斑點追蹤成像技術(shù)評價法洛四聯(lián)癥患者右心室功能的價值及右心室功能影響因素分析

張 帥，劉 蕾，樊 迪，陳嬌陽，任 哲，賀新建

（河北省兒童醫(yī)院超聲診斷科 河北省小兒心血管重點實驗室，河北 石家莊 050031）

法洛四聯(lián)癥（Tetralogy of Fallot，TOF）是常見的發(fā)紺型先天性心臟病，在活產(chǎn)兒中平均發(fā)病率約0.356‰[1]。自1954 年報道了第一例開胸行TOF 修補術(shù)，幾十年來心臟外科手術(shù)不斷進步，大部分TOF術(shù)后患者近期預(yù)后良好，然而不同的手術(shù)方式及術(shù)后血流動力學(xué)異常等因素會影響患兒右心室功能[2]。目前臨床評價TOF 右心室功能的金標準為心臟磁共振成像（Cardiac MR，CMR），但CMR 耗時長、價格昂貴不宜長期隨訪，且小齡患兒心率快，心臟偽影嚴重，而超聲心動圖相對便捷、省時、可重復(fù)性好，已有研究證明斑點追蹤成像技術(shù)（Speckle tracking imaging，STI）在右心功能評價方面具有較高的應(yīng)用價值[3-4]。本研究目的在于應(yīng)用STI 技術(shù)評價TOF 術(shù)后早期右心室心肌整體應(yīng)變的變化特點，并研究TOF 患者術(shù)后早期右心室功能的影響因素，以尋找右心室功能靈敏的超聲檢測手段。

1 資料與方法

1.1 研究對象

選取2017 年6 月—2021 年6 月本院門診TOF患者48 例，其中男25 例，女23 例，年齡4 月至5歲，平均（2.04±1.19）歲。TOF 患者不合并肺動脈瓣缺如或肺動脈瓣閉鎖，均行經(jīng)正中開胸手術(shù)根治，其中跨瓣環(huán)補片者25 例，非跨瓣環(huán)補片者23 例。TOF術(shù)后患者排除標準為：①三尖瓣重度關(guān)閉不全；②肺動脈梗阻（壓差＞30 mmHg）；③殘余分流；④右心內(nèi)安裝起搏器；⑤右心室和肺動脈之間采用帶瓣人工外管道相連。

選取來我院健康體檢的兒童50 例作為對照組，其中男26 例，女24 例，年齡3 月至5 歲，平均（1.53±1.76）歲，經(jīng)體檢、心電圖及超聲心動圖檢查證實無心肺疾患。本研究經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準，所有研究對象均簽署了知情同意書。

1.2 儀器與方法

采用Toshiba ArtidaSSH-880CV 超聲診斷儀，探頭PST-30BT、PST-50BT，頻率3～5 MHz，同步連接心電圖。常規(guī)超聲心動圖參數(shù)測定：患者取左側(cè)臥位，于四腔心切面測量右心室面積變化分數(shù)（Fractional area change，F(xiàn)AC），M 型超聲測量三尖瓣環(huán)收縮期位移（Tricuspid annular peak systolic excursion，TAPSE），組織多普勒測量右心室游離壁三尖瓣環(huán)收縮期峰值速度（S’）、右心室心肌做功指數(shù)（Right ventricle index of myocardial performance，RIMP），大動脈短軸切面測量肺動脈分支角度（左肺動脈與主肺動脈夾角）。

斑點追蹤參數(shù)獲取及分析：獲取52 名TOF 患者術(shù)前、術(shù)后1 月、術(shù)后6 月、術(shù)后1 年及50 名正常兒童各3 個心動周期動態(tài)圖像并儲存至機器硬盤，動態(tài)圖像包含四腔心切面及右心室兩腔心切面。調(diào)取上述兩個切面圖像，啟動2DT 軟件分析，剔除因胸廓畸形造成圖像質(zhì)量差的4 名患者，最終獲得48名TOF 患者及50 名健康兒童右心室四腔心、兩腔心整體縱向應(yīng)變及右室整體縱向應(yīng)變（GLS4、GLS2、RVGLS）并導(dǎo)出至移動硬盤。

重復(fù)性檢驗：隨機抽取10 例受試者超聲圖像，同一觀察者間隔1 周重復(fù)測量斑點追蹤應(yīng)變參數(shù)即GLS4、GLS2 及RVGLS，得出觀察者內(nèi)差異，另請一位經(jīng)驗豐富的超聲醫(yī)師測量分析，得出觀察者間差異，觀察者內(nèi)及觀察者間各參數(shù)重復(fù)性以（Intra class correlation coefficients，ICC）表示。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 TOF 組術(shù)前及對照組一般臨床資料比較

見表1。TOF 組術(shù)前與正常對照組的研究對象在RAD、RVD、右室壁厚度、血氧飽和度、McGoon 比值、肺動脈分支角度等參數(shù)方面差異有統(tǒng)計學(xué)意義，余參數(shù)差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。

表1 TOF 組術(shù)前與正常對照組一般情況比較

2.2 TOF 組與正常對照組常規(guī)超聲右心室功能參數(shù)比較

見表2。TOF 組術(shù)前右心室游離壁S’及FAC 低于正常對照組，術(shù)后1 月進一步減低，術(shù)后6 月及1年恢復(fù)至術(shù)前水平，但仍低于正常對照組水平。TAPSE、RIMP 僅在TOF 組術(shù)后1 月與正常對照組差異有統(tǒng)計學(xué)意義，其余各組差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。

表2 TOF 組與對照組常規(guī)超聲右心室功能參數(shù)比較

2.3 TOF 組與對照組右心室心肌應(yīng)變參數(shù)比較

見表3。TOF 組術(shù)前及術(shù)后GLS4、GLS2 及RVGLS 均低于對照組水平。術(shù)后1 月GLS4 較術(shù)前減低，術(shù)后6 月即可恢復(fù)至術(shù)前水平。術(shù)后1 月GLS2 及RVGLS 較術(shù)前減低，術(shù)后6 月仍低于術(shù)前水平，術(shù)后1 年可恢復(fù)至術(shù)前水平（圖1）。

表3 TOF 組與對照組右心室心肌應(yīng)變參數(shù)比較

2.4 RVGLS 的相關(guān)影響因素的單因素及多因素線性回歸分析

見表4。對可能影響RVGLS 的8 個因素進行單因素分析，結(jié)果顯示手術(shù)方式、術(shù)前血氧飽和度、McGoon 比值、PHT、肺動脈分支角度為影響TOF 術(shù)后早期RVGLS 的危險因素（圖2）。多因素線性回歸分析結(jié)果顯示，手術(shù)方式及術(shù)前血氧飽和度為影響TOF 術(shù)后早期RVGLS 的獨立因素。

圖1a，1b 正常兒童右心室四腔心及兩腔心應(yīng)變曲線。圖1c，1d TOF 術(shù)后右心室四腔心及兩腔心應(yīng)變曲線，其中白色曲線代表整體縱向應(yīng)變曲線。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.

圖2 TOF 術(shù)后早期GLS4、GLS2、RVGLS 變化曲線。Figure 2.Change curves of GLS4,GLS2 and RVGLS at early stage after operation with TOF.

表4 TOF 術(shù)后早期RVGLS 影響因素的多因素線性回歸分析

2.5 重復(fù)性檢驗

GLS4、GLS2 及RVGLS 同一觀察者組內(nèi)ICC 分別為0.899、0.972、0.953，不同觀察者組間ICC 分別為0.956、0.875、0.915，顯示重復(fù)性良好。

3 討論

由于右心室復(fù)雜的形態(tài)特征，加之胸骨后位置的特殊性，這對傳統(tǒng)超聲準確地評價右心室功能帶來了很大困難。TOF 患者術(shù)后右心室功能是其長期生存的重要影響因素，因此評估TOF 患者術(shù)后早期右心室功能十分重要[2]。雖然FAC、S’、TAPSE、RIMP等參數(shù)為美國超聲心動圖協(xié)會（ASE）等指南[5-6]所推薦，但上述參數(shù)仍具有一定的局限性，S’、TAPSE 僅能反映右心室游離壁取樣部位的收縮功能，且組織多普勒技術(shù)具有角度依賴性，F(xiàn)AC 對切面具有特定要求，會導(dǎo)致測量間的變異，且其僅能代表單一平面上的右心室功能，因此上述參數(shù)尚不能準確、全面地評估右心室功能。

近年來發(fā)展的斑點追蹤技術(shù)時間分辨率高，且不受心臟整體運動影響，無角度依賴，能更真實、準確地評價心肌局部和整體的功能。右心室縱向應(yīng)變?yōu)閲H共識中所推薦的評價右心室功能的斑點追蹤參 數(shù)[7]。Menting 等[8]通過對94 例TOF 術(shù)后患者與85 例健康人做對照研究發(fā)現(xiàn)，TOF 術(shù)后患者右心室游離壁整體縱向應(yīng)變低于健康對照組（（-18.1±4.5）%vs.（-26.5±4.5）%，P＜0.001）。Bernard 等[4]以22 例TOF 術(shù)后患者為研究對象，采用二維斑點追蹤技術(shù)與核磁共振做對比得出TOF 術(shù)后患者GLS4 為（15.5±4）%，且右心室二維整體縱向應(yīng)變與核磁共振具有高度相關(guān)性（r=0.68，P＜0.05），右心室整體縱向應(yīng)變可用于評估TOF 術(shù)后患者右心室收縮功能。但以上關(guān)于右心室縱向應(yīng)變評價右心室功能的研究只局限于四腔心切面，而四腔心切面僅能反映右心室游離壁及室間隔的心肌運動，并不能全面的反映右心室的功能。Rimbas 等[9]應(yīng)用斑點追蹤技術(shù)對70例健康人右心室四腔心及兩腔心切面分析，證明了兩個切面聯(lián)合應(yīng)用評價右心室功能的可行性，并且認為其在右心室區(qū)域性功能障礙疾病中有重要的臨床價值。本研究首次聯(lián)合應(yīng)用右心室四腔心及兩腔心切面評價TOF 患者術(shù)后早期右心室整體縱向應(yīng)變,研究發(fā)現(xiàn)GLS4、GLS2 及RVGLS 術(shù)后早期均呈現(xiàn)出一個降低和逐步恢復(fù)的過程，這與DiLorenzo等[10]和Toro 等[11]研究結(jié)果相似。TOF 術(shù)后1 月右心室功能降低原因可能和手術(shù)創(chuàng)傷、TOF 右心室心肌特殊心肌構(gòu)成有關(guān)，術(shù)后6 月至1 年右心室心肌整體應(yīng)變逐步升高的原因可能是由于手術(shù)解除了右心室流出道及肺動脈梗阻，關(guān)閉了心內(nèi)分流，右心室受損心肌功能逐步恢復(fù)[12-13]。但本研究發(fā)現(xiàn)GLS2 及RVGLS 與GLS4 恢復(fù)速度存在差異，GLS4 于術(shù)后6月即可恢復(fù)至術(shù)前水平，而GLS2 及RVGLS 于術(shù)后1 年才可恢復(fù)至術(shù)前水平，其原因可能是手術(shù)切口及跨環(huán)補片操作影響了右心室前壁功能，GLS2 代表右心室前壁、下壁心肌應(yīng)變，而GLS2 的降低也影響了右心室心肌整體應(yīng)變參數(shù)RVGLS。由此可以看出本研究聯(lián)合應(yīng)用右心室四腔心及兩腔心切面分析右心室心肌整體縱向應(yīng)變可反映TOF 術(shù)后早期右心室功能變化特點，為臨床了解TOF 術(shù)后右心室心功能變化特點提供量化的影像學(xué)信息。

TOF 手術(shù)患者的右心室功能受肺動脈反流、右心室擴張、肺動脈再狹窄等多種因素的影響[14]。本研究多因素線性回歸分析發(fā)現(xiàn)跨環(huán)補片手術(shù)及術(shù)前血氧飽和度為TOF 術(shù)后早期右心功能的獨立影響因素，而受肺動脈瓣反流（PHT）及肺動脈分支發(fā)育情況（MGoon 比值）影響較小，這與DiLorenzo 等[10]研究結(jié)果相似。這反映了TOF 術(shù)后早期的右心功能可能主要與手術(shù)切口、跨環(huán)補片手術(shù)操作及長期低氧飽和度狀態(tài)下心肌重構(gòu)有關(guān)，這與國內(nèi)學(xué)者孫思娟等[15]研究結(jié)果相似。近年來對TOF 的深入研究發(fā)現(xiàn)部分TOF 患者左肺動脈（LPA）與肺動脈主干（MPA）之間呈銳角[16]。此外，Chern 等[17]利用磁共振成像評估TOF 修復(fù)后的肺動脈血流，結(jié)果顯示肺動脈分支的角度和幾何形狀可影響肺動脈血流，LPA 與MPA 之間的小夾角會導(dǎo)致出現(xiàn)LPA 反流。Kang 等[18]也證實了左、右肺動脈血流動力學(xué)參數(shù)在TOF 手術(shù)患者中的表現(xiàn)存在差異，LPA 返流率明顯高于RPA。本研究發(fā)現(xiàn)肺動脈分支角度與RVGLS 呈現(xiàn)正相關(guān)性，左肺動脈與主肺動脈夾角越小時RVGLS 越低，這可能與肺動脈前向血流阻力增加及局部反流增多有關(guān)[17-18]。雖然多因素線性回歸未顯示肺動脈分支角度為右心室功能獨立影響因素，但在我們的一項關(guān)于TOF 術(shù)后中晚期右心功能影響因素研究中，肺動脈分支角度與手術(shù)方式為影響TOF 術(shù)后右心功能的獨立危險因素[19]，因此這需要我們在術(shù)前關(guān)注肺動脈分支的發(fā)育狀況，為外科醫(yī)生手術(shù)方式的制定提供參考依據(jù)。

本研究的局限性：研究所選二維切面僅限于右心室游離壁及室間隔，由于目前尚無理想的右室流出道幾何模型，未將右室流出道運動情況考慮在內(nèi)，在今后研究中我們也將繼續(xù)探索手術(shù)前后右心室流出道室壁厚度及運動變化情況，以更加全面、準確地評估右心室整體功能。另外本研究樣本量較少且缺乏中長期隨訪結(jié)果，因此仍需大樣本、長期隨訪研究。

綜上所述，斑點追蹤成像技術(shù)右心室四腔心及兩腔心結(jié)合能較全面地監(jiān)測TOF 術(shù)后右心室心肌整體應(yīng)變的變化，可作為TOF 術(shù)后右心室功能長期隨訪的工具。跨環(huán)補片手術(shù)及術(shù)前血氧飽和度與術(shù)后早期右心室收縮功能下降有關(guān)。