斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)評(píng)估室間隔缺損患兒左室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的初步研究

王夢(mèng)宣 張玉奇 吳蘭平 趙春 陳國(guó)珍

斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)評(píng)估室間隔缺損患兒左室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的初步研究

王夢(mèng)宣 張玉奇 吳蘭平 趙春 陳國(guó)珍

目的探討斑點(diǎn)追蹤成像（STI）技術(shù)在評(píng)估室間隔缺損（VSD）患兒左室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中的臨床價(jià)值。方法隨機(jī)選取VSD患兒36例（VSD組）和無(wú)心臟疾病的健康兒童36例（正常對(duì)照組），應(yīng)用實(shí)時(shí)三維超聲測(cè)量左室射血分?jǐn)?shù)；STI技術(shù)測(cè)量并記錄兩組左室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并對(duì)其結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。采用Pearson相關(guān)分析法分析左室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)參數(shù)與左室舒張末期容積及左室舒張末期容積指數(shù)的相關(guān)性。結(jié)果VSD組左室基底部旋轉(zhuǎn)角度、左室基底部旋轉(zhuǎn)角度峰值、左室扭轉(zhuǎn)角度及扭力均明顯大于正常對(duì)照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.01），心尖部旋轉(zhuǎn)角度及心尖部旋轉(zhuǎn)角度峰值差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.525、0.757）。左室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)參數(shù)與左室舒張末期容積、左室舒張末期容積指數(shù)及左室射血分?jǐn)?shù)均無(wú)相關(guān)性。結(jié)論STI可較為準(zhǔn)確地分析并評(píng)估VSD患兒左室節(jié)段及整體扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；左室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)參數(shù)較敏感地反映了左室心肌代償性運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)的存在。

斑點(diǎn)追蹤成像；室間隔缺損；心室功能，左；扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)

左室收縮是一復(fù)雜的空間形變過(guò)程，包括縱向、徑向、周向及扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)［1］。相較于傳統(tǒng)評(píng)估左室收縮功能的指標(biāo)，左室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)能夠進(jìn)一步提供心臟整體及局部的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。因此，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)左室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)對(duì)心臟病患兒的臨床診治十分重要［2］。斑點(diǎn)追蹤成像（speckle tracking imaging，STI）技術(shù)應(yīng)用最佳模式匹配技術(shù)追蹤識(shí)別心肌內(nèi)回聲斑點(diǎn)的空間運(yùn)動(dòng)，標(biāo)測(cè)連續(xù)不同幀之間同一位置的心肌運(yùn)動(dòng)軌跡，以此計(jì)算左室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的相關(guān)力學(xué)參數(shù)，從而評(píng)價(jià)心肌的運(yùn)動(dòng)［3］。本研究應(yīng)用STI技術(shù)對(duì)室間隔缺損（ventricular septal defect，VSD）患兒左室局部心肌旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及整體扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行初步研究，探討該技術(shù)評(píng)估VSD患兒左室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的臨床應(yīng)用價(jià)值。

資料與方法

一、研究對(duì)象

選取2015年10月至2016年3月在我院行超聲檢查的VSD患兒36例，其中男20例，女16例，年齡1～5歲，平均（3.44±1.57）歲，心率（100.44±11.75）次/min，身高（100.39±12.63）cm，體質(zhì)量（16.23±4.80）kg，體表面積（0.67±0.14）m2。根據(jù)參考文獻(xiàn)［4］將36例患兒分為：室間隔缺損位于膜周流入道＋小梁型25例，膜周融合型6例，肺動(dòng)脈下型4例，膜周流出道型1例；VSD大?。?.80±0.25）cm。所有患兒均無(wú)肺動(dòng)脈高壓，除外合并其他器質(zhì)性心臟疾病患兒。另隨機(jī)挑選經(jīng)體檢、心電圖及超聲心動(dòng)圖檢查無(wú)心臟疾病的健康兒童36例（正常對(duì)照組），其中男20例，女16例，年齡1～5歲，平均（3.43±1.59）歲，心率（95.11±8.11）次/min，身高（104.42±11.57）cm，體質(zhì)量（17.37±3.90）k g，體表面積（0.71±0.11）m2。兩組間性別、年齡、心率、身高、體質(zhì)量及體表面積比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

二、儀器與方法

1.儀器：使用PhilipsiE 33彩色多普勒超聲診斷儀，二維超聲檢查使用S8-3和S5-1探頭，頻率3～8MHz和2～4MHz；實(shí)時(shí)三維超聲檢查使用X7-2探頭，頻率2～7MHz。配備QLAB 8.1超聲工作站。

2.方法：受檢兒童取側(cè)臥位，同步記錄胸導(dǎo)聯(lián)心電圖，采集左室短軸（二尖瓣環(huán)水平、心尖水平）切面的清晰二維灰階動(dòng)態(tài)圖像；切換至實(shí)時(shí)三維超聲模式，于心尖四腔切面獲得理想的左室圖像后，按“Full volume”鍵，啟動(dòng)Acquire功能鍵，收集連續(xù)4個(gè)以上穩(wěn)定的心動(dòng)周期全容積立體圖像。數(shù)據(jù)資料庫(kù)以DICOM形式儲(chǔ)存在CD-ROM中，導(dǎo)出至Qlab 8.1軟件工作站待進(jìn)一步脫機(jī)處理分析。

3.圖像處理：?jiǎn)?dòng)儀器自帶的Qlab 8.1軟件中的CMQ插件，選中需分析的動(dòng)態(tài)短軸二維圖像，點(diǎn)擊ROI按鍵，基底部選擇SAX B鍵，心尖部選擇SAX A按鍵，適當(dāng)調(diào)整后按“compute”按鈕，即可得到左室相應(yīng)各節(jié)段旋轉(zhuǎn)曲線(xiàn)?；撞啃D(zhuǎn)曲線(xiàn)為大致趨勢(shì)波谷向下四條不同顏色的拋物線(xiàn)，心尖部旋轉(zhuǎn)曲線(xiàn)為大致趨勢(shì)波峰向上的拋物線(xiàn)，其中綠色代表整體扭轉(zhuǎn)，獲取綠線(xiàn)最大的扭轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)角度。左室整體扭轉(zhuǎn)角度峰值=左室心尖部扭轉(zhuǎn)角度峰值-左室基底部扭轉(zhuǎn)角度峰值，扭力=整體扭轉(zhuǎn)角度峰值/左室舒張末期長(zhǎng)軸長(zhǎng)度。

啟動(dòng)Qlab 8.1中3DQAdvance插件，首先確認(rèn)心尖四腔切面位置顯示正確，使垂直和水平線(xiàn)交界點(diǎn)通過(guò)左室中心。選擇左室容積最大的一幀圖像定為舒張末期（心電圖位于P波后），左室容積最小的一幀圖像定為收縮末期（心電圖位于T波處）。于心尖四腔切面和心尖二腔切面分別選定5個(gè)心內(nèi)膜取樣點(diǎn)（即二尖瓣環(huán)上4個(gè)點(diǎn)＋心尖部），點(diǎn)擊“sequential analysis”，軟件自動(dòng)追蹤描記左室心內(nèi)膜邊界，生成左室?guī)缀文Ｐ惋@示整個(gè)心動(dòng)周期左室容量變化，追蹤不滿(mǎn)意的圖像可以手動(dòng)修改。軟件自動(dòng)測(cè)得舒張末期容積（left ventricular end diastolic volume，LVEDV）、每搏輸出量（stroke volume，SV）及射血分?jǐn)?shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）等指標(biāo)；容積測(cè)值采用體表面積標(biāo)準(zhǔn)化為容積指數(shù)。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

結(jié)果

一、兩組超聲檢查指標(biāo)比較

VSD組患兒左室舒張末期內(nèi)徑、LVEF、LVEDV指數(shù)及SV指數(shù)均大于正常對(duì)照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），LVEDV和SV均大于正常對(duì)照組，但差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.308、0.258）。見(jiàn)表1。

二、兩組左室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)情況

左室短軸扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：從心尖向心底方向觀(guān)察，VSD組患兒與正常對(duì)照組一致，從左室基底部先逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，后主要為順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，心尖部則先順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，后主要為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。見(jiàn)圖1～4。

左室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)參數(shù)比較：VSD組左室基底部旋轉(zhuǎn)角度、左室基底部旋轉(zhuǎn)角度峰值、左室扭轉(zhuǎn)角度及扭力均明顯大于正常對(duì)照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.01），心尖部旋轉(zhuǎn)角度及心尖部旋轉(zhuǎn)角度峰值與正常對(duì)照組比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.525、0.757）。見(jiàn)表2。

表1 兩組超聲檢查指標(biāo)比較（±s）

表1 兩組超聲檢查指標(biāo)比較（±s）

M-LVDD：M型超聲測(cè)得的左室舒張末期內(nèi)徑；M-LVEF：M型超聲測(cè)得的左室射血分?jǐn)?shù)；3DQA-LV EDV：實(shí)時(shí)三維超聲測(cè)得的左室舒張末期容積；3DQA-LV EDVI：實(shí)時(shí)三維超聲測(cè)得的左室舒張末期容積指數(shù)；SV：每搏輸出量；SVI：每搏輸出量指數(shù)；3DQA-LVEF：實(shí)時(shí)三維超聲測(cè)得的左室射血分?jǐn)?shù)。

組別M-LVDD（cm）M-LVEF（%）3DQA-LVEDV（m l）3DQA-LVEDVI（ml/m2）SV（m l）SVI（m l/m2）3DQA-LVEF（%）VSD組3.66±0.46 69.41±4.93 39.82±19.88 58.72±17.77 23.30±11.78 34.36±0.58 58.56±2.12正常對(duì)照組3.39±0.25 65.11±4.15 35.83±12.22 50.20±12.88 20.65±7.49 28.89±7.89 59.14±2.35 P值0.014 0.000 0.308 0.023 0.258 0.015 0.147

圖1 對(duì)照組基底部左室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)

圖2 對(duì)照組心尖部左室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)

圖3 VSD組基底部左室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)

圖4 VSD組心尖部左室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)

表2 兩組左室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)參數(shù)比較（±s）

表2 兩組左室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)參數(shù)比較（±s）

BR：基底部旋轉(zhuǎn)角度；PBR：基底部旋轉(zhuǎn)角度峰值；AR：心尖部旋轉(zhuǎn)角度；PAR：心尖部旋轉(zhuǎn)角度峰值；Ptw：左室整體扭轉(zhuǎn)角度峰值；Ptw/L：扭力。

BR（°）PBR（°）AR（°）PAR（°）VSD組6.62±2.63-4.60±2.61 3.22±1.57 2.10±1.62 6.70±2.94 1.27±0.59正常對(duì)照組4.85±1.11-2.68±0.99 3.26±1.55 2.05±0.99 4.73±1.33 0.88±0.24 P值0.000 0.000 0.525 0.757 0.001 0.002組別Ptw（°）Ptw/L（°/cm）

三、相關(guān)性分析

VSD患兒左室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)參數(shù)與LVEDV及LVEDV指數(shù)均無(wú)明顯相關(guān)性；VSD患兒左室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)參數(shù)與M型超聲測(cè)得LVEF及實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖測(cè)得LVEF均無(wú)明顯相關(guān)性。

討論

左室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是指心尖部相對(duì)于基底部的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在左室收縮期射血及舒張?jiān)缙诔溆衅鹬匾饔茫?］。左室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律為從心尖向心底方向觀(guān)察，左室基底部先逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，后主要為順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，心尖部則先順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，后主要為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。本研究中VSD患兒符合上述扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律。左室內(nèi)膜或外膜收縮功能的改變、左室重塑及纖維結(jié)構(gòu)的改變等均能在左室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中得到體現(xiàn)，因此正常或病變的心臟其收縮及舒張功能改變均能通過(guò)心臟扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)評(píng)價(jià)［6-8］。心臟扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)能夠提供心臟整體及局部的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。

STI技術(shù)通過(guò)識(shí)別二維圖像上的心肌回聲斑點(diǎn)來(lái)追蹤心肌的運(yùn)動(dòng)軌跡，顯示心尖及心底水平旋轉(zhuǎn)角度隨心動(dòng)周期的變化曲線(xiàn)，并計(jì)算相關(guān)平面旋轉(zhuǎn)角度及左室整體扭轉(zhuǎn)角度。Notomi等［9］對(duì)比STI技術(shù)與MRI和組織多普勒測(cè)量左室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，結(jié)果證實(shí)STI與MRI和組織多普勒的檢測(cè)結(jié)果具有良好的相關(guān)性（r=0.93、0.94）。

VSD由于存在體循環(huán)向肺循環(huán)的左向右異常分流，導(dǎo)致肺循環(huán)血流量增加，進(jìn)而導(dǎo)致左心容量負(fù)荷過(guò)重，不同程度地影響左室功能。本研究發(fā)現(xiàn)，VSD組患兒M型超聲測(cè)得的左室舒張末期內(nèi)徑、實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖測(cè)得的LVEDV指數(shù)及SV指數(shù)均大于正常對(duì)照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），這與VSD患兒左向右分流引起的左室容量負(fù)荷增加及左心重構(gòu)相符。金丹等［10］認(rèn)為左向右分流先天性心臟病所導(dǎo)致的左容量負(fù)荷增加對(duì)左室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及心尖部旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)有影響，對(duì)左室基底部旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)影響不明顯。而莊燕等［10］研究發(fā)現(xiàn)VSD患者左室基底部的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)更易受到血流動(dòng)力學(xué)的影響。Dong等［12］研究亦發(fā)現(xiàn)，V SD患者介入術(shù)前后左室基底部的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)更易受到左室容量變化的影響，心尖部旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)參數(shù)變化不明顯。本研究發(fā)現(xiàn)VSD組左室基底部旋轉(zhuǎn)角度、左室基底部旋轉(zhuǎn)角度峰值、左室扭轉(zhuǎn)角度及扭力均明顯大于正常對(duì)照組（均P＜0.01），而心尖部旋轉(zhuǎn)角度及心尖部旋轉(zhuǎn)角度峰值與正常對(duì)照組比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這說(shuō)明VSD左向右分流導(dǎo)致左心容量負(fù)荷增加時(shí)，主要是左室基底部旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的增強(qiáng)導(dǎo)致左室整體扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的增強(qiáng)，與文獻(xiàn)［13-14］報(bào)道一致。推測(cè)原因可能為心臟扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)受到左室基底部心肌旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的影響更大，也可能與左室基底部心外膜心肌力矩增大有關(guān)。此外，基底部心肌也可能更易受容量負(fù)荷影響。亦有研究［13］認(rèn)為左室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是心室對(duì)于不同負(fù)荷狀態(tài)做出的適應(yīng)機(jī)制，左室容量負(fù)荷增大，基底部心肌代償性旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，這與LVEF增加相符。此外，左室擴(kuò)大所致左室心內(nèi)膜與心外膜心肌纖維間跨壁應(yīng)變梯度增大，亦可能為左室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)的原因之一。

本研究中，VSD患兒M型超聲測(cè)得的LVEF較正常對(duì)照組增高，左室整體扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及基底部旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，提示左室心肌代償性收縮活動(dòng)增強(qiáng)；而實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖測(cè)得的LVEF與正常對(duì)照組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，應(yīng)用STI技術(shù)測(cè)得的左室基底部心肌旋轉(zhuǎn)角度及左室扭轉(zhuǎn)角度峰值在兩組間比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），說(shuō)明在評(píng)價(jià)左室收縮功能時(shí)，左室旋轉(zhuǎn)及扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)參數(shù)可能較傳統(tǒng)的LVEF等參數(shù)更敏感。本研究進(jìn)一步分析VSD患兒左室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)參數(shù)與實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖測(cè)得的LVEDV及LVEDV指數(shù)的相關(guān)性發(fā)現(xiàn)，左室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)參數(shù)與LVEDV及LVEDV指數(shù)并無(wú)相關(guān)性。據(jù)此認(rèn)為，容量負(fù)荷增加，左室基底部及左室整體扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)與左室容量并無(wú)明顯相關(guān)性。對(duì)于左室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)參數(shù)與容量負(fù)荷的相關(guān)性有待于進(jìn)一步研究和證實(shí)。

綜上所述，STI可較為準(zhǔn)確地分析并評(píng)估VSD患兒左室節(jié)段及整體扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。左室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)參數(shù)較敏感地反映了左室心肌代償性運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，在以后的研究中需注意心臟負(fù)荷狀態(tài)改變對(duì)左室旋轉(zhuǎn)及扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的影響。

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Prelim inary clinical reseach of the left ventricular tw ist and rotation in
children w ith ventricular septal defectby s peckle t racking i maging

WANGMengxuan，ZHANGYuqi，WU Lanping，ZHAOChun，CHENGuozhen Departmentof Pediatric Cardiology，ShanghaiChildren’sMedicalCenter，Shanghai Jiaotong University Schoolof Medicine，Shanghai200127，China

ObjectiveTo evaluate the clinical value of speck le tracking imaging（STI）in evaluating the leftventricular twist and rotation in children with ventricular septal defect（VSD）.M ethods Childrdn with ventricular septal defect（36 cases）as the case group，age and sex matched normal children（36 cases）as the control group，left ventricular ejection fraction were obtained by real-time three-dimensional echocardiography，STI was used to measure the left ventricular twist and rotation parameters of two groups，t he results was compared and analyzed.The correlation between left ventricular twist and rotation parameters and left ventricular and diastolic volume and its index，and ejection fraction were analyzed by Pearson correlation analysis.Results In the VSD group，the leftventricularbasal rotation angle，peak of the leftventricularbasal rotation angle，peak of the left ventricular twist angle and tor sion were significantly greater than th ose in the control group（all P＜0.01），while the apical rotation and peak of the apical rotation angle had no statistical significance compared with the control group（P=0.525，0.757）.T here was no significant correlation between left ventricular twist and rotation parameters，and left ventricular diastolic volume and its index，and ejection fraction.Conclusion STI can be used to analyze the left ventricular segemental and global twist and rotation accurately，and the compensatory of left ventricularmyocardium can be reflected by left ventricular twistand rotation parameterssensitively.

Speckle tracking imaging；Ventricular septaldefect；V entricular function，left；T wist and rotation

R541.1；R540.45

A

2016-07-07）

200127上海市，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬上海兒童醫(yī)學(xué)中心心內(nèi)科

陳國(guó)珍，Email：chenguozhen2001@aliyun.com