实时三维超声心动图评价心肌致密化不全患儿左心室收缩功能

李欣洋，任卫东，王 欣，肖杨杰

(中国医科大学附属盛京医院超声科，辽宁 沈阳 110004)

左心室心肌致密化不全(left ventricular noncompaction， LVNC)为左心室心肌结构异常所致先天性心肌病，其病变特点是左心室内出现粗大的肌小梁和相互交织的深陷窝，与左心室相通，有持续血流通过，其心肌分为致密层和非致密层[1]；最常见临床表现是心力衰竭，但病因尚不明确，可能系非致密层心肌的冠状动脉微循环存在潜在异常引起[2]，出现心力衰竭前，患者左心室整体的射血分数指标可能维持在正常值范围，但局部心肌的收缩功能已受损。目前多数研究集中于患有LVNC的成年患者，对小儿LVNC研究较少[3-6]。本研究应用实时三维超声心动图(real time three-dimensional echocardiography， RT-3DE)技术绘制左心室容积-时间曲线，分析LVNC患儿左心室17节段容积与收缩功能的变化，以期为LVNC患儿临床早期诊断和治疗提供帮助。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2017年12月—2018年9月我院收治的34例LVNC患儿，其中男19例,女15例，年龄6个月～6岁,平均(3.0±2.1)岁。诊断标准[7]：①超声心动图检查示增厚的心肌分为致密心肌层和非致密心肌层；②左心室短轴切面超声扫查收缩末期最大厚度时非致密心肌/致密心肌比值(ratio of noncompaction myocardium to compaction myocardium， NC/C)>2；③与左心室连通的深陷窝内CDFI见彩色血流通过；④未合并其他心脏畸形。依据常规超声心动图所测左心室射血分数(left ventricular ejection fraction， LVEF)，将LVNC患儿分为LVEF正常组(A组，LVEF≥50%，25例)、LVEF减低组(B组，LVEF<50%，9例)。选取同期20名与LVNC患儿年龄、性别匹配的健康儿童作为正常对照组(C组),其中男12名,女8名，年龄1～6岁,平均(3.2±1.6)岁。本研究经医学伦理委员会批准，受试儿童法定监护人均知情、同意。

1.2 仪器与方法 采用Philips EPIQ 7C彩色多普勒超声诊断仪，x5-l探头(频率1～5 MHz)。常规取左侧卧位，同步记录心电图。在受试儿童静息状态下，获取其标准心尖四腔心切面声像图。启动三维程序,切换至全容积状态下，采集5个心动周期图像；在实时三维条件下测量收缩末期左心室最厚处NC/C,并参照左心室17节段分析法评估受累节段数。

1.3 图像处理与分析 将原始图像数据导人QLab 10.8工作站,采用3DQ Advance软件对图像进行脱机分析。左心室整体心肌功能评价指标包括：左心室收缩末期容积(left ventricular end-systolic volume， LVESV)、左心室舒张末期容积(left ventricular end-diastolic volume， LVEDV)及LVEF；局部心肌功能评价指标包括：节段舒张末期容积(regional end-diastolic volume， rEDV)、节段收缩末期容积(regional end-systolic volume， rESV)及节段射血分数(regional ejection faction， rEF)。其中，rEF=(rEDV-rESV)/rEDV。

1.4 统计学分析 采用SPSS 23.0统计分析软件。计量资料以±s表示，计数资料以百分率表示。采用独立样本t检验比较A组与C组间及B组与C组间受试儿童年龄、左心室整体及局部心肌功能评价指标、A组与B组间NC/C及左心室心肌受累节段数，对A组与C组间及B组与C组间受试儿童性别采用χ2检验进行比较。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

A组患儿年龄(t=0.68，P=0.50)、性别(χ2=1.82，P=0.37)与C组间差异无统计学意义，LVEDV(t=-0.17，P=0.87)、LVESV(t=0.79，P=0.44)及LVEF(t=-1.72，P=0.10)差异亦无统计学意义。B组患儿年龄(t=-0.49，P=0.63)、性别(χ2=1.25，P=0.33)与C组间差异无统计学意义，LVEDV(t=1.62，P=0.15)差异亦无统计学意义，LVESV明显大于(t=2.85，P=0.03)、LVEF明显低于C组 (t=-6.15，P<0.01)。见表1。

A组与B间NC/C差异无统计学意义(t=-1.15，P=0.27)，但左心室心肌受累节段数A组少于B组(t=-4.59，P=0.03)。见表1。

RT-3DE左心室容积-时间曲线见图1。A组与C组间左心室17节段rEDV及rESV差异均无统计学意义(P均>0.05)。B组与C组间左心室17节段rEDV差异均无统计学意义(P均>0.05)，但基底部后侧壁及前侧壁、中部前壁、前间隔、后壁、后侧壁及前侧壁、心尖部前壁、间隔及侧壁rESV差异均有统计学意义(P均<0.05)，余节段rESV差异均无统计学意义(P均>0.05)。A组与C组间左心室中部后间隔、后壁及后侧壁、心尖部间隔、下壁及侧壁rEF差异均有统计学意义(P均<0.05)，余节段rEF差异均无统计学意义(P均>0.05)。B组与C组间左心室17节段rEF差异均有统计学意义(P均<0.05)。见表2～4。

图1 RT-3DE左心室容积-时间曲线,17条彩色线分别代表各节段容积-时间曲线 A.A组曲线较规律且离散程度较小； B.B组曲线分散且不规则； C.C 组曲线规律且集中

3 讨论

随着超声心动图和心脏MRI技术的快速发展，成人及儿童LVNC临床检出率不断增高[8]，在儿科心肌病中LVNC约占9%；且由于严重的心力衰竭和心律失常，20年随访结果显示患儿死亡率高达15%～23%[9-10]。相对于仅有孤立表现型(无明显症状)者，症状明显(左心室扩张和/或收缩功能异常)的LVNC患儿预后更差[11]。在出现明显左心室收缩功能异常前，LVNC患儿左心室局部心肌收缩功能已受损，故及早发现LVNC患儿局部心肌收缩功能受损情况对临床诊治尤为重要。

RT-3DE已被证实具有良好的空间分辨率，可从形态学上更好地诊断LVNC，且通过RT-3DE获得整个左心室“金字塔型”数据集，评估病变程度和累及范围[12]。RT-3DE还可显示心腔容积在不同时相的立体形态，无需借助假设的几何模型即可对心腔容积和结构进行测算，通过三维牛眼图(17节段分割)显示局部心肌在心动周期中的运动情况，定量分析左心室局部的容积及射血分数[5-6，13]，对临床评估LVNC患儿左心室局部及整体收缩功能均有重要价值。

表1 3组受试儿童年龄、性别、LVEDV、LVESV、LVEF、NC/C及左心室心肌受累节段数

表2 3组受试儿童左心室17节段rEDV(ml，±s)

表2 3组受试儿童左心室17节段rEDV(ml，±s)

组别基底部前壁基底部前间隔基底部后间隔基底部后壁基底部后侧壁基底部前侧壁A组(n=25)2.49±1.402.17±1.092.10±0.552.37±0.602.78±1.652.49±1.49B组(n=9)3.51±2.242.72±1.772.70±1.323.44±1.183.66±1.253.61±1.82C组(n=20) 2.33±0.502.02±0.451.99±0.812.33±1.112.71±0.442.64±0.52组别中部前壁中部前间隔中部后间隔中部后壁中部后侧壁中部前侧壁A组(n=25)1.58±0.411.71±0.871.73±0.882.08±1.202.24±1.391.99±1.16B组(n=9)3.25±2.323.00±2.493.04±2.033.13±1.263.20±1.253.27±1.77C组(n=20) 1.77±0.921.56±0.521.91±0.732.36±0.672.27±0.411.79±0.39组别心尖部前壁心尖部间隔心尖部下壁心尖部侧壁心尖帽A组(n=25)0.74±0.420.97±0.531.11±0.700.77±0.220.98±0.52B组(n=9)1.49±1.201.95±1.621.66±0.881.37±0.751.11±0.55C组(n=20) 0.75±0.291.14±0.471.23±0.300.82±0.470.90±0.21

表3 3组受试儿童左心室17节段rESV(ml，±s)

表3 3组受试儿童左心室17节段rESV(ml，±s)

组别基底部前壁基底部前间隔基底部后间隔基底部后壁基底部后侧壁基底部前侧壁A组(n=25)0.95±0.521.06±0.640.93±0.480.59±0.580.99±0.600.77±0.37B组(n=9)2.31±1.751.94±1.371.72±1.102.08±1.242.17±1.262.18±1.29C组(n=20) 0.85±0.340.86±0.210.82±0.280.83±0.280.83±0.260.76±0.30组别中部前壁中部前间隔中部后间隔中部后壁中部后侧壁中部前侧壁A组(n=25)0.55±0.390.64±0.440.68±0.390.85±0.600.73±0.400.53±0.29B组(n=9)2.04±1.292.10±1.712.20±1.762.02±1.412.04±1.342.03±1.11C组(n=20) 0.44±0.260.51±0.290.60±0.340.68±0.340.58±0.260.43±0.23组别心尖部前壁心尖部间隔心尖部下壁心尖部侧壁心尖帽A组(n=25)0.19±0.160.31±0.230.37±0.260.26±0.110.38±0.21B组(n=9)0.75±0.521.38±1.000.97±0.720.75±0.450.63±0.42C组(n=20) 0.18±0.140.32±0.260.34±0.130.22±0.150.31±0.13

表4 3组受试儿童左心室17节段rEF(%，±s)

表4 3组受试儿童左心室17节段rEF(%，±s)

组别基底部前壁基底部前间隔基底部后间隔基底部后壁基底部后侧壁基底部前侧壁A组(n=25)0.61±0.080.52±0.110.54±0.090.60±0.090.64±0.090.67±0.10B组(n=9)0.37±0.090.30±0.150.40±0.170.43±0.200.44±0.170.41±0.11C组(n=20) 0.63±0.130.57±0.560.60±0.080.64±0.090.69±0.090.71±0.16组别中部前壁中部前间隔中部后间隔中部后壁中部后侧壁中部前侧壁A组(n=25)0.69±0.150.64±0.150.61±0.100.60±0.090.65±0.120.71±0.14B组(n=9)0.34±0.770.43±0.140.40±0.220.43±0.270.41±0.220.38±0.10C组(n=20) 0.71±0.160.68±0.130.69±0.110.71±0.100.75±0.100.76±0.12组别心尖部前壁心尖部间隔心尖部下壁心尖部侧壁心尖帽A组(n=25)0.74±0.170.65±0.080.63±0.140.63±0.140.61±0.11B组(n=9)0.44±0.220.48±0.200.50±0.270.45±0.140.47±0.16C组(n=20) 0.75±0.140.73±0.150.73±0.140.73±0.140.66±0.09

本研究采用RT-3DE识别儿童左心室结构并评估左心室局部和整体收缩功能，发现B组与C组间LVESV、LVEF及左心室17节段rEF差异均有统计学意义，表明LVEF减低的LVNC患儿左心室整体和局部收缩功能普遍受损，与既往相关研究[14]结果相符。其原因可能包括：①心内膜下冠状动脉灌注不足、微循环障碍，导致心肌细胞缺血、缺氧，进而导致收缩功能异常[2]；②增厚的非致密心肌与原有的心肌血流灌注不匹配，导致心肌细胞供血供氧不足；③左心室显著扩张，导致左心室心肌重构，进而影响心肌收缩力。

本研究中A组与C组间左心室中部后间隔、后壁及后侧壁、心尖部间隔、下壁及侧壁rEF差异均有统计学意义，表明LVEF正常的LVNC患儿左心室心尖部和中部收缩功能受损，其原因可能与肌小梁的胚胎发育过程有关：胚胎发育8周后，肌小梁开始重塑，随着非致密心肌厚度增加，心室容积逐渐增加，导致肌小梁被压缩；此过程与心外膜冠状动脉侵入和心肌血管生成一致，自心外膜逐渐向心内膜、从基底部逐渐向心尖部发展；如在肌小梁重塑过程中发生异常，可引发心肌致密化不全，其好发部位即为心尖部和左心室游离壁[1，15]。

本研究中A组与B组间NC/C差异无统计学意义，但左心室心肌受累节段数差异有统计学意义，提示NC/C与左心室收缩功能并无明显相关，但受累节段数(即病变范围)对左心室收缩功能影响较大。左心室整体收缩功能是17节段收缩功能的总和[16]，部分节段局部收缩功能异常时，其他正常节段收缩功能可起到代偿作用，使整体收缩功能维持正常水平，但受累节段达到一定数量后可致整体收缩功能异常。

本研究主要局限性：①为单中心研究且样本量有限，所得结果尚需通过更大规模的多中心研究加以验证；②通过RT-3DE定量分析LVNC对图像质量要求较高,需清晰分辨致密心肌与非致密心肌，但部分患儿由于肺内气体较多，致追踪心内膜不理想，需手动调整心内膜边界，存在一定主观偏倚。

总之，左心室整体收缩功能尚维持在正常水平的LVNC患儿其左心室心尖部及中间部局部收缩功能已受损，而左心室整体收缩功能减低患儿所有节段收缩功能均明显受损。通过RT-3DE技术可简便、准确地评估LVNC患儿左心室整体及局部收缩功能，对早期诊断、治疗和改善患儿预后具有重要意义。