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        二維斑點追蹤技術(shù)評估手足口病患兒左室收縮功能

        2018-07-14 02:29:12曾健顏漢寧翟玉霞
        西部醫(yī)學(xué) 2018年7期
        關(guān)鍵詞:輕癥心尖基底

        曾健 顏漢寧 翟玉霞

        (1.自貢市第四人民醫(yī)院超聲醫(yī)學(xué)科,四川 自貢 643000; 2. 汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院,廣東 汕頭 515000)

        手足口病(Hand-foot-mouth disease,HFMD)是兒科比較常見的傳染病。近年來HFMD發(fā)病率在中國顯著升高, 并呈現(xiàn)出季節(jié)性流行和全年散發(fā)趨勢[1]?;贖FMD的高發(fā)病率及潛在心肺功能不全風(fēng)險,對HFMD患兒進行心功能評價有重大意義,特別是重癥HFMD患兒心肺功能衰竭的早期診斷、及時處置是搶救成功的關(guān)鍵。本研究設(shè)想采用二維斑點追蹤成像 (Two-dimensional speckle tracking imaging,2D-STI) 技術(shù)評價HFMD患兒左室17節(jié)段各個節(jié)段局部收縮功能,目的在于探索HFMD心功能改變情況,特別是早期表現(xiàn),為臨床診治提供幫助。

        1 資料與方法

        1.1研究對象與分組選擇2015年4月~2016年2月期間在汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院住院經(jīng)臨床確診及病原學(xué)檢查證實為EV71型病毒感染的HFMD患兒為研究對象。按衛(wèi)生部印發(fā)《手足口病診療指南2010年版》[2]中的診斷標(biāo)準(zhǔn)選取實驗組共41例,病原學(xué)檢查均為EV71型,并將其分為輕癥組和重癥組。實驗組分組標(biāo)準(zhǔn):輕癥組:單純HFMD患兒,有手、足、口、臀部皮疹,可伴有發(fā)熱,年齡10~44個月,共15例; 重癥組根據(jù)《中華人民共和國衛(wèi)生部2010年版》標(biāo)準(zhǔn)符合合并下列情況之一者:①神經(jīng)系統(tǒng)癥狀:頻繁的抽搐、昏迷、腦疝。②呼吸困難、有口唇或指端紫紺,咯血性泡沫痰及肺部有啰音等。③休克等循環(huán)功能障礙表現(xiàn)。④白細胞計數(shù)明顯改變(WBC>15.0×109/L或WBC<2.0×109/L)[2-3],年齡9~51個月,共26例。選擇來我院體檢的健康兒童為對照者,性別、年齡、身高及體重均與試驗組相仿,共21例。排除標(biāo)準(zhǔn):①實驗組及對照組均排除心肺腦血管疾病、嚴(yán)重肝腎疾病。② 對照組還需排除近期存在嚴(yán)重感染等影響心功能改變者。

        1.2儀器與方法采用GE Vivid 7 彩色多普勒超聲診斷儀,配備經(jīng)胸成人M4S心臟探頭及小兒7S心臟探頭,頻率分別為1.5~3.5MHz和6.5~8.0MHz,幀頻40~80幀/s。所有患者取左側(cè)臥位或仰臥位,連接心電圖,除行常規(guī)心臟測量之外,還采用雙平面Simpson法測量左心室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)、脈沖多普勒計算Tei指數(shù)[等容收縮期時間(ICT)、等容舒張期時間(IRT)及射血時間(ET)]。隨后存取所有兒童心尖四腔觀、心尖二腔觀及心尖三腔觀切面連續(xù) 3個心動周期的動態(tài)圖。在二維灰階分析狀態(tài)下,心尖四腔心、心尖兩腔心和心尖左心室長軸切面進入AFI程序,按照提示選擇感興趣區(qū)域(Regions of Interest,ROI)心肌范圍,勾畫出心肌內(nèi)膜緣曲線,調(diào)整ROI寬度,使其與心肌厚度一致。每個節(jié)段只當(dāng)字母V顯示時視為有效追蹤,如字母X顯示則視為無效追蹤。對字母為X顯示的相應(yīng)的室壁節(jié)段已勾勒的ROI范圍進行調(diào)整,直到全部節(jié)段均為字母V顯示后,啟動計算機程序自動對已勾勒的ROI進行追蹤[4]。設(shè)定主動脈瓣關(guān)閉時間(AVC)點。利用儀器自帶的斑點追蹤技術(shù)分析軟件在左心室長軸切面、心尖四腔切面及兩腔心切面心肌組織中每個點在心動周期運動的軌跡進行自動追蹤,可計算其ROI中每個節(jié)段心室壁沿縱行心肌纖維方向的平均應(yīng)變值,并最終獲得左心室壁各節(jié)段的應(yīng)變曲線和牛眼圖,見圖1~3,計算出整體縱向應(yīng)變(global longitudinal strain,GLS)。以上操作均由同一名人員完成,且每例兒童制作3張牛眼圖,取最滿意一張留作分析。同期分析各兒童的生化指標(biāo),主要包括白細胞總數(shù)(WBC)、肌酸激酶(CK)、肌酸激酶心肌同工酶(CK-MB)、C-反應(yīng)蛋白(CRP)及血糖(GLU)。

        圖1 正常兒童左心室收縮期峰值應(yīng)變牛眼圖

        Figure1Normalchildrenleftventricularsystolicpeakstrainbovineeyediagram

        2 結(jié)果

        2.1重癥組中的WBC、心率、GLU、CRP、CK、CK-MB均明顯高于輕癥組和對照組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),其中心率及白細胞總數(shù)差異尤為顯著(P<0.01);與對照組相比,輕癥組各指標(biāo)略有升高,但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),見表1。

        2.2重癥組LVEF、GLS相較于輕癥組和對照組明顯減低,Tei指數(shù)明顯高于輕癥組和對照組,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。輕癥組與對照組比較,LVEF、Tei指數(shù)、GLS兩組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),見表2。

        圖2 HFMD輕癥組患兒左心室收縮期應(yīng)變峰值應(yīng)變牛眼圖

        Figure2ThemildgroupofHFMDchildrenleftventricularsystolicstrainpeakstrainbovineeyeandcurvediagram

        2.3重癥組左室后壁及側(cè)壁的基底段、中間段、心尖段應(yīng)變峰值較對照組明顯減低,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01);重癥組左室后室間隔中間段及心尖段、左室下壁基底段、左室心尖部應(yīng)變峰值與對照組比較,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。重癥組左室后壁基底段及側(cè)壁心尖段應(yīng)變峰值較輕癥組明顯減低,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01);重癥組左室后室間隔中間段、心尖段,左室后壁、側(cè)壁中間段及左室心尖部應(yīng)變峰值與輕癥組比較,差異亦有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。輕癥組僅見于左室后壁、側(cè)壁的基底段、中間段及左室側(cè)壁心尖段應(yīng)變峰值減低,與對照組比較,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),其中左室后壁的中間段應(yīng)變峰值與對照組比較,差異更顯著(P<0.01),見表3~5。

        圖3 HFMD重癥組患兒左心室收縮期應(yīng)變峰值應(yīng)變牛眼圖

        Figure3TheseveregroupofHFMDchildrenleftventricularsystolicstrainpeakstrainbovineeyeandcurvediagram

        2.4超聲檢查左心室基底段、中間段及心尖段3部分應(yīng)變峰值均值觀察中,對照組、輕癥組、重癥組間基本呈階梯狀減低改變。重癥組左室基底段、中間段及心尖段相較于輕癥組及對照組各應(yīng)變峰值均值均明顯減低,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。輕癥組相較于對照組,僅見基底段、中間段應(yīng)變峰值均值減低,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),心尖段應(yīng)變峰值均值減低不明顯,組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),見表6。

        表1 3組對象臨床和實驗室檢查指標(biāo)比較Table 1 The comparison of HFMD index in clinical and laboratory examination among severe group, mild group and control group

        注:與對照組比較, ①P<0.05,②P<0.01;與輕癥組比較,③P<0.05,④P<0.01

        表2 3組對象LVEF、TEI及GLS評估左心室整體心功能比較Table 2 The comparison of HFMD index in LVEF, TEI and GLS among severe group, mild group and control group

        注:與對照組比較, ①P<0.05,②P<0.01;與輕癥組比較,③P<0.05,④P<0.01

        表3 3組對象左室壁基底段各節(jié)段應(yīng)變峰值比較Table 3 The comparison of HFMD index in each basal segmental left ventricular wall strain among severe group, mild group and control group

        注:與對照組比較, ①P<0.05,②P<0.01;與輕癥組比較,③P<0.01

        表4 3組對象左室壁中間段各節(jié)段應(yīng)變峰值比較Table 4 The comparison of HFMD index in each middle segmental left ventricular wall strain among severe group, mild group and control group

        注:與對照組比較,①P<0.05,②P<0.01;與輕癥組比較,③P<0.05

        表5 3組對象左室壁心尖段各節(jié)段應(yīng)變峰值比較Table 5 The comparison of HFMD index in each apex segmental left ventricular wall strain among severe group, mild group and control group

        注:與對照組比較,①P<0.05,②P<0.01;與輕癥組比較,③P<0.05

        Table6ThecomparisonofHFMDindexinbasal,middleandapexsectionofleftventricularwallstrainamongseveregroup,mildgroupandcontrolgroup

        分組 基底段 中間段 心尖段重癥組-18.31±2.76②③ -18.85±2.63②③ -19.46±3.07②③輕癥組-21.40±2.16①-20.93±1.66①-22.07±2.84對照組-22.90±0.99-22.86±1.06-23.29±0.95

        注:與對照組比較, ①P<0.05,②P<0.01;與輕癥組比較,③P<0.05

        3 討論

        HFMD是兒科臨床的常見急性傳染病,EV71為最常見及主要病原體之一[5],是一種高度嗜神經(jīng)性病毒,多數(shù)患兒表現(xiàn)為一過性無兇險性腦膜炎、腦干腦炎等,重癥HFMD患兒中可誘發(fā)心臟和肺衰竭[6]。EV71感染HFMD患兒主要由心肌頓抑引起神經(jīng)源性心功能不全,可能因中樞性交感神經(jīng)興奮性增高引起,與體內(nèi)兒茶酚胺水平升高有關(guān)[7-8]。兒茶酚胺在誘導(dǎo)肺水腫發(fā)生的同時也能引起心肌頓抑,表明重型腦損傷后血兒茶酚胺升高可引起心臟前后負(fù)荷持續(xù)增加,最終誘發(fā)心功能失代償而導(dǎo)致急性心功能受損[9-10]。交感神經(jīng)末梢釋放大量兒茶酚胺類物質(zhì),一部分釋放到循環(huán)中,另一部分存在于交感神經(jīng)末梢的心肌細胞內(nèi)。心肌組織中兒茶酚胺增高不僅可引起細胞內(nèi)鈣離子增加,使心肌收縮力下降,還可直接造成心肌細胞損害;兒茶酚胺引起神經(jīng)體液調(diào)節(jié)紊亂,使心肌微循環(huán)障礙和冠脈痙攣,產(chǎn)生心肌缺血和循環(huán)功能障礙[11]。此過程如持續(xù)存在,必將導(dǎo)致心肌功能受損,出現(xiàn)室壁節(jié)段運動異常。

        心肌酶是檢查心肌受損的傳統(tǒng)指標(biāo),許多研究HFMD患兒心肌酶的資料表明,存在高危因素的HFMD患兒病變早期CK-MB顯著升高,心肌損害發(fā)生率顯著增加[12]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),重癥組中的CK、CK-MB均明顯高于輕癥組和對照組(P<0.05),提示心肌酶,特別是CK-MB對心臟損傷敏感性高。但有研究顯示,在骨骼肌損傷或腎衰竭時也會引起CK-MB水平升高[13],不是特異性指標(biāo)。另外,本研究41例HMFD患兒中對cTn-I檢測基本為陰性(<2.0ng/L),提示CK-MB明顯升高的重癥患兒中也鮮有陽性病例,這與國內(nèi)少數(shù)研究者發(fā)現(xiàn)HFMD重癥組中cTn-I升高結(jié)果相矛盾。本研究中HFMD重癥組cTn-I均表現(xiàn)為陰性的原因可能為,雖然cTn-I對診斷心肌損害的特異性很強(可高達97% ~ 100%[14]),但敏感性不高。李玉娥等[15]在對手足口病患兒心肌損害相關(guān)指標(biāo)檢測分析中發(fā)現(xiàn),對心肌炎診斷特異性cTnI高于CK-MB,而敏感性CK-MB卻高于cTnI。國外Kim J等[16]在對急性冠脈綜合征患者CK-MB及cTn-I檢測中也得出了同樣的結(jié)果?;赾TnI的敏感性不足或上升幅度不夠,儀器難以監(jiān)測,可能最終導(dǎo)致cTn-I檢測陰性。本研究結(jié)果還發(fā)現(xiàn),重癥組中的白細胞總數(shù)、心率、血糖、CRP均明顯高于輕癥組和對照組(P<0.05),說明重癥HFMD是可以累及全身多個器官病變的感染性疾病,監(jiān)測患兒體征變化需全面。

        2D-STI技術(shù)無角度依賴性,亦不受心臟整體的運動及周圍心肌組織相互牽拉的干擾,能夠準(zhǔn)確反映心肌運動;其成像原理與磁共振相似,但不是利用磁共振信號,而是利用心肌內(nèi)在特征即原始的聲學(xué)斑點標(biāo)記[17]。隨后對斑點進行辨認(rèn),并應(yīng)用空間與時間圖像處理算法,進行幾何位移的逐幀追蹤,即能獲得心肌組織運動的信息。鄰近兩斑點之間的距離隨時間變化軌跡可以反映組織運動的速度、舒縮形變、位置移動和心臟扭旋等數(shù)個運動參數(shù),對心臟各個心動周期中的力學(xué)特征性進行定性及定量描述。

        本研究利用2D-STI發(fā)現(xiàn)正常組左室心肌整體縱向應(yīng)變(GLS)及各節(jié)段收縮期縱向峰值應(yīng)變(LPSS)的平均值均在國內(nèi)姜嵐、謝明星等[18]對同齡正常兒童縱向應(yīng)變峰值范圍研究的數(shù)據(jù)結(jié)果之內(nèi),而HFMD重癥組的GLS相對于輕癥組和對照組明顯減低,表明重癥組患兒左室心肌整體的收縮功能已經(jīng)減低,而輕癥組患兒左室心肌整體收縮功能基本正常。

        在把左心室分為基底段、中間段、心尖段的研究中,發(fā)現(xiàn)重癥組HFMD患兒左室心肌基底段、中間段及心尖段的縱向應(yīng)變峰值均值均低于對照正常值,但心尖段相對更加接近正常值,表明HFMD患兒左室心肌收縮功能下降主要以基底段和中間段為主,心尖段改變相對輕微;至于輕癥組基底段、中間段、心尖段各縱向應(yīng)變峰值均值均在正常范圍之內(nèi),差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。在對每位檢測者左室心肌分為17節(jié)段觀察各節(jié)段應(yīng)變峰值比較中發(fā)現(xiàn),HFMD重癥組左室心肌縱向應(yīng)變峰值下降主要在左室后壁、側(cè)壁、后室間隔全段及下壁基底段,輕癥組僅見于左室后壁、側(cè)壁的基底段、中間段及左室側(cè)壁心尖段應(yīng)變峰值減低(P<0.05),說明HFMD患兒左室心肌收縮功能下降主要以后壁、側(cè)壁及心尖段為主;隨著病情的加重,重癥HFMD患兒左室后壁、側(cè)壁心肌收縮功能進一步下降。除此之外,左室后室間隔及下段部分心肌也開始出現(xiàn)收縮功能異常,左室前室間隔及前壁心肌收縮功能下降反而很少累計,這表明HFMD患兒心肌損害有一定的過程,且與病情嚴(yán)重程度關(guān)系密切。對本研究結(jié)果的進一步分析發(fā)現(xiàn),重癥HFMD患兒左室心肌收縮功能下降主要表現(xiàn)在左室后壁、側(cè)壁、后室間隔及下壁,而輕癥組則只表現(xiàn)在左室后壁及側(cè)壁收縮功能輕微下降,這與國內(nèi)王紅英等[19]研究結(jié)果基本相似。不論把左室心肌整體分基底段、中間段及心尖段三個部分來觀察,還是分為17節(jié)段來觀察,都能發(fā)現(xiàn)HFMD患兒左室心肌基底段縱向應(yīng)變峰值比中間段及心尖段下降明顯,而中間段又相對于心尖段下降明顯,從心尖段向基底段觀察縱向應(yīng)變峰值呈現(xiàn)一個遞減趨勢。由此推測,HFMD患兒心肌收縮功能下降可能存在這樣一個順序,即首先發(fā)生在左室后壁、側(cè)壁基底段,隨著病情發(fā)展,短軸切面逐步累計左室下壁、后室間隔的基底段,長軸切面逐步累計左室后壁、側(cè)壁中間段及基底段?;诖?,HFMD患兒心臟改變主要是神經(jīng)源性的觀點,表現(xiàn)為左室收縮功能下降的有順序性,可能在于左心室側(cè)壁、后壁基底段交感神經(jīng)末梢分布相對于其他節(jié)段心肌豐富;或是心肌組織中本身的兒茶酚胺分布上升節(jié)律破壞[20],左室側(cè)壁、后壁基底段心肌兒茶酚胺濃度相對更多,導(dǎo)致其相應(yīng)節(jié)段率先出現(xiàn)運動異常。由于本研究樣本量較小,且2D-STI是基于二維灰階圖像的采集,不能完全反映心肌在三維空間的形態(tài)改變,有待運用3D-STI進一步研究。

        4 結(jié)論

        本研究發(fā)現(xiàn),HFMD患兒存在不同程度的左心室局部或整體心肌收縮功能改變。2D-STI技術(shù)具有較高的敏感性,即使在常規(guī)超聲心動圖顯示正常的患兒中,運用該技術(shù)分析仍可早期發(fā)現(xiàn)患兒心臟功能的細微變化,并可通過牛眼圖中數(shù)值及顏色變化直觀地了解病變心肌節(jié)段和病變程度,可對手足口病患兒心功能評估提供幫助。

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