定量組織速度成像技術評價兒童充血性心力衰竭左室局部心肌舒張功能的研究

姚大陸

(長春市兒童醫院,吉林 長春130061)

本研究應用定量組織速度成像(QTVI)技術評估兒童充血性心力衰竭(CHF)患者左室壁各節段心肌縱軸方向上運動力學特征的價值,評價兒童CHF左室局部心肌舒張功能。

1 材料與方法

1.1 研究對象 自2005年10月至2008年3月來長春市兒童醫院臨床診斷為充血性心力衰竭的門診或住院患者,入選標準:①按照美國紐約心臟病學會(NYHA)心功能分級方案,將患兒劃分為I-IV級。②根據客觀的檢查手段如心電圖、負荷實驗、X線、超聲心動圖來評估心臟病變的嚴重程度,分為A、B、C、D四級。③左室射血分數(LVEF)≤40%。除外標準:心臟圖像顯示不清者。對照組入選標準:①無心臟疾患兒童。②心電圖結果正常。③心臟X線結果正常。④血壓正常。CHF組:31例,男11例,女20例,年齡1月-11歲,平均年齡4.32±3.37歲。對照組:31例,男12例,女19例,年齡1月-11歲,平均年齡4.41±3.12歲。

1.2 儀器 采用GE公司生產的Vivid7 Pro彩色超聲診斷儀,配置有QTVI、TT及解剖M型等成像新技術。M7s心臟探頭,探頭頻率3.0-8.0MHz,探測深度4-10厘米,掃描角度90-120,幀頻＞70幀/秒。QTVI可自動定量分析八個不同心肌節段的同步組織多普勒曲線,并顯示時相、速度、加速度等參數。

1.3 方法

1.3.1 受檢患兒左側臥位,同步記錄心電圖(ECG)。取標準心尖四腔心切面、心尖二腔心切面及心尖左室長軸切面,為描述室壁局部運動異常部位及進行定量分析,人為的將左室心肌分為六個室壁,分別為前壁(LVAW)、下壁(LVIW)、后間隔(PS)、側壁(LVLW)、前間隔(AS)、后壁(LVPW),每個室壁分為四個節段:二尖瓣瓣環(Mva)、左室基底段(Bas)、中間段(Mid)、心尖段(Apex)。應用M 型超聲及二維超聲測量左心室舒末內徑(LVDd)、左心房內徑(LA)、室間隔及左室后壁舒張期厚度(IVSd及LVPWd),舒張期二尖瓣口的脈沖多普勒頻譜E峰及A峰及等容舒張時間(IRT)。應用二維彩色TVI,調節幀頻＞70幀/秒,存儲左室壁各節段縱軸方向3個完整心動周期的動態圖像原始數據,并存入硬盤。

1.3.2 將存儲的原始數據圖,根據美國超聲心動圖學會劃分的左室節段標準應用QTVI分析軟件逐段進行分析:①心尖四腔心切面顯示左室側壁(LVLW)和后間隔(PS)。②心尖二腔心切面顯示左室前壁(LVAW)和左室下壁(LVIW)。③心尖左室長軸切面顯示前間隔(AS)和左室后壁(LVPW)。在每個室壁選擇四個位點進行取樣分析,分別為:①近二尖瓣環(MVA)處;②左室基底段(Bas)中點處:③中間段(Mid)中點:④心尖段(Apex)中點處的內膜下心肌層。在同一切面上同步獲取8個取樣點的心肌組織多普勒速度曲線圖(見圖1),橫坐標為時間坐標,單位為(ms),縱坐標為速度坐標,單位為(mm/s),分析時保持多普勒聲束盡量平行于每一室壁節段,以檢測到室壁各節段心肌沿縱軸方向的最大運動速度。取樣區的大小設定為3 mm×3 mm。分別測量各節段縱軸方向局部心肌舒張運動參量:①等容舒張期峰速(Vir);②快速充盈期峰速(Ve);③心房收縮期峰速(Va);④Ve/Va比值;⑤二尖瓣E/A的比值。在測量中取3個心動周期的平均值。

2 結果

2.1 常規超聲心動圖檢測兩組的左室舒張功能

CHF組的 LVDd、LA明顯大于對照組(P＜0.05),而E/A比值明顯低于對照組(P＜0.05)。

2.2 QTVI檢測兩組的左室局部舒張功能

CHF組與對照組的QTVI曲線圖顯示不同節段心肌在同一心動周期內的同步運動曲線,Vir、Ve、Va與ECG對應的時相清晰、確切。兩組患兒左室各節段心肌的Vir、Ve/Va都顯示出從二尖瓣瓣環向心尖方向逐漸減低的趨勢,二尖瓣瓣環最大,心尖段最小,同一室壁不同節段心肌的運動速度和位移差異顯著(P＜0.01)。見圖1。CHF組與對照組相比較左室壁各節段的 Vir、Ve、Va、Ve/Va、均明顯減低(P＜0.05)。CHF組心肌的不同節段在同一個心動周期內同步運動曲線特征及Vir、Ve、Va參數顯示見圖2。CHF組部分二尖瓣E/A比值＜1。對照組兒童的后壁、前壁、下壁心肌運動速度差異無顯著意義,P＞0.05。前間隔、后間隔及側壁心肌運動速度差異較大,P＜0.05;而CHF組患兒前壁、后壁各節段心肌的運動速度和位移比其他節段心肌的運動速度和位移小,P＜0.05。

圖1 對照組兒童的不同節段心肌 Ve、Vs、Va的變化,表現為從心底到心尖逐漸減小的規律

圖2 CHF患兒的不同節段心肌 Ve、Va的變化,表現為Ve峰值速度減低,Ve/Va＜1

3 討論

CHF是嚴重威脅兒童健康的主要心血管疾病之一,準確評估CHF患兒心功能對指導臨床治療具有重要價值,目前無創評價舒張功能常用指標有房室瓣口血流頻譜測量的E/A、減速時間、等容舒張期時間及肺動脈血流頻譜測量的S/D等,易受心率、呼吸、左室順應性、二尖瓣嚴重反流、左心室收縮功能下降、透聲條件等因素的影響。多項研究表明QTVI技術能夠檢測出常規二維超聲無法目測的室壁運動異常[1,2]。

本研究中,CHF患兒Vir減低,甚至出現負向或消失,IRT延長。原因可能為等容舒張期在心臟長軸方向上心肌局部主動舒張力下降或喪失,運動速度顯著下降、甚至消失,舒張功能嚴重受損,并由此導致心肌沿縱軸方向的反向運動。同時,也使心肌喪失主動舒張的正常整體協同運動,產生舒張期室壁運動不協調,速度的大小和方向出現異常。這種雜亂無序的快速運動無疑會造成大量的能量消耗。Ve、Va明顯下降,其原因可能在于舒張期心肌的主動伸長能力減低,各節段出現不協調的異常運動,盡管局部心肌運動的速度高,但是相互抵消,整體上使向心底的協調運動減弱。本研究CHF組3例患兒Ve/Va降低,可能是Ve降低后Va代償升高的結果。

近來研究發現二尖瓣口血流頻譜對輕度舒張功能受損時很敏感,但在中度舒張功能損傷時可出現假性正常,并較易受多種因素影響。在CHF患兒中,部分病例二尖瓣血流頻譜E/A測值正常時,其局部心肌的運動速度參數測值都明顯降低,表明CHF患兒,其左室舒張功能減低,可見單獨用E/A比值來衡量左室舒張功能障礙可以出現假陰性。舒張期二尖瓣瓣環運動E峰出現時相略早于二尖瓣舒張期血流E峰,現已證明二尖瓣瓣環運動速度較二尖瓣血流速度更少受心臟前負荷的影響,能更直觀地反映左室的舒張功能[3]。

患兒心功能越差,局部心肌舒張功能指標Ve、Va越低,且Ve、Va的降低與心功能分級增高是一致的,因而可以認為,較之E/A,Ve、Va能更早期和更準確評價左室舒張功能的障礙,尤其可鑒別左室充盈假性正常。

綜上所述,QTVI技術所提供的量化心肌運動速度與時相信息、位移信息可實時、精確、定量及無創分析左室壁各節段心肌運動的諸多參數,其指標敏感、可靠,能夠準確評價CHF患兒左室局部心肌舒張功能,為臨床早期診斷、治療CHF提供了一個客觀、敏感、重復性好、可靠的輔助性檢查手段。

[1]姚桂華,張 運,張鵬飛,等.組織速度顯像技術定量評價左室節段性室壁運動的價值[J].中國超聲醫學雜志,2004,20:340.

[2]張海濱,錢蘊秋,郭 悅,等.病變心肌組織多譜勒頻譜分析[J].中華超聲影像學雜志,2004,13:59.

[3]Pellerin D,Dubourg O,Coisne D,et al.Contributionof Dopplerimaging of the myocardium to the study of cardiomyopathies[J].Arch Mal Coeur Vaiss,1998,91(12Suppl):51.