龐 虹(綜述)，陳智毅(審校) （廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第三醫(yī)院超聲醫(yī)學(xué)科，廣東廣州 510150）

提 要：基礎(chǔ)超聲技術(shù)對評價患兒左室射血分?jǐn)?shù)結(jié)果往往不明確，而斑點追蹤技術(shù)則可通過檢測室壁的運(yùn)動較好地評價其心肌的形變等指標(biāo)，為評價小兒心肌功能提供一種新方法。該文對斑點追蹤成像在小兒心室功能評價的應(yīng)用及其研究進(jìn)展作了綜述。

超聲心動圖對于成人、兒童乃至新生兒的心臟功能及結(jié)構(gòu)評價均有良好效果[1]，已成為心臟檢查的必要手段。新生兒的循環(huán)系統(tǒng)發(fā)育還不完善，是由新生兒循環(huán)向成人循環(huán)過渡的過程，具體表現(xiàn)在心率、血壓、氧飽和度改變等[2]，從新生兒出生到成年期間小兒的心功能可能隨其生長發(fā)育與疾病進(jìn)展造成不同程度影響，所以及時有效評價不同時期小兒的心臟功能具有重要的臨床意義[3]。斑點追蹤技術(shù)也稱為組織追蹤技術(shù)，是本世紀(jì)初出現(xiàn)的一種新興技術(shù)，能夠準(zhǔn)確評價心肌功能。由于二維斑點追蹤技術(shù)對圖像質(zhì)量及幀頻要求較高等因素，其僅被大量應(yīng)用于成人心功能評價，對兒童、幼兒、嬰兒及新生兒的研究相對較少，但目前已有研究表明斑點追蹤技術(shù)是可以在小兒左、右室功能評價中進(jìn)行重復(fù)測量[4]，尤其是對心肌縱向應(yīng)變—來自心臟三個平面的心肌感興趣區(qū)域的縱向形變評估，對小兒心功能的評價及預(yù)后提供了參考價值。本文就斑點追蹤成像在小兒心室功能評價的應(yīng)用及其研究進(jìn)展作一綜述。

1 斑點追蹤技術(shù)概述及其優(yōu)勢

斑點追蹤技術(shù)的原理是以二維圖像為基礎(chǔ)，選定心臟室壁中感興趣的區(qū)域，再根據(jù)分析軟件自動跟蹤感興趣區(qū)域的心肌組織位移，對其運(yùn)動情況進(jìn)行精確的分析。斑點追蹤的參數(shù)主要包括應(yīng)變及應(yīng)變率的測量。應(yīng)變是指心肌長度變化與原心肌長度的比值，即心肌形變的程度；應(yīng)變率是指心肌形變的速度；其參數(shù)還包括：縱向應(yīng)變、環(huán)向應(yīng)變及徑向應(yīng)變、速度位移、扭曲、扭轉(zhuǎn)及解旋等[6]。正常心肌由三層肌纖維構(gòu)成，每一層的有其各自的排列：共分為內(nèi)縱、中環(huán)、外斜，并具有不同的運(yùn)動方向，其中研究指出徑向應(yīng)變表現(xiàn)為基底段最大，其次為中間段，心尖段最低，環(huán)向及縱向應(yīng)變表現(xiàn)為心尖段最大，中間段其次，基底段最低[7]。斑點追蹤技術(shù)的操作方法為動態(tài)留取心尖三腔心、心尖四腔心及二腔心連續(xù)3個心動周期二維圖像，用于自動軟件分析。斑點追蹤技術(shù)衍生技術(shù)包括應(yīng)變、應(yīng)變率、二維應(yīng)變超聲心動圖、自動功能成像、速度向量成像、三維斑點追蹤成像等。斑點追蹤技術(shù)相對其他超聲技術(shù)的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在沒有角度依賴性，客觀地評價心肌的整體、節(jié)段以及旋轉(zhuǎn)的形變及運(yùn)動情況[5]。三維斑點追蹤成像是在斑點追蹤技術(shù)基礎(chǔ)上，結(jié)合三維容積成像，同樣可以測量心肌縱向、徑向、環(huán)向形變，三維斑點追蹤還可對心腔變化面積進(jìn)行測量，它較二維斑點的優(yōu)點是容積時限短，僅存取一次切面；其不足之處為幀頻較少，分辨率較低，從而導(dǎo)致應(yīng)變值偏低；二維斑點常常由于運(yùn)動軌跡的偏離，導(dǎo)致追蹤過程不連續(xù)[8]。不同斑點追蹤衍生技術(shù)亦有各自的優(yōu)勢與局限性，因此，斑點追蹤技術(shù)在評價小兒心功能的臨床應(yīng)用中，需結(jié)合各自特點與臨床需求，為診斷提供更好、更有價值的參數(shù)。

2 斑點追蹤技術(shù)在早產(chǎn)兒、新生兒及健康兒童中的應(yīng)用對比

早產(chǎn)兒、新生足月兒及健康兒童在不同時期斑點追蹤技術(shù)所測得的應(yīng)變不同。El-Khuffash等[9]初步總結(jié)了不同學(xué)者對不同胎齡早產(chǎn)兒和足月的臨床應(yīng)用和心肌應(yīng)變的可用參考范圍，討論無并發(fā)癥的早產(chǎn)兒心肌力學(xué)成熟模式，在早產(chǎn)兒的過渡期早期，應(yīng)變與心臟后負(fù)荷之間呈負(fù)相關(guān)，與前負(fù)荷量之間呈正相關(guān)，并得出早產(chǎn)兒左室心肌應(yīng)變和應(yīng)變率較足月兒明顯減低的結(jié)論。目前的研究對于循環(huán)系統(tǒng)的發(fā)育具體機(jī)制尚未完全清楚，對于早產(chǎn)兒來說，其對氧的敏感性不如足月兒，早產(chǎn)兒卵圓孔與動脈導(dǎo)管閉合緩慢，并且容易合并一些并發(fā)癥如支氣管肺發(fā)育不良、缺血缺氧性腦病、肺動脈高壓及母親伴隨疾病對胎兒的影響等。Levy等[10]研究發(fā)現(xiàn)新生兒從出生至嬰兒期右室的應(yīng)變比左室相對較高，與左室應(yīng)變相比呈逐漸增加趨勢；動脈導(dǎo)管未閉存在與否在新生兒生命的5～7天使其左室及右室應(yīng)變較正常新生兒偏高，若引起較大的血流動力學(xué)改變或合并其他并發(fā)癥時需做進(jìn)一步考慮；無并發(fā)癥早產(chǎn)兒的左室縱向應(yīng)變在生命的最初7天逐漸增加，隨后在出生后1年內(nèi)保持穩(wěn)定，同時該研究再一次體現(xiàn)了斑點追蹤技術(shù)在小兒應(yīng)用中的可行性與再現(xiàn)性。

健康兒童生長過程中其左心室縱向應(yīng)變受性別、身高、身體質(zhì)量、心率、射血分?jǐn)?shù)因素影響小，可作為臨床評估左心室功能的良好可靠指標(biāo)，研究發(fā)現(xiàn)正常兒童左心室縱向收縮功能在青春期呈增強(qiáng)趨勢，右心室縱向收縮功能強(qiáng)于左心室[11]。Levy等[12]進(jìn)行了二維斑點追蹤超聲心動圖在兒童左心室應(yīng)變測量的參考范圍的系統(tǒng)回顧和Meta分析，認(rèn)為左室短軸各節(jié)段的應(yīng)變值受年齡、心率的影響較小，并定義了兒童的應(yīng)變的相關(guān)參考值(健康兒童的平均左室縱向應(yīng)變?yōu)椋?0.2%)。關(guān)于小兒心肌功能的方面，還需要更加大量的臨床研究去證實。

3 斑點追蹤技術(shù)在小兒心肌功能損害中的臨床應(yīng)用

由于超聲心動圖應(yīng)用于小兒的心功能評價方面器械、研究人群年齡等不同，對于各類疾病對小兒心功能的影響評價還處于研究階段，在取得一致的相關(guān)研究成果的前提下同時存在個體差異，因此，斑點追蹤技術(shù)在小兒心功能評價方面發(fā)展較慢。以下為不同學(xué)者使用斑點追蹤技術(shù)對影響小兒心肌功能損害典型疾病中的研究進(jìn)展。

3.1 斑點追蹤技術(shù)對肥胖兒童心肌應(yīng)變的研究

在單純性肥胖的兒童中心肌功能評價中，斑點追蹤亦發(fā)揮了一定的優(yōu)勢，鄧藝雯等[13]提出用斑點追蹤技術(shù)評價單純性肥胖兒童心肌功能，發(fā)現(xiàn)肥胖組心肌的縱向應(yīng)變較正常組明顯減低，徑向與周向應(yīng)變也相對減低，而兩組間左室射血分?jǐn)?shù)、收縮末期內(nèi)徑與容量、舒張末期內(nèi)徑與容量無明顯差異，這一研究結(jié)果與Binneto?lu等[14]的研究結(jié)果是一致的，研究結(jié)果顯示雖然肥胖組與正常組兒童之間的左室射血分?jǐn)?shù)沒有差異，但是在肥胖組中左室二維斑點追蹤縱向應(yīng)變較低，表明在沒有其他合并癥的情況下肥胖對左室功能的影響可在早期被發(fā)現(xiàn)。而右室應(yīng)變和應(yīng)變率在肥胖組中更高，右室E'/A'比值顯著降低，可能是心肌舒張功能初期受損的表現(xiàn)，此有待進(jìn)一步研究。兒童肥胖是重要的公共衛(wèi)生問題之一，可增加成年患高血壓等心腦血管疾病的風(fēng)險，因此需要早期給予干預(yù)。鄧藝雯等[13]研究中還發(fā)現(xiàn)，肥胖組的左室壁厚度、左室的質(zhì)量等均較對照組增加，說明肥胖已經(jīng)給心臟帶來負(fù)擔(dān)，致使體內(nèi)一些細(xì)胞因子誘導(dǎo)心肌發(fā)生重構(gòu)；當(dāng)心肌發(fā)生缺血時，最先累及的便是心內(nèi)膜，從而造成縱向應(yīng)變首先減低，而后隨著病情的進(jìn)一步進(jìn)展，發(fā)生心肌各個方向的應(yīng)變減低，心肌受損嚴(yán)重，所以，需要有相對準(zhǔn)確的手段去評價其早期的亞臨床改變，斑點追蹤技術(shù)作為輔助檢查的重要手段之一，可為患者的臨床診療提供指導(dǎo)性建議。

3.2 斑點追蹤技術(shù)在糖尿病母親患兒中的應(yīng)用

糖尿病母親出生的嬰兒往往可以發(fā)生數(shù)種并發(fā)癥，其中包括對嬰兒心肌的損害，包括結(jié)構(gòu)性和功能性的損害，斑點追蹤技術(shù)可以評價此類嬰兒的心肌功能損害，為臨床提供一定參考價值。糖尿病母親對嬰兒心肌的影響還包括：合并先天性心臟畸形概率大，可造成嬰兒心肌細(xì)胞增生，使心肌組織增厚，使其纖維化、凋亡等。Al-Biltagi等[15]研究妊娠期及妊娠前期糖尿病母親對嬰兒心肌的不同影響，并用正常健康母親嬰兒作為對照組，發(fā)現(xiàn)研究組比對照組心肌收縮及舒張功能明顯下降，具體表現(xiàn)在三尖瓣環(huán)E/A值和S波明顯降低。二維斑點追蹤顯示妊娠前后與正常對照組之間患兒心肌應(yīng)變差異有統(tǒng)計學(xué)意義，而且妊娠前期診斷為糖尿病的母親比妊娠期糖尿病母親的胎兒更容易發(fā)生心肌應(yīng)變的受損。Zadblah等[16]對沒有心臟結(jié)構(gòu)性改變嬰兒的心功能進(jìn)行評價，提示斑點追蹤對心臟功能的亞臨床下降，同樣具有指導(dǎo)意義。不僅如此，李江濤等[17]通過斑點追蹤技術(shù)對妊娠期糖尿病孕婦的不同胎齡的胎兒心功能情況進(jìn)行評價，發(fā)現(xiàn)胎齡越大的患兒，除室壁增厚外，其左室側(cè)壁的收縮和舒張期峰值速度越低，應(yīng)變和應(yīng)變率可以保持不變，部分心肌可起到一定代償作用。糖尿病母親胎兒與妊娠期糖耐量異常母親胎兒相比其心肌運(yùn)動速度差別不明顯，而二者同正常對照組相比差異顯著，左室扭轉(zhuǎn)角度較正常對照組偏高。不僅僅是左室功能，右心循環(huán)在胎兒血液循環(huán)中也占有重要地位，斑點追蹤技術(shù)同樣可在右心功能研究中起重要作用。

3.3 斑點追蹤技術(shù)評價支氣管肺發(fā)育不良患兒的心肌損害

研究發(fā)現(xiàn)斑點追蹤技術(shù)對評估及預(yù)測主要不良心肺事件可能具有更高的預(yù)后價值，因此不同學(xué)者有針對性的對伴隨呼吸系統(tǒng)癥狀的心功能變化進(jìn)行研究，為兒科臨床過程中心功能的評價帶來更為有益的幫助。例如：Czernik等[18]研究提示斑點追蹤顯示支氣管肺發(fā)育不良患兒的左室心肌應(yīng)變值早期可高于正常嬰兒，尤其是第1周內(nèi)，右室的應(yīng)變值顯著高于正常嬰兒；在新生兒出生后的前兩周心臟呈迅速發(fā)育，而2周后至28 d內(nèi)斑點追蹤參數(shù)在統(tǒng)計學(xué)上沒有顯著差異。早產(chǎn)兒會較正常新生兒的左心室縱向應(yīng)變值低，在新生兒期間有和沒有支氣管肺發(fā)育不良的患兒在常規(guī)血流動力學(xué)參數(shù)(心率除外)和斑點追蹤參數(shù)間的測值有顯著差異；Levy等[10]報道同樣證實了在早產(chǎn)兒中支氣管肺發(fā)育不良和肺動脈高壓時對其右室及室間隔應(yīng)變所帶來的負(fù)面影響；Blanca等[19]也發(fā)現(xiàn)與支氣管肺發(fā)育不良相關(guān)的肺動脈高壓可能對右室功能產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，未來斑點追蹤技術(shù)在患兒心肺發(fā)育不良疾病的診斷中將會發(fā)揮更大的優(yōu)勢。

3.4 斑點追蹤技術(shù)在其他小兒心血管疾病中的應(yīng)用

斑點追蹤在小兒臨床診斷中的應(yīng)用還包括很多方面，例如：心肌缺血性疾病-小兒川崎病等，Xu等[20]評價急性期川崎病患兒較正常兒童左室收縮期縱向應(yīng)變明顯減低，用藥治療后明顯好轉(zhuǎn)；斑點追蹤還可評價藥物治療及化療后心肌功能改變[21]。高學(xué)偉等[22]以三維斑點追蹤成像評價兒童急性病毒性心肌炎的心肌改變，發(fā)現(xiàn)使用藥物治療后，患兒左心室整體收縮功能在治療后縱向、徑向及周向應(yīng)變均高于治療前；研究證實母親妊娠期高血壓子癇前期的病理生理改變可對胎兒的心功能以及圍產(chǎn)兒情況帶來一定影響[23]； 李玲玲等[24]用二維斑點追蹤技術(shù)評價母親患妊娠高血壓綜合征對胎兒心肌功能的影響，認(rèn)為胎兒心肌應(yīng)變能力照正常母親胎兒減低；Breatnach等[25]利用斑點追蹤技術(shù)發(fā)現(xiàn)患有缺血缺氧性腦病的早產(chǎn)兒其心肌的旋轉(zhuǎn)力學(xué)減低。同時斑點追蹤技術(shù)還可應(yīng)用于其他先天性心臟病、心肌病變、心臟手術(shù)治療前后的心功能評價等[26-28]。

4 小結(jié)

綜上所述，斑點追蹤技術(shù)在兒科臨床中的應(yīng)用，我們可以看到包括以上各個方面，它可以較好地對心肌的形變進(jìn)行追蹤評價，但也有其不足之處，比如該技術(shù)對幀頻要求較高[29]，不管是二維還是三維斑點追蹤，后期都需要人為去界定心肌心內(nèi)膜的邊界，因此對操作者的經(jīng)驗也是考驗之一。斑點追蹤的進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用的前提是要采用一定的規(guī)范性，學(xué)者已經(jīng)為我們提供了大量的臨床研究，填補(bǔ)了對小兒心功能評價的不足。斑點追蹤技術(shù)未來還會被更多應(yīng)用于右室及心房功能的評價，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，它的實用性會得到進(jìn)一步的提高，從而為心血管疾病的預(yù)測、診斷、治療等帶來不可替代的價值。