诊断超声对中孕宫内胎儿心脏超微结构影响的研究
作者：冯泽平 陈辉 吴连连 林引云 李晓鹏
单位：410002 长沙市第三医院
关键词：超声检查；妊娠；胎儿心脏；超微结构
中国超声医学杂志991014 摘 要 目的：探讨诊断用超声波对中孕宫内胎儿检查是否安全及安全阈值剂量。方法：将20名中孕妇女随机分四组，Ⅰ组(对照组)，Ⅱ组(超声照射5min组)、Ⅲ组(超声照射10min组)、Ⅳ组(超声照射30min组)；采用诊断超声辐射人体宫内胎儿心尖部位，48小时经引产后取出胎儿心脏(心尖部位)组织进行超微结构研究。结果：Ⅳ组除1例无改变外，其中4例有改变，表现心肌细胞核染色质细颗粒状分布稀少，胞浆中肌纤维分布量少，线粒体嵴模糊，结构不清晰，部分胞浆区域缺乏细胞器，细胞间隙增宽。Ⅱ组与Ⅲ组无改变。结论：诊断用超声照射不超过10min对心脏超微结构无明显损害。
Effects of Diagnostic Ultrasonic Wave on the Ultrastructure of Second Trimester of Pregnancy
, 百拇医药
Feng Zeping,Chen Hui,Wu Lianlian,et al
The Third Hospital of Changsha Hunan 410002
ABSTRACT Objective:To determine whether diagnostic ultrasound wave irradiations do harm to the fetus of second trimester of pregnancy and to establish the safe threshold dose.Methods：20 pregnant cases were randomly divided into 4 groups:Ⅰ for control,Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ were irradiated on the fetal heart before artificial abortion for 5,10,30min respectively.All the samples were examined 48 hours later to observe the effects made on the ultrastructure of the fetal cardiac apex.Results:4 cases except 1 in group Ⅳ were found that granular distribution of nuclear chromosome of the cardiac muscle cells was rarefied,the number of muscle fibers in cytoplasm reduced,the mitochondria crest disappeared and vacuolated,regional cell organs deficited of cytoplasm,intercellular space broadened.No changes were found in group Ⅱ and Ⅲ.Conclusion:Local irradiation less than 10min is harmless to the ultrastructure of fetal heart.
, 百拇医药
KEY WORDS Ultrasound examination Pregnancy Fetal heart Ultrastructure
目前，国内有诊断用超声对宫内胎儿生殖细胞、脑垂体细胞、角膜超微结构影响研究的报道〔1～5〕。但未见有对胎儿心脏超微结构影响的研究。本实验采用诊断超声经腹部定点持续辐射孕妇宫内胎儿心脏，然后经引产术后取出胎儿心脏组织进行光镜与电镜超微结构研究，以确定诊断用超声对人体宫内胎儿的心脏是否有损伤，其生物剂量效应如何，为建立诊断超声的安全阈值提供细胞学实验数据。
资料与方法
选自1994年1月至1997年12月拟行中期妊娠引产20～28周的健康孕妇20名，年龄20～31岁，平均年龄26.5岁。孕期均无用药史，无烟酒嗜好及有害理化因素接触史，无流产及异常生育史，夫妇均健康。随机将孕妇分为四组：Ⅰ组(超声未照射组5例)；Ⅱ组(超声照射5min5例)；Ⅲ组(超声照射10min 5例)；Ⅳ组(超声照射30min 5例)。
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采用EUB-40型线阵B超仪，探头频率3.5MHz，输出功率0.41mW/cm2(市剂量局检测)，在孕妇的腹部找到胎儿搏动的心脏、取四腔心对准心尖部位，按组别进行定时分组照射后，立即在产科室行水囊引产术，一般在36～48小时将胎儿引下，立即解剖胎儿心脏于心尖处取出心肌组织，分别制成光镜与电镜标本。电镜标本是将心肌组织切成若干1mm3小块，置于2.5%戊二醛溶液中前固定，1%锇酸后固定，0.1M磷酸缓冲液漂洗，丙酮逐级脱水，Epon 812封闭式包埋，LKB-8800型超薄切片机切片，醋酸钠和硝酸铅双重染色，日立H-600型电子显微镜观察。光镜按组织学常规切片方法，10%甲醛固定，石蜡包埋，HE染色。
结 果
光镜观察结果：心内膜、心肌膜、心外膜结构正常，内皮层、结构组织、心肌、毛细血管，间皮组织均未见明显异常改变。
电镜观察结果：正常对照组(Ⅰ组)均显示心肌细胞核呈椭圆形，核染色质呈细颗粒状分布，核膜清晰，胞浆中散在粗细肌原纤维结构，部分肌纤维呈特征性横纹结构，糖原颗粒丰富，线粒体、高尔基复合体、溶酶体结构清晰，细胞膜清晰，毛细血管内皮细胞结构清晰，管壁完整(图1)。Ⅱ组与Ⅲ组每例心肌细胞超微结构与正常对照组比较无明显超微结构改变(图2，3)。Ⅳ组5例中有4例与正常对照组比较均有不同程度改变，表现为心肌细胞核染色质细颗粒状分布稀少，胞浆中心肌纤维分布量少，线粒体嵴模糊，结构不清晰，部分胞浆区域缺乏细胞器，细胞间隙增宽，靠近毛细血管旁组织结构疏松(图4)。不同时间与不同剂量诊断超声对宫内胎儿心肌组织照射后光镜与电镜结构比较见表1。
, 百拇医药
心肌细胞超微结构正常，胞浆中散在肌丝结构正常，部分肌丝呈特征性横纹结构(×6000)
图1 超声未照射组
心肌细胞超微结构正常，胞浆中肌丝与横纹结构正常(×6000)
图2 超声照射5分钟组
心肌细胞超微结构正常，胞浆中肌丝与横纹结构正常(×6000)
图3 超声照射10分钟组
胞浆中肌丝分布量少，线粒体嵴模糊，部分胞浆区缺乏细胞器、细胞间隙增宽(×6000)
, 百拇医药
图4 超声照射30分钟组
表1 不同时间与剂量超声照射宫内胎儿心脏光镜与电镜结果比较 组别
辐射时间
(分)
输出功率
(mW/cm2)
例数
光 镜 结 构
电 镜 结 构
正常(例)
改变(例)
正常(例)
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改变(例)
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
0
5
10
30
0
0.41
0.41
0.41
5
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5
5
5
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5
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0
0
0
0
5
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5
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1
0
0
0
4
讨 论
人胚心肌细胞来自早期胚胎心管周围的间充质细胞，这些梭形或星形细胞以突起互相连接，连接处先形成桥粒，以后变成闰盘。肌丝出现之前，细胞内核糖体、内质网、线粒体先增多。最初出现肌丝时，横纹并不明显，随着孕龄的增加，横纹才逐渐明显。在中期妊娠时期心肌细胞内的肌丝与细胞器的分裂、生长形成旺盛〔6〕。这些新生且又十分娇嫩的细胞内超微结构，对诊断用超声波的生物效应敏感程度需达到一定的时间与剂量。
一些实验证明，诊断用超声波对中期妊娠宫内胎儿的生殖细胞(卵母细胞和精原细胞)与脑垂体细胞(腺垂体细胞和神经垂体细胞)非致命性损伤。在一定频率及强度范围内，超声波照射时间长，总的能量大，对胚胎时期的这些细胞超微结构有轻微影响，一般作用于细胞内的线粒体，从电镜下有线粒体结构改变，对细胞膜及其它细胞器无明显改变〔1～3〕。这些实验还同时指出，生殖细胞内线粒体结构改变程度较脑垂体细胞内线粒体结构改变更明显，这意味着生殖细胞对诊断用超声波敏感性要高些。
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本实验进一步证明，人胚胎时期的心室工作细胞，对诊断用超声波在频率及强度一定情况下，照射时间长，对其细胞内超微结构亦有轻微影响。
本研究Ⅱ组与Ⅲ组资料显示：诊断用超声波定点持续照射5分钟与10分钟对心肌细胞内肌丝和细胞器与细胞核及细胞膜与正常对照组比较无任何超微结构改变，证明在一定频率、强度与照射时间内的超声波，对正在胚胎发育，分裂旺盛且十分姣嫩的心室工作细胞内的超微结构无任何损伤效应。这些结果与研究中孕宫内胎儿的生殖细胞和脑垂体细胞的结果基本一致。现在认为，超声波频率在3.5MHz，辐射强度在0.5mW/cm2，照射时间在10分钟以内的超声波剂量，对宫内胎儿细胞无害。
本Ⅳ组资料表明，诊断超声定点持续照射30分钟，在实验的5例中，有1例无改变外，其余4例均有改变，主要表现在细胞线粒体的结构形态上的轻微变化，对心肌细胞中的肌丝及肌浆网和其它细胞器无任何结构破坏、断裂、解聚与形变等超声波的机械、空化与热效应的生物效应改变。而且照射30分钟5例中有1例呈正常表现，说明在这种超声剂量下，也可以有正常的表现，也可以有细胞超微结构轻微改变，但这种细胞超微结构改变占多数。证明诊断用超声波是一种较低剂量，较低强度，较低能量的超声波。因此，在妊娠中晚期常规超声波检查完全安全可靠。 参考文献
, http://www.100md.com
1 冯泽平，汤海军,吴连连.诊断超声对中孕宫内胎儿卵巢超微结构影响的研究.中国超声医学杂志，1997，13(12)：43～46
2 冯泽平，汤海军，吴连连.诊断用超声对中期妊娠胎儿睾丸超微结构的影响.中国超声医学杂志，1996，12(5)：12～14
3 冯泽平,陈 辉，吴连连.诊断超声对中孕宫内胎儿脑垂体超微结构影响的研究,中国超声医学杂志，1998，14(11)：3～5
4 Garnes KI,Hess RA,DunnF,Effects of inutero ultrasound exposure on the development of the fetel mouse,Biol Reprod,1991,45(3):432～434
5 彭朗鸣，孔秋英，冯 若.诊断超声对人体宫内胎儿安全性的影响.中国超声医学杂志，1997，13(8)：51～54
6 成令忠主编.组织学，人民卫生出版社，1993，467～473
(1999-04-08收稿), http://www.100md.com
单位：410002 长沙市第三医院
关键词：超声检查；妊娠；胎儿心脏；超微结构
中国超声医学杂志991014 摘 要 目的：探讨诊断用超声波对中孕宫内胎儿检查是否安全及安全阈值剂量。方法：将20名中孕妇女随机分四组，Ⅰ组(对照组)，Ⅱ组(超声照射5min组)、Ⅲ组(超声照射10min组)、Ⅳ组(超声照射30min组)；采用诊断超声辐射人体宫内胎儿心尖部位，48小时经引产后取出胎儿心脏(心尖部位)组织进行超微结构研究。结果：Ⅳ组除1例无改变外，其中4例有改变，表现心肌细胞核染色质细颗粒状分布稀少，胞浆中肌纤维分布量少，线粒体嵴模糊，结构不清晰，部分胞浆区域缺乏细胞器，细胞间隙增宽。Ⅱ组与Ⅲ组无改变。结论：诊断用超声照射不超过10min对心脏超微结构无明显损害。
Effects of Diagnostic Ultrasonic Wave on the Ultrastructure of Second Trimester of Pregnancy
, 百拇医药
Feng Zeping,Chen Hui,Wu Lianlian,et al
The Third Hospital of Changsha Hunan 410002
ABSTRACT Objective:To determine whether diagnostic ultrasound wave irradiations do harm to the fetus of second trimester of pregnancy and to establish the safe threshold dose.Methods：20 pregnant cases were randomly divided into 4 groups:Ⅰ for control,Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ were irradiated on the fetal heart before artificial abortion for 5,10,30min respectively.All the samples were examined 48 hours later to observe the effects made on the ultrastructure of the fetal cardiac apex.Results:4 cases except 1 in group Ⅳ were found that granular distribution of nuclear chromosome of the cardiac muscle cells was rarefied,the number of muscle fibers in cytoplasm reduced,the mitochondria crest disappeared and vacuolated,regional cell organs deficited of cytoplasm,intercellular space broadened.No changes were found in group Ⅱ and Ⅲ.Conclusion:Local irradiation less than 10min is harmless to the ultrastructure of fetal heart.
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KEY WORDS Ultrasound examination Pregnancy Fetal heart Ultrastructure
目前，国内有诊断用超声对宫内胎儿生殖细胞、脑垂体细胞、角膜超微结构影响研究的报道〔1～5〕。但未见有对胎儿心脏超微结构影响的研究。本实验采用诊断超声经腹部定点持续辐射孕妇宫内胎儿心脏，然后经引产术后取出胎儿心脏组织进行光镜与电镜超微结构研究，以确定诊断用超声对人体宫内胎儿的心脏是否有损伤，其生物剂量效应如何，为建立诊断超声的安全阈值提供细胞学实验数据。
资料与方法
选自1994年1月至1997年12月拟行中期妊娠引产20～28周的健康孕妇20名，年龄20～31岁，平均年龄26.5岁。孕期均无用药史，无烟酒嗜好及有害理化因素接触史，无流产及异常生育史，夫妇均健康。随机将孕妇分为四组：Ⅰ组(超声未照射组5例)；Ⅱ组(超声照射5min5例)；Ⅲ组(超声照射10min 5例)；Ⅳ组(超声照射30min 5例)。
, http://www.100md.com
采用EUB-40型线阵B超仪，探头频率3.5MHz，输出功率0.41mW/cm2(市剂量局检测)，在孕妇的腹部找到胎儿搏动的心脏、取四腔心对准心尖部位，按组别进行定时分组照射后，立即在产科室行水囊引产术，一般在36～48小时将胎儿引下，立即解剖胎儿心脏于心尖处取出心肌组织，分别制成光镜与电镜标本。电镜标本是将心肌组织切成若干1mm3小块，置于2.5%戊二醛溶液中前固定，1%锇酸后固定，0.1M磷酸缓冲液漂洗，丙酮逐级脱水，Epon 812封闭式包埋，LKB-8800型超薄切片机切片，醋酸钠和硝酸铅双重染色，日立H-600型电子显微镜观察。光镜按组织学常规切片方法，10%甲醛固定，石蜡包埋，HE染色。
结 果
光镜观察结果：心内膜、心肌膜、心外膜结构正常，内皮层、结构组织、心肌、毛细血管，间皮组织均未见明显异常改变。
电镜观察结果：正常对照组(Ⅰ组)均显示心肌细胞核呈椭圆形，核染色质呈细颗粒状分布，核膜清晰，胞浆中散在粗细肌原纤维结构，部分肌纤维呈特征性横纹结构，糖原颗粒丰富，线粒体、高尔基复合体、溶酶体结构清晰，细胞膜清晰，毛细血管内皮细胞结构清晰，管壁完整(图1)。Ⅱ组与Ⅲ组每例心肌细胞超微结构与正常对照组比较无明显超微结构改变(图2，3)。Ⅳ组5例中有4例与正常对照组比较均有不同程度改变，表现为心肌细胞核染色质细颗粒状分布稀少，胞浆中心肌纤维分布量少，线粒体嵴模糊，结构不清晰，部分胞浆区域缺乏细胞器，细胞间隙增宽，靠近毛细血管旁组织结构疏松(图4)。不同时间与不同剂量诊断超声对宫内胎儿心肌组织照射后光镜与电镜结构比较见表1。
, 百拇医药
心肌细胞超微结构正常，胞浆中散在肌丝结构正常，部分肌丝呈特征性横纹结构(×6000)
图1 超声未照射组
心肌细胞超微结构正常，胞浆中肌丝与横纹结构正常(×6000)
图2 超声照射5分钟组
心肌细胞超微结构正常，胞浆中肌丝与横纹结构正常(×6000)
图3 超声照射10分钟组
胞浆中肌丝分布量少，线粒体嵴模糊，部分胞浆区缺乏细胞器、细胞间隙增宽(×6000)
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图4 超声照射30分钟组
表1 不同时间与剂量超声照射宫内胎儿心脏光镜与电镜结果比较 组别
辐射时间
(分)
输出功率
(mW/cm2)
例数
光 镜 结 构
电 镜 结 构
正常(例)
改变(例)
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改变(例)
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人胚心肌细胞来自早期胚胎心管周围的间充质细胞，这些梭形或星形细胞以突起互相连接，连接处先形成桥粒，以后变成闰盘。肌丝出现之前，细胞内核糖体、内质网、线粒体先增多。最初出现肌丝时，横纹并不明显，随着孕龄的增加，横纹才逐渐明显。在中期妊娠时期心肌细胞内的肌丝与细胞器的分裂、生长形成旺盛〔6〕。这些新生且又十分娇嫩的细胞内超微结构，对诊断用超声波的生物效应敏感程度需达到一定的时间与剂量。
一些实验证明，诊断用超声波对中期妊娠宫内胎儿的生殖细胞(卵母细胞和精原细胞)与脑垂体细胞(腺垂体细胞和神经垂体细胞)非致命性损伤。在一定频率及强度范围内，超声波照射时间长，总的能量大，对胚胎时期的这些细胞超微结构有轻微影响，一般作用于细胞内的线粒体，从电镜下有线粒体结构改变，对细胞膜及其它细胞器无明显改变〔1～3〕。这些实验还同时指出，生殖细胞内线粒体结构改变程度较脑垂体细胞内线粒体结构改变更明显，这意味着生殖细胞对诊断用超声波敏感性要高些。
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本实验进一步证明，人胚胎时期的心室工作细胞，对诊断用超声波在频率及强度一定情况下，照射时间长，对其细胞内超微结构亦有轻微影响。
本研究Ⅱ组与Ⅲ组资料显示：诊断用超声波定点持续照射5分钟与10分钟对心肌细胞内肌丝和细胞器与细胞核及细胞膜与正常对照组比较无任何超微结构改变，证明在一定频率、强度与照射时间内的超声波，对正在胚胎发育，分裂旺盛且十分姣嫩的心室工作细胞内的超微结构无任何损伤效应。这些结果与研究中孕宫内胎儿的生殖细胞和脑垂体细胞的结果基本一致。现在认为，超声波频率在3.5MHz，辐射强度在0.5mW/cm2，照射时间在10分钟以内的超声波剂量，对宫内胎儿细胞无害。
本Ⅳ组资料表明，诊断超声定点持续照射30分钟，在实验的5例中，有1例无改变外，其余4例均有改变，主要表现在细胞线粒体的结构形态上的轻微变化，对心肌细胞中的肌丝及肌浆网和其它细胞器无任何结构破坏、断裂、解聚与形变等超声波的机械、空化与热效应的生物效应改变。而且照射30分钟5例中有1例呈正常表现，说明在这种超声剂量下，也可以有正常的表现，也可以有细胞超微结构轻微改变，但这种细胞超微结构改变占多数。证明诊断用超声波是一种较低剂量，较低强度，较低能量的超声波。因此，在妊娠中晚期常规超声波检查完全安全可靠。 参考文献
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1 冯泽平，汤海军,吴连连.诊断超声对中孕宫内胎儿卵巢超微结构影响的研究.中国超声医学杂志，1997，13(12)：43～46
2 冯泽平，汤海军，吴连连.诊断用超声对中期妊娠胎儿睾丸超微结构的影响.中国超声医学杂志，1996，12(5)：12～14
3 冯泽平,陈 辉，吴连连.诊断超声对中孕宫内胎儿脑垂体超微结构影响的研究,中国超声医学杂志，1998，14(11)：3～5
4 Garnes KI,Hess RA,DunnF,Effects of inutero ultrasound exposure on the development of the fetel mouse,Biol Reprod,1991,45(3):432～434
5 彭朗鸣，孔秋英，冯 若.诊断超声对人体宫内胎儿安全性的影响.中国超声医学杂志，1997，13(8)：51～54
6 成令忠主编.组织学，人民卫生出版社，1993，467～473
(1999-04-08收稿), http://www.100md.com