三维超声斑点追踪技术联合Z值精准分析扩张型心肌病病儿心肌沿长轴运动特点

(1 青岛大学附属医院心脏超声科，山东 青岛 266003； 2 青岛市妇女儿童医院心脏中心)

心肌病是小儿时期非常严重的心脏疾病，合并心力衰竭者占71%～90%[1-2]。其中，扩张型心肌病(DCM)是儿童心肌病最常见的类型，其主要特征为心脏扩大和心功能不全[3]。在我国，儿童DCM每年发病率约1.5/10万[4]。目前DCM病儿整体预后差，5年心脏移植率约为29%，突发心力衰竭死亡率约为2.4%[5-7]。超声心动图是评估DCM病儿心功能的重要影像学方法，传统的超声心动图指标不同程度地受到心脏前后负荷、心率及心腔几何形态等因素的影响[8-9]。斑点追踪成像技术是新近发展起来的超声新技术，可提供心肌应变等心肌运动参数，能够克服传统指标的不足，并且能够早期发现心脏功能障碍[10-12]。此外，由于超声测值因儿童的生长发育而发生变化，经BSA标准化转换的超声心动图Z值能够客观、准确地评价心脏结构的变化，更适合用于儿童心脏结构的评估[13-15]。本研究拟利用超声斑点追踪技术联合左心室舒末内径Z值，以改良的Ross标准[16]作为对照，评价DCM病儿左心室心肌沿长轴运动的特点，旨在为临床上对DCM病儿心脏功能评价提供依据。现将结果报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

2010年10月—2018年5月，于我院就诊的DCM病儿25例，男14例，女11例；年龄11个月～14岁(中位数2.9岁)。正常对照组为同期在我院接受超声心动图检查、年龄及性别匹配的儿童30例，其中男18例，女12例；年龄10个月～14岁(中位数3.3岁)；对照组儿童体格、心电图及超声心动图检查均无异常。

1.2 方法

①图像采集：采用Philips iE33及Philips EPIQ 7C超声诊断仪，X5-1矩阵实时三维探头(探头频率1～5 Hz)。采集受检者胸骨旁左心室长轴二维切面，测量左心室舒张末内径等常规指标；然后，探头置于心尖，切面尽量包括左心室所有心内膜、心尖部及二尖瓣、主动脉瓣，启动Full Volume键，采集连续4个心动周期心尖全容积动态图像，获得心脏三维全容积影像数据，并存储于移动硬盘。每个心脏三维全容积影像数据由3个相互呈120°的切面(即心尖四腔切面、心尖两腔切面和心尖长轴切面)以及3个相互平行的左心室短轴切面(即二尖瓣水平、乳头肌水平和心尖水平)组成。②图像分析：将影像数据导入Tom Tec工作站，应用三维超声斑点追踪软件进行脱机分析。同时显示心尖四腔切面、心尖两腔切面和心尖长轴切面，选择二尖瓣环连线处中点以及心尖部心内膜处一点，软件自动勾画心内膜及心外膜边界，手动适当调整以保证所有心肌回声均在勾画的曲线内。软件自动计算左心室舒张末容积(EDV)、收缩末容积(ESV)、每搏量(SV)及射血分数(LVEF)(扫描或长按文后二维码观看相关视频)。软件将左心室壁分为16个节段(基底段6个，中间段6个，心尖段4个)，自动计算各节段心肌应变及左心室整体心肌应变，并由此获得左心室整体心肌长轴应变(GLS)及相应应变曲线(图1)，并以牛眼图形式显示(图2)。③左心室舒张末内径Z值测量：以BSA为自变量，根据左心室舒张末内径实际测值、查阅文献及有关Z值计算公式[8]，获得左心室舒张末内径Z值。

1.3 统计分析

采用SPSS 22.0软件进行相关统计学分析。计量资料以±s进行表示，组间相关指标比较采用独立样本t检验或者方差分析。两参数间的关系采用直线相关分析。以P<0.05 为差异有统计学意义。

Anterior：前壁，Lateral：侧壁，Inferior：下壁，Septal：室间隔。颜色的深浅代表应变数值的大小。

图2DCM病儿左心室心肌长轴应变的牛眼图

2 结 果

2.1 两组左心室EDV、ESV、LVEF及心肌长轴应变的比较

DCM病儿左心室EDV、ESV均明显大于对照组(t=20.75、22.82，P<0.01)；而SV、LVEF均较对照组明显减低(t=19.05、24.85，P<0.01)；GLS以及各节段心肌长轴应变较对照组均显著降低(t=10.96～17.79，P<0.05)。见表1。

2.2 不同程度心功能DCM病儿GLS的比较

根据改良的Ross标准[7]，将DCM病儿分为无心力衰竭(5例)、轻度心力衰竭(8例)及中重度心力衰竭(12例)3组。随着心力衰竭程度的加重，病儿GLS逐渐降低，各组间比较差异有统计学意义(F=14.47，P<0.05)。无心力衰竭组病儿的GLS值较正常儿童组显著降低(t=-5.07，P<0.05)，而两组LVEF差异无显著性(t=-1.84，P>0.05)。见表2。

2.3 左心室扩大程度与GLS的关系

相关性分析结果显示，左心室GLS与左心室舒张末内径Z值(-1.83～6.76)呈显著负相关(r=-0.915，P<0.05)。

表1DCM与对照组左心室EDV、ESV、SV、LVEF及心肌长轴应变的比较(±s)

指标DCM组对照组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 后间隔11.28±5.8917.42±5.6016.92<0.05 侧壁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 前间隔12.38±7.4216.18±6.1514.47<0.05

表2 不同心力衰竭程度DCM病儿GLS比较(±s)

表2 不同心力衰竭程度DCM病儿GLS比较(±s)

指标无心力衰竭组轻度心力衰竭组中重度心力衰竭组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 讨 论

心肌应变是指心肌节段缩短的能力，是一维方向上的变形指数[17-18]。目前，评价心肌应变的超声心动图技术主要有两种：组织多普勒技术和二维斑点追踪技术。组织多普勒具有较强的角度依赖性，而基于组织斑点追踪的应变成像技术能够克服组织多普勒角度依赖的不足，通过追踪小于入射超声波长的细小结构产生的声学散射斑点信息，区分心肌主动变形及被动运动能力，可以较敏感、准确地评价心肌运动功能，在心肌收缩、舒张功能评估方面显示出独特的优势[19-21]。

心室肌是一条由心肌纤维按螺旋缠绕形成的肌肉带，分为浅、中、深三层[22]。心肌运动分为长轴、圆周及径向运动等形式[23-25]。SCATTEIA等[26]的研究结果表明，心肌长轴运动指心室壁各节段沿心脏纵行纤维方向的缩短活动，大约占心肌整体运动的70%。与传统的整体泵功能指标相比，局部心肌运动的异常，特别是心肌长轴运动的异常能够更为敏感地反映心脏损害的程度[21,27-28]。

DCM以心脏扩大、心功能不全为主要特征。然而，小儿难以客观描述自觉症状，为此，本研究采用改良的Ross标准，利用客观体征结合临床症状评分的方法，能够较为客观地反映病儿心功能情况。本研究结果显示，随着心力衰竭程度的加重，病儿心肌长轴应变逐渐降低，在心力衰竭程度不同的各组之间心肌长轴应变有显著差异。而且，无心力衰竭的DCM病儿GLS较正常儿童组显著降低，但两组间LVEF比较无显著差异。这说明即使在心功能正常范围的DCM病儿，其心肌长轴功能损害依然存在。

由于儿童处于生长发育阶段，超声心动图对心脏大小及功能的测值可随病儿生长发育的变化而发生改变。目前，利用超声心动图评价儿童心脏结构时多以年龄或不同体表面积所对应的心脏正常参考值为依据，然而，这些方法不仅受到儿童不同营养状态的影响，而且存在数据量庞大、异方差分布等不足，从而影响超声技术评价DCM病儿心脏形态及功能的客观性、准确性，不利于对病儿疗效及预后的正确判断。基于以上原因，美国超声心动图协会和先天性心脏病委员会建议对小儿超声心动图定量结果首选经BSA标准化转换为Z值进行表达[13]。本研究中，应用超声斑点追踪技术联合经BSA标准化的左心室舒张末内径Z值评价DCM病儿左心室心肌沿长轴运动的特点，发现病儿GLS显著降低，且与左心室舒张末内径Z值呈负相关。

总之，应用三维超声斑点追踪技术联合经BSA标准化的左心室舒张末内径Z值测量心肌长轴应变能精准反映DCM病儿心肌沿长轴的舒缩运动特征，该值可敏感地反映不同阶段DCM病儿的心功能及心脏形态改变，不仅丰富了对小儿DCM心肌运动特点的病理生理认识，而且可为临床早期发现DCM病儿的心功能变化提供重要影像学依据。

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