределение сердечного выброса в мозговое кровообращение и, как было показано, повышает точность прогнозирования неблагоприятных исходов по сравнению с результатами, полученными только при допплерографии средней мозговой артерии или пупочной артерии.

Для проведения соответствующего сканирования средней мозговой артерии получают поперечный срез головного мозга плода на уровне бипариетального размера и слегка перемещают датчик к основанию черепа. При цветной визуализации средняя мозговая артерия может рассматриваться как основная латеральная ветвь виллизиева круга, разделяющая переднюю и среднюю мозговые ямки. Контрольный объем импульсной допплерографии устанавливается на среднюю часть сосуда. Во время исследования следует соблюдать осторожность, чтобы избежать высокого давления на живот матери, поскольку сдавление головы плода связано с изменениями внутричерепных артериальных волн.

Те же факторы, которые влияют на допплеровские волны пупочной артерии, могут также влиять на допплеровские волны мозговой артерии плода.

Прогнозирование гипоксемии плода с помощью фетальной венозной допплерографии

Печень плода с ее венозной сосудистой сетью (пупочная и воротная вены, венозный проток и печеночные вены) и нижняя полая вена представляют собой основные области интереса при исследовании возврата венозной крови к сердцу плода. Венозный проток начинается от пупочной вены, затем поворачивает вправо и впадает в нижнюю полую вену в венозном преддверии чуть ниже диафрагмы. Диаметр венозного протока составляет примерно одну треть диаметра пупочной вены. С помощью цветной допплерографии венозный проток идентифицируется на среднесагиттальном или косом разрезе как сосуд, соединяющий пупочную вену с нижней полой веной и демонстрирующий более высокие скорости кровотока по сравнению с пупочной веной.

При тяжелой гипоксемии пупочная венозная кровь перераспределяется в венозный проток за счет печеночного кровотока. Следовательно, доля пуповинной венозной крови, вносящая вклад в сердечный выброс плода, увеличивается, чтобы обеспечить увеличение доставки кислорода из пуповинной вены в миокард и увеличение доставки кислорода в мозг плода. Повышенное плацентарное сопротивление и периферическая вазоконстрикция, наблюдаемые при перераспределении кровообращения плода, вызывают увеличение постнагрузки на правый желудочек и, таким образом, повышается желудочковое конечно-диастолическое давление.

Это может привести к сильно пульсирующим волнам венозного кровотока и пульсации пуповинной вены из-за передачи волн давления в предсердиях через венозный проток.

В нижней полой вене обратный поток во время сокращения предсердий увеличивается по мере прогрессирования ухудшения состояния плода, что указывает на более высокий градиент давления в правом предсердии.

Следующим этапом заболевания является распространение аномального обратного потока крови из нижней полой вены в венозный проток, вызывающее увеличение отношения пиковой систолической скорости к конечно-диастолической скорости, главным образом за счет снижения последнего компонента спектра. Основным учитываемым допплеровским параметром венозного протока является индекс пульсации.

Высокое венозное давление вызывает снижение скорости в конце диастолы в пупочной вене, вызывая типичную конечно-диастолическую пульсацию. Пульсация пупочной вены, особенно двойная пульсация, связана с перинатальной смертностью до 16% при отсутствии конечно-диастолической скорости кровотока в пупочной артерии и в 60% при обратной конечно-диастолической скорости кровотока в пупочной артерии.

Индекс пульсации венозного протока и кратковременные колебания частоты сердечных сокращений плода являются важными показателями оптимальных сроков родоразрешения до 32 недель беременности. Роды следует рассмотреть, если один из этих параметров постоянно отклоняется от нормы. Интервал может составлять всего несколько часов на поздних сроках беременности и у женщин с преэклампсией; напротив, во втором триместре за несколько дней до внутриутробной смерти плода могут присутствовать серьезные аномальные венозные волны.

Клинические рекомендации

- Допплерография пупочной артерии не должна использоваться для рутинного скрининга при нормальной беременности.

- Допплеровская оценка плацентарного кровообращения важна при скрининге нарушения плацентации и ее осложнений в виде преэклампсии, задержки внутриутробного развития и перинатальной смертности.

- В этих условиях аномальные данные допплерографии пупочной артерии являются показанием для точной оценки состояния здоровья плода. Рекомендуется допплеровское исследование средней мозговой артерии и венозного протока плода.

- Измерения должны проводиться и интерпретироваться опытными операторами, использующими хорошее оборудование, чтобы избежать неверных клинических решений.