三維斑點追蹤超聲心動圖技術在杜氏型肌營養不良左心室功能診斷中的應用

王衛平 趙蒙 李文凱

杜氏肌營養不良（Duchenne muscular dystrophy，DMD）為一種致死性X連鎖隱性遺傳性疾病，其中約2/3變異源來自于母親，在活產男嬰中發病率約為1/3 500，是兒童期臨床上常見的遺傳性肌病[1]。成人DMD攜帶者肌肉、骨骼受累較輕，對呼吸系統影響也相對較小，影響生活質量甚至致死的最主要的原因為心功能障礙或惡性的心律失常[2]。兒童期DMD攜帶者研究相對較少，主要表現為近心端肌肉無力、腓腸肌異常肥大、活動受限、步態異常等，其中約10%會發展為心肌病[3]。目前，臨床上評估DMD心臟功能的方法主要是超聲心動圖，但傳統的超聲心動圖對檢測早期的心臟損傷比較困難[4]。三維斑點追蹤超聲心動圖（three dimensional speckle tracking echocardiography，3D-STE）是近年來評價心臟功能的新技術[5]，其用于評價DMD兒童左心室收縮功能的研究較少。本研究擬探討3D-STE技術檢測早期DMD患兒左心室收縮功能損傷的價值，為臨床早期診斷與干預提供有價值的信息。

資料與方法

1.研究對象 選擇2014年6月到2017年6月，本醫院30例DMD患兒作為觀察組，入選標準：依據基因檢查、肌肉活檢診斷為DMD；心臟功能無減低癥狀，無服用改善心功能藥物史；自愿并簽署知情同意書。排除標準：先天性心臟病者；風濕性心臟病者；有其他類型心臟病或影響心臟功能的疾病者。選取年齡相仿的正常兒童30例作為對照組。

2.儀器與方法 采用GE Vivid E9彩超診斷儀，M5S-D型探頭，頻率范圍1.7～3.3 MHz，4V-D型探頭，頻率范圍1.7～3.3 MHz。受檢患兒取左側臥位，同步連接心電圖。采用M5S-D型探頭采集心尖和胸骨旁聲窗處常規二維圖像，測量LVEDD、LVESD、左心房內徑（LAD）及LVEF。更換4 V-D型探頭，于心尖處調整探頭完整包繞左心室全部心肌，采集4個連續心動周期的左心室三維動態圖像，幀頻≥30 s，存儲數據并導入Echo PAC PC工作站。打開4D Auto LVQ，軟件自動顯示心尖四腔、兩腔及三腔切面心內膜，于二尖瓣環中點和心尖心內膜面選取描記點，系統自動描繪出舒張期和收縮期左心室心內膜和心外膜，并計算LVEDV、LVESV、3DLVEF，采用3D-STI系統繪制描記的左心室心肌三維運動信息，獲得并記錄左心室收縮期整體縱向應變（global longitudinal strain，GLS）、整體徑向應變（global radial strain，GRS）、整體面積應變（global areal strain，GAS）。

3.統計學方法 采用SPSS 20.0統計學軟件處理數據。計量資料以均數±標準差表示，采用獨立樣本t檢驗進行組間比較；計數資料以頻數及百分比表示，組間比較采用卡方檢驗。以P＜0.05為差異有統計學意義。

結果

1.一般資料及常規二維超聲指標比較 兩組兒童均為男性，一般資料年齡、身高、體質量、心率比較差異無統計學意義（P＞0.05）；二維超聲心動圖指標LVEDD、LVESD、LAD、LVEF，差異無統計學意義（P＞0.05，表1）。

表1 兩組兒童一般資料比較（）

表1 兩組兒童一般資料比較（）

項目 觀察組（n=30）對照組（n=30） t值 P值年齡/歲 7.83±1.80 8.31±1.67 1.069 0.289身高/cm 122.6±10.9 126.6±10.7 1.434 0.157體質量/kg 27.7±6.9 28.1±6.8 0.231 0.818心率/（次/min） 89.2±13.5 91.3±14.1 0.588 0.559 LVEDD/mm 36.4±4.7 37.6±4.5 1.017 0.313 LVESD/mm 25.8±3.7 24.9±3.3 0.968 0.337 LAD/mm 22.3±3.6 21.5±3.3 0.901 0.371 LVEF/% 65.8±4.4 63.8±4.2 1.831 0.072

2.左心室三維斑點測量指標比較 兩組三維超聲心動圖容積指標（LVEDV、LVESV）、3D-LVEF及GRS差異無統計學意義（P＞0.05）。與對照組比較，觀察組|GLS|、|GAS|顯著減小，差異有統計學意義（P＜0.05，表2）。

表2 兩組左心室三維斑點測量指標比較（）

表2 兩組左心室三維斑點測量指標比較（）

項目 觀察組（n=30）對照組（n=30） t值 P值LVEDV/mL 53.7±6.8 51.5±6.6 1.267 0.210 LVESV/mL 26.7±4.6 25.4±4.4 1.102 0.275 3D-LVEF/mL 62.0±6.5 59.4±6.2 1.564 0.123 GLS/% 17.8±3.1 21.1±3.8 3.691 0.000 GRS/% 37.8±7.3 38.7±7.8 0.428 0.670 GAS% 25.8±5.3 31.1±5.7 3.709 0.000

討論

DMD患兒由于基因缺陷引起細胞膜結構異常，使心肌細胞機械拉伸不耐受，心臟耐受負荷壓力減小，心功能逐漸減低，進而發展為心肌病。DMD迄今為止尚無治愈的方法[6]，目前學者認為運動平臺期和剛出現癥狀時是激素治療的最佳時期，配合康復治療可以維持肌肉的伸展性和預防關節攣縮，改善肌肉組織微循環，最大限度地維持肌肉功能和心肺功能，達到延緩病情發展并延長生命的目的。心肌應變可以反應心肌形變能力，是對心肌各個部分以不同速率運動時所產生形狀變化的一種量化，心肌應變測定值比LVEF與左心室收縮功能（LVSF）更早的反應心肌損害[7]。

常規超聲束與心室壁運動方向存在一定夾角，只適合評價心臟長軸功能。二維斑點追蹤成像技術克服了夾角對測量應變的影響，但只能跟蹤一個超聲束平面內的心室壁運動。3D-STE是近年來發展的衡量心肌形變的方法，它結合了斑點追蹤成像技術和實時三維超聲心動圖，可以在三維空間同時追蹤心內膜和心外膜上一對斑點的運動軌跡，評價心肌各個方向運動隨時間的變化，進而實現立體、全面的評價心肌運動。3D-STE對左心室早期心肌損傷的臨床價值已得到心臟MRI[8]、聲吶測微法[9]的驗證，也有研究應用其評估不同疾病左心室收縮功能[10-11]。3D-STE面積應變是一種對心內膜感興趣區的新測量參數，反映的是心內膜表面積變化率，能真實、全面的評價室壁運動和機械力學特征[12]。

目前，應用3D-STE面積應變評估DMD患兒早期心臟功能損傷的報道較少，本研究選取了DMD患兒30例作為觀察組，并選取年齡相仿的正常兒童30例作為對照組，分析了兩組兒童二維、三維超聲心動圖相關參數，結果發現組間LVEDD、LVESD、LAD、LVEF均沒有顯著差異，提示二維超聲心動圖無法評價早期亞臨床心功能的損傷。與對照組相比，三維超聲心動圖容積指標（LVEDV、LVESV）、3D-LVEF及GRS差異無統計學意義（P＞0.05），但觀察組|GLS|、|GAS|顯著減小，差異有統計學意義（P＜0.05）。提示相比于二維、三維LVEF相比，整體縱向應變、整體面積應變能更好的檢測早期亞臨床心功能損傷，更早的發現尚未出現明顯臨床癥狀的DMD心臟功能損傷患兒。這與劉琨等[13]研究結果一致。Wen等[14]利用3D-STE技術面積應變評價了不同心力衰竭分級患者的左心室收縮功能，發現整體面積應變隨著心力衰竭程度的增高而顯著減小，與LVEF具有顯著的相關性。

呂娟萍等[15]利用3D-STI評價了小兒川崎病左心室心肌功能的變化，發現與對照組比較GAS、GLS、GCS、GRS等應變均差異有統計學意義。高學偉等[16]應用3D-STI評價病毒性心肌炎患兒治療前后左心室心肌整體功能的改變，結果顯示治療后GLS、GRS、GCS、GAS均高于治療前，差異有統計學意義。本研究中雖然觀察組GRS比對照組GRS稍小，但差異無統計學意義，分析其原因可能是不同心肌應變依賴左心室心肌類型不同。縱向應變主要依賴內層螺旋心肌，徑向應變除依賴內層螺旋心肌外還依賴斜形外層螺旋心肌和環形中層心肌[17]，間接提示三維斑點追蹤技術對心外膜斑點追蹤的精確度比心內膜低。

本研究也存在一定的局限性，如樣本量較??；3D-STE要求較高的圖像質量，影響因素比較多等，三維|GLS|、|GAS|減小的影響因素及相應的臨床特征表現仍需長期隨訪大樣本進一步研究。

綜上所述，DMD心臟功能損傷患兒尚未出現明顯臨床癥狀時，三維斑點追蹤超聲心動圖成像整體縱向應變、整體面積應變已發生顯著變化，為亞臨床心功能損傷的發現和早期干預提供有力的支持。