湯昔康(綜述),仇 燁(審校)
(汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院,廣東汕頭 515041)
川崎病是常見的兒童后天性心血管疾病,可引起不同程度的心功能損害。臨床上常用來評價心功能的超聲指標(biāo)有射血分數(shù)評價收縮功能,但須依賴心室容量的測定,而用二尖瓣血流頻譜來評價心臟舒張功能,又常出現(xiàn)假正常及單峰現(xiàn)象。這些指標(biāo)存在著測量方法的局限性,以及僅能單方面反映心臟的收縮或舒張功能。因此,有時與臨床并不相符。近年來一些新發(fā)展的超聲技術(shù)(如組織多普勒顯像、應(yīng)變率成像、組織追蹤法、三維成像)均可對感興趣部位心肌功能進行定量評價。這對川崎病患兒整體及局部心肌收縮功能受損的早期診斷、預(yù)后和治療有重要臨床指導(dǎo)意義。
Tei指數(shù)是一項新的評價心室整體功能(包括收縮和舒張功能)的多普勒超聲心動圖指標(biāo),又稱為心肌性能指數(shù),定義為等容收縮時間與等容舒張時間之和與心室射血時間的比值。其中等容收縮、舒張時間及心室射血時間均為心動周期中非常重要的時相,可以分別反映心臟收縮功能或舒張功能。很多學(xué)者都證實[1-3],Tei指數(shù)可準(zhǔn)確反映心室收縮舒張功能的變化,并與心導(dǎo)管測量的各指標(biāo)顯著相關(guān),且Tei指數(shù)無需幾何假設(shè),不受心室形態(tài)、心率及瓣膜反流的影響,可作為一種綜合性評價心功能的指標(biāo)。
對川崎病患兒分別于治療前后測量Tei指數(shù),發(fā)現(xiàn)治療前左心室Tei指數(shù)較治療后均升高,同時只有部分患兒的左心室射血分數(shù)及左心室短縮率減少,表明川崎病早期已出現(xiàn)心功能受損,且Tei指數(shù)較傳統(tǒng)的評價心功能指數(shù)更敏感、更準(zhǔn)確[4,5]。此外,川崎病患兒在恢復(fù)期仍存在左、右心室Tei指數(shù)延長和心臟整體功能異常情況[6]。但Tei指數(shù)尚不能反映有冠狀動脈擴張與無冠狀動脈擴張患兒的局部心肌功能的差異,考慮靜息狀態(tài)下供血正常的心肌能夠很好代償供血不足的心肌[7]。雖然Tei指數(shù)反映的是心室整體功能受損情況,但難以區(qū)分其心功能受損主要來自收縮還是舒張功能障礙,對單純性收縮或舒張功能受損是否有意義,尚存在不同的看法,這就限制了Tei指數(shù)的臨床指導(dǎo)意義。且出現(xiàn)心功能不全時,等容舒張時間延長與心功能不全的程度并不成比例,以致Tei指數(shù)不能反映心功能不全的嚴(yán)重程度。
多普勒組織成像(Doppler tissue imaging,DTI)是在多普勒效應(yīng)原理的基礎(chǔ)上開發(fā)的一種用于分析低速組織運動的超聲心動圖新技術(shù)。它突破了既往傳統(tǒng)超聲目測分析室壁運動的主觀局限性,可定量測定出心肌壁間局部的收縮期、舒張早期、舒張晚期的峰值速度、時間速度積分等參數(shù)以便于研究心肌運動情況以及評價心臟局部和整體的收縮、舒張功能變化。
利用DTI技術(shù)發(fā)現(xiàn)川崎病患兒急性期組及冠狀動脈擴張組左心室心肌組織的舒張早期速度減低,說明兩組患兒左心室松弛性受損,考慮與冠狀動脈炎性改變后導(dǎo)致心肌灌注的輕微改變有關(guān),表明存在著心肌及冠狀動脈的暫時性炎性改變[8-11],而其異常的心肌病理變化證實與血漿腦鈉肽及尿8-異前列腺素有顯著相關(guān)性[10]。對川崎病患兒監(jiān)測DTI-Tei發(fā)現(xiàn),急性期心室局部TDI-Tei指數(shù)呈不均衡性增大,恢復(fù)期隨訪觀察逐漸下降,進一步說明了DTI技術(shù)對局部心肌功能損害評價具有敏感性和準(zhǔn)確性等特點[12]。另外發(fā)現(xiàn)川崎病患兒急性期存在心功能降低的同時,左心室舒張功能降低較左心室收縮功能降低明顯[13,14]。但由于DTI技術(shù)基于多普勒效應(yīng)的原理,受聲束和被檢測心肌運動的夾角影響,同時心臟本身的平移和轉(zhuǎn)動及周圍節(jié)段心肌運動的牽拉均可影響DTI分析的準(zhǔn)確性。因此,DTI主要用于檢測與超聲聲束平行方向上心肌長軸方向運動,不能對與聲束夾角過大的節(jié)段(例如心尖部及與聲束方向垂直的短軸方向)進行研究。
應(yīng)變率成像是一種基于DTI技術(shù)、利用心肌應(yīng)變和應(yīng)變率評價心肌機械運動特征的新技術(shù)。其中應(yīng)變及應(yīng)變率可對心肌縱向、徑向、圓周方向分別測量,借此了解具體運動情況。應(yīng)變率克服了心臟整體運動和鄰近心肌節(jié)段的被動牽拉對室壁運動速度的影響,因而應(yīng)變率成像較DTI更能準(zhǔn)確地估測左心室局部收縮和舒張功能。Yu等[15]研究發(fā)現(xiàn)川崎病患兒急性期左心室基底段及中間段的縱向應(yīng)變及應(yīng)變率較恢復(fù)期及正常對照組降低,考慮為急性期心肌細胞腫脹所致。而有冠狀動脈狹窄病例中,其狹窄冠狀動脈所供應(yīng)血運的心肌節(jié)段應(yīng)變率較其他節(jié)段降低,提示出現(xiàn)了局部心肌功能受損[16]。利用該技術(shù)還發(fā)現(xiàn)川崎病患兒心室室間隔、側(cè)壁中段、基底段、前壁、前間壁的基底段在縱向、徑向、圓周方向在治療前所測應(yīng)變率收縮期峰值較治療后所測值低,也提示川崎病急性期左心室局部心肌收縮功能已受損,并明確大致受累的心肌節(jié)段[17,18]。由于應(yīng)變率成像仍是基于多普勒技術(shù),所以也容易受到超聲射束角度的影響。因此,檢查時探查聲束需盡可能與心肌運動的傳播方向一致。
定量組織速度成像為一種DTI新技術(shù),它可同步獲得不同心肌節(jié)段在整個心動周期的運動信息,從而有效評價左右心室局域和整體心臟功能。而組織追蹤法是來源于定量組織速度成像的新技術(shù),它在一幅圖上以彩色編碼的形式顯示室壁各節(jié)段在收縮期向心尖方向的運動位移,并可對感興趣區(qū)進行定量測量最大位移。其中組織追蹤法技術(shù)測量的收縮期最大位移能夠反映左心室的收縮功能。利用上述兩種技術(shù)發(fā)現(xiàn)川崎病患兒急性期室壁的二尖瓣環(huán)處和部分室壁的基底部、中間部的收縮期峰值低于正常組,各室壁各節(jié)段的收縮期最大位移均低于正常兒童,而左心室射血分數(shù)與正常組相比無統(tǒng)計學(xué)差異,表明川崎病急性期左心室整體和部分室壁局部收縮功能受損[19]。而伴冠狀動脈擴張組和無擴張組分別與正常對照組比較有顯著性差異,但擴張組與非擴張組、恢復(fù)期與急性期組比較無顯著性差異。劉靜華等[20]認為急性期和恢復(fù)期川崎病兒童左心室收縮功能受損,而且與冠狀動脈擴張與否無關(guān)。由于定量組織速度成像是一種DTI技術(shù),其超聲束受室壁運動夾角、增益、呼吸運動、心臟在胸腔的擺動以及取樣時幀頻高低的影響。
速度向量成像技術(shù)基于二維灰階成像的原理,利用超聲像素的空間相干、斑點追蹤及邊界追蹤等技術(shù)計算并以矢量方式顯示局部心肌組織真實的運動大小和方向。由于利用追蹤研究對象連續(xù)2幀間的位置變化,所以不受角度、心臟擺動及牽拉的影響,可以獲得室壁縱向、徑向及圓周方向上的運動信息(如速度、應(yīng)變及應(yīng)變率),具有良好的空間及時間分辨率,優(yōu)于傳統(tǒng)超聲技術(shù)及組織多普勒技術(shù)。對不同大小的冠狀動脈瘤川崎病患兒發(fā)現(xiàn),冠狀動脈瘤越大,其左心室各節(jié)段最大縱向運動速度、應(yīng)變率越低,并明顯低于對照組,表明川崎病冠狀動脈瘤患兒左心室心肌收縮功能受損情況,而其中的縱向運動最大徑向運動速度、應(yīng)變率可敏感反映心肌局部收縮功能異常,為臨床定量評估川崎病冠狀動脈瘤患兒的左心室局部收縮功能提供新的依據(jù)[21]。在川崎病急性期冠狀動脈擴張組和非擴張組比較發(fā)現(xiàn),前者比后者的心室收縮及舒張功能均減退,擴張組較非擴張組減退程度更顯著,累及節(jié)段更多[22]。但此技術(shù)需要存儲圖像進行脫機分析,相對費時。圖像要求盡可能清晰,才能準(zhǔn)確識別心內(nèi)膜及心肌的邊界,心內(nèi)膜的清晰度將直接影響分析結(jié)果。
利用實時三維超聲心動圖研究川崎病患兒心功能發(fā)現(xiàn),在左心室射血分數(shù)上,治療前低于治療后,治療后又低于正常對照組,但高于治療前。在部分節(jié)段的收縮末期容積分數(shù)值上,治療前比治療后增高,治療后收縮末期容積分值比正常對照組增高[23]。提示川崎病患兒經(jīng)治療后左心室整體及局部收縮功能與治療前比較有明顯改善。但仍低于正常兒童,說明川崎病患兒治療前存在心功能異常,治療后即使臨床癥狀消失,仍存在冠狀動脈改變及心肌炎等引起的心功能改變,臨床需繼續(xù)監(jiān)測心功能并采取適當(dāng)治療。
超聲組織定征法是探討超聲表現(xiàn)和組織聲學(xué)特性間相互關(guān)系的基礎(chǔ)與臨床應(yīng)用研究。它除能觀察臟器的大小、運動、相鄰結(jié)構(gòu)等變化外,還可以了解相關(guān)的組織細微病理改變。可鑒別功能可逆與不可逆的心肌,炎性浸潤或纖維化的心肌與正常心肌等。利用超聲組織定征法對超聲心動圖上收縮舒張功能正常的川崎病患兒檢測背向散射積分心動周期變動量和背向散射積分,發(fā)現(xiàn)川崎病患兒及對照組患兒存在明顯差別[背向散射積分心動周期變動量為(7.8 ±0.8)dB vs(8.9 ±0.6)dB;背向散射積分為(28.6 ±3.2)db vs(25.2 ±1.0)dB]。由于背向散射積分與心肌膠原蛋白有關(guān),并可標(biāo)志心肌纖維化程度,所以在川崎病患兒中具有較高的背向散射積分,表明其心肌細胞已出現(xiàn)了損害[24]。Yu等[25]監(jiān)測川崎病患兒左心室質(zhì)量指數(shù)發(fā)現(xiàn)川崎病早期左心室指數(shù)指數(shù)較正常對照組高,而左心室舒張早期血流速度較正常對照組低,考慮是由廣泛的心肌細胞腫脹及血管滲透性增加所致,可作為川崎病早期心臟舒張功能受損的敏感信號。
Tei指數(shù)可反映心室整體收縮舒張功能,但難區(qū)分單純的收縮、舒張功能障礙。組織多普勒、應(yīng)變率成像、組織追蹤法可了解局部心肌部位的運動變化從而評價心臟局部收縮舒張功能。速度向量成像不受檢查角度影響,可心內(nèi)膜的清晰度直接影響分析結(jié)果。而三維成像技術(shù)難以顯示解剖細節(jié),限制了臨床應(yīng)用。這些新發(fā)展的技術(shù)可以更準(zhǔn)確、更有效、更全面地評價川崎病患兒心臟整體及局部功能,但檢查時應(yīng)盡量避免每種技術(shù)的弊端以獲得準(zhǔn)確的測量數(shù)值。
[1]Poulen SH,Jensen SE,Tei C,et al.Value of the Doppler index of myocardial performance in the early phase of acutemyocardial infarction[J].JAMSoc Echocardiogr,2000,13(8):723-730.
[2]Bruch C,Schmermund A,Marin D,et al.Tei-index in patientswith mild-to-moderate congestive heart failure[J].Eur Heart J,2000,21(22):1888-1895.
[3]Broberg CS,Pantely GA,Barber BJ,etal.Validation of themyocardia performance index by echocardiography in mice:a noninvasive measure of left ventricular function[J].J AMSoc Echocardiogr,2003,16(8):814-823
[4]Ajami G,Borzouee M,Amoozgar H,et al.Evaluation ofmyocardial function using the Tei index in patientswith Kawasakidisease[J].Cardiol Young,2010,20(1):44-48.
[5]朱劍芳,方輝,熊慧,等.TEI指數(shù)評價川崎病患者左心功能的研究[J].實用臨床醫(yī)學(xué),2007,8(12):97-99.
[6]魏亞娟,趙曉蘭,劉保民.多普勒超聲Tei指數(shù)評價川崎病恢復(fù)期患兒心功能[J].心臟雜志,2008,20(2):162-165.
[7]劉力,夏焙,李成榮,等.超聲多普勒Tei指數(shù)檢測川崎病患兒心臟功能損傷[J].中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2007,23(8):1164-1166.
[8]Selamet Tierney ES,Newburger JW,GrahaMD,et al.Diastolic function in children with Kawasaki disease[J].Int J Cardiol,2009.
[9]Amoozgar H,Mehdizadeh S,Ajami G,et al.Evaluation ofmyocardial function by pulsed tissue Doppler in Kawasakidisease[J].Pediatr Cardiol,2009,30(7):936-940.
[10]Takeuchi D,Saji T,Takatsuki S,etal.Abnormal tissue doppler images are associated with elevated plasma brain natriuretic peptide and increased oxidative stress in acute Kawasaki disease[J].Circ J,2007,71(3):57-62.
[11]彭曉衛(wèi),蔣火富,劉菲斯,等.多普勒組織成像評價川崎病患兒左心室功能[J].江西醫(yī)學(xué)院學(xué)報,2007,47(4):75-76.
[12]趙云曾,劉喬建.脈沖組織多普勒Tei指數(shù)在評價川崎病患兒心功能變化的應(yīng)用價值[J].中國社區(qū)醫(yī)師·醫(yī)學(xué)專業(yè),2009,15(11):179.
[13]唐曉渝,陳書琴.組織多普勒成像技術(shù)診斷川崎病患兒30例心功能研究[J].陜西醫(yī)學(xué)雜志,2010,39(1):50-52.
[14]陳捷.組織多普勒超聲顯像對川崎病患兒心臟功能的評價[D].重慶:重慶醫(yī)科大學(xué)附屬兒童醫(yī)院,2009.
[15]Yu JJ,ChoiHS,KiMYB,etal.Analyses of left ventricularmyocardial deformation by speckle-tracking imaging during the acute phase of Kawasaki disease[J].Pediatr Cardiol,2010,31(6):807-812.
[16]Arnold R,Goebel B,Ulmer HE,et al.An exercise tissue Doppler and strain rate imaging study of diastolicmyocardial dysfunction after Kawasaki syndrome in childhood[J].Cardiol Young,2007,17(5):478-486.
[17]葛丹,楊曉英,王潤蘭,等.心肌矢量應(yīng)變評價川崎病患兒左心局部收縮功能[J].中國當(dāng)代兒科雜志,2010,12(4):248-251.
[18]商志娟,楊軍,項小苗.應(yīng)變率成像技術(shù)定量評價川崎病患兒左室局部收縮功能[J].中國超聲醫(yī)學(xué)雜志,2008,24(5):425-427.
[19]劉靜華,鄧又斌,楊好意,等.應(yīng)用組織速度成像和組織追蹤法評價川崎病患兒左心功能[J].中華超聲影像學(xué)雜志,2005,14(2):113-115.
[20]劉靜華,范義,項立,等.川崎病兒童左心室收縮功能的研究[J].基層醫(yī)學(xué)論壇,2006,10(15):686-687.
[21]葛艷,黃美蓉.速度向量成像技術(shù)對川崎病冠狀動脈瘤左心室縱向及徑向收縮功能的研究[J].中國實用醫(yī)藥,2010,5(34):19-21.
[22]陳燕.應(yīng)用速度矢量顯像定量評價川崎病左心長軸功能的研究[D].長沙:中南大學(xué),2010.
[23]趙玥,楊曉英,王潤蘭,等.實時三維超聲心動圖對川崎病患兒治療前后左心收縮功能的評價[J].吉林大學(xué)學(xué)報,2010,36(1):195-197.
[24]Leonardi B,Giglio V,Sanders SP,et al.Ultrasound tissue characterization of the myocardiuMin patients after Kawasaki disease[J].Pediatr Cardiol,2010,31(6):766-772.
[25]Yu JJ,Kwak BO,Jeon YH,et al.Elevation of the index of left ventricularmass during the acute and subacute phase of Kawasakidisease,and its association with indexes of diastolic function[J].Cardiol Young,2009,19(1):64-69.