超声心动图定量评价川崎病患儿心脏功能的应用进展

汤昔康（综述），仇 烨（审校）

（汕头大学医学院第一附属医院，广东汕头 515041）

川崎病是常见的儿童后天性心血管疾病，可引起不同程度的心功能损害。临床上常用来评价心功能的超声指标有射血分数评价收缩功能，但须依赖心室容量的测定，而用二尖瓣血流频谱来评价心脏舒张功能，又常出现假正常及单峰现象。这些指标存在着测量方法的局限性，以及仅能单方面反映心脏的收缩或舒张功能。因此，有时与临床并不相符。近年来一些新发展的超声技术（如组织多普勒显像、应变率成像、组织追踪法、三维成像）均可对感兴趣部位心肌功能进行定量评价。这对川崎病患儿整体及局部心肌收缩功能受损的早期诊断、预后和治疗有重要临床指导意义。

1 Tei指数

Tei指数是一项新的评价心室整体功能（包括收缩和舒张功能）的多普勒超声心动图指标，又称为心肌性能指数，定义为等容收缩时间与等容舒张时间之和与心室射血时间的比值。其中等容收缩、舒张时间及心室射血时间均为心动周期中非常重要的时相，可以分别反映心脏收缩功能或舒张功能。很多学者都证实［1-3］，Tei指数可准确反映心室收缩舒张功能的变化，并与心导管测量的各指标显著相关，且Tei指数无需几何假设，不受心室形态、心率及瓣膜反流的影响，可作为一种综合性评价心功能的指标。

对川崎病患儿分别于治疗前后测量Tei指数，发现治疗前左心室Tei指数较治疗后均升高，同时只有部分患儿的左心室射血分数及左心室短缩率减少，表明川崎病早期已出现心功能受损，且Tei指数较传统的评价心功能指数更敏感、更准确［4，5］。此外，川崎病患儿在恢复期仍存在左、右心室Tei指数延长和心脏整体功能异常情况［6］。但Tei指数尚不能反映有冠状动脉扩张与无冠状动脉扩张患儿的局部心肌功能的差异，考虑静息状态下供血正常的心肌能够很好代偿供血不足的心肌［7］。虽然Tei指数反映的是心室整体功能受损情况，但难以区分其心功能受损主要来自收缩还是舒张功能障碍，对单纯性收缩或舒张功能受损是否有意义，尚存在不同的看法，这就限制了Tei指数的临床指导意义。且出现心功能不全时，等容舒张时间延长与心功能不全的程度并不成比例，以致Tei指数不能反映心功能不全的严重程度。

2 多普勒组织成像技术

多普勒组织成像（Doppler tissue imaging，DTI）是在多普勒效应原理的基础上开发的一种用于分析低速组织运动的超声心动图新技术。它突破了既往传统超声目测分析室壁运动的主观局限性，可定量测定出心肌壁间局部的收缩期、舒张早期、舒张晚期的峰值速度、时间速度积分等参数以便于研究心肌运动情况以及评价心脏局部和整体的收缩、舒张功能变化。

利用DTI技术发现川崎病患儿急性期组及冠状动脉扩张组左心室心肌组织的舒张早期速度减低，说明两组患儿左心室松弛性受损，考虑与冠状动脉炎性改变后导致心肌灌注的轻微改变有关，表明存在着心肌及冠状动脉的暂时性炎性改变［8-11］，而其异常的心肌病理变化证实与血浆脑钠肽及尿8-异前列腺素有显著相关性［10］。对川崎病患儿监测DTI-Tei发现，急性期心室局部TDI-Tei指数呈不均衡性增大，恢复期随访观察逐渐下降，进一步说明了DTI技术对局部心肌功能损害评价具有敏感性和准确性等特点［12］。另外发现川崎病患儿急性期存在心功能降低的同时，左心室舒张功能降低较左心室收缩功能降低明显［13，14］。但由于DTI技术基于多普勒效应的原理，受声束和被检测心肌运动的夹角影响，同时心脏本身的平移和转动及周围节段心肌运动的牵拉均可影响DTI分析的准确性。因此，DTI主要用于检测与超声声束平行方向上心肌长轴方向运动，不能对与声束夹角过大的节段（例如心尖部及与声束方向垂直的短轴方向）进行研究。

3 应变率成像

应变率成像是一种基于DTI技术、利用心肌应变和应变率评价心肌机械运动特征的新技术。其中应变及应变率可对心肌纵向、径向、圆周方向分别测量，借此了解具体运动情况。应变率克服了心脏整体运动和邻近心肌节段的被动牵拉对室壁运动速度的影响，因而应变率成像较DTI更能准确地估测左心室局部收缩和舒张功能。Yu等［15］研究发现川崎病患儿急性期左心室基底段及中间段的纵向应变及应变率较恢复期及正常对照组降低，考虑为急性期心肌细胞肿胀所致。而有冠状动脉狭窄病例中，其狭窄冠状动脉所供应血运的心肌节段应变率较其他节段降低，提示出现了局部心肌功能受损［16］。利用该技术还发现川崎病患儿心室室间隔、侧壁中段、基底段、前壁、前间壁的基底段在纵向、径向、圆周方向在治疗前所测应变率收缩期峰值较治疗后所测值低，也提示川崎病急性期左心室局部心肌收缩功能已受损，并明确大致受累的心肌节段［17，18］。由于应变率成像仍是基于多普勒技术，所以也容易受到超声射束角度的影响。因此，检查时探查声束需尽可能与心肌运动的传播方向一致。

4 定量组织速度成像和组织追踪法

定量组织速度成像为一种DTI新技术，它可同步获得不同心肌节段在整个心动周期的运动信息，从而有效评价左右心室局域和整体心脏功能。而组织追踪法是来源于定量组织速度成像的新技术，它在一幅图上以彩色编码的形式显示室壁各节段在收缩期向心尖方向的运动位移，并可对感兴趣区进行定量测量最大位移。其中组织追踪法技术测量的收缩期最大位移能够反映左心室的收缩功能。利用上述两种技术发现川崎病患儿急性期室壁的二尖瓣环处和部分室壁的基底部、中间部的收缩期峰值低于正常组，各室壁各节段的收缩期最大位移均低于正常儿童，而左心室射血分数与正常组相比无统计学差异，表明川崎病急性期左心室整体和部分室壁局部收缩功能受损［19］。而伴冠状动脉扩张组和无扩张组分别与正常对照组比较有显著性差异，但扩张组与非扩张组、恢复期与急性期组比较无显著性差异。刘静华等［20］认为急性期和恢复期川崎病儿童左心室收缩功能受损，而且与冠状动脉扩张与否无关。由于定量组织速度成像是一种DTI技术，其超声束受室壁运动夹角、增益、呼吸运动、心脏在胸腔的摆动以及取样时帧频高低的影响。

5 速度向量成像技术

速度向量成像技术基于二维灰阶成像的原理，利用超声像素的空间相干、斑点追踪及边界追踪等技术计算并以矢量方式显示局部心肌组织真实的运动大小和方向。由于利用追踪研究对象连续2帧间的位置变化，所以不受角度、心脏摆动及牵拉的影响，可以获得室壁纵向、径向及圆周方向上的运动信息（如速度、应变及应变率），具有良好的空间及时间分辨率，优于传统超声技术及组织多普勒技术。对不同大小的冠状动脉瘤川崎病患儿发现，冠状动脉瘤越大，其左心室各节段最大纵向运动速度、应变率越低，并明显低于对照组，表明川崎病冠状动脉瘤患儿左心室心肌收缩功能受损情况，而其中的纵向运动最大径向运动速度、应变率可敏感反映心肌局部收缩功能异常，为临床定量评估川崎病冠状动脉瘤患儿的左心室局部收缩功能提供新的依据［21］。在川崎病急性期冠状动脉扩张组和非扩张组比较发现，前者比后者的心室收缩及舒张功能均减退，扩张组较非扩张组减退程度更显著，累及节段更多［22］。但此技术需要存储图像进行脱机分析，相对费时。图像要求尽可能清晰，才能准确识别心内膜及心肌的边界，心内膜的清晰度将直接影响分析结果。

6 实时三维超声心动图

利用实时三维超声心动图研究川崎病患儿心功能发现，在左心室射血分数上，治疗前低于治疗后，治疗后又低于正常对照组，但高于治疗前。在部分节段的收缩末期容积分数值上，治疗前比治疗后增高，治疗后收缩末期容积分值比正常对照组增高［23］。提示川崎病患儿经治疗后左心室整体及局部收缩功能与治疗前比较有明显改善。但仍低于正常儿童，说明川崎病患儿治疗前存在心功能异常，治疗后即使临床症状消失，仍存在冠状动脉改变及心肌炎等引起的心功能改变，临床需继续监测心功能并采取适当治疗。

7 其他技术

超声组织定征法是探讨超声表现和组织声学特性间相互关系的基础与临床应用研究。它除能观察脏器的大小、运动、相邻结构等变化外，还可以了解相关的组织细微病理改变。可鉴别功能可逆与不可逆的心肌，炎性浸润或纤维化的心肌与正常心肌等。利用超声组织定征法对超声心动图上收缩舒张功能正常的川崎病患儿检测背向散射积分心动周期变动量和背向散射积分，发现川崎病患儿及对照组患儿存在明显差别［背向散射积分心动周期变动量为（7．8 ±0．8）dB vs（8．9 ±0．6）dB;背向散射积分为（28．6 ±3．2）db vs（25．2 ±1．0）dB］。由于背向散射积分与心肌胶原蛋白有关，并可标志心肌纤维化程度，所以在川崎病患儿中具有较高的背向散射积分，表明其心肌细胞已出现了损害［24］。Yu等［25］监测川崎病患儿左心室质量指数发现川崎病早期左心室指数指数较正常对照组高，而左心室舒张早期血流速度较正常对照组低，考虑是由广泛的心肌细胞肿胀及血管渗透性增加所致，可作为川崎病早期心脏舒张功能受损的敏感信号。

8 小结

Tei指数可反映心室整体收缩舒张功能，但难区分单纯的收缩、舒张功能障碍。组织多普勒、应变率成像、组织追踪法可了解局部心肌部位的运动变化从而评价心脏局部收缩舒张功能。速度向量成像不受检查角度影响，可心内膜的清晰度直接影响分析结果。而三维成像技术难以显示解剖细节，限制了临床应用。这些新发展的技术可以更准确、更有效、更全面地评价川崎病患儿心脏整体及局部功能，但检查时应尽量避免每种技术的弊端以获得准确的测量数值。

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