左心室二維斑點追蹤成像對川崎病冠狀動脈病變的診斷準確性研究

曾子倩 高 燕 張 璟 楊佳倫 黃國英 馬曉靜

左心室二維斑點追蹤成像技術(2D-STI)通過逐幀追蹤心內結構的散射斑點，標記其運動軌跡，獲得心肌組織在縱向、徑向和圓周方向上的速度、位移、應變、應變率和旋轉角度，克服了組織多普勒的角度依賴性，可用于評價心肌整體和局部功能。2D-STI發展已有十幾年，在缺血性心臟病、心功能衰竭、腫瘤放化療等方面均有重要應用。既往對于冠心病的研究表明，縱向應變減低的心肌節段和冠狀動脈造影證實的狹窄冠狀動脈具有良好的相關性[1]。左室心肌應變隨病程變化，急性期和治療前川崎病患兒的左室收縮應變峰值減低，以縱向應變為著[2,3]，后遺癥期合并冠狀動脈瘤患兒較冠狀動脈正常患兒的左室縱向應變減低更明顯[4]。近年來將2D-STI應用于川崎病患兒，發現左心室收縮縱向應變峰值評價心肌損害與“金指標”之間的相關性良好[5]。

目前常用于評價川崎病冠狀動脈病變的檢查手段包括超聲心動圖、多排螺旋CT、心臟MR及冠狀動脈造影。本研究通過左心室2D-STI采集川崎病患兒的左心室節段收縮縱向應變，比較應變減低的左室壁和冠狀動脈造影證實的病變冠狀動脈之間的匹配關系，評價2D-STI對川崎病冠狀動脈病變的診斷價值。

1 方法

1.1 研究設計 診斷準確性研究。回顧性收集川崎病合并冠狀動脈病變患兒，以選擇性冠狀動脈造影(CAG)為金標準，以經胸二維超聲心動圖(2D-TTE)和左心室2D-STI為待測標準，評價待測標準診斷冠狀動脈病變的準確性。

1.2 納入標準 2018年11月至2019年12月在復旦大學附屬兒科醫院(我院)完成CAG和左心室2D-STI的川崎病合并冠狀動脈瘤或合并冠狀動脈血栓的連續患兒。需要說明的是，我院自2018年11月開展2D-STI。

1.3 排除標準 排除已接受冠狀動脈旁路移植術的患兒。

1.4 金標準 根據文獻[6]中的冠狀動脈瘤大小分級和風險分級。本文將冠狀動脈分為5個節段，分別為左冠主干、左回旋支、左前降支、右冠主干及近段、右冠中段和遠段；高級別冠狀動脈病變節段是指Ⅴ級和合并血栓(不論是否狹窄、閉塞)的節段。

1.5 待測標準 ①2D-TTE同樣根據文獻[6]中的冠狀動脈瘤大小分級和風險分級，評價川崎病冠狀動脈病變的嚴重程度。②2D-STI所獲得的左心室收縮縱向應變峰值平均值(MLS)以-15為截斷值。

1.6 CAG檢查方法 CAG：使用西門子AX IOMARTIS DBA數字減影血管造影X線機，造影劑為碘佛醇。選擇豬尾巴導管行主動脈根部造影，選擇冠狀動脈導管或切頭豬尾巴導管分別插入左、右冠狀動脈開口處推注造影劑，顯示并測量左、右冠狀動脈的開口、主干及分支，并以電影模式記錄圖像。

1.7 2D-TTE和2D-STI檢查方法 使用VividE95超聲多普勒儀器，采用M5Sc-D或4V-D探頭，受檢者取平臥位或左側臥位，不合作患兒鎮靜后檢查。按照美國超聲心動圖學會科學聲明，采集胸骨旁長軸、胸骨旁短軸、心尖四腔心等切面，顯示冠狀動脈5個節段，測量各節段冠狀動脈內徑。同時連接心電圖，調整幀頻≥40，采集心尖兩腔心、心尖三腔心及心尖四腔心至少3個心動周期，保證左室心肌顯影清晰，啟動自動功能成像，獲取MLS。超聲心動圖操作人員均為經驗豐富的專科醫師，從事兒童超聲心動圖工作5年以上。

1.8 數據提取 從電子病歷系統提取患兒的一般病歷資料，包括性別、年齡、起病年齡、超聲病程、冠狀動脈造影病程。提取患兒的影像學資料，記錄患兒通過CAG和2D-TTE所獲得的各節段冠狀動脈的內徑測量值、Z值、是否合并血栓、狹窄或閉塞，CAG同時記錄有無側枝，記錄患兒不同左室壁的MLS值。由同一人復核所有的資料。

1.9 分析方法 采用SPSS 23.0軟件進行統計學分析。計數資料以百分比表示，計量資料偏態分布以中位數表示。組間比較采用卡方檢驗，單格頻數<5采用Fisher精確檢驗。所有P值均取單尾，P<0.1表示差異有統計學意義。以四格表檢驗評價2D-TTE和2D-STI診斷冠狀動脈病變的敏感度和特異度。

2 結果

2.1 一般情況 符合本文納入和排除標準的24例患兒進入本文分析，男19例(79%)，女5例。1例患兒起病年齡不詳，起病年齡和病程以23例統計。起病年齡中位數為15(1～125)個月，行超聲心動圖檢查的中位時間為病程4(1～97)個月，CAG的中位時間為病程6(2～97)個月，超聲和造影間隔時間差(ΔT)中位數為5(-20～192)d，需要說明的是，范圍值中的負值表示造影在超聲之前。

2.2 CAG檢測結果 Ⅲ級冠狀動脈病變4例(16.7%)；Ⅳ級冠狀動脈病變12例(50.0%)，其中3例合并冠狀動脈血栓；Ⅴb級冠狀動脈病變8例(33.3%)，均為男孩，其中7例存在冠狀動脈側枝。11例高級別冠狀動脈病變中，累及左回旋支2例、左前降支5例、右冠狀動脈11例。單支冠狀動脈出現高級別病變4例，均為右冠狀動脈近段受累；2支高級別冠狀動脈病變3例，分別為左前降支+右冠狀動脈近段、左回旋支+右冠狀動脈近段、右冠狀動脈近段+右冠狀動脈遠段；3支高級別冠狀動脈病變4例，其中3例為左前降支+右冠狀動脈近段+右冠狀動脈遠段，1例為左回旋支+左前降支+右冠狀動脈近段。

2.3 待測標準檢測結果 表1顯示，待測標準診斷高級別冠狀動脈病變。

表1 24例川崎病患兒金標準與待測標準診斷高級別冠狀動脈病變(n)

2.3.1 2D-TTE診斷冠狀動脈病變 24例患兒共采集了120個冠狀動脈節段。任意1個節段的冠狀動脈病變即診斷為高級別冠狀動脈病變患兒，左冠主干、左回旋支、左前降支、右冠近段、右冠遠段高級別病變節段數分別為0、1、12、5和4個；高級別冠狀動脈病變患兒13例。

2.3.2 2D-STI診斷冠狀動脈病變 24例患兒共采集了408個心肌節段。①以MLS≥-15為截斷值，MLS減低18例，其中前壁5例、前側壁10例、下側壁12例、下壁2例、后間隔4例、前間隔5例；MLS正常6例。表2顯示，經過Fisher精確檢驗，高級別和低級別冠狀動脈病變患兒的MLS值差異無統計學意義(P=0.41)。②MLS異常：MLS減低+左室基底至心尖心肌節段的縱向應變峰值遞減規律消失，MLS異常10例，其中前壁3例、前側壁5例、下側壁3例、下壁1例、后間隔2例、前間隔3例；均診斷為高級別冠狀動脈病變，其中左回旋支、左前降支、右冠狀動脈節段數分別為5、6和4個；MLS正常14例。表2顯示，經過Fisher精確檢驗，高級別和低級別冠狀動脈病變患兒的異常MLS差異有統計學意義(P=0.055)。

表2 待測標準評價冠狀動脈病變節段的診斷參數(節段數)

2.3.3 2D-STI+2D-TTE診斷冠狀動脈病變 左回旋支、左前降支、右冠近段、右冠遠段高級別病變的節段數分別為6、15、7和4個；診斷高級別冠狀動脈病變患兒18例，低級別冠狀動脈病變患兒6例。

2.4 待測標準評價冠狀動脈病變節段的診斷參數 鑒于CAG沒有檢測到左主干節段病變，同時STI與右冠狀動脈近段沒有對應關系，造影結果表明所有右冠狀動脈遠段受累者右冠狀動脈近段也受累，故右冠狀動脈近段與遠段合并為右冠狀動脈；待測標準以左回旋支、左前降支、右冠狀動脈節段評價冠狀動脈病變。表2顯示，①2D-TTE診斷左回旋支、左前降支、右冠狀動脈高級別病變真陽性分別為0、4和5例，假陰性分別為2、1和6例。②2D-STI診斷左回旋支、左前降支、右冠狀動脈高級別病變真陽性分別為1、4和4例，假陰性分別為1、1和7例。③2D-STI+2D-TTE診斷左回旋支、左前降支、右冠狀動脈高級別病變真陽性分別為1、5和7例，假陰性分別為1、0和4例。

2.5 待測標準評價冠狀動脈病變整體的診斷參數 本文以待測方法檢測出所有高級別冠狀動脈病變節段與CAG相符的患兒為完全匹配，待測方法檢測出任1高級別病變節段與金標準相符的患兒為部分匹配，待測方法檢測出的所有病變節段的部位或等級均與金標準不符的患兒為錯誤判斷。表3顯示，①2D-TTE檢測出完全匹配患兒11例，其中高級別冠狀動脈病變患兒2例，低級別冠狀動脈病變患兒9例；部分匹配4例；錯誤判斷9例。②2D-STI檢測出完全匹配患兒13例，其中高級別冠狀動脈病變患兒3例，低級別冠狀動脈病變患兒10例；部分匹配2例；錯誤判斷9例。③2D-STI+2D-TTE檢測出完全匹配患兒8例，其中高級別冠狀動脈病變患兒2例，低級別冠狀動脈病變患兒6例；部分匹配患兒6例；錯誤判斷10例。與CAG相比，2D-TTE和2D-STI可識別62.5%的冠狀動脈病變患兒，2D-TTE+2D-STI可識別58.3%的冠狀動脈病變患兒。

表3 待測標準評價冠狀動脈病變整體的診斷參數(n)

3 討論

冠狀動脈與心肌節段具有相對固定的對應關系，在冠心病心肌梗死患者中，通常可以根據心肌梗死的部位推斷“罪犯血管”。川崎病冠狀動脈狹窄或血栓栓塞亦可導致心肌缺血性損傷。2D-TTE可以簡便、直觀地定位冠狀動脈病變部位和評價其嚴重程度，對于冠狀動脈主干及較大分支，2D-TTE的優勢毋庸置疑。參考左心室2D-STI在冠心病中的應用，期望補充2D-TTE遺漏的冠狀動脈病變。

在本文中，2D-STI診斷左回旋支、左前降支冠狀動脈病變節段優于2D-TTE，而診斷右冠狀動脈病變節段差于2D-TTE。這與川崎病冠狀動脈病變的特點有關，川崎病冠狀動脈病變常發生在左、右冠狀動脈主干，而兩者與左心室心肌節段無對應關系。

左心室心肌節段與冠狀動脈節段不是嚴格一一對應的關系，心肌可以接受來自多個冠狀動脈分支的血液供應。通常認為左回旋支支配前側壁，右冠狀動脈支配下側壁和下壁。實際上這些區域的冠狀動脈分布除了與冠狀動脈優勢型相關之外，還具有豐富的吻合支。川崎病患兒的冠狀動脈側枝豐富，本文CAG發現8例患兒存在冠狀動脈側枝，而8例高級別病變患兒有7例存在側枝。通暢的側枝血流可以保障相應心肌節段的氧供，在靜息狀態下，2D-STI難以檢測出該節段心肌運動異常。可能解釋了本文2D-STI的真陰病例多、真陽性病例少，尤其對于左回旋支和右冠狀動脈。

本文在2D-STI診斷冠狀動脈病變中采用了2個指標，①MLS≥-15為截斷值判斷，②MLS異常(MLS減低+左室基底至心尖心肌節段的縱向應變峰值遞減規律消失)。本文MLS≥-15為截斷值來自成人缺血性心臟病的研究[4,7-9]，缺乏兒童相關截斷值，可能不適合兒童川崎病冠狀動脈病變的判斷。冠狀動脈病變和心肌缺血均可能持續變化，超聲心動圖和CAG診斷存在時間差，造成不同檢查時間點的差異。

當2D-TTE與2D-STI不符時，可能提示2D-TTE高估了冠狀動脈病變的嚴重程度。本文中3例CAG患兒的結果僅為冠狀動脈擴張，但2D-TTE提示中、大型冠狀動脈瘤或冠狀動脈血栓形成，而這些患兒的2D-STI結果均正常。值得思考的是，如果2D-TTE結果正常或病變程度低，而2D-STI明顯異常，可能需要行冠狀動脈CT、同位素心肌灌注顯像甚至有創的CAG。將2D-STI納入川崎病患兒的常規評估中，可以更全面、準確地判斷冠狀動脈病變。