左心室二维斑点追踪成像对川崎病冠状动脉病变的诊断准确性研究

曾子倩 高 燕 张 璟 杨佳伦 黄国英 马晓静

左心室二维斑点追踪成像技术(2D-STI)通过逐帧追踪心内结构的散射斑点，标记其运动轨迹，获得心肌组织在纵向、径向和圆周方向上的速度、位移、应变、应变率和旋转角度，克服了组织多普勒的角度依赖性，可用于评价心肌整体和局部功能。2D-STI发展已有十几年，在缺血性心脏病、心功能衰竭、肿瘤放化疗等方面均有重要应用。既往对于冠心病的研究表明，纵向应变减低的心肌节段和冠状动脉造影证实的狭窄冠状动脉具有良好的相关性[1]。左室心肌应变随病程变化，急性期和治疗前川崎病患儿的左室收缩应变峰值减低，以纵向应变为著[2,3]，后遗症期合并冠状动脉瘤患儿较冠状动脉正常患儿的左室纵向应变减低更明显[4]。近年来将2D-STI应用于川崎病患儿，发现左心室收缩纵向应变峰值评价心肌损害与“金指标”之间的相关性良好[5]。

目前常用于评价川崎病冠状动脉病变的检查手段包括超声心动图、多排螺旋CT、心脏MR及冠状动脉造影。本研究通过左心室2D-STI采集川崎病患儿的左心室节段收缩纵向应变，比较应变减低的左室壁和冠状动脉造影证实的病变冠状动脉之间的匹配关系，评价2D-STI对川崎病冠状动脉病变的诊断价值。

1 方法

1.1 研究设计 诊断准确性研究。回顾性收集川崎病合并冠状动脉病变患儿，以选择性冠状动脉造影(CAG)为金标准，以经胸二维超声心动图(2D-TTE)和左心室2D-STI为待测标准，评价待测标准诊断冠状动脉病变的准确性。

1.2 纳入标准 2018年11月至2019年12月在复旦大学附属儿科医院(我院)完成CAG和左心室2D-STI的川崎病合并冠状动脉瘤或合并冠状动脉血栓的连续患儿。需要说明的是，我院自2018年11月开展2D-STI。

1.3 排除标准 排除已接受冠状动脉旁路移植术的患儿。

1.4 金标准 根据文献[6]中的冠状动脉瘤大小分级和风险分级。本文将冠状动脉分为5个节段，分别为左冠主干、左回旋支、左前降支、右冠主干及近段、右冠中段和远段；高级别冠状动脉病变节段是指Ⅴ级和合并血栓(不论是否狭窄、闭塞)的节段。

1.5 待测标准 ①2D-TTE同样根据文献[6]中的冠状动脉瘤大小分级和风险分级，评价川崎病冠状动脉病变的严重程度。②2D-STI所获得的左心室收缩纵向应变峰值平均值(MLS)以-15为截断值。

1.6 CAG检查方法 CAG：使用西门子AX IOMARTIS DBA数字减影血管造影X线机，造影剂为碘佛醇。选择猪尾巴导管行主动脉根部造影，选择冠状动脉导管或切头猪尾巴导管分别插入左、右冠状动脉开口处推注造影剂，显示并测量左、右冠状动脉的开口、主干及分支，并以电影模式记录图像。

1.7 2D-TTE和2D-STI检查方法 使用VividE95超声多普勒仪器，采用M5Sc-D或4V-D探头，受检者取平卧位或左侧卧位，不合作患儿镇静后检查。按照美国超声心动图学会科学声明，采集胸骨旁长轴、胸骨旁短轴、心尖四腔心等切面，显示冠状动脉5个节段，测量各节段冠状动脉内径。同时连接心电图，调整帧频≥40，采集心尖两腔心、心尖三腔心及心尖四腔心至少3个心动周期，保证左室心肌显影清晰，启动自动功能成像，获取MLS。超声心动图操作人员均为经验丰富的专科医师，从事儿童超声心动图工作5年以上。

1.8 数据提取 从电子病历系统提取患儿的一般病历资料，包括性别、年龄、起病年龄、超声病程、冠状动脉造影病程。提取患儿的影像学资料，记录患儿通过CAG和2D-TTE所获得的各节段冠状动脉的内径测量值、Z值、是否合并血栓、狭窄或闭塞，CAG同时记录有无侧枝，记录患儿不同左室壁的MLS值。由同一人复核所有的资料。

1.9 分析方法 采用SPSS 23.0软件进行统计学分析。计数资料以百分比表示，计量资料偏态分布以中位数表示。组间比较采用卡方检验，单格频数<5采用Fisher精确检验。所有P值均取单尾，P<0.1表示差异有统计学意义。以四格表检验评价2D-TTE和2D-STI诊断冠状动脉病变的敏感度和特异度。

2 结果

2.1 一般情况 符合本文纳入和排除标准的24例患儿进入本文分析，男19例(79%)，女5例。1例患儿起病年龄不详，起病年龄和病程以23例统计。起病年龄中位数为15(1～125)个月，行超声心动图检查的中位时间为病程4(1～97)个月，CAG的中位时间为病程6(2～97)个月，超声和造影间隔时间差(ΔT)中位数为5(-20～192)d，需要说明的是，范围值中的负值表示造影在超声之前。

2.2 CAG检测结果 Ⅲ级冠状动脉病变4例(16.7%)；Ⅳ级冠状动脉病变12例(50.0%)，其中3例合并冠状动脉血栓；Ⅴb级冠状动脉病变8例(33.3%)，均为男孩，其中7例存在冠状动脉侧枝。11例高级别冠状动脉病变中，累及左回旋支2例、左前降支5例、右冠状动脉11例。单支冠状动脉出现高级别病变4例，均为右冠状动脉近段受累；2支高级别冠状动脉病变3例，分别为左前降支+右冠状动脉近段、左回旋支+右冠状动脉近段、右冠状动脉近段+右冠状动脉远段；3支高级别冠状动脉病变4例，其中3例为左前降支+右冠状动脉近段+右冠状动脉远段，1例为左回旋支+左前降支+右冠状动脉近段。

2.3 待测标准检测结果 表1显示，待测标准诊断高级别冠状动脉病变。

表1 24例川崎病患儿金标准与待测标准诊断高级别冠状动脉病变(n)

2.3.1 2D-TTE诊断冠状动脉病变 24例患儿共采集了120个冠状动脉节段。任意1个节段的冠状动脉病变即诊断为高级别冠状动脉病变患儿，左冠主干、左回旋支、左前降支、右冠近段、右冠远段高级别病变节段数分别为0、1、12、5和4个；高级别冠状动脉病变患儿13例。

2.3.2 2D-STI诊断冠状动脉病变 24例患儿共采集了408个心肌节段。①以MLS≥-15为截断值，MLS减低18例，其中前壁5例、前侧壁10例、下侧壁12例、下壁2例、后间隔4例、前间隔5例；MLS正常6例。表2显示，经过Fisher精确检验，高级别和低级别冠状动脉病变患儿的MLS值差异无统计学意义(P=0.41)。②MLS异常：MLS减低+左室基底至心尖心肌节段的纵向应变峰值递减规律消失，MLS异常10例，其中前壁3例、前侧壁5例、下侧壁3例、下壁1例、后间隔2例、前间隔3例；均诊断为高级别冠状动脉病变，其中左回旋支、左前降支、右冠状动脉节段数分别为5、6和4个；MLS正常14例。表2显示，经过Fisher精确检验，高级别和低级别冠状动脉病变患儿的异常MLS差异有统计学意义(P=0.055)。

表2 待测标准评价冠状动脉病变节段的诊断参数(节段数)

2.3.3 2D-STI+2D-TTE诊断冠状动脉病变 左回旋支、左前降支、右冠近段、右冠远段高级别病变的节段数分别为6、15、7和4个；诊断高级别冠状动脉病变患儿18例，低级别冠状动脉病变患儿6例。

2.4 待测标准评价冠状动脉病变节段的诊断参数 鉴于CAG没有检测到左主干节段病变，同时STI与右冠状动脉近段没有对应关系，造影结果表明所有右冠状动脉远段受累者右冠状动脉近段也受累，故右冠状动脉近段与远段合并为右冠状动脉；待测标准以左回旋支、左前降支、右冠状动脉节段评价冠状动脉病变。表2显示，①2D-TTE诊断左回旋支、左前降支、右冠状动脉高级别病变真阳性分别为0、4和5例，假阴性分别为2、1和6例。②2D-STI诊断左回旋支、左前降支、右冠状动脉高级别病变真阳性分别为1、4和4例，假阴性分别为1、1和7例。③2D-STI+2D-TTE诊断左回旋支、左前降支、右冠状动脉高级别病变真阳性分别为1、5和7例，假阴性分别为1、0和4例。

2.5 待测标准评价冠状动脉病变整体的诊断参数 本文以待测方法检测出所有高级别冠状动脉病变节段与CAG相符的患儿为完全匹配，待测方法检测出任1高级别病变节段与金标准相符的患儿为部分匹配，待测方法检测出的所有病变节段的部位或等级均与金标准不符的患儿为错误判断。表3显示，①2D-TTE检测出完全匹配患儿11例，其中高级别冠状动脉病变患儿2例，低级别冠状动脉病变患儿9例；部分匹配4例；错误判断9例。②2D-STI检测出完全匹配患儿13例，其中高级别冠状动脉病变患儿3例，低级别冠状动脉病变患儿10例；部分匹配2例；错误判断9例。③2D-STI+2D-TTE检测出完全匹配患儿8例，其中高级别冠状动脉病变患儿2例，低级别冠状动脉病变患儿6例；部分匹配患儿6例；错误判断10例。与CAG相比，2D-TTE和2D-STI可识别62.5%的冠状动脉病变患儿，2D-TTE+2D-STI可识别58.3%的冠状动脉病变患儿。

表3 待测标准评价冠状动脉病变整体的诊断参数(n)

3 讨论

冠状动脉与心肌节段具有相对固定的对应关系，在冠心病心肌梗死患者中，通常可以根据心肌梗死的部位推断“罪犯血管”。川崎病冠状动脉狭窄或血栓栓塞亦可导致心肌缺血性损伤。2D-TTE可以简便、直观地定位冠状动脉病变部位和评价其严重程度，对于冠状动脉主干及较大分支，2D-TTE的优势毋庸置疑。参考左心室2D-STI在冠心病中的应用，期望补充2D-TTE遗漏的冠状动脉病变。

在本文中，2D-STI诊断左回旋支、左前降支冠状动脉病变节段优于2D-TTE，而诊断右冠状动脉病变节段差于2D-TTE。这与川崎病冠状动脉病变的特点有关，川崎病冠状动脉病变常发生在左、右冠状动脉主干，而两者与左心室心肌节段无对应关系。

左心室心肌节段与冠状动脉节段不是严格一一对应的关系，心肌可以接受来自多个冠状动脉分支的血液供应。通常认为左回旋支支配前侧壁，右冠状动脉支配下侧壁和下壁。实际上这些区域的冠状动脉分布除了与冠状动脉优势型相关之外，还具有丰富的吻合支。川崎病患儿的冠状动脉侧枝丰富，本文CAG发现8例患儿存在冠状动脉侧枝，而8例高级别病变患儿有7例存在侧枝。通畅的侧枝血流可以保障相应心肌节段的氧供，在静息状态下，2D-STI难以检测出该节段心肌运动异常。可能解释了本文2D-STI的真阴病例多、真阳性病例少，尤其对于左回旋支和右冠状动脉。

本文在2D-STI诊断冠状动脉病变中采用了2个指标，①MLS≥-15为截断值判断，②MLS异常(MLS减低+左室基底至心尖心肌节段的纵向应变峰值递减规律消失)。本文MLS≥-15为截断值来自成人缺血性心脏病的研究[4,7-9]，缺乏儿童相关截断值，可能不适合儿童川崎病冠状动脉病变的判断。冠状动脉病变和心肌缺血均可能持续变化，超声心动图和CAG诊断存在时间差，造成不同检查时间点的差异。

当2D-TTE与2D-STI不符时，可能提示2D-TTE高估了冠状动脉病变的严重程度。本文中3例CAG患儿的结果仅为冠状动脉扩张，但2D-TTE提示中、大型冠状动脉瘤或冠状动脉血栓形成，而这些患儿的2D-STI结果均正常。值得思考的是，如果2D-TTE结果正常或病变程度低，而2D-STI明显异常，可能需要行冠状动脉CT、同位素心肌灌注显像甚至有创的CAG。将2D-STI纳入川崎病患儿的常规评估中，可以更全面、准确地判断冠状动脉病变。