三維超聲斑點追蹤技術聯合Z值精準分析擴張型心肌病病兒心肌沿長軸運動特點

(1 青島大學附屬醫院心臟超聲科，山東 青島 266003； 2 青島市婦女兒童醫院心臟中心)

心肌病是小兒時期非常嚴重的心臟疾病，合并心力衰竭者占71%～90%[1-2]。其中，擴張型心肌病(DCM)是兒童心肌病最常見的類型，其主要特征為心臟擴大和心功能不全[3]。在我國，兒童DCM每年發病率約1.5/10萬[4]。目前DCM病兒整體預后差，5年心臟移植率約為29%，突發心力衰竭死亡率約為2.4%[5-7]。超聲心動圖是評估DCM病兒心功能的重要影像學方法，傳統的超聲心動圖指標不同程度地受到心臟前后負荷、心率及心腔幾何形態等因素的影響[8-9]。斑點追蹤成像技術是新近發展起來的超聲新技術，可提供心肌應變等心肌運動參數，能夠克服傳統指標的不足，并且能夠早期發現心臟功能障礙[10-12]。此外，由于超聲測值因兒童的生長發育而發生變化，經BSA標準化轉換的超聲心動圖Z值能夠客觀、準確地評價心臟結構的變化，更適合用于兒童心臟結構的評估[13-15]。本研究擬利用超聲斑點追蹤技術聯合左心室舒末內徑Z值，以改良的Ross標準[16]作為對照，評價DCM病兒左心室心肌沿長軸運動的特點，旨在為臨床上對DCM病兒心臟功能評價提供依據。現將結果報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2010年10月—2018年5月，于我院就診的DCM病兒25例，男14例，女11例；年齡11個月～14歲(中位數2.9歲)。正常對照組為同期在我院接受超聲心動圖檢查、年齡及性別匹配的兒童30例，其中男18例，女12例；年齡10個月～14歲(中位數3.3歲)；對照組兒童體格、心電圖及超聲心動圖檢查均無異常。

1.2 方法

①圖像采集：采用Philips iE33及Philips EPIQ 7C超聲診斷儀，X5-1矩陣實時三維探頭(探頭頻率1～5 Hz)。采集受檢者胸骨旁左心室長軸二維切面，測量左心室舒張末內徑等常規指標；然后，探頭置于心尖，切面盡量包括左心室所有心內膜、心尖部及二尖瓣、主動脈瓣，啟動Full Volume鍵，采集連續4個心動周期心尖全容積動態圖像，獲得心臟三維全容積影像數據，并存儲于移動硬盤。每個心臟三維全容積影像數據由3個相互呈120°的切面(即心尖四腔切面、心尖兩腔切面和心尖長軸切面)以及3個相互平行的左心室短軸切面(即二尖瓣水平、乳頭肌水平和心尖水平)組成。②圖像分析：將影像數據導入Tom Tec工作站，應用三維超聲斑點追蹤軟件進行脫機分析。同時顯示心尖四腔切面、心尖兩腔切面和心尖長軸切面，選擇二尖瓣環連線處中點以及心尖部心內膜處一點，軟件自動勾畫心內膜及心外膜邊界，手動適當調整以保證所有心肌回聲均在勾畫的曲線內。軟件自動計算左心室舒張末容積(EDV)、收縮末容積(ESV)、每搏量(SV)及射血分數(LVEF)(掃描或長按文后二維碼觀看相關視頻)。軟件將左心室壁分為16個節段(基底段6個，中間段6個，心尖段4個)，自動計算各節段心肌應變及左心室整體心肌應變，并由此獲得左心室整體心肌長軸應變(GLS)及相應應變曲線(圖1)，并以牛眼圖形式顯示(圖2)。③左心室舒張末內徑Z值測量：以BSA為自變量，根據左心室舒張末內徑實際測值、查閱文獻及有關Z值計算公式[8]，獲得左心室舒張末內徑Z值。

1.3 統計分析

采用SPSS 22.0軟件進行相關統計學分析。計量資料以±s進行表示，組間相關指標比較采用獨立樣本t檢驗或者方差分析。兩參數間的關系采用直線相關分析。以P<0.05 為差異有統計學意義。

Anterior：前壁，Lateral：側壁，Inferior：下壁，Septal：室間隔。顏色的深淺代表應變數值的大小。

圖2DCM病兒左心室心肌長軸應變的牛眼圖

2 結 果

2.1 兩組左心室EDV、ESV、LVEF及心肌長軸應變的比較

DCM病兒左心室EDV、ESV均明顯大于對照組(t=20.75、22.82，P<0.01)；而SV、LVEF均較對照組明顯減低(t=19.05、24.85，P<0.01)；GLS以及各節段心肌長軸應變較對照組均顯著降低(t=10.96～17.79，P<0.05)。見表1。

2.2 不同程度心功能DCM病兒GLS的比較

根據改良的Ross標準[7]，將DCM病兒分為無心力衰竭(5例)、輕度心力衰竭(8例)及中重度心力衰竭(12例)3組。隨著心力衰竭程度的加重，病兒GLS逐漸降低，各組間比較差異有統計學意義(F=14.47，P<0.05)。無心力衰竭組病兒的GLS值較正常兒童組顯著降低(t=-5.07，P<0.05)，而兩組LVEF差異無顯著性(t=-1.84，P>0.05)。見表2。

2.3 左心室擴大程度與GLS的關系

相關性分析結果顯示，左心室GLS與左心室舒張末內徑Z值(-1.83～6.76)呈顯著負相關(r=-0.915，P<0.05)。

表1DCM與對照組左心室EDV、ESV、SV、LVEF及心肌長軸應變的比較(±s)

指標DCM組對照組t值P值EDV(V/mL)59.62±18.1145.12±12.3720.75<0.05ESV(V/mL)38.75±16.3814.56±5.4222.82<0.05SV(V/mL)18.12±9.9132.38±8.6619.05<0.05LVEF(χ%)33.50±10.6269.71±5.5324.85<0.05GLS(χ%)13.38±5.8221.61±2.7917.79<0.05 后間隔11.28±5.8917.42±5.6016.92<0.05 側壁11.03±5.1918.25±9.1617.04<0.05 前壁13.74±7.1719.58±7.5216.31<0.05 下壁11.58±5.0415.85±6.8215.56<0.05 后壁10.70±4.7313.29±8.2210.96<0.05 前間隔12.38±7.4216.18±6.1514.47<0.05

表2 不同心力衰竭程度DCM病兒GLS比較(±s)

表2 不同心力衰竭程度DCM病兒GLS比較(±s)

指標無心力衰竭組輕度心力衰竭組中重度心力衰竭組EDV(V/mL)62.31±8.3951.77±16.0267.59±22.31ESV(V/mL)31.17±3.2230.14±11.5752.07±13.03LVEF(χ%)61.62±6.4738.27±5.0422.96±2.84GLS(χ%)15.58±2.8013.90±2.5110.85±1.66

3 討 論

心肌應變是指心肌節段縮短的能力，是一維方向上的變形指數[17-18]。目前，評價心肌應變的超聲心動圖技術主要有兩種：組織多普勒技術和二維斑點追蹤技術。組織多普勒具有較強的角度依賴性，而基于組織斑點追蹤的應變成像技術能夠克服組織多普勒角度依賴的不足，通過追蹤小于入射超聲波長的細小結構產生的聲學散射斑點信息，區分心肌主動變形及被動運動能力，可以較敏感、準確地評價心肌運動功能，在心肌收縮、舒張功能評估方面顯示出獨特的優勢[19-21]。

心室肌是一條由心肌纖維按螺旋纏繞形成的肌肉帶，分為淺、中、深三層[22]。心肌運動分為長軸、圓周及徑向運動等形式[23-25]。SCATTEIA等[26]的研究結果表明，心肌長軸運動指心室壁各節段沿心臟縱行纖維方向的縮短活動，大約占心肌整體運動的70%。與傳統的整體泵功能指標相比，局部心肌運動的異常，特別是心肌長軸運動的異常能夠更為敏感地反映心臟損害的程度[21,27-28]。

DCM以心臟擴大、心功能不全為主要特征。然而，小兒難以客觀描述自覺癥狀，為此，本研究采用改良的Ross標準，利用客觀體征結合臨床癥狀評分的方法，能夠較為客觀地反映病兒心功能情況。本研究結果顯示，隨著心力衰竭程度的加重，病兒心肌長軸應變逐漸降低，在心力衰竭程度不同的各組之間心肌長軸應變有顯著差異。而且，無心力衰竭的DCM病兒GLS較正常兒童組顯著降低，但兩組間LVEF比較無顯著差異。這說明即使在心功能正常范圍的DCM病兒，其心肌長軸功能損害依然存在。

由于兒童處于生長發育階段，超聲心動圖對心臟大小及功能的測值可隨病兒生長發育的變化而發生改變。目前，利用超聲心動圖評價兒童心臟結構時多以年齡或不同體表面積所對應的心臟正常參考值為依據，然而，這些方法不僅受到兒童不同營養狀態的影響，而且存在數據量龐大、異方差分布等不足，從而影響超聲技術評價DCM病兒心臟形態及功能的客觀性、準確性，不利于對病兒療效及預后的正確判斷。基于以上原因，美國超聲心動圖協會和先天性心臟病委員會建議對小兒超聲心動圖定量結果首選經BSA標準化轉換為Z值進行表達[13]。本研究中，應用超聲斑點追蹤技術聯合經BSA標準化的左心室舒張末內徑Z值評價DCM病兒左心室心肌沿長軸運動的特點，發現病兒GLS顯著降低，且與左心室舒張末內徑Z值呈負相關。

總之，應用三維超聲斑點追蹤技術聯合經BSA標準化的左心室舒張末內徑Z值測量心肌長軸應變能精準反映DCM病兒心肌沿長軸的舒縮運動特征，該值可敏感地反映不同階段DCM病兒的心功能及心臟形態改變，不僅豐富了對小兒DCM心肌運動特點的病理生理認識，而且可為臨床早期發現DCM病兒的心功能變化提供重要影像學依據。

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