姜　嵐，王　瑜，謝明星*，朱　梅，賀　林，李玉曼，王　靜

（1.昆明醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院超聲科，云南省超聲診斷質(zhì)量控制中心，云南省超聲影像研究中心，云南昆明　650032；2.華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬協(xié)和醫(yī)院超聲影像科，湖北武漢　430022）

斑點追蹤成像技術評價正常兒童左心室局部心肌周向功能

姜嵐1，王瑜2，謝明星2*，朱梅1，賀林2，李玉曼2，王靜2

（1.昆明醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院超聲科，云南省超聲診斷質(zhì)量控制中心，云南省超聲影像研究中心，云南昆明650032；2.華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬協(xié)和醫(yī)院超聲影像科，湖北武漢430022）

目的探討正常兒童左心室局部心肌收縮期周向峰值應變（SC）及應變率（SrC）與年齡、心率的關系。方法收集164名正常兒童胸骨旁左心室短軸基底段、中間段及心尖水平二維動態(tài)圖像，采用GE EchoPAC工作站分析，并獲得左心室18節(jié)段SC及SrC值，將其與年齡和心率進行回歸分析。結果兒童18個節(jié)段的周向應變及應變率曲線形態(tài)基本一致?；锥?、中間段和心尖段的前間隔、后間隔、下壁SC較高，側壁與后壁較低?；锥?、中間段和心尖段不同部位SrC差異有統(tǒng)計學意義（P均＜0.05）。除基底段和中間段的前間隔、前壁、后間隔和心尖段的后間隔以外，其余節(jié)段與年齡存在相關性；除前間隔所有節(jié)段、前壁中間段及心尖段、后間隔心尖段外，其余節(jié)段SC與心率有相關性；而中間段下壁SC與心率和年齡均有相關性（R2=0.169，P=0.032）。基底段和中間段的后壁及下壁、中間段的側壁、心尖段的前間隔、前壁、側壁、后壁、下壁和后間隔SrC與年齡無相關性，其余節(jié)段與年齡存在相關性?；锥蔚暮蟊凇⑿募舛蔚那氨?、側壁、后壁SrC與心率無相關性，其余節(jié)段SrC均與心率有相關性（P均＜0.05）。心尖段的前間隔SrC與心率和年齡均有相關性（R2=0.053，P=0.044）。結論正常兒童局部心肌SC及SrC存在節(jié)段間的差異，且與心率和（或）年齡存在相關性。采用斑點追蹤成像技術評價兒童左心室局部心肌SC及SrC時需考慮年齡、心率因素。

超聲心動描記術；周向應變；應變率；心室功能，左；兒童；年齡；心率

采用斑點追蹤成像技術評價正常兒童左心室局部心肌功能，可為使用該技術無創(chuàng)性評估心臟疾病患兒的左心室功能提供參考依據(jù)［1］。但目前對正常兒童左心室局部心肌應變及應變率的研究較少。既往本研究組［2-4］對正常兒童左心室局部心肌縱向、徑向功能進行評價，發(fā)現(xiàn)局部心肌縱向、徑向功能有其自身特征，并與年齡、心率有關。本研究旨在采用斑點追蹤成像技術評價正常兒童左心室18節(jié)段心肌的收縮期環(huán)向峰值應變（circumferential systolic peak strain，SC）及收縮期環(huán)向峰值應變率（circumferential systolic peak strain rate，SrC）與年齡、心率的關系。

1　資料與方法

1.1一般資料收集2007年10月—2009年3月164名正常兒童，男90名，女74名，年齡0～18歲，平均（9.1±5.7）歲，心率52～160次/分，平均（89.60± 20.72）次/分。納入標準：無心臟病及家族疾病史；常規(guī)經(jīng)胸超聲心動圖檢查、心電圖、體格檢查、生化檢查無異常。本研究經(jīng)華中科技大學倫理委員會批準并取得受檢者監(jiān)護人知情同意。

1.2儀器與方法采用GE Vivid 7 Dimension彩色多普勒超聲診斷儀，M3S、M7S探頭，頻率 2.5～6.0 MHz。采集胸骨旁二尖瓣、乳頭肌及心尖水平左心室短軸二維動態(tài)圖像。存儲圖像穩(wěn)定清晰的3個心動周期圖像，幀頻60～100幀/秒，并導入Echo PAC工作站脫機分析。獲得左心室18節(jié)段心肌周向應變及應變率曲線，測量并記錄左心室各節(jié)段SC及SrC。

1.3統(tǒng)計學分析采用SPSS 13.0統(tǒng)計分析軟件，計量資料以±s表示，多節(jié)段間均數(shù)比較采用單因素方差分析，左心室各節(jié)段測值指標與年齡、心率采用逐步多元線性回歸分析。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2　結果

2.1SC左心室壁各節(jié)段的周向應變曲線形態(tài)基本一致，為一條零位基線以下的負向峰，在心室收縮期曲線下降遠離零位基線，在心室舒張期曲線上升靠近零位基線，曲線頂點即為SC，見圖1。

基底段、中間段和心尖段的前間隔、后間隔、下壁SC較高，側壁與后壁較低?；锥渭爸虚g段前壁、側壁、后壁及下壁SC與前間隔、后間隔SC差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），中間段側壁、后壁與下壁SC差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。心尖段各部位SC差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。

表1　左心室壁各節(jié)段SC及SrC測值比較（±s）

表1　左心室壁各節(jié)段SC及SrC測值比較（±s）

注：*：與同一節(jié)段前間隔比較，P＜0.05；#：與同一節(jié)段后間隔比較，P＜0.05；○：與同一節(jié)段前壁比較，P＜0.05；△：與基底段對應節(jié)段比較，P＜0.05；&：與中間段對應節(jié)段比較，P＜0.05

節(jié)段SC　SrC基底段前間隔　-25.51±5.98　-2.02±0.49前壁　-17.71±5.51*#　-1.63±0.47*#側壁　-13.01±6.06*#　-1.49±0.54＊○后壁　-14.30±6.64*#　-1.61±0.56*下壁　-19.47±6.03*#　-1.91±0.55＊○后間隔　-25.57±4.87　-1.97±0.45中間段前間隔　-23.92±5.66　-1.87±0.48△前壁　-17.79±5.05*#　-1.59±0.42*#側壁　-11.45±5.08*#△　-1.31±0.50＊○△后壁　-11.13±5.35*#△　-1.28±0.52＊○△下壁　-17.39±5.53*#△　-1.54±0.54*后間隔　-24.21±4.60△　-1.76±0.38△心尖段前間隔　-24.10±8.43　-2.13±0.80前壁　-23.27±8.01△　-1.99±0.71△側壁　-22.87±7.46△&　-1.86±0.61＊△后壁　-23.46±6.82△&　-1.83±5.59＊△下壁　-24.62±6.31△&　-1.90±0.61＊△后間隔　-24.23±7.16　-1.95±0.74△

心尖段前壁、側壁、后壁、下壁SC與基底段對應節(jié)段差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；中間段側壁、后壁、下壁及后間隔與基底段對應節(jié)段SC差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；心尖段側壁、后壁、下壁SC與中間段對應節(jié)段差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。見表1。

2.2SrC左心室壁各節(jié)段的周向應變率曲線形態(tài)基本一致，在心室收縮期，呈一個負向峰，其峰值即為SrC。在心室舒張期，可觀察到兩個正向峰，分別代表舒張早期充盈峰（E'峰）及心房收縮峰（A'峰）。見圖2。

基底段前壁、側壁、后壁、下壁SrC與前間隔SrC差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），基底段側壁、下壁及后間隔SrC與前壁SrC差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。中間段前壁、側壁、后壁及下壁SrC與前間隔SrC差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），中間段側壁、后壁及后間隔SrC與前壁SrC差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。心尖段側壁、后壁及下壁SrC與前間隔SrC差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。

中間段前間隔、側壁、后壁、下壁及后間隔SrC與基底段對應節(jié)段差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。心尖段前壁、側壁、后壁、下壁及后間隔SrC與基底段對應節(jié)段差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。見表1。

2.3回歸分析基底段和中間段的前間隔、前壁、后間隔和心尖段的后間隔SC與年齡無相關性，其余節(jié)段與年齡有相關性，其中中間段下壁SC與年齡相關性最高（R2=0.144，P＜0.001）?；锥吻伴g隔和前壁，中間段前間隔，心尖段前間隔、前壁、后間隔SC與心率無相關性，其余節(jié)段SC與心率均存在相關性（P均＜0.05）。基底段前間隔和前壁、中間段前間隔、心尖段后間隔SC與心率及年齡無相關性（P＞0.05），下壁中間段與心率和年齡均存在相關性（R2=0.169，P=0.032），其余節(jié)段與心率或年齡存在相關性，見表2。

基底段和中間段的后壁及下壁、中間段的側壁、心尖段的前間隔、前壁、側壁、后壁、下壁和后間隔SrC與年齡無相關性，其余節(jié)段與年齡存在相關性，其中基底段后間隔SrC與年齡相關性最高（R2=0.114，P＜0. 001）?；锥蔚暮蟊?、心尖段的前壁、側壁、后壁SrC與心率無相關性，其余節(jié)段SrC均與心率有相關性（P均＜0.05）。基底段及心尖段的后壁、心尖段的前壁及側壁SrC與心率和年齡無相關性（P＞0.05），心尖段的前間隔SrC與心率和年齡均有相關性（R2=0. 053，P=0.044），其余節(jié)段SrC與心率或年齡存在相關性，見表3。

表2　正常兒童左心室局部心肌SC與年齡、心率的關系

表3　正常兒童左心室局部心肌SrC與年齡、心率的關系

圖1　正常兒童左心室短軸基底段水平周向應變曲線

圖2　正常兒童左心室短軸基底段水平周向應變率曲線

3　討論

本研究發(fā)現(xiàn)正常兒童左心室壁18個節(jié)段周向應變及應變率曲線形態(tài)一致，且與以往的針對正常成年人研究［5］發(fā)現(xiàn)的曲線形態(tài)一致。本研究還發(fā)現(xiàn)正常兒童SC在基底段及中間段室間隔及側壁最高，后壁及下壁較低，心尖段間SC間差異無統(tǒng)計學意義，與對正常成年人及實驗豬的研究［5-6］結果相一致?？赡芤蛐呐K的收縮活動是一個綜合的復雜運動，包括心肌纖維的旋轉、扭轉、縮短等運動過程，為使心臟的運動在整體上趨于協(xié)調(diào)，在心動周期的某一特定時刻可能有特定的節(jié)段發(fā)揮主要或次要的作用［7］。本研究還發(fā)現(xiàn)，正常兒童同一室壁不同節(jié)段間的SC、SrC比較差異有統(tǒng)計學意義，認為可能與心尖部室壁應力最低，心尖部心肌的形變最大有關［8］。

正常兒童左心室縱向應變及應變率、徑向應變率受年齡影響［2-4］，同樣本研究也發(fā)現(xiàn)左心室部分節(jié)段SC、SrC也受年齡影響?？赡芘c出生以后心臟內(nèi)部細胞成分的發(fā)育有關，左心室心肌細胞及非心肌細胞數(shù)量不呈比例增加，心肌纖維體積、表面積、長度及心肌細胞間質(zhì)體積均隨年齡增長而增加［9］，并且出生后隨年齡增長，心肌纖維內(nèi)肌球蛋白分子重鏈（myosin heavy chain，MHC）亞型β-MHC逐漸減少，而α-MHC逐漸增加并逐漸成為唯一的一種，而β-MHC及α-MHC對ATP的需求及反應不同，從而導致心肌收縮力的改變［10］。但不是所有節(jié)段均與年齡有關，可能因為心臟活動是一個復雜的協(xié)調(diào)過程，為維持穩(wěn)定的心室功能，在心動周期的特定時相，特定心肌節(jié)段會發(fā)揮主要或次要的作用［7］，而心肌纖維為配合心臟的整體協(xié)調(diào)運動，可能在生長發(fā)育過程中不同節(jié)段存在先后順序。

正常兒童左心室心肌部分節(jié)段SC、SrC受心率影響，可能因為隨著心率逐漸減慢，當心率發(fā)生改變，舒張末期容積發(fā)生改變，不同部位局部心肌受前負荷拉長時每一肌小節(jié)中粗、細肌絲相互重疊部分的數(shù)量也發(fā)生改變，即肌球蛋白和肌動蛋白交聯(lián)數(shù)量發(fā)生改變，從而使不同節(jié)段心肌收縮力量發(fā)生改變。

總之，本研究發(fā)現(xiàn)正常兒童局部心肌SC、SrC存在節(jié)段間的差異，并且受心率及年齡的影響，提示采用斑點追蹤成像技術評價兒童左心室局部心肌周向應變及應變率時需考慮年齡、心率因素。今后將進一步擴大樣本量對不同年齡段的兒童進行分組，研究局部心肌功能。

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Speckle tracking imaging evaluation of left ventricular regional circumferential strain and strain rate in healthy children

JIANG Lan1，WANG Yu2，XIE Mingxing2*，ZHU Mei1，HE Ling2，LI Yuman2，WANG Jing2
（1.Department of Ultrasound，the First Affiliated Hospital of Kunming Medical University，Ultrasonic Diagnostic Quality Control Center of Yunnan Province，Ultrasonic Image Research Center of Yunnan Province，Kunming 650032，China；2.Department of Ultrasound，Union Hospital，Tongji Medical College，Huazhong University of Science and Technology，Hubei Provincial Key Laboratory of Molecular Imaging，Wuhan 430022，China）

ObjectiveTo evaluate the relationship of circumferential systolic peak strain（SC）and circumferential systolic peak strain rate（SrC）with age and heart rate in healthy children with speckle tracking imaging.MethodsTotally 164 normal children were enrolled.The dynamic 2-dimensional gray images of left ventricular short axis views at the basal level，middle level and apex were obtained.All images were analyzed off-line in GE EchoPAC workstation and SC，SrC of left ventricular 18 segments were acquired，and then regression analysis between SC or SrC and age，heart rate were performed.ResultsThe shape of the SC curves and the SrC curves of the left ventricular regional myocardium were similar.Regional SC in the basal segments，middle segments and apical segments of anterior septum，posterior septum and inferior wall were high，and the lateral wall and posterior wall were low.There were significant differences in SrC in the basal，middle and apical segments（all P＜0.05）.Regional SC correlated with age except the basal and middle segments of anterior septum，anterior wall，posterior septum and apical segment of posterior septum，and correlation was found with heart rate in segments except anterior septum of three segments，the middle and apical segments of anterior wall，and the apical segment of posterior septum；SC in the inferior wall of middle segment was influenced both by age and heart rate（R2=0.169，P=0.032）.Correlation was found with age in segments for regional SrC except basal and middle segments of posterior wall，middle segment of lateral wall，apical segments of anterior septum，anterior wall，lateral wall，inferior and psterior wall（all P＜0.05）.Regional SrC correlated with heart rate except basal segment of posterior wall，apical segments of anterior，lateral and posterior wall.SrC in apical segment of anterior septum was influenced both by age and heart rate （R2=0.053，P=0.044）.ConclusionWhen evaluating the regional SC and SrC in children by speckle tracking echocardiography，age and heart rate effects must be considered.

Echocardiography；Circumferential strain；Strain rate；Ventricular function，left；Child；Age；Heart rate

R322.11；R540.45

A

1672-8475（2016）08-0472-05

10.13929/j.1672-8475.2016.08.005

姜嵐（1983—），女，云南昆明人，博士，主治醫(yī)師。研究方向：兒童心肌力學的研究。E-mail：642593471@qq.com

謝明星，華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬協(xié)和醫(yī)院超聲影像科，430022。E-mail：xiemx64@126.com

2016-03-22

2016-06-03