胎儿生物物理监测（biophysical profile，BPP）是通过对胎儿的生物物理指标进行综合评分来评价胎儿的宫内状况，判断胎儿有无缺氧和酸中毒的方法。Manning等于1980年首先提出了此方法，并进行了大量的研究，发现其对高危妊娠胎儿宫内状况的评价有一定的意义。BPP包括的生物物理指标有：胎动（fetal movements FM）、胎儿呼吸运动（fetal breathing movements FBM）、胎儿张力（fetal tone FT）、羊水量（amniotic fluid volume AFV）及无应力试验（non stress test NST）。

1.胎动

胎儿自孕9周开始有胎动。20～30周之间整体运动逐渐协调，并开始建立睡眠-活动周期。至36周胎儿运动发育逐渐成熟，大部分胎儿建立行为状态。胎动的活跃程度取决于胎儿的睡眠周期，20～75分钟不等。平均每周胎动计数由孕20周的200次增长至孕32周的575次，至孕40周减少至282次。

胎动受到大脑中枢的支配，其中枢位于大脑皮质核，强有力的胎动是胎儿健康的指标之一。胎动的情况可以间接反映胎儿宫内的情况，是临床常用的孕妇自我监护的手段。美国妇产科学会（2002）提出孕28周后建议孕妇自数胎动，两小时10次以上的胎动属于正常。

研究发现胎动明显减少提示胎儿宫内可能缺氧。由胎动减少到消失、直至最后胎心消失，这段时间短者数小时，长者1～2天。但由于其主观性强，故有很强的局限性。超声下观察胎动更加客观，因此将其作为生物物理指标之一用于评价胎儿的宫内状态。

2.胎儿呼吸运动

Dawes等于1972年首次观察到胎儿气管内的液体少量出入的现象，这种羊水的交换证实了胎儿在宫内的呼吸运动。Johnson等观察到胎儿吸气时胸壁下陷而腹部膨隆，这与出生后的呼吸运动相反。

胎儿的呼吸运动约在妊娠21周后出现。支配呼吸运动的神经中枢位于第四脑室的腹侧面。当神经中枢受到缺氧酸中毒的损害时，呼吸运动消失。但呼吸运动还受到其他多种因素的影响，例如孕龄、低血糖、各种刺激（声音刺激、羊水穿刺等）、孕妇吸烟、宫缩及胎儿心率的影响。观察发现胎儿夜间呼吸运动明显减少，进食后增加。在一些正常胎儿中，呼吸运动的消失可达122分钟，所以诊断呼吸运动消失需要长时间的观察。1980年Manning等将其用于胎儿的生物物理指标之一评价胎儿的宫内状况。

3.胎儿肌张力

超声下观察胎儿躯干及肢体的形态可以反映肌张力的情况。胎儿肌张力正常时，上下肢处于完全屈曲状，躯干屈曲位，头部俯屈于胸前，30分钟内至少有一次肢体和（或）躯干伸展后又恢复至屈曲位。控制肌张力的中枢位于大脑皮质，没有周期性的变化。当胎儿肌张力消失时，胎儿已经处于严重的缺氧酸中毒的状态。所以单纯观察张力的变化不能发现胎儿早期缺氧的状态，一般是作为生物物理评分的指标之一。

4.无应力试验

胎心率电子监护是常用的产前监护方法，在无任何刺激亦无宫缩情况下进行的胎心率的监护称为无应力试验（non stress test，NST），主要观察一段时间内胎心率的基线、胎动后有无胎心率的加速，以此来判断胎儿宫内状态。基线处于正常范围、正常变异和加速反映胎儿正常的氧合及酸碱平衡状态。其神经中枢位于下丘脑的后部，随着神经系统的发育成熟，一般孕晚期开始发挥作用。美国妇产科学会（2007）将≥32周胎儿的NST反应型定义为：无论是否伴有胎动，在20分钟内胎心率有两次或两次以上的加速并且较基线水平升高≥15bpm、持续≥15秒。＜32周如果胎心率加速≥10bpm，持续时间≥10秒亦属于正常反应（具体内容详见胎心监护章节）。影响胎心率变异和加速的重要因素包括缺氧酸中毒、睡眠状态、胎儿中枢神经系统发育异常、麻醉、药物等。绝大多数研究显示NST的假阴性率（即孕妇在NST反应型后一周内胎死宫内的概率）较低，为3.2‰，但假阳性率可达50%。Smith等1987年的研究显示NST反应型后一周内发生胎死宫内的原因多为脐带异常如脐带脱垂、脐带扭转等。因此，NST对于此类急性缺氧的预测价值是很有限的。对于NST无反应型的孕妇，应结合其他监测手段进一步判断胎儿有无缺氧。

5.羊水量

孕20周后，正常羊水量为300～2000ml，＜300ml为羊水过少，＞2000ml为羊水过多。应用超声半定量评估羊水量，已成为产前保健和产时处理中评价胎儿缺氧风险的一个常用指标。妊娠20周后羊水的来源主要为胎儿的尿液，胎儿血容量不足会导致尿生成减少，进而表现为羊水减少。1984年，Chamberlaia等提出用最大羊水池深度来半定量测定羊水量。＜1cm为羊水过少，1～2cm为羊水偏少，2～8cm为正常，＞8cm为羊水过多。但其后的研究发现＜1cm过于严格，假阴性率较高，当前通常以≤2cm为羊水过少的诊断标准。1987年，Phelan等提出羊水指数（amniotic fluid index AFI）的方法，即分别测量左右上下四个象限内除脐带和胎儿肢体外最大深度之和，正常范围为8～18cm，≤5cm为羊水过少。无论哪种测量方法，多数研究及综述均显示羊水过少与胎儿不良预后显著相关。羊水指数≤5cm时，胎儿因胎儿窘迫行剖宫产的概率、5分钟Apgar评分＜7分的概率、围产儿病率、围产儿死亡率及新生儿低体重概率均明显增加。通常认为羊水量减少是胎儿慢性缺氧的指标。

1.生物物理监测的生理学基础

胎儿肌张力、胎动、胎儿呼吸运动及胎心率的变化反映胎儿中枢神经系统功能的急性变化。而羊水量则是反映胎儿慢性缺氧的指标。控制胎儿肌张力、胎动、胎儿呼吸运动及胎心率的中枢位于大脑不同的部位，且在不同的孕期开始出现功能。胎儿的肌张力是最早出现的生物物理活动，受皮质及皮质下的一个神经中枢的控制，始动功能出现于7.5～8周。接着孕9周时出现胎动，中枢位于大脑皮质神经核。因此超声观察胎儿肌张力及胎动可以在中孕后的任何时间进行。胎儿呼吸运动在孕21周左右出现，中枢位于第四脑室的腹侧面。最后出现的是胎动后胎心率的反应，出现于24～26周，受下丘脑后部及延髓的调控。所以生物物理评分一般选择在26周后进行。

2.胎儿生物物理评分方法

1980年Manning等首先应用上述生物物理指标评估胎儿宫内状态，之后此方法又经历了一定的发展演变。传统BPP方法为：先行NST检查，再在超声下实时观察胎动、胎儿呼吸运动、胎儿肌张力及羊水量。每一项目正常为2分，异常为0分，根据五项评分之和预测胎儿宫内状态和结局。具体评分标准详见表1（Williams Obstetrics. 23rdEdition）。评分≥8分为正常。此项评价对于检查者的技术、经验和仪器有较强的依赖性。研究发现90%的正常胎儿可以在4分钟内完成需要超声下观察的4个指标，平均监测时间不超过8分钟，但是最大监测时间为30分钟。

表1 胎儿生物物理评分

3.生物物理监测的意义及处理

1980年Manning等首先应用生物物理监测对216名孕周为30～44周的高危妊娠进行胎儿的监测和评价，这些妊娠为过期妊娠、糖尿病、胎儿生长受限等。研究中分别观察了各个指标及将5个指标综合评价的意义。其结果显示将各个指标相结合在假阴性率及假阳性率方面均较单一指标有显著性不同，最准确的是将五个指标结合在一起评价。五项均正常时围产儿死亡率为0，五项均不正常时围产儿死亡率为600‰。

1985年Manning等对12 620位高危孕妇进行了26 257次的生物物理评分，根据评分的结果做进一步处理。生物物理评分检查中结果正常的占97.5%，可疑者占1.72%，异常者占0.76%。而CST结果正常率为84.6%，NST结果正常率为89%。除外了先天性结构畸形及Rh溶血的因素，校正的围产儿死亡率为1.9‰。对于正常的生物物理评分后一周之内发生胎死宫内和死产的病例，假阴性率为0.634‰。而同时期一般人群（包括80%的低危孕妇）中的围产儿死亡率为14.3‰，死产率为6.35‰。其假阴性率与宫缩应力试验（contraction stress test CST）0.4‰的假阴性率相似，明显低于NST的假阴性率（3.2‰）。而评分为0者，围产儿死亡率高达187‰。结果显示BPS的应用优于单一的NST检查，并提高了预测高危妊娠围产儿不良结局的敏感性和特异性。同样其他研究也得出类似结论。

脐动脉血气分析可以反映胎儿的酸碱平衡状态。当pH＜7.2时提示胎儿酸中毒。研究显示BPP与胎儿的pH有一定的相关性。BPP正常时，即BPP≥8分，胎儿处于正常的酸碱平衡状态，pH＞7.2。当BPP在5～7分时，80%以上pH在7.1～7.2。BPP≤4分时，所有胎儿pH＜7.2。NST反应型及呼吸运动存在时pH＞7.2。

Vintzileos等研究发现在胎儿缺氧发生时，最晚出现的生物物理活动最先受到影响，最早出现的生物物理活动则最晚受到影响。四项指标从早到晚出现的顺序为：胎儿肌张力、胎动、胎儿呼吸运动、最后是胎心率的加速反应。受到缺氧和酸中毒影响的顺序则正好相反。胎儿缺氧和酸中毒首先发生的临床表现是NST无反应型和呼吸运动消失。缺氧和酸中毒进一步发展并出现高CO2血症时，胎动与胎儿肌张力消失。所以，当观察到胎儿的呼吸运动且NST呈反应型时，可以不再观察胎动及肌张力。相反，如果胎儿呼吸运动消失且NST无反应型时，就一定要特别注意胎动及肌张力的情况，如果胎动及肌张力异常，则预示着严重的酸中毒、低氧血症及高CO2血症。

胎儿生物物理评分异常有不同的处理方法，详见表2。

表2 生物物理评分意义及推荐处理方法

4.生物物理监测的循证医学分级及适用人群

BPP作为高危妊娠胎儿的监测手段已经广泛应用于临床。与NST相比其有较低的假阳性率和极低的假阴性率，与CST无明显差别。而且这项检查为无创性，既可评价胎儿急性缺氧状况又可评价慢性缺氧状况。2007年美国妇产科学会及儿科学会将其列为可以用于监测胎儿宫内情况的方法之一（Williams Obstetrics. 23rdEdition）。但是由于绝大部分的研究都不是前瞻性大样本的随机对照研究，所以根据美国预防医学工作组的分级标准，BPS的所有证据均为Ⅱ- 2级，对高危孕妇实行B级推荐。到目前为止世界范围内仅有5个随机及半随机对照研究，涵盖了2974名孕妇。在这些随机研究中，与CTG和改良的生物物理监测（Modified Biophysical profile MBPP）相比未明显显示出BPP的优越性。

适用生物物理评分的高危妊娠包括：胎儿生长受限；宫内感染；母体有合并症或并发症如高血压、糖尿病、甲状腺疾病、肾病、系统性红斑狼疮、贫血、血栓性疾病等；胎动减少；过期妊娠；产前出血；既往胎死宫内史；双胎生长不一致；足月或未足月胎膜早破；胎儿心律异常；妊娠期胆汁淤积症；孕妇RH阴性血型等。

生物物理评分在应用过程中费时并且需要有一定超声水平的医生来完成，依据渐进性缺氧的概念，对传统的BPP进行了改良，仅应用NST检查与AFV（羊水最大池深度）的测量联合进行监测，发现其对围产儿缺氧和死亡的预测意义近似于传统的生物物理评分。NST结合羊水量监测的方法称为改良的生物物理监测（modified Biophysical profile，MBPP）。

胎儿缺氧时最先出现的异常是NST无反应或出现减速，而羊水量则是慢性缺氧最敏感的指标。NST+AFV的测量联合起来作为高危病人的初步筛查，如果两项都正常，则不必再观察其他三项指标。Miller等对MBPP进行了研究，对15 482位孕妇共进行的540 617次改良生物物理评分，结果显示其假阴性率为0.8‰，假阳性率为60%。假阳性率定义为异常检查结果后立即分娩，并未出现产程中的胎儿窘迫、羊水粪染、5分钟Apgar评分＜7或出生体重小于相应孕周的第十百分位数。此研究对象孕周为≥34周，研究结果显示假阳性率并没有显著增加其剖宫产率，因为假阳性结果而进行干预造成的医源性早产的比例为1.5%。其他研究也得到了类似的结果，认为这是一种很好的产前筛查方法，无一例非预期的胎儿死亡。

NST+AFV联合的改良生物物理监测在临床中应用的推荐流程：

（1）NST反应型并且AFV正常则依据常规进行监测和产前检查；

（2）NST反应型而羊水过少，依据其他临床情况终止妊娠或相应处理后复查；

（3）NST无反应则行超声检查，如胎儿呼吸运动正常，羊水量正常则处理同（1）；如羊水量过少则处理同（2）；

（4）NST无反应则行超声检查观察胎儿生物物理活动，如呼吸运动缺失，而胎动和肌张力正常，羊水量正常，则延长NST时间或复查BPP，如果所有生物物理活动缺失则终止妊娠。

虽然对于BPP可以较准确的评价胎儿宫内是否缺氧这一点学者们都已达成共识，但是逐渐有研究提示对于严重生长受限的胎儿评价有一定局限性。Weiner等研究了135名严重胎儿生长受限的孕妇的产前检查，发现这种病例的围产儿患病率及死亡率主要取决于分娩孕周及出生体重，而与胎儿的监测异常结果关系不大。Kaur等回顾性研究了48名体重小于1000g的生长受限的非足月胎儿每日行BPP的结果，将出生前或胎死宫内前24小时内的BPP结果与出生时脐动脉血气结果相结合分析。13例BPP为6分的胎儿中，3例死亡，7例酸中毒。27例BPP为8分的胎儿，3例死亡，12例酸中毒。因此提出对于体重小于1000g的生长受限的非足月胎儿，BPP不是一个可靠的评价胎儿宫内状况的监测手段，良好的BPP评分不能确保严重生长受限胎儿24小时之内的安全性。

基于此局限性，近几年来很多学者在胎儿生长受限的产前监测方面做了很多工作，其目的为选择适合的分娩时机，既可以尽量延长孕周以避免早产的合并症，又可以及时终止妊娠以避免胎死宫内。目前多将生物物理评分与胎儿血流多普勒检查相结合来评估胎儿，这样可以综合了解胎儿的心血管系统、中枢神经系统对酸中毒的耐受情况。一般认为，胎盘血管功能受损首先表现为脐动脉血流异常，进一步进展为大脑中动脉阻力降低。生长受限的早产儿出生前一周内静脉导管血流异常强烈提示胎儿预后不良，尤其是胎死宫内。但是这三者的关系并不是总是顺序发生，静脉导管的血流异常可以独立于脐血流或大脑中动脉血流异常而出现。2000年、2004年及2008年美国妇产科学会均指出对于生长受限的胎儿脐动脉血流速度监测具有重要的意义。

目前已基本达成共识的是，对于严重胎儿生长受限的胎儿，需要多种产前监测方法如多普勒血流测定、BPP来综合评价胎儿宫内耐受情况。在多数FGR的胎儿中，病情的恶化一般首先为胎盘循环（如脐动脉血流）的改变及之后的大脑中动脉的改变，此时胎心、羊水量及BPP一般还正常。病情进展到晚期以胎儿静脉导管血流的异常为特征，通常发生在BPP及羊水量发生变化之前。BPP评分的下降与胎儿酸中毒相关。由于BPS包含5项内容，BPS＜6分可能出现较晚而且非常突然。静脉导管a波的缺失或逆流、胎心监护的短变异减少、自发的晚期减速及BPS＜6分是胎儿严重缺氧的征象，如不立即分娩则可能发生胎死宫内。但是也有少数胎儿BPP的恶化与胎儿血流信号的恶化同时发生。且不是每个FGR胎儿病情恶化时脐动脉、大脑中动脉及静脉导管的血流信息都会出现异常。

总之，由于妊娠各种状况的复杂性，当前没有一个最好的评价胎儿健康状况的产前检查手段，CST、NST及BPP及多普勒血流监测各有优点及局限性。BPP中的各项内容正常变异的范围很宽，很难定量的界定何为正常的胎动、胎儿呼吸运动、胎心加速及持续时间，现在所用的评分标准都是人为制定的。所以，同其他监测手段一样，假阳性率可达40%～60%。BPP重要的意义在于其较低的假阴性率。对于高危妊娠，应用BPP监测的同时，有条件者应结合其他监测手段，减少假阳性率。