組織運動二尖瓣環位移技術評估早產兒左心室收縮功能的應用研究

劉云,周維維,栗河舟,吳娟,尚麗宏

(鄭州大學第三附屬醫院 a.超聲科;b.新生兒科,河南 鄭州 450052)

隨著輔助生殖技術的日益成熟及國家三孩政策的放開,高齡產婦越來越多,其伴隨的妊娠合并癥所致的早產兒也越來越多。早產兒提前脫離母體,心肌發育不成熟,易受到低氧血癥、感染等因素的影響,發生心功能不全甚至心力衰竭[1]。早產兒心功能不全的臨床表現常不典型,病情可突然惡化,進展迅速,并可因體循環灌注減少導致器官功能障礙,加重患兒病情。因此,早期發現早產兒心功能異常對臨床管理有重要意義。既往常用M型或雙平面Simpson法測量左心室射血分數來反映心臟的收縮功能,但有研究報道早產兒和足月兒的左心室射血分數均在正常范圍內且無明顯差異[2-4]。因此,需要更敏感的技術識別早產兒早期心功能異常。基于斑點追蹤顯像技術的組織運動二尖瓣環位移技術(tissue motion tracking of mitral annular displacement,TMAD)定量分析二尖瓣環相對于心尖的運動,操作簡單,無角度依賴性且對圖像質量要求相對較低,在臨床上可簡單、快速、無創性地評價左心室縱向收縮功能。目前,TMAD技術已經應用于正常或患有器質性心臟病的成人和兒童的心功能評估[5-10],而應用于早產兒心功能的研究鮮見報道。本研究旨在通過TMAD技術早期定量評估早產兒左心室收縮功能,為臨床敏感發現早產兒心功能異常并及早采取有效干預措施、評估預后提供有效依據。

1 對象與方法

1.1 研究對象

選取2022年3—5月鄭州大學第三附屬醫院新生兒科出生的早產兒55例(A組)和足月分娩的正常新生兒45例(對照組),其中A組男26例,女29例,對照組男21例,女24例。A組中有19例隨當地醫院進行兒童保健,36例(B組)于校正胎齡足月后再次于醫院接受超聲心動圖檢查,其中男16例,女20例。早產兒校正后胎齡與足月兒出生胎齡一致。本研究經醫院醫學倫理委員會審核通過(2022-399-01),患兒家長對本研究內容知情,自愿簽署知情同意書。納入標準:早產兒(出生胎齡28～36+6周)、單胎、無嚴重并發癥(如復雜的先天性心臟病、支氣管肺發育不良、壞死性小腸結腸炎、腦室周圍-腦室內出血Ⅲ～Ⅳ級等)、無遺傳代謝性疾病或染色體異常等。排除標準:血流動力學意義的動脈導管未閉、圖像采集質量較差(心電圖脫落及心內、外膜顯示不清等)、臨床資料不全、自動退本研究等。

1.2 儀器與方法

1.2.1儀器與設備

應用PhiliPs CX50彩色多普勒超聲診斷儀,S8-3及S12-4相控陣探頭(頻率3～8 MHz、4～12 MHz),連接胸導聯心電圖同步記錄,QLab 13.0定量分析軟件分析二尖瓣環位移。

1.2.2一般資料和超聲數據收集

收集患兒的基本信息,如性別、年齡、身高、體重、體表面積、檢查時間、隨訪時間等。所有新生兒均于出生后5～7 d接受超聲心動圖檢查,取仰臥位,在安靜或睡眠狀態下進行,采集前調整增益、深度、取樣框及焦點位置,60～80幀·s-1。首先利用M型超聲心動圖獲得左心室短軸縮短率(left ventricular fractional shortening,LVFS)、左心室射血分數(left ventricular ejection fraction,LVEF)等常規參數。然后連續采集3～5個心動周期左室心尖兩腔心和心尖四腔心切面的二維實時動態圖像,以DICOM格式存儲,供脫機分析。將圖像導入QLab 13.0軟件,在aCMQ界面選擇TMAD條件,于左心室心尖四腔心切面錨定二尖瓣環室間隔、二尖瓣環側壁及心尖處的心內膜、于左心室心尖兩腔心切面錨定二尖瓣環下壁和二尖瓣環前壁及心尖處的心內膜,軟件自動追蹤二尖瓣環組織運動位移,獲得心尖兩腔心切面二尖瓣環下壁收縮期峰值位移(TMAD AP2 MV1)、前壁收縮期峰值位移(TMAD AP2 MV2)、二尖瓣環平均位移(TMAD AP2 Midpt)及二尖瓣環平均位移率[TMAD AP2 Midpt(%)];心尖四腔心切面二尖瓣環室間隔收縮期峰值位移(TMAD AP4 MV1)、側壁收縮期峰值位移(TMAD AP4 MV2)、二尖瓣環平均位移(TMAD AP4 Midpt)及二尖瓣環平均位移率[TMAD AP4 Midpt(%)](圖1和圖2)。所有參數均測量3次,取平均值。

位點1為室間隔二尖瓣環處,位點2為左心室外側壁二尖瓣環處,自動跟蹤位點1、位點2和左心室心尖部位移,軟件自動生成位點1、位點2的時間位移曲線并得到位點1、位點2的最大位移及兩者中點的最大位移及位移率。

位點1為左心室下壁二尖瓣環處,位點2為左心室前壁二尖瓣環處,自動跟蹤位點1、位點2和左心室心尖部位移,軟件自動生成位點1、位點2的時間位移曲線并得到位點1、位點2的最大位移及兩者中點的最大位移及位移率。

1.3 統計學方法

2 結果

2.1 臨床基本信息與常規超聲心動圖參數

A組與對照組、B組出生時與校正胎齡足月時、LVFS、LVEF比較,差異無統計學意義(P>0.05),胎齡、BSA、IVSd、LVPWd、LVEDV、LVESV、SV比較,差異有統計學意義(P<0.05)。B組校正胎齡足月時與對照組的胎齡、BSA、IVSd、LVPWd、LVEDV、LVESV、SV、LVFS、LVEF比較,差異無統計學意義(P>0.05)(見表1、2、3)。

表1 B組出生時與校正胎齡足月時基本信息和超聲心動圖參數比較(n=36)

表2 A組與對照組基本信息與常規超聲心動圖參數比較

表3 B組校正胎齡足月時與對照組基本信息與常規超聲心動圖參數比較

2.2 TMAD參數

3組患者的 TMAD AP2 MV 1、TMAD AP2 MV 2、TMAD AP2 MV Midpt(%)、TMAD AP2 MV Midpt、TMAD AP4 MV 1、TMAD AP4 MV 2、TMAD AP4 MV Midpt(%)、TMAD AP4 MV Midpt 比較,差異有統計學意義 (P<0.05)(見表4、5、6)。

表4 B組出生時與矯正胎齡足月時TMAD參數比較(n=36)

表5 A組與對照組間TMAD參數比較

表6 B組矯正胎齡足月時與對照組間TMAD參數比較

2.3 相關性分析

TMAD AP2 MV1、TMAD AP2 MV2、TMAD AP2 Midpt(%)、TMAD AP2 Midpt、TMAD AP4 MV1、TMAD AP4 MV2、TMAD AP4 Midpt(%)、TMAD AP4 Midpt與胎齡、BSA、 IVSd、LVPWd、LVEDV、LVESV、SV呈正相關性。TMAD AP2 MV1、TMAD AP2 MV2、TMAD AP2 Midpt(%)、TMAD AP2 Midpt、TMAD AP4 MV1、TMAD AP4 MV2、TMAD AP4 Midpt(%)、TMAD AP4 Midpt與LVFS、LVEF無關(見表7)。

表7 TMAD各指標與胎齡、BSA及常規超聲心動圖指標的相關性

3 討論

早產兒是指出生時胎齡<37周的新生兒[1]。早產兒提前脫離母體,心臟大體結構雖已形成,但內部細微結構發育尚不成熟,心肌中收縮成分少、肌漿網少,容易受到各種病理因素的影響,而且在新生兒生后早期血液循環的過渡階段,血流動力學很不穩定[11-13],容易造成心肌缺血損傷,出現心功能不全甚至心力衰竭。本研究中新生兒接受超聲心動圖檢查的時間為生后的5～7 d,此時循環過渡階段基本結束[14-15],避免了循環轉換的影響。

本研究結果顯示在胎齡、BSA、IVSd、LVPWd、LVEDV、LVESV、SV指標上,早產兒低于其校正胎齡足月時和正常足月兒,而其校正胎齡足月時與足月兒無差異,此外3組人群的LVEF和LVFS差異無統計學意義,表明隨著宮內胎齡或生后日齡的增大,室間隔及左心室室壁厚度逐漸增加、左心室腔室容積增大、左心室泵血量增多,提示左心室結構和收縮功能逐漸成熟,早產兒與足月兒在結構上的差異得到彌補,本研究結果與既往研究[2,16-18]一致。因此,應用傳統方法和指標并不能敏感反映早產兒真實的左心室收縮功能,沒有檢測出異常可能是因為心肌徑向運動的增厚彌補了縱向運動的減低,LVEF和LVFS僅反映左心室容積或內徑的變化,而沒有考慮到心肌水平上左室收縮功能受損的超微結構變化,所以臨床上需要能更敏感反映心肌受損的新指標和新技術來指導早產兒的管理。

心肌分3層,即心內膜下心肌、中間層心肌和心外膜下心肌,各層心肌中縱向走行、環向走行及斜行走行的心肌纖維占比不同,導致運動方向和旋轉角度不同。有研究表明左心室縱向走行的心肌纖維多分布于心內膜下心肌層中,左心室縱向運動主要依靠心內膜層縱向心肌拉伸[19]。二尖瓣附著于左纖維房室環上,系心內膜組織向左心室凸出形成的,所以二尖瓣環縱向運動可反映左心室心肌縱向改變。TMAD技術是基于斑點追蹤技術發展起來的新技術,僅需通過追蹤二尖瓣環相對于心尖部的運動來評價左心室縱向收縮功能,只要圖像能夠顯示二尖瓣環和心尖即可進行分析,這對于新生兒尤其是早產兒可以消除胸壁薄、心臟與探頭的距離較近及肺氣重對心內膜顯示欠清的影響。既往的研究表明TMAD技術操作簡單、對圖像的要求不高且可重復性好[5]。本研究中將TMAD技術應用于早產和足月新生兒,結果顯示在心尖兩腔觀和心尖四腔觀的各TMAD 指標中,早產兒均低于其校正胎齡足月時及正常足月兒,反映出早產兒較之其校正胎齡足月時及正常足月兒的心肌發育更加不成熟,心肌縱向收縮功能差。此外,早產兒校正胎齡足月后各TMAD指標仍低于正常足月兒,反映出早產兒即使在生后至校正胎齡足月期間心肌組織繼續發育成熟,心肌縱向收縮功能仍較差,再結合上述LVFS、LVEF指標中3組人群沒有差異,表明TMAD指標較之常用的LVFS、LVEF指標可更早期、敏感地發現左心室縱向收縮功能受損的細微變化,幫助臨床及時干預,防止心功能進一步惡化甚至心力衰竭的發生。

二尖瓣環位移是結構性參數,與左心室形態及容積變化密切相關。本研究發現TMAD各指標與胎齡、BSA、IVSd、LVPWd、LVEDV、LVESV、SV均呈正相關,其中與LVPWd、LVEDV、SV相關性較好,而與LVFS、LVEF沒有相關性,表明隨著胎齡或日齡的增長、左心室壁的增厚、腔室的增大,二尖瓣環運動的幅度也逐漸增大。Asada等[10]進行了正常兒童1～182個月齡TMAD的研究,認為TMAD可用于評估正常兒童的左心室縱向收縮功能,與雙平面Simpson法測得的LVEF有良好的相關性,而與心率、身高、年齡或體表面積不相關。本研究結果與其不一致,可能與選取的研究人群不同有關,本研究人群處于生長發育高峰時期,隨胎齡和體表面積增大,二尖瓣環位移指標值也增大。

4 小結

組織運動二尖瓣環位移技術可以早期定量評估早產兒左心室收縮功能,為臨床敏感發現早產兒心功能異常并及早采取有效干預措施、評估預后提供有效依據。本研究樣本量較少,隨訪樣本少,新生兒TMAD的正常范圍有待擴大樣本量進一步研究。