以唐氏綜合征為主的胎兒染色體非整倍體異常是胎兒產前篩查的主要疾病。傳統的產前篩查主要為唐氏血清學篩查，通過在孕早期或孕中期測定妊娠相關血漿蛋白A、β-人絨毛膜促性腺激素(β-humanchorionicgonadotropin,β-hCG)、AFP、游離雌三醇(uncojugatedestriol3,uE3)等水平，結合孕婦的年齡、孕周、體重等計算胎兒罹患某一遺傳疾病的風險率。

然而該篩查方法的精度不高，且漏診率高。于孕早、中期穿刺獲取胎兒的絨毛、羊水或臍血等進行染色體核型分析的方法對小的染色體結構異常的分辨率較低，受細胞操作培養的限制，成功率易受細胞污染、氣候環境等多種因素的影響，且耗時較長。

1997年，Lo等在母體血液中發現胎兒游離DNA。2008年該團隊結合大規模平行測序技術測定母體血液中總游離DNA的片段，成功鑒定出21三體綜合征后，以NGS為主的無創產前診斷技術因具有安全性好、高通量和特異度高的優點在臨床上普及。該方法首先應用于胎兒染色體非整倍體的篩查，利用基于大規模平行高通量測序技術檢測母體血漿中胎兒游離DNA序列，量化DNA片段，通過生物信息分析，對胎兒游離DNA的堿基序列進行識別、判斷，據此計算出源于胎兒目標染色體(21/18/13)的胎兒游離DNA基因量是否增加，從而推斷胎兒是否患有染色體非整倍體異常。