산부인과에서의 도플러

최근 도플러그래피는 산부인과 분야의 주요 연구 방법 중 하나로 자리 잡았습니다. 도플러 효과의 원리는 다음과 같습니다. 주어진 주파수를 가진 압전 소자에 의해 생성된 초음파 진동은 탄성파의 형태로 연구 대상 물체에 전파됩니다. 음향 저항이 다른 두 매질의 경계에 도달하면 에너지의 일부는 두 번째 매질로 전달되고 일부는 두 매질의 경계에서 반사됩니다. 이 경우 정지한 물체에서 반사되는 진동의 주파수는 변하지 않고 원래 주파수와 같습니다. 물체가 초음파 펄스원을 향해 특정 속도로 이동하면 물체가 정지해 있을 때보다 반사면이 초음파 펄스와 더 자주 접촉하게 됩니다. 결과적으로 반사된 진동의 주파수는 원래 주파수를 초과합니다. 반대로 반사면이 방사선원에서 멀어지면 반사된 진동의 주파수가 방출된 펄스보다 낮아집니다. 생성된 펄스와 반사된 펄스의 주파수 차이를 도플러 편이(Doppler shift)라고 합니다. 도플러 편이는 물체가 초음파 진동원을 향해 움직일 때 양의 값을, 멀어질 때 음의 값을 갖습니다. 도플러 주파수 편이는 반사면의 속도와 스캐닝 각도의 코사인에 정비례합니다. 각도가 0°에 가까워지면 주파수 편이가 최대값에 도달하고, 도플러 빔과 반사면 방향이 직각이 되면 주파수 편이는 0이 됩니다.

의학에서 도플러 효과는 주로 혈류 속도를 결정하는 데 사용됩니다. 이 경우 반사 표면은 주로 적혈구입니다. 그러나 혈류에서 적혈구의 속도는 동일하지 않습니다. 혈액의 벽층은 중앙층보다 현저히 느린 속도로 이동합니다. 혈관 내 혈류 속도의 분포를 일반적으로 속도 프로파일이라고 합니다. 혈류 속도 프로파일에는 포물선형과 코르크형의 두 가지 유형이 있습니다. 코르크형 프로파일에서는 혈관 내강의 모든 부분에서 혈액 이동 속도가 거의 동일하고 평균 혈류 속도가 최대값과 같습니다. 이러한 유형의 프로파일은 도플러그램에서 좁은 주파수 범위로 표시되며 상행 대동맥에서 일반적입니다. 포물선형 속도 프로파일은 속도 분포가 큰 것이 특징입니다. 이 경우, 벽측 혈액층은 중앙 혈액층보다 훨씬 느리게 움직이며, 최대 속도는 평균 속도보다 거의 두 배 빠르며, 이는 도플러 영상에서 넓은 주파수 범위로 나타납니다. 이러한 속도 분포는 제대동맥에서 전형적으로 나타납니다.

현재 산부인과 연구에서는 국제 주산기 초음파 응용 학회(International Society for the Application of Doppler Ultrasound in Perinatology)에서 권장하는 100~150Hz 주파수의 필터가 사용되고 있습니다. 제대 동맥의 혈류 속도를 연구할 때 고주파 필터를 사용하면 태아의 중증 질환 진단에서 위양성 결과가 나오는 경우가 많습니다.

고품질의 혈류 속도 곡선을 얻으려면 스캐닝 각도가 60°를 넘지 않아야 합니다. 가장 안정적인 결과는 30~45°의 스캐닝 각도에서 얻을 수 있습니다.

현재 혈류 상태를 평가하는 데 주로 사용되는 지표는 다음과 같습니다.

• 수축기-이완기 비율(A/B) - 최대 수축기 속도(A)와 최종 이완기 속도(B)의 비율.
• 저항 지수 - (A–B)/A;
• 맥박 지수 - (A–B)/M, 여기서 M은 심장 주기 동안의 평균 혈류 속도입니다.

태아-태반 복합체의 상태에 대한 가장 귀중한 정보는 양쪽 자궁 동맥, 배꼽 동맥, 내경동맥 또는 뇌의 주요 동맥으로 흐르는 혈류를 동시에 검사하여 얻을 수 있다는 것이 밝혀졌습니다.

자궁태반 및 태아태반 혈류 장애에는 여러 분류가 있습니다. 우리나라에서는 다음 분류가 가장 널리 사용됩니다.

1. 1급.
   • A - 자궁-태반 혈류가 침해되었지만 태아-태반 혈류는 보존됨
   • B - 태아-태반 혈류가 침범되었지만 자궁-태반 혈류는 보존됨.
2. 2도. 자궁-태반 및 태아-태반 혈류가 동시에 중단되어 임계치에 도달하지 못함(이완기말 혈류는 유지됨).
3. III도. 태아-태반 혈류의 중대한 장애(이완기 혈류가 없거나 음수)와 함께 자궁-태반 혈류가 보존되거나 손상된 상태입니다. 중요한 진단적 징후는 자궁 동맥의 혈류 속도 곡선에 이완기 패임(diastolic notch)이 나타나는 것인데, 이는 이완기 초기에 발생합니다. 이러한 혈류 변화의 최고치가 최종 이완기 속도에 도달하거나 그보다 낮을 때만 병적인 이완기 패임으로 간주해야 합니다. 이러한 변화가 있는 경우, 조기 분만이 필요한 경우가 많습니다.

자궁 동맥의 이완기 혈류 감소는 자궁-태반 순환의 위반을 나타내며, 태아-태반 순환의 위반은 배꼽 동맥의 이완기 혈류 감소로 나타나며, 이 값은 0 또는 음수입니다.

생리학적 관점에서, 제대 동맥의 이완기 혈류량이 0이라는 것은 태아의 혈류가 이완기에 정지되거나 매우 느린 속도를 보임을 의미합니다. 음(역) 혈류의 존재는 혈류가 반대 방향, 즉 태아 심장 쪽으로 이동함을 나타냅니다. 처음에는 각 주기에서 최종 이완기 혈류 성분의 부재가 짧은 지속 시간을 갖습니다. 병리학적 과정이 진행됨에 따라 이러한 변화는 모든 심장 주기에서 기록되기 시작하며, 동시에 지속 시간이 증가합니다. 그 후, 심장 주기의 절반 동안 양의 이완기 혈류 성분이 부재하게 됩니다. 최종 변화는 역전된 이완기 혈류의 출현을 특징으로 합니다. 이 경우, 역전된 이완기 혈류는 각 심장 주기에서 처음에는 짧은 지속 시간을 갖습니다. 이후 모든 주기에서 관찰되며, 이완기 기간의 대부분을 차지합니다. 일반적으로 임신 2, 3분기 말에 태아가 태반 동맥에서 혈류 역류가 지속적으로 기록된 순간부터 자궁 내 태아 사망까지 48~72시간이 넘지 않습니다.

임상 관찰 결과, 90% 이상의 경우에서 태아 동맥의 이완말 혈류 속도가 부족한 것이 태아 영양실조와 결합된 것으로 나타났습니다.

태아 저위증이 없는 상태에서 4주 이상 혈류가 없거나 음수인 경우, 상당수의 관찰 결과 염색체 병리 및 발달 이상, 가장 흔하게는 18번과 21번 삼염색체증을 나타낼 수 있다는 보고가 있습니다.

뇌 혈류를 연구하면 몇 가지 추가 정보를 얻을 수 있습니다. 태아의 뇌혈관(중대뇌동맥)에서 혈류 속도의 병리학적 곡선은 대동맥이나 제대동맥과는 달리 이완기 혈류 속도의 감소가 아니라 증가를 특징으로 합니다. 따라서 태아에게 문제가 생기면 혈관 저항 지수가 감소하는 것을 볼 수 있습니다.

뇌 혈류의 증가는 자궁 내 저산소증 동안 태아 순환의 보상적 중앙화를 나타내며, 뇌, 심근, 부신과 같은 중요한 장기에 우선적으로 혈액을 공급하여 혈액을 재분배하는 것으로 구성됩니다.

이후 동적 관찰 중 혈액 순환의 "정상화"(도플러그램에서 이완기 혈류 감소)가 관찰될 수 있습니다. 그러나 이러한 "정상화"는 사실상 가성정상화이며 뇌 순환의 대상부전으로 인한 결과입니다.

태아 뇌 혈류의 증가는 비대칭 태아 저위증의 특징일 뿐, 대칭형 태아에서는 관찰되지 않는다는 점이 밝혀졌습니다.

임신 3기 건강한 태아의 자궁-태반 혈류량을 측정하는 저항 지수는 평균 0.48±0.05, 초기 장애 발생 시 0.53±0.04, 심한 장애 발생 시 0.66±0.05, 그리고 급격하게 심한 장애 발생 시 0.75±0.04로 확인되었습니다. 태아-태반 혈류량 연구에서 저항 지수는 각각 평균 0.57±0.06, 0.62±0.04, 0.73±0.05, 0.87±0.05였습니다.

일반적으로 도플러 초음파를 사용할 때 건강한 태아 또는 태아 질환 진단의 정확도는 평균 73%입니다. 도플러 초음파 지표 변화와 태아 저위증 사이에는 상당히 명확한 상관관계가 있는 것으로 나타났습니다. 따라서 태아-태반 혈류 장애가 있는 경우, 78%의 사례에서 태아 저위증이 확인될 수 있습니다. 자궁-태반 혈류 감소가 있는 경우, 67%에서, 양측 혈류 감소가 있는 경우 97%에서 저위증이 발생합니다. 자궁-태반 혈류와 태아-태반 혈류가 동시에 감소하는 경우에도 거의 모든 사례에서 저위증이 발생합니다.

컬러 도플러 초음파는 태아 목 주변의 탯줄 엉킴을 진단하는 데 귀중한 정보를 제공할 수 있습니다. 탯줄 엉킴은 산부인과 의사가 접하는 가장 흔한 합병증입니다(분만 중인 여성 약 4명 중 1명에게 발생). 탯줄 병리로 인한 급성 태아 저산소증은 정상 분만보다 4배 더 자주 발생합니다. 따라서 태아 목 주변의 탯줄 엉킴을 진단하는 것은 매우 중요합니다. 컬러 도플러 초음파는 탯줄 엉킴을 감지하는 데 사용됩니다. 처음에는 센서를 태아의 목을 따라 배치합니다. 엉킴이 하나뿐인 경우, 일반적으로 이 스캔 평면에서 세 개의 혈관(동맥 두 개와 정맥 한 개)을 감지할 수 있습니다. 이 경우 혈류 방향이 다르기 때문에 동맥과 정맥은 파란색 또는 빨간색으로 표시되고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 대부분의 경우 이 스캔 방법을 사용하면 엉킴의 수를 확인할 수도 있습니다. 태아 목의 횡단 스캔도 진단을 확진하는 데 사용해야 합니다. 이 스캔 평면에서 탯줄 혈관은 빨간색과 파란색으로 선형 관형 구조로 표시됩니다. 그러나 이 스캔 방법의 단점은 얽힘의 수를 측정할 수 없다는 것입니다.

경우에 따라 이중 얽힘과 태아 목 부위의 탯줄 고리 위치를 구분하는 데 어려움이 있을 수 있다는 점에 유의해야 합니다. 탯줄 얽힘으로 인해 스캔그램에서 두 개의 혈관이 한 가지 색상으로, 네 개의 혈관이 다른 색상으로 확인된다면, 고리가 있는 경우 세 개의 혈관은 한 가지 색상으로, 세 개의 혈관은 다른 색상으로 표시된다는 점을 명심해야 합니다.

분만 2일 전 태아 목 주위 탯줄 엉킴 유무를 정확하게 진단하는 정확도는 96%였습니다. 분만 1주일 전(6~7일)에는 정확도가 81%로 떨어졌습니다. 후자의 상황은 임신 중 태아의 회전 운동으로 인해 탯줄 엉킴이 나타났다 사라지는 현상이 모두 발생할 수 있다는 사실로 설명됩니다.

결론적으로 도플러법은 태아의 상태에 대한 중요한 정보를 얻을 수 있고, 탯줄 엉킴을 진단하고, 얻은 데이터를 바탕으로 임신과 출산을 관리하는 가장 합리적인 전략을 제시할 수 있는 귀중한 방법이라는 점을 언급해야 합니다.

추천 독서

태아의 선천적 기형에 대한 산전 진단 / Romero R., Pilu D., Genty F. et al. - M.: 의학, 1994.

초음파 진단을 위한 임상 지침 / VV 미트코프, MV 메드베데프 편집. - M.: Vidar, 1996.

선천성 기형. 산전 진단 및 전술 / BM Petrikovsky, MV Medvedev, EV Yudina 편집. -M.: Realnoe Vremya, 1999.

초음파 태아 계측법: 참조 표 및 표준 / MV Medvedev 편집. -M.: Realnoe Vremya, 2003.

임상 시각 진단 / VN Demidov, EP Zatikyan 편집. - 1~5호. - 모스크바: Triada-X, 2000~2004

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