由空气传递的声音刺激对胎儿呼吸及胎动的影响，本文主要内容关键词为：胎儿论文,呼吸论文,空气论文,声音论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
分类号 B844.11
1 引言
近十几年来有关胎儿行为的研究越来越受到研究者的注意，这方面的研究也日益广泛与深入。许多研究者认为，对胎儿行为或行为变化的观察是一种非侵入性的决定与评价大脑功能的方法。对正常胎儿的行为分析可以反映胎儿在妊娠期间神经系统的功能性发展，由此为探讨生理与心理之间的关系提出进一步的证据或事实[1]。
有关胎儿行为的研究集中在两大方面：对胎儿自发的行为以及由刺激引发的胎儿行为进行观察。本研究涉及的是由刺激引发的胎儿行为。这方面的研究所采用的刺激主要有两大类型：一是由空气传递的声音（airborne sound），二是振动声音刺激（vibroacoustic stimulation，简称VAS）。对胎儿行为或反应的测量主要采用胎动、 胎儿的心率（简称胎心）、呼吸性运动等方面的指标。有关空气传递的声音刺激对胎儿行为影响的研究开始于80年代早期。最初研究者大多采用纯音作为声音刺激，但胎儿对此种刺激的反应次数只在30%—50%之间[2]。 使用复合的声音刺激（大多为计算机产生的白噪声）后胎儿的反应就明显增加（如胎动次数增多及胎心加速等）[3]。从目前的研究状况来看， 研究者往往通过胎龄在约23周至足月胎儿（39周以上）对空气传递的声音或振动声音刺激的反应来研究胎儿感觉的敏感性，结果发现刺激的类型（如空气传递的声音或振动声音刺激）、空气传递声音的强度和频率以及振动声音刺激的持续时间等，都会影响胎儿的反应阈限及胎心是否产生变化[4,2,1]。另外， 胎心加速的量也会随着刺激频率的提高而增加[3]。对于空气传递的声音刺激来说， 目前还不能确定未成熟胎儿的反应阈限。Shahidullah和Hepper运用一个大范围（80—2000Hz ）、110dB的噪音由一个嗽叭从母亲腹部传递给胎儿，发现在20—25 周时有胎动反应[5]。
但这些研究的一个问题是我们没法知道胎儿的听觉模式。由于外界声音刺激（噪音或纯音）到达宫内时还会受到胎内噪音的干扰，我们还不知道胎儿接受的是什么样的刺激。在90年代初，一些研究者已经注意到这一点。例如，Lecanuet 及其同事已经报道了35—39 周的胎儿对于500Hz低频程的105dB噪音、以85dB播放的音乐系列、由男性和女性说话者以90—95dB 发出的言语系列出现很小但却可靠的心率减缓（每秒1—3BPM）。这说明足月及将近足月的胎儿有能力注意到由空气传播的声音[6]。Lecanuet及其同事的研究还证明了胎儿能够辨别声音。 例如从“BABI” 变为 “BIBA”时，他们注意到胎儿出现第二次心率减缓[6]。Zimmer等人把这个研究进行扩展，证明在未足月的胎儿中（26—34周），连续地重复言语刺激可以引发可靠的心率减缓（约0.4—0.8BPM ）。这种情况已经为一些胎儿对声音刺激的习惯化的研究[3,7]。 以及新生儿对胎儿时期所经历的声音刺激的偏爱等的研究所证实[8—10 ]。从这些研究结果可以认为胎儿的反应是听觉性的。
然而，至今为止，有关胎儿对声音刺激所作反应的研究仅局限于胎动与胎心两个方面，至于声音刺激对胎儿呼吸的影响还没有进行过探讨，尽管许多研究已经表明，胎儿的呼吸受到许多内部环境因素的调节，如受母亲吸入的酒精、咖啡以及葡萄糖浓度等的影响[1]，然而， 目前我们还不知道胎儿的呼吸是否也受外部刺激因素如声音刺激的影响。本研究的目的就是为了检验在妊娠的不同时期胎儿在对空气传递的声音进行反应时出现呼吸性运动变化的情况。
2 研究方法
2.1 被试
本研究是以往研究的一个回顾性研究。在研究中我们对49名胎儿原有实验的录像（实验过程中由超声波显示的胎儿肺部横断面及周边部位的录像）进行了重新分析。
实验所用胎儿的胎龄分别为32—34周（12名，未足月胎儿A组）、 35—37周（12名，未足月胎儿B组）、39周以上（25名，足月胎儿C组）。这些被试是来医院进行常规孕期检查的加拿大孕妇。在经孕妇同意参与实验并签字后，到实验室（设在医院内）参加实验。经检查发现，参加实验的所有胎儿在出生后都是正常的。
2.2 刺激/仪器与实验程序
不同胎龄的每个胎儿都接受了两个条件的实验：有声音刺激的实验条件及无声音刺激的控制条件。由空气传递的声音刺激是800—20,00Hz的噪音，实验前录在磁带上， 实验时用扬声器放出（扬声器贴近母亲的腹部，距母亲腹部约为10cm左右），刺激持续时间为2.5秒。
每个未足月的胎儿（共24名，A和B组各12名）接受三组刺激系列，每组系列中都包括100、 105、110dB的刺激水平及无声音的控制条件；这三个刺激水平与控制条件呈现的次序在每组刺激系列中都是随机排列的，因此，这是被试内重复设计，即每个胎儿接受9 次不同强度的声音刺激及3次无声音刺激的控制条件。
另外，25名足月胎儿被随机分成三组：9名胎儿接受3次100dB 的声音刺激和3次无声音刺激的控制条件；6名胎儿接受3次105dB 的声音与3次无声音刺激；10名胎儿接受3次110dB的声音与3次无声音刺激。
每个胎儿在实验前都曾进行20 分钟连续的胎心监测（用HewlettPackad胎心记录仪，型号为8040A），作为每次刺激呈现前此胎儿的胎心基线。在一次刺激呈现后到下一次刺激呈现前胎儿的胎心基本恢复基线水平。同时，研究者（B.Kisilevsky等）还通过实时超声波扫描仪（Siemens LX）监视胎儿的胎动，保证每次刺激前胎儿处于安静状态。
本研究是对上述实验的录像的再分析。我们通过观察每个胎儿肺部的横断面，评定胎儿的呼吸状态。评定的指标有三个：（1 ）是否有呼吸；（2）呼吸是否有变化，包括是否有加速或减缓、 是否有停顿／停止；（3）是否有胎动。 所有情况下记录的是“有”或“无”（不记录呼吸或胎动的次数）。如果“有”，就记为1，“无”，就记为0，评定分为两个阶段：刺激呈现期间（2.5秒）及呈现以后（2.5秒）。因此，每个胎儿在刺激呈现期间或呈现以后的每个刺激水平或控制条件下最高分为3分。为了保证评定的可靠性， 由两个不知实验程序的评分者进行评定，一致性在0.90以上。不一致的地方通过重看录像带来解决。
3 结果与分析
我们就声音刺激对未足月及足月胎儿呼吸及胎动的影响作了分析。根据不同的实验设计，我们进行了两次方差分析。首先，对未足月胎儿的评定结果进行了组间（年龄组A与B）和组内重复（实验条件：控制与实验条件；刺激水平：100dB，105dB，110dB； 评定阶段：刺激呈现期间及呈现后2.5秒）的4因素方差分析。其次，我们对足月胎儿（C 组）的评定结果进行了组间（刺激水平）和组内重复（实验条件与评定阶段）的3因素方差分析。结果见表1（没有列出交互作用）。
3.1 不同实验条件下胎儿呼吸的变化
从表1可以看到，呼吸加速、减缓、停止／停顿、胎动等评定指标在实验条件间存在着显著性差异，这表明在有声音的实验条件下胎儿出现呼吸变化、胎动的次数显著地高于无声音的控制条件，因此，可以认为胎儿确实以呼吸变化、胎动等对外界的声音刺激作出反应。但从表1 中也可以看到，是否有呼吸这一指标似乎并不能明确地区别实验条件。另外，在未足月组中，实验条件、评定阶段与年龄组间存在着三维交互作用[F（1,22）＝8.19，P＜0.01]；在足月组中，实验条件与评定阶段之间存在着二维的交互作用[F（1,22）＝5.76，P＜0.05]。
表1
未足月与足月胎儿在各种实验条件下作出反应的方差分析（表中为F值）
是否足月 自变量 是否有
呼吸加 呼吸减
呼吸停 胎动
呼吸
速缓 顿/停止
实验条
件 1.3316.33** 10.67**
39.00**
22.86**
刺激水
平 1.82 2.020.32
3.66**4.77*
未足月
评定阶
段 9.08**
6.90*
0.20
11.01** 0
年龄组
间比较 17.74** 0.031.04.42* 0.62
实验条
件
6.33*
28.49** 10.51**36.34**
12.25**
足月刺激水
平
2.09 0.17
5.41* 0.09
2.29
评定阶
段 13.71** 3.95*
2.09
36.77**
5.14*
3.2 不同评定阶段内胎儿呼吸的变化
胎儿呼吸变化在刺激呈现期间及呈现以后两者的差异在各个评定指标间不尽相同。对于未足月的胎儿来说，差异主要在是否有呼吸、呼吸加速、停止／停顿这三个指标上。在呼吸停止／停顿指标上，存在着评定阶段与年龄的二维交互作用[F（1,22）＝6.58,P＜0.05 ]以及实验条件、评定阶段与年龄的三维交互作用[F（1,22）＝19.93,P＜0.01；见图4]。经后继的统计检验， 我们发现评定阶段上的差异主要发生在实验条件下，而控制组条件在评定阶段上都没有差异，这一点从图 1—图5中也可以清楚地看到。而且差异主要发生在胎龄大的B组，在是否有呼吸、呼吸停止／停顿、及呼吸加速这三个指标上刺激呈现期间出现的次数与刺激呈现后有显著的差异。
对足月胎儿来说，评定阶段上的差异在是否有呼吸、呼吸加速和呼吸停止／停顿指标上与未足月相同，另外还在胎动上也有差异。然而与未足月胎儿不同的是，在除胎动外的所有上述指标上均存在着实验条件与评定阶段之间的交互作用[分别为F（1,22）＝5.79,P＜0.05；F（1,22）＝3.95,P＜0.05；F（1,22）＝51.15,P＜0.01]。总的来说，与未足月组一样，在控制条件下，两种评定阶段之间在各个指标上没有差异。在实验条件下，除胎动这个指标外，其余三个指标的结果与B 组相似。而在胎动上，足月胎儿在刺激呈现以后出现胎动次数要高于刺激呈现期间。
由上述结果可以看出，在有声音刺激的实验条件下，胎儿呼吸加速情况在刺激呈现期间与呈现以后有显著差异，所有胎儿都表现出刺激呈现以后呼吸加速的次数高于呈现期间（图2）； 这一点对于足月胎儿来说，在呼吸减缓的指标上也有相似的情况（图3）； 而呼吸停止／停顿的情况却恰好相反（图4）。胎动的情况在各胎龄组间不尽相同（图5）。
3.3 不同刺激强度对胎儿呼吸的影响
与其他变量相比，刺激强度（三种水平）对于呼吸的影响要小些。对于未足月的胎儿来说，刺激强度间的差异只发生于呼吸停止／停顿及胎动这两个指标上。在呼吸停止／停顿指标上，实验条件与刺激水平、评定阶段与刺激水平间有交互作用[F（2,44）＝3.66,P＜0.05；F（2,44）＝17.78，P＜0.01]，实验条件、刺激水平与评定阶段有三维的交互作用[F（2,44）＝10.81,P＜0.01]。在胎动指标上，实验条件与刺激水平间有交互作用[F（1,2,44）＝5.33,P＜0.05]。 后继分析发现，与评定阶段一样，所有的差异都发生在实验条件中。从图6和图7中可以看到，在呼吸停止／停顿指标上，对于A组胎儿来说， 刺激水平间主要的差异发生在100dB与105dB以及100dB与110dB之间；对于B 组胎儿，差异主要发生在105dB与110dB以及100dB与110dB之间。而对于两组胎儿来说，刺激的强度从105dB提高到110dB时，才引起胎动指标上的显著性差异。
对于足月胎儿来说，刺激强度上的变化只在呼吸减缓指标上有效应。后继分析表明，刺激强度上的差异只发生在105dB与110dB之间，而且是在刺激呈现以后这个阶段。
从上面的结果可以看出，100dB及以上的声音刺激足以引起32 周胎龄以后胎儿的呼吸变化，但是胎儿对于不同刺激强度（如100、105 、 110dB）之间的差异并不敏感。
3.4 胎儿呼吸的年龄差异
在我们所评定的5个指标中， 年龄组间差异显著的是有无呼吸及呼吸停止／停顿这两个指标（见表1及相关的图示）。 从是否有呼吸这一指标看，年龄组间的差异主要体现在A与B、C组之间，而B与C 组间没有显著性差异。实验条件与控制条件的结果一致（图1）。 从呼吸停止／停顿看，年龄组间的差异主要表现在实验条件中，控制条件下没有年龄差异。在刺激呈现期间，年龄差异表现在A与B、C组之间； 在刺激呈现以后，年龄差异表现在A、B与C之间（见图4）。
由此结果可以认为，随着胎龄的增大，胎儿出现呼吸的次数有所增加，即年龄大的胎儿出现有呼吸的状态多于年龄小的那组胎儿。同样，在对刺激的反应上，大年龄组出现呼吸停止／停顿的次数显著地多于小年龄组。
4 讨论
胎儿的呼吸运动由de Vries等人[2]首次观察到， 这种呼吸运动大约出现在妊娠10周时，以一种规则的或不规则的时间间隔出现，或甚至只出现一次。后来的研究进一步发现，随着胎儿的成熟，呼吸出现的次数越来越多，而且越来越有规律。总的来说，胎儿的持续呼吸与呼吸暂停是交替的。对于足月的胎儿来说，呼吸时表现出一种24小时生理节奏。胎儿活动会影响呼吸。与安静时相比，在活动时呼吸较多[1]。 近年来许多研究已经表明胎儿的呼吸受许多内部与外部因素的影响，这一点与胎儿心率和胎动不同，例如，胎儿呼吸的增加可以在下列情况下观察到[1]：血液中二氧化碳超量及母亲注射咖啡因。许多研究已经表明，从妊娠19周至成熟，母亲血液中葡萄糖水平的上升会导致胎儿呼吸的增加[4]。显然，胎儿呼吸对于许多外部与内部因素是敏感的， 但呼吸的增加或减缓依赖于所用的具体的刺激。本研究的结果证实了这一点。从我们的研究结果看，呼吸加速、减缓及停止／停顿三个指标与胎动指标一样能够反映胎儿对外界声音刺激的反应。但由于胎儿呼吸状态的复杂性，如在胎儿“休息”时可能不出现呼吸性运动[1]， 呼吸性运动的间断性等，所以不可能用单一的呼吸指标来评价。是否有呼吸运动这一指标就是一个很好的例子。从我们的研究结果看，这个指标不能很好地反映胎儿对声音刺激的反应，但却充分反映了不同胎龄的胎儿在呼吸出现率上的差异，反映了胎龄大的胎儿在呼吸上的成熟性。
因此，要测量胎儿对外部刺激的反应，最好的呼吸指标应该是呼吸运动上的变化性（如呼吸加速、减缓、或停止／停顿）。当然，由于本研究最初是探讨声音刺激对胎心与胎动的影响，根据许多研究的结果，每个年龄组12个胎儿的样本量足以有效地说明实验效应[2]。然而， 由于本研究的因变量是胎儿的呼吸，而胎儿的呼吸具有不连续性的特征，如在评定过程中我们发现有些胎儿处于“无呼吸”的“睡眠”状态，显然很少受外界环境的影响。因此，今后的研究需要更大的样本量以进一步确证外界刺激对胎儿呼吸的影响。
5 结论
本研究得出以下结论：
（1）在呼吸运动出现率上， 足月胎儿出现呼吸运动的次数高于胎龄大（35—37周）的胎儿，而35—37周的胎儿出现呼吸的次数又高于32—34周的。这表明随着胎龄的增加胎儿在呼吸上的成熟性。
（2）可以通过对胎儿呼吸运动加速、减缓、 停止／停顿等的综合评价来反映胎儿对外界声音刺激的反应，参加实验的胎儿在有声音刺激条件下出现呼吸变化的次数高于无声音刺激的控制条件，而且足月及胎龄大的胎儿比胎龄小的胎儿的呼吸变化更为显著。
（3）100dB及以上的声音刺激足以引起32周胎龄以后胎儿的呼吸性变化。但胎儿对不同声音刺激强度（100、105、110dB ）所作的反应之间没有显著性差异。