斑点追踪成像技术评价法洛四联症患者右心室功能的价值及右心室功能影响因素分析

张 帅，刘 蕾，樊 迪，陈娇阳，任 哲，贺新建

（河北省儿童医院超声诊断科 河北省小儿心血管重点实验室，河北 石家庄 050031）

法洛四联症（Tetralogy of Fallot，TOF）是常见的发绀型先天性心脏病，在活产儿中平均发病率约0.356‰[1]。自1954 年报道了第一例开胸行TOF 修补术，几十年来心脏外科手术不断进步，大部分TOF术后患者近期预后良好，然而不同的手术方式及术后血流动力学异常等因素会影响患儿右心室功能[2]。目前临床评价TOF 右心室功能的金标准为心脏磁共振成像（Cardiac MR，CMR），但CMR 耗时长、价格昂贵不宜长期随访，且小龄患儿心率快，心脏伪影严重，而超声心动图相对便捷、省时、可重复性好，已有研究证明斑点追踪成像技术（Speckle tracking imaging，STI）在右心功能评价方面具有较高的应用价值[3-4]。本研究目的在于应用STI 技术评价TOF 术后早期右心室心肌整体应变的变化特点，并研究TOF 患者术后早期右心室功能的影响因素，以寻找右心室功能灵敏的超声检测手段。

1 资料与方法

1.1 研究对象

选取2017 年6 月—2021 年6 月本院门诊TOF患者48 例，其中男25 例，女23 例，年龄4 月至5岁，平均（2.04±1.19）岁。TOF 患者不合并肺动脉瓣缺如或肺动脉瓣闭锁，均行经正中开胸手术根治，其中跨瓣环补片者25 例，非跨瓣环补片者23 例。TOF术后患者排除标准为：①三尖瓣重度关闭不全；②肺动脉梗阻（压差＞30 mmHg）；③残余分流；④右心内安装起搏器；⑤右心室和肺动脉之间采用带瓣人工外管道相连。

选取来我院健康体检的儿童50 例作为对照组，其中男26 例，女24 例，年龄3 月至5 岁，平均（1.53±1.76）岁，经体检、心电图及超声心动图检查证实无心肺疾患。本研究经我院医学伦理委员会批准，所有研究对象均签署了知情同意书。

1.2 仪器与方法

采用Toshiba ArtidaSSH-880CV 超声诊断仪，探头PST-30BT、PST-50BT，频率3～5 MHz，同步连接心电图。常规超声心动图参数测定：患者取左侧卧位，于四腔心切面测量右心室面积变化分数（Fractional area change，FAC），M 型超声测量三尖瓣环收缩期位移（Tricuspid annular peak systolic excursion，TAPSE），组织多普勒测量右心室游离壁三尖瓣环收缩期峰值速度（S’）、右心室心肌做功指数（Right ventricle index of myocardial performance，RIMP），大动脉短轴切面测量肺动脉分支角度（左肺动脉与主肺动脉夹角）。

斑点追踪参数获取及分析：获取52 名TOF 患者术前、术后1 月、术后6 月、术后1 年及50 名正常儿童各3 个心动周期动态图像并储存至机器硬盘，动态图像包含四腔心切面及右心室两腔心切面。调取上述两个切面图像，启动2DT 软件分析，剔除因胸廓畸形造成图像质量差的4 名患者，最终获得48名TOF 患者及50 名健康儿童右心室四腔心、两腔心整体纵向应变及右室整体纵向应变（GLS4、GLS2、RVGLS）并导出至移动硬盘。

重复性检验：随机抽取10 例受试者超声图像，同一观察者间隔1 周重复测量斑点追踪应变参数即GLS4、GLS2 及RVGLS，得出观察者内差异，另请一位经验丰富的超声医师测量分析，得出观察者间差异，观察者内及观察者间各参数重复性以（Intra class correlation coefficients，ICC）表示。

1.3 统计学分析

2 结果

2.1 TOF 组术前及对照组一般临床资料比较

见表1。TOF 组术前与正常对照组的研究对象在RAD、RVD、右室壁厚度、血氧饱和度、McGoon 比值、肺动脉分支角度等参数方面差异有统计学意义，余参数差异均无统计学意义。

表1 TOF 组术前与正常对照组一般情况比较

2.2 TOF 组与正常对照组常规超声右心室功能参数比较

见表2。TOF 组术前右心室游离壁S’及FAC 低于正常对照组，术后1 月进一步减低，术后6 月及1年恢复至术前水平，但仍低于正常对照组水平。TAPSE、RIMP 仅在TOF 组术后1 月与正常对照组差异有统计学意义，其余各组差异均无统计学意义。

表2 TOF 组与对照组常规超声右心室功能参数比较

2.3 TOF 组与对照组右心室心肌应变参数比较

见表3。TOF 组术前及术后GLS4、GLS2 及RVGLS 均低于对照组水平。术后1 月GLS4 较术前减低，术后6 月即可恢复至术前水平。术后1 月GLS2 及RVGLS 较术前减低，术后6 月仍低于术前水平，术后1 年可恢复至术前水平（图1）。

表3 TOF 组与对照组右心室心肌应变参数比较

2.4 RVGLS 的相关影响因素的单因素及多因素线性回归分析

见表4。对可能影响RVGLS 的8 个因素进行单因素分析，结果显示手术方式、术前血氧饱和度、McGoon 比值、PHT、肺动脉分支角度为影响TOF 术后早期RVGLS 的危险因素（图2）。多因素线性回归分析结果显示，手术方式及术前血氧饱和度为影响TOF 术后早期RVGLS 的独立因素。

图1a，1b 正常儿童右心室四腔心及两腔心应变曲线。图1c，1d TOF 术后右心室四腔心及两腔心应变曲线，其中白色曲线代表整体纵向应变曲线。Figure 1 a,1b.The strain curves of four-chamber and two-chamber right ventricle in normal children.Figure 1c,1d.The strain curves of the right ventricular four-chamber and two-chamber heart in repaired TOF,among which the white curve represents the global longitudinal strain cure.

图2 TOF 术后早期GLS4、GLS2、RVGLS 变化曲线。Figure 2.Change curves of GLS4,GLS2 and RVGLS at early stage after operation with TOF.

表4 TOF 术后早期RVGLS 影响因素的多因素线性回归分析

2.5 重复性检验

GLS4、GLS2 及RVGLS 同一观察者组内ICC 分别为0.899、0.972、0.953，不同观察者组间ICC 分别为0.956、0.875、0.915，显示重复性良好。

3 讨论

由于右心室复杂的形态特征，加之胸骨后位置的特殊性，这对传统超声准确地评价右心室功能带来了很大困难。TOF 患者术后右心室功能是其长期生存的重要影响因素，因此评估TOF 患者术后早期右心室功能十分重要[2]。虽然FAC、S’、TAPSE、RIMP等参数为美国超声心动图协会（ASE）等指南[5-6]所推荐，但上述参数仍具有一定的局限性，S’、TAPSE 仅能反映右心室游离壁取样部位的收缩功能，且组织多普勒技术具有角度依赖性，FAC 对切面具有特定要求，会导致测量间的变异，且其仅能代表单一平面上的右心室功能，因此上述参数尚不能准确、全面地评估右心室功能。

近年来发展的斑点追踪技术时间分辨率高，且不受心脏整体运动影响，无角度依赖，能更真实、准确地评价心肌局部和整体的功能。右心室纵向应变为国际共识中所推荐的评价右心室功能的斑点追踪参 数[7]。Menting 等[8]通过对94 例TOF 术后患者与85 例健康人做对照研究发现，TOF 术后患者右心室游离壁整体纵向应变低于健康对照组（（-18.1±4.5）%vs.（-26.5±4.5）%，P＜0.001）。Bernard 等[4]以22 例TOF 术后患者为研究对象，采用二维斑点追踪技术与核磁共振做对比得出TOF 术后患者GLS4 为（15.5±4）%，且右心室二维整体纵向应变与核磁共振具有高度相关性（r=0.68，P＜0.05），右心室整体纵向应变可用于评估TOF 术后患者右心室收缩功能。但以上关于右心室纵向应变评价右心室功能的研究只局限于四腔心切面，而四腔心切面仅能反映右心室游离壁及室间隔的心肌运动，并不能全面的反映右心室的功能。Rimbas 等[9]应用斑点追踪技术对70例健康人右心室四腔心及两腔心切面分析，证明了两个切面联合应用评价右心室功能的可行性，并且认为其在右心室区域性功能障碍疾病中有重要的临床价值。本研究首次联合应用右心室四腔心及两腔心切面评价TOF 患者术后早期右心室整体纵向应变,研究发现GLS4、GLS2 及RVGLS 术后早期均呈现出一个降低和逐步恢复的过程，这与DiLorenzo等[10]和Toro 等[11]研究结果相似。TOF 术后1 月右心室功能降低原因可能和手术创伤、TOF 右心室心肌特殊心肌构成有关，术后6 月至1 年右心室心肌整体应变逐步升高的原因可能是由于手术解除了右心室流出道及肺动脉梗阻，关闭了心内分流，右心室受损心肌功能逐步恢复[12-13]。但本研究发现GLS2 及RVGLS 与GLS4 恢复速度存在差异，GLS4 于术后6月即可恢复至术前水平，而GLS2 及RVGLS 于术后1 年才可恢复至术前水平，其原因可能是手术切口及跨环补片操作影响了右心室前壁功能，GLS2 代表右心室前壁、下壁心肌应变，而GLS2 的降低也影响了右心室心肌整体应变参数RVGLS。由此可以看出本研究联合应用右心室四腔心及两腔心切面分析右心室心肌整体纵向应变可反映TOF 术后早期右心室功能变化特点，为临床了解TOF 术后右心室心功能变化特点提供量化的影像学信息。

TOF 手术患者的右心室功能受肺动脉反流、右心室扩张、肺动脉再狭窄等多种因素的影响[14]。本研究多因素线性回归分析发现跨环补片手术及术前血氧饱和度为TOF 术后早期右心功能的独立影响因素，而受肺动脉瓣反流（PHT）及肺动脉分支发育情况（MGoon 比值）影响较小，这与DiLorenzo 等[10]研究结果相似。这反映了TOF 术后早期的右心功能可能主要与手术切口、跨环补片手术操作及长期低氧饱和度状态下心肌重构有关，这与国内学者孙思娟等[15]研究结果相似。近年来对TOF 的深入研究发现部分TOF 患者左肺动脉（LPA）与肺动脉主干（MPA）之间呈锐角[16]。此外，Chern 等[17]利用磁共振成像评估TOF 修复后的肺动脉血流，结果显示肺动脉分支的角度和几何形状可影响肺动脉血流，LPA 与MPA 之间的小夹角会导致出现LPA 反流。Kang 等[18]也证实了左、右肺动脉血流动力学参数在TOF 手术患者中的表现存在差异，LPA 返流率明显高于RPA。本研究发现肺动脉分支角度与RVGLS 呈现正相关性，左肺动脉与主肺动脉夹角越小时RVGLS 越低，这可能与肺动脉前向血流阻力增加及局部反流增多有关[17-18]。虽然多因素线性回归未显示肺动脉分支角度为右心室功能独立影响因素，但在我们的一项关于TOF 术后中晚期右心功能影响因素研究中，肺动脉分支角度与手术方式为影响TOF 术后右心功能的独立危险因素[19]，因此这需要我们在术前关注肺动脉分支的发育状况，为外科医生手术方式的制定提供参考依据。

本研究的局限性：研究所选二维切面仅限于右心室游离壁及室间隔，由于目前尚无理想的右室流出道几何模型，未将右室流出道运动情况考虑在内，在今后研究中我们也将继续探索手术前后右心室流出道室壁厚度及运动变化情况，以更加全面、准确地评估右心室整体功能。另外本研究样本量较少且缺乏中长期随访结果，因此仍需大样本、长期随访研究。

综上所述，斑点追踪成像技术右心室四腔心及两腔心结合能较全面地监测TOF 术后右心室心肌整体应变的变化，可作为TOF 术后右心室功能长期随访的工具。跨环补片手术及术前血氧饱和度与术后早期右心室收缩功能下降有关。