三維斑點追蹤技術評價正常兒童左心室心肌縱向應變的研究

王 帥，秦石成，張瑞芳

（鄭州大學第一附屬醫院超聲診斷中心，河南 鄭州 450052）

應變與應變率成像是近年來發展的從心肌力學角度出發評價心功能的方法之一，自身具有許多優點[1]。三維斑點追蹤技術（3DT）是在實時三維超聲心動圖及二維斑點追蹤技術基礎上發展起來的新技術，可以從三維立體空間內分析左心室心肌應變，評價左心室整體及局部收縮功能。本研究旨在應用3DT評價正常兒童左心室整體及各節段縱向應變的特征，并探討其與年齡的關系。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2010年11月—2011年4月126例年齡為 3天～15歲的健康兒童入選，條件：竇性心律，血壓正常，無心血管病史，經心臟超聲、心電圖及生化檢查等均無異常發現；其中男57例，女69例，按年齡將研究對象分為5組：A：嬰幼兒組14例（3天～3歲），B：學齡前期組 24 例（3～5 歲），C：學齡期組 25 例（6～9 歲），D：青春前期組 31 例（10～12 歲），E：青春期組 32 例（13～15 歲）。

1.2 儀器與方法

采用Toshiba Artida彩色多普勒超聲顯像診斷儀，配備PST-25SX三維矩陣（頻率1～3 MHz）探頭，配有3DT分析軟件。圖像采集：受檢者取左側臥位，囑平靜呼吸，同步記錄心電圖。應用PST-25SX探頭，取心尖四腔心切面，進入4D模式，圖像自動轉換成心尖四腔和兩腔切面實時雙幅顯示，調節圖像質量，使心內膜邊界顯示較清晰后，進入Full 4D模式，輕微調節探頭位置和方向，盡量使主動脈根部不在四腔和兩腔切面上顯示，待獲得滿意圖像后，囑受檢者屏住呼吸，存儲左心室的全容積動態圖像，以供3DT軟件分析。圖像分析：利用Toshiba Artida超聲顯像診斷儀進行在線分析。調出存儲的全容積動態圖像，圖像可自動轉換為左心室心尖四腔、心尖兩腔切面及3個短軸切面（基底水平、乳頭肌水平、心尖水平）（圖1），啟動3DT分析軟件，在四腔及兩腔切面上手動確定2個二尖瓣環點及1個心尖點，軟件自動勾畫出左心室心內膜和心外膜輪廓，適當調整勾畫線，使其與心內膜和心外膜邊界重合，然后運行程序，軟件將自動計算出左心室壁整體和16節段縱向收縮期峰值應變值及曲線（圖2）。

1.3 統計學處理

采用SPSS 17.0軟件進行統計學分析，所用計量資料均采用表示，組內各節段間比較及多組間比較采用單因素方差分析或秩和檢驗，以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

各組內LS測值比較，基底段至心尖段測值逐步遞增，基底段最小，心尖段最大，但差異無統計學意義（P>0.05）。

各組間LS測值比較：5組各節段LS值除前間隔基底段及中間段、側壁心尖段外，余節段差異有統計學意義（P<0.05）。見表1。5組整體LS值差異有統計學意義：其中A組、B組及C組整體LS測值大于D組及E組，差異有統計學意義（P<0.05）；A組、B組與C組間比較差異均無統計學意義（P>0.05）；D組與E組比較差異無統計學意義（P>0.05）。見表2。

表1 各年齡組左室16節段LS值比較（%,）

表1 各年齡組左室16節段LS值比較（%,）

組別 例數 前間隔 前壁側壁基底段 中間段 基底段 中間段 心尖段 基底段 中間段 心尖段A 14 -18.29±2.70 -19.44±2.27 -18.58±1.67 -18.68±1.62 -18.73±1.60 -19.08±2.68 -19.11±2.73 -19.12±2.70 B 24 -18.11±2.65 -19.14±1.94 -18.21±1.81 -18.42±1.95 -18.44±1.95 -19.06±3.03 -19.08±2.96 -19.14±2.94 C 25 -18.08±2.22 -18.76±2.26 -18.10±1.89 -18.31±1.82 -18.30±1.80 -18.91±2.75 -18.84±2.63 -18.89±2.75 D 31 -17.95±2.12 -18.73±2.91 -16.85±1.55 -16.83±1.62 -16.87±1.57 -17.26±1.52 -17.30±1.62 -17.37±1.55 E 32 -17.82±2.03 -18.46±1.96 -16.63±1.42 -16.74±1.36 -16.76±1.37 -16.21±1.95 -16.20±1.94 -16.21±1.95組別 后壁 下壁 室間隔基底段 中間段 基底段 中間段 心尖段 基底段 中間段 心尖段A -18.25±2.53 -18.87±1.38 -18.61±1.94 -18.65±1.75 -18.76±1.71 -18.48±2.03 -18.87±1.97 -18.59±2.29 B -18.11±2.65 -18.62±1.22 -18.19±1.95 -18.44±2.01 -18.45±1.96 -18.75±1.97 -18.79±1.97 -18.78±1.96 C -18.08±2.22 -18.57±1.26 -17.66±1.42 -19.78±2.29 -18.41±1.84 -18.64±2.21 -18.66±2.17 -18.66±2.19 D -16.64±1.49 -17.07±1.19 -16.76±1.47 -19.37±5.83 -17.04±1.58 -16.87±2.13 -16.91±2.16 -16.96±2.06 E -16.39±1.54 -16.95±1.17 -16.71±1.56 -19.45±6.73 -16.93±1.38 -16.83±2.28 -16.82±2.21 -16.84±2.08

表2 各年齡組左室整體LS 值比較（%,）

表2 各年齡組左室整體LS 值比較（%,）

組別 例數 整體LS A 14 -18.64±1.07 B 24 -18.56±1.15 C 25 -18.34±1.08 D 31 -17.01±1.12 E 32 -16.89±1.06

3 討論

心肌應變指心肌在心動周期中發生的形變，是新近提出的評價整體和局部心肌功能的新技術，應變由于不易受周圍組織心肌的牽拉和心臟整體運動的干擾，從理論上講比心肌運動速度更有應用價值[2]。心肌應變發生在3個空間方向上：縱向運動、徑向運動及圓周運動。心肌帶理論認為左室收縮過程中長軸方向的心肌運動起著主要作用[3]?？v向應變即指心肌沿長軸方向的伸長或縮短，收縮期心肌縮短，應變為負值，舒張期心肌伸長，應變由負值上升。

目前用于評價心肌應變的超聲方法主要有兩種：組織多普勒成像及斑點追蹤成像。組織多普勒由于受超聲束方向與室壁運動方向間夾角的影響，在定量分析不同方向、不同層面的心肌應變時受到限制，主要用于檢測與超聲束平行方向上心肌長軸方向的縱向應變[4]，不能對與聲束夾角過大的節段如心尖部及與聲束方向垂直的短軸方向上的心室節段研究[5]。而斑點追蹤技術則沒有角度依賴性且不易受周圍組織影響，因而可以較全面完整的評價左心室整體及局部的心肌功能[1]。很多實驗及研究也證實了斑點追蹤測量結果與超聲微測儀及心臟磁共振研究結果高度一致[1，6]。斑點追蹤技術目前已由二維發展到三維。二維斑點追蹤對于我們更好的認識左心功能很有幫助，但它是在二維平面內追蹤心肌斑點，只能在一次掃描時提供二維平面上的運動信息[7-8]，而心肌運動實際上是在三維空間進行的，使用二維跟蹤時，斑點粒子可能會移動到掃描平面外，造成斑點缺失而不能全面真實的反應心肌的運動情況。而新近發展起來的三維斑點追蹤技術評估的則是心肌在三維空間內的實時運動，斑點粒子是在三維空間內運動的，三維數據集包含了斑點可以移動的所有區域，因此，從理論上講3DT檢測組織運動會更準確。國外也有研究表明3DT評估左心室縱向和徑向應變，比2DT更快、更完整、更準確[7]。

本研究運用3DT測量正常兒童左室整體及16節段收縮期縱向峰值應變（LS），可以反應左室心肌整體及不同節段的收縮功能。結果顯示各組內基底段至心尖段LS測值逐步遞增，基底段最小，心尖段最大，這與相關報道一致[9]。以往有研究運用二維斑點追蹤分析發現部分節段的差異有統計學意義，但本研究認為差異無統計學意義（P>0.05）。筆者認為可能是因為3DT是在三維立體空間內追蹤心肌斑點的，斑點粒子不會移動到掃描平面外，因而可以更完整準確的獲得心肌峰值應變測值。

本研究同時發現，10歲以上組LS測值＜10歲以下組兒童，且差異有統計學意義；而10歲以上兩組兒童LS測值逐漸趨于穩定，兩組之間差異無統計學意義。這可能與小兒心臟的生長發育特點有關，出生后，隨著年齡的增長心肌細胞逐漸發育成熟，心臟由胎兒時期的右室優勢型逐漸發展為左室優勢型[10]，且左室心肌的收縮功能10歲以后呈穩定狀態[11]。

3DT需要較清晰的圖像質量才能準確的完成自動追蹤，因而其在較肥胖兒童中的測量準確性會受到不同程度的限制。同時由于其幀頻較低，圖像采集時需要受檢者配合較好，避免呼吸等因素影響圖像質量。由于本研究尚處于初步階段，樣本量較小，存在一定的局限性，期待以后能進行多中心大樣本的研究，以確定正常兒童正常的三維應變值，為臨床應用該技術評估兒童的心肌功能提供參考依據。

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