Основным методом изучения кровообращения является допплерометрическое исследование, которое позволяет неинвазивно, объективно и экономически доступно оценить его состояние в сосудах плаценты и плода. Допплерография является единственным методом оценки функционального состояния плода во II триместре беременности. Первое использование допплерометрии (ДМ) в акушерстве было предпринято в 1977 г. для оценки кровотока в артерии пуповины (АП). Широкому распространению ДМ и цветового допплеровского картирования (ЦДК) способствует их высокая безопасность. ЦДК, выполненное в I триместре беременности, не оказывает отрицательного влияния на развитие плода и плаценты, а также морфологическое ее состояние [1].
Внедрение в клиническую практику интенсивной инсулинотерапии, успехи, достигнутые перинатологами, акушерами-гинекологами и эндокринологами, привели к значительному снижению перинатальной заболеваемости и смертности у беременных с сахарным диабетом (СД). Современная перинатология стала носить профилактический характер, направленный на выявление и лечение беременных из групп риска. Особенности сердечной деятельности плода и его гемодинамики (ГД) при СД у матери и наличии или в отсутствие диабетической фетопатии (ДФ) описаны недостаточно.
Наиболее изученной является ГД в маточных артериях (МА) беременной матки. Изменения Г.Д. в МА при нормально протекающей беременности характеризуются возрастанием диастолической скорости, что определяет снижение индекса резистентности (ИР) и систолодиастолического отношения (СДО), наиболее значительные изменения происходят в сроки беременности 12—20 нед.
Повышение тонуса миометрия изменяет ГД в МА, при этом выявляется асимметрия с преимущественным повышением резистентности на стороне гипертонуса миометрия. B. Hollis и соавт. [2] и другие исследователи [3, 4] справедливо полагают, что изменение пульсационного индекса (ПИ) в МА в I триместре может служить отражением «качества» плацентации и прогнозировать рождение ребенка с низкой массой тела. Высокое сопротивление в МА, по-видимому, препятствует инвазии трофобласта или является следствием ее нарушения [5].
Изменения ГД в МА многие авторы трактуют в качестве предикторов преэклампсии (ПЭ). Проведенный J. Cnossen и соавт. [6] анализ показал высокое прогностическое значение изменения индексов ГД в МА у пациенток из группы высокого риска, развития тяжелых форм П.Э. Установлено, что стойкие патологические изменения маточной ГД, даже с одной стороны, являются достоверным фактором риска задержки внутриутробного роста (ЗВРП) и ПЭ [7, 8], а выявление патологических значений ПИ в МА с обеих сторон при наличии дикротической выемки является неблагоприятным прогностическим признаком гибели плода [9]. В группе низкого риска скрининг кровотока в МА во II и III триместрах не показателен и не оправдывает себя.
Такие противоречивые данные параметров ГД в МА и их связи с наличием патологии матери и плода вынуждают специалистов ультразвуковой диагностики прибегать к исследованию венозной гемодинамики матки. A. Thuring и соавт. [10] во II и III триместрах беременности в маточных венах (МВ) классифицировали три вида потока крови: постоянный непульсирующий поток (тип I), пульсирующий кровоток с дикротической выемкой вплоть до нулевой линии (тип II) и пульсирующий кровоток в отсутствие потока для части сердечного цикла (тип III). У женщин со II и III типами кровотока в МВ ПИ в МА был значительно выше, и более часто встречались дикротические выемки в обеих М.А. Статистически значимая взаимосвязь обнаружена между параметрами функции МВ и аномальными гистопатологическими результатами исследования плаценты.
Средняя мозговая артерия (СМА) — самая крупная из артерий головного мозга (ГМ) и наиболее изучаемая. Она обеспечивает кровью обширные его отделы. Вены Г.М. обычно не сопровождают артерии. Глубокие вены, сливаясь, образуют вену Галена (ВГ). В нее оттекает кровь из вен практически всего бассейна белого вещества полушарий Г.М. Венозное давление в полости черепа соответствует внутричерепному давлению.
Значения СДО и ИР в СМА плода на протяжении II триместра беременности достоверно не изменяются. Имеются высокая лабильность мозговой ГД и широкий разброс ИР, СДО в 27—33 нед. В сроках доношенной беременности повышается диастолическая скорость кровотока в СМА плода и снижается значение СДО, ИР. В проксимальном отделе СМА значение ПИ ниже, чем в средних и дистальных отделах. С прогностической точки зрения для измерения ПИ в СМА наиболее подходит средний сегмент [11]. Длительный ретроградный кровоток в СМА — предиктор высокого риска гибели плода. Вторично нормализующиеся показатели мозговой ГД на фоне снижения плацентарного кровотока являются признаком декомпенсации и обусловлены сердечной недостаточностью и отеком мозга у плода [12].
Многие исследователи [13—15] указывают на высокую прогностическую ценность пиковой скорости кровотока (ПСК) в СМА при анемиях у плода с хорошей чувствительностью (90%) и специфичностью (100%). Основоположником методики является G. Mari [16], однако он указывает, что ПСК в СМА также может быть предиктором прогрессирования П.Н. Когда П.И. в СМА увеличивается, а ПСК снижается, наступает декомпенсация у плода. Повышение ПСК в СМА прогнозирует риск перинатальной смерти более точно, чем ПИ в СМА.
Т.А. Половова и соавт. [17], Е.В. Худякова и Г.А. Черданцева [18] классифицируют артериальную мозговую ГД новорожденного следующим образом:
— гиперсистолодиастолический, или вазопаралич/парез I типа: высокие скоростные показатели, низкий ИР (<0,63);
— гипердиастолический, или вазопаралич/парез II типа: высокий диастолический компонент при нормальном систолическом; низкий ИР (<0,63);
— гипосистолодиастолический, или вазоспазм I типа: низкие скоростные показатели, высокий ИР (>0,83);
— адиастолический, или вазоспазм II типа: отсутствие диастолического компонента при низкой систолической скорости; ИР=1.
Предиктором развития геморрагических повреждений ГМ у недоношенных новорожденных являются гипердиастолический и гиперсистолодиастолический типы мозговой ГД, характеризующие гиперперфузию. Предикторы развития ишемических повреждений ГМ у недоношенных новорожденных — адиастолический и гипосистолодиастолический типы, характеризующие гипоперфузию. Гиперперфузия и особенно резкие колебания скоростей ГД в венах — важные факторы патогенеза пери- и интравентрикулярных кровоизлияний.
Нарушение мозгового оттока у плода и новорожденного — один из признаков отека ГМ [19]. Исследование церебральных вен при беременности высокого риска, наличие пульсаций и увеличение максимальной скорости в ВГ являются лучшими предикторами неблагоприятного перинатального исхода. Патологическое усиление мозговой ГД достоверно коррелирует с нарушениями системной ГД: дилатацией правого желудочка, утолщением миокарда, снижением его сократительной способности и сердечного выброса.
Наиболее изученным сосудом является артерия пуповины (АП). Подобный интерес в первую очередь обусловлен тем, что единственным периферическим руслом для нее служит микроваскулярная сеть плодовой части плаценты. В норме показатели сосудистого сопротивления в обеих АП приблизительно одинаковы [20] ввиду того, что практически в корне пуповины обе артерии анастомозируют [21].
Диастолический кровоток в АП регистрируется уже с 15-й недели гестации. Наиболее прогрессивное снижение численных значений СДО и ИР отмечается в 15—20 нед. Затем их значения снижаются прямо пропорционально гестационному возрасту до доношенного срока за счет увеличения емкости плацентарного русла.
Анализ спектра ГД в АП широко используется для контроля состояния плода при беременности высокой степени риска перинатальной патологии. СДО, ПИ и ИР в АП у женщин с ПЭ превышают таковые у здоровых беременных: 2,62±0,09; 0,78±0,08; 0,67±0,05, соответственно и 3,37±0,16, 1,05±0,08 и 0,88±0,06 в группе с формированием П.Э. При критическом состоянии ГД в АП выявляются нулевые или отрицательные значения конечной диастолической скорости [22].
Существует тесная связь между скоростью кровотока в АП и ее объемными параметрами [23]. При нормально протекающей беременности имеется устойчивый рост минутного объема (МО; мл/мин) в А.П. Удельный объем (на 1 кг массы плода) показал устойчивое снижение по мере увеличения массы тела плода. Диаметр А.П. увеличивается до достижения плато на 32—34-й неделе.
Исследование кровообращения в пупочной вене (ПВ) началось практически вслед за изучением артериального пуповинного кровотока. A. Schwarze и соавт. [24] классифицировали три вида потока крови в ПВ: постоянный, пульсирующий с дикротической выемкой и пульсирующий с нулевым или реверсным диастолическим потоком. Пульсирующий спектр ПВ довольно редок и коррелирует с неблагоприятным исходом беременности и высокой смертностью. Он свидетельствует о ГД-недостаточности плода, снижении функции миокарда и повышении давления в правом предсердии — это поздний признак ухудшения его состояния. По мере нарастания страдания плода отмечается истощение собственных флеботонических механизмов, что усиливает проведение пульсационной волны по П.В. Пульсации в ПВ отмечаются у 30% плодов с патологической кардиотокограммой (КТГ), 75% из которых потребовалось оперативное родоразрешение по дистрессу. Отсутствие пульсации было у 69,2% плодов при патологической КТГ, и все они родоразрешены через естественные родовые пути [25, 26].
ДМ-исследование аорты (Ао) плода — ценный инструмент оценки плодовой Г.Д. Предлагаются методики измерения в перешейке Ао, в грудном и брюшном ее отделах. ДМ-спектр грудной Ао — спектр магистрального сосуда: пульсирующий с высокой систолической и низкой диастолической скоростью. В грудной Ао при физиологическом развитии плода индексы периферического сопротивления снижаются с увеличением срока гестации. Признаками нарушения ГД в грудной Ао являются повышение ИР, СДО выше 95-го процентиля, регистрация нулевого или отрицательного диастолического кровотока.
При нормально развивающейся беременности на протяжении всех фаз сердечного цикла плода по данным кривой допплерограммы ГД в венозном протоке (ВП) определяется как трехфазная, ортоградная к сердцу, с высокой диастолической составляющей. Скорости Г.Д. в ВП во все фазы сердечного цикла увеличиваются до 34 нед, а затем снижаются к доношенному сроку. Пульсационный индекс в ВП уменьшается с 0,57 на 21-й неделе до 0,44 в 40 нед [27]. Патологический спектр кровотока в ВП, а именно, реверсный или нулевой в фазу сокращения предсердий формируется у плодов с ПН и означает плохой прогноз для плода.
Для совершенствования диагностики состояния плода многими авторами предложены соотношения ДМ-индексов между собой. Наиболее широко используется церебро-плацентарное отношение (ЦПО), представляющее собой отношение индекса периферической сосудистой резистентности в СМА к таковому в АП, в первую очередь описывающее степень централизации кровообращения плода (так называемый эффект защиты мозга плода).
По данным A. Klejewski и соавт. [28], ЦПО, рассчитанное по ИР и по ПИ, существенно различается. Среднее ЦПО, рассчитанное по ИР при неосложненной беременности, увеличилось с 1±0,02 в сроке 24 нед гестации до 1,6±0,17 в 42 нед гестации. Среднее ЦПО, рассчитанное по ПИ при нормальной беременности, сократилось с 1,7 в 24 нед гестации до 1,2±0,10 в 41 нед. M. Fernandez и соавт. [29] считают, что для прогноза неблагоприятного исхода при ЗВРП расчет ЦПО бесполезен.
Остальные соотношения широко не применяются, и их можно назвать оригинальными: венозно-артериальный индекс пуповины (ВАИ) — отношение удельного объема пупочной вены (мл/мин/кг) к ПИ в АП; соотношение ПИ СМА плода к ПИ МА [30]. При нормальной беременности соотношение ПИ СМА/ПИ МА снижалось с увеличением гестационного возраста в среднем от 3,5 до 2,5. Прогностическое значение соотношения ПИ среднемозговой и маточной артерии аналогично таковому ЦПО. В динамике неосложненной беременности значения отношения ИР МА/ИР АП были стабильными и соответствовали 0,74±0,03 отн. ед. При увеличении ИР МА/ИР АП на 1 отн. ед. и более беременные подлежали досрочному родоразрешению [30].
По данным T. Kiserud и соавт. [31], в течение 18—41 нед нормальный суммарный сердечный выброс (сумма минутных объемов правого и левого желудочков) составил в среднем 400 мл/мин/кг с плацентарной фракцией крови (в АП), в среднем составляющей 32% (1/3 от суммарного сердечного выброса распределяется в плаценте), а после 32 нед она была 21%. T. Vimpeli и соавт. [32, 33] показали, что объем кровотока в Ао плода с 11-й до 20-й недели гестации увеличился с 9 до 121 мл/мин, минутный объем АП возрос с 1,2 до 25,3 мл/мин. Фракция суммарного сердечного выброса, распределенная в верхней части тела, включая ГМ, была оценена около 13%.
Среди исследователей оценка ГД-изменений в маточно-плацентарной и плодово-плацентарной системах при СД неоднозначна. Ряд исследователей указывают, что значимой корреляции нет между показателями ДМ в МА, АП, материнской гликемией и уровнем гликированного гемоглобина (HbA1c) [34]. ДМ-исследование плодовой ГД имеет небольшое значение в изучении риска нарушений состояния плода при беременности, осложненной СД 1-го типа без дополнительных осложнений [35]. Плацентарная перфузия, определяемая при допплерометрии МА у женщин, у которых впоследствии развился гестационный СД (ГСД), не нарушается [36], нет никакой корреляции с возникновением преэклампсии [37], и вряд ли индексы сосудистой резистентности в них полезны для прогноза макросомии плода [38].
Многие авторы не столь критичны. В.Ф. Ордынский [39] показал, что дикротическая вырезка в спектре МА, свидетельствующая о повышении резистентности в них, регистрируется более чем у 50% беременных с СД, даже при неосложненном его течении. При этом не установлено связи между аномальными кривыми скоростей кровотока в МА, типом СД и степенью его компенсации. А повышение пиковой скорости кровотока в спиральных артериях в сроке беременности 7—8 нед до 0,64 см/с является вероятным предиктором развития плацентарной недостаточности (ПН) у больных с СД.
Ряд авторов сообщают, что показатели ДМ в АП и СМА могут быть использованы для контроля, но не являются хорошими предикторами неблагоприятных перинатальных исходов. В 71% беременностей при СД с ненормальными показателями ДМ в АП имеется неблагоприятный исход. Однако только у 30% женщин, имеющих неблагоприятные перинатальные исходы, наблюдались аномальные показатели ДМ в А.П. Измененные ДМ-параметры в АП при ГСД обнаружены только у 4% пациенток и в МА — у 17%. Показатель плацентарного сосудистого сопротивления был ниже при ГСД, осложненном макросомией и высоким уровнем HbA1c. Можно предположить, что гипергликемия не оказывает отрицательного влияния на функции сосудистого эндотелия плаценты при ГСД. Однако диаметр Ао и толщина интимы—медии Ао плодов (aIMT) матерей с ГСД увеличены (0,72 против 0,52 мм) по сравнению с таковыми контрольной группы с положительной корреляцией между П.И. Ао плода и aIMT в группе с ГСД, что свидетельствует о дисфункции эндотелия у плода [40].
Большинство изменений плодово-плацентарной ГД при СД выявлены в начале II триместра беременности, встречаются в 1,5 раза чаще, чем у здоровых беременных, и более выражены при скрытой форме СД или его лабильном течении. При ГСД нарушения менее выражены. Наиболее показательным параметром при допплерометрии у беременных с СД является индекс резистентности в АП [41]. По мере увеличения тяжести ДФ у плода отмечается повышение сосудистой резистентности в АП и Ао плода. При С.Д. 1-го типа практически в 100% наблюдений в различные сроки беременности выявлено снижение плацентарной перфузии с нарастанием морфологических изменений в плаценте. В группе беременных с незначительными морфологическими признаками ПН СДО в АП превышало аналогичные показатели контрольной группы на 15% только с 33 нед, при значительных признаках ПН — на 22—25% с 24-й недели и при выраженных более чем на 30% — с 21-й недели гестации. При выраженных изменениях СДО увеличивается более чем на 40%. Неблагоприятным признаком начальных нарушений состояния плода у беременных с СД является повышение СДО в АП выше 2,8. Субкомпенсация и декомпенсация маточно-плодово-плацентарного кровотока взаимосвязаны не только с уровнем гликемии на момент исследования, но и с ее колебаниями за сутки более 4,32 ммоль/л [42, 43].
С увеличением срока беременности в АП и в СМА у плодов при СД выявлены аналогичные особенности ГД: низкие показатели сосудистой резистентности в ранние сроки и повышение их к концу ее первой половины по сравнению с таковыми при ее физиологическом течении. У пациенток с сосудистыми осложнениями СД повышение резистентности сосудов мозга у плодов было зарегистрировано уже в 17—18 нед. Выявленные изменения рассматриваются как компенсаторно-приспособительные, обеспечивающие защиту развивающегося мозга плода в условиях рано возникающих метаболических нарушений в плаценте.
Состояние кровотока в грудном отделе нисходящей Ао плода отражает компенсаторно-приспособительные механизмы его центральной ГД в ответ на снижение плацентарной перфузии. Тяжелое течение ПЭ или длительная декомпенсация СД приводит к декомпенсации ГД (диастолический компонент кровотока нулевой или отрицательный) в АП в 13% случаев, а в Ао плода в 10%. Аорто-церебральный коэффициент, отражающий взаимосвязь центральной и церебральной ГД плода с чувствительностью 89%, специфичностью 100% при значении более 2 у беременных с СД, указывает на критическое его состояние.
В 35 нед беременности объем почечной артериальной перфузии у плода при ГСД у беременной значительно больше, чем в контрольной группе. В норме ПИ в почечной артерии и ПИ и ИР в АП снижается с увеличением гестационного возраста. В группе беременных с маловодием ПИ в почечной артерии плода выше в 22 и 28 нед, чем в группе с нормальным количеством вод. При многоводии ПИ и ИР АП значительно ниже, чем в контрольной группе. Объем околоплодных вод уменьшается с увеличением ПИ в почечной артерии плода [44]. Это позволяет предположить, что многоводие, связанное с макросомией, обусловлено гиперперфузией почек и полиурией плода.
Немаловажную роль играют изменения венозной ГД при СД. У плодов с ДФ условия венозного оттока значительно ухудшены. Средняя скорость и максимальная систолическая скорость кровотока в ВП достоверно ниже. Эти изменения и пульсирующий спектр в ПВ у плодов с ДФ свидетельствуют о высоком центральном венозном давлении (ЦВД) и увеличении преднагрузки сердца плода, что является отражением декомпенсации сосудистых механизмов при тяжелой форме Д.Ф. При С.Д. в ВП зарегистрированы наиболее ранние (до 10-й недели) отклонения ГД от нормы. С 17—18-й недели беременности наблюдалось повышение сосудистой резистентности кровотоку в ВП, в то время как в физиологических условиях отмечалось прогрессивное ее снижение [45]. При прегестационном СД ненормальный пульсационный индекс в ВП плода был выявлен в 30,5%. Неблагоприятный перинатальный исход отмечен у 32% детей в этой группе. Однако чувствительность ПИ в ВП была невысокой — 53,3%, а специфичность 74,6% [46]. Между П.И. в ВП и материнским уровнем HbA1c выявлена cтатистически значимая корреляция [45].
Увеличенный пуповинный поток крови у плодов с макросомией обеспечивает повышенную перфузию печени [47]. Сильная прямая связь между венозным кровотоком в печени плода и макросомией поддерживает концепцию, что увеличение печени связано с распределением в ней венозной перфузии [48]. Минутный объем ВП (мл/мин) был ниже у беременных с СД (94,3 мл/мин/кг), чем у пациенток контрольной группы (109,5 мл/мин кг) [49].
ЭхоКГ плода и исследование центральной и внутрисердечной гемодинамики широкого распространения не получили ввиду того, что требуют специальных навыков от врача УЗ-диагностики. Гипергликемия влияет на кинетику сердца плода. Плохой диабетический контроль — одна из причин сердечной дисфункции. Это вызвано гипертрофией миокарда и нарушением его диастолической функции [50], диагностируемой в начале III триместра. Ускоренный рост сердца у плодов с ДФ сопровождается возрастанием роли активного наполнения желудочков на фоне снижения объема камеры в целом. Снижение пассивного наполнения желудочков, отражающее изменения в миокардиальной релаксации в результате хронической гипоксемии и нарушения метаболизма при ДФ, выражается в том, что Е-волна значительно ниже A-волны (уменьшение Е/А отношения) при ЗВРП и ДФ по сравнению с этими показателями у плодов с нормальным развитием [51]. Возникновение диастолической дисфункции миокарда плода в I триместре связано с ухудшением гликемического контроля [51, 52] и выражается в снижении индекса миокардиальной производительности, более заметном с увеличением уровня HbA1c и независимом от преднагрузки и постнагрузки. Е/А в правой половине сердца значительно ниже у плодов при плохо контролируемом СД (0,71 против 0,54). Нарушается и систолическая функция левого (ЛЖ) и правого (ПЖ) желудочков. Фракция укорочения ЛЖ у плодов, страдающих кардиомиопатией, в отличие от нормы не превышает 28%. У плодов с ДФ фракция укорочения ПЖ уменьшается более значительно по мере прогрессирования беременности. Считается, что изменения сердца плода при диабетической кардиомиопатии — это адаптация ГД для сохранения нормальной церебральной перфузии [53].
Минутный объем ПЖ сердца плода выше такового ЛЖ. МО ПЖ увеличился с 121±45 мл/мин в 19—23 нед, до 812±275 мл/мин в 33—36 нед гестации у здоровых беременных и от 127±53 до 909±242 мл/мин у плодов с диабетической фетопатией. За тот же временной интервал МО ЛЖ возрос с 84±31 до 550±151 мл/мин у здоровых плодов и с 82±31 до 585±150 мл/мин у плодов с диабетической фетопатией. Соотношение правого и левого ударных объемов выросло с 0,97 в 12 нед до 1,13 в 34 нед [53].
Параметры сердечного выброса плода зависят от массы его тела. Суммарный сердечный выброс, складывающийся из суммы минутных объемов ПЖ и ЛЖ, был значительно выше у плодов с макросомией (МО ЛЖ: 569±325; МО ПЖ 997±439 мл/мин/кг), чем у плодов с нормальной массой (МО ЛЖ 411±100; МО ПЖ 623±209 мл/мин/кг) доношенного гестационного возраста. У плодов с макросомией ПЖ также доминирует. Среднее соотношение МО ПЖ/МО ЛЖ значительно выше у плодов с макросомией (2±1 против 1,58±0,38) [54].
Для выявления кардиомиопатии при ДФ рекомендуется проведение допплерометрии в динамике с 30-й недели гестации с оценкой скорости укорочения волокон миокарда плода величины сердечного выброса ЛЖ, времени изгнания Л.Ж. Для детей с ДФ характерны более высокие объемные показатели сердца (ударный и минутный объемы), лабильность АД и частоты сердечных сокращений, нарушения ритма сердца.
У новорожденных при СД матери нарушения ГД остаются, и в зависимости от степени тяжести ДФ выражаются в уменьшении глобальной сократимости ЛЖ и уменьшении фракции изгнания, что является показателем сердечной недостаточности. При среднем и тяжелом течении ДФ церебральная гипоперфузия сохраняется до 7-х суток жизни. Наиболее выраженные изменения происходят на 3—5-е сутки жизни и выражаются развитием ишемических и геморрагических осложнений. Церебральная Г.Д. у детей, родившихся у матерей с СД 1-го типа и ГСД, не зависит от наличия у них ДФ, сроков возникновения и степени тяжести перинатального поражения ЦНС и характеризуется стабильным (на протяжении 1-го года жизни) повышением тонуса резистивных сосудов в бассейне каротидных артерий на фоне стойких проявлений венозной дисциркуляции, более выраженным во II полугодии жизни. После исчезновения неврологической симптоматики показатели артериальной и венозной ГД к концу 1-го года жизни не достигают нормативных значений, что свидетельствует об условном выздоровлении детей [55].
Таким образом, результаты опубликованных работ, представленные в обзоре, свидетельствуют об особенностях состояния гемодинамики плодов у беременных с сахарным диабетом и демонстрируют необходимость углубленного дальнейшего изучения этой проблемы.