白晟遙，焦宏彬，張雪梅

1.河北醫(yī)科大學，研究生學院，河北 保定 050017 2.武警總醫(yī)院 a.心血管內科；b.呼吸內科；c.超聲科，北京 100039

二維應變技術評估藏區(qū)動脈導管未閉患兒介入治療后左心室心肌收縮功能

白晟遙1,2a，焦宏彬2b，張雪梅2c

1.河北醫(yī)科大學，研究生學院，河北 保定 050017 2.武警總醫(yī)院 a.心血管內科；b.呼吸內科；c.超聲科，北京 100039

目的應用二維應變及應變率成像技術評估高海拔缺氧地區(qū)（平均海拔3500 m以上）動脈導管未閉患兒介入封堵前后左心室局部心肌收縮功能的變化。方法將我院收治的3批次來自藏區(qū)高原缺氧地區(qū)先天性心臟病動脈導管未閉（Patent Ductus Arteriosus，PDA）的31例患兒作為藏區(qū)組，于術前1 d及術后7 d在血流動力穩(wěn)態(tài)情況下行超聲心動圖檢查。同時，選擇年齡、性別相匹配的同期因其他疾病在我院住院接受治療或正常查體的兒童共25例做為正常對照組，進行超聲心動圖檢查，分別連續(xù)采集3個以上心動周期，圖像導入Echo PAC超聲工作站，人工將左心室游離壁及室間隔各劃分為3個節(jié)段，測量節(jié)段心肌的收縮功能，并進行統(tǒng)計學分析。結果藏區(qū)組術后左心室舒張末徑（LVEDd）及左心室舒張末期容積（LVEDV）減小，左心室射血分數（EF）減低；左心室每搏輸出量（SV）、左心室舒張末期容積指數（LVEDVI）降低。術后與術前比較，左室游離壁基底段、中間段、心尖段及室間隔中間段應變均下降。室間隔基底段及心尖段應變較術前增加。術后與術前應變率比較左室游離壁基底段、中間段、心尖段及室間隔中間段應變率均減低，與應變曲線走形相一致，室間隔基底段及心尖段應變率較術前無統(tǒng)計學差異。藏區(qū)組術前左室游離壁3個節(jié)段及室間隔中間段應變高于對照組；室間隔基底段及心尖段應變低于對照組。而術后左室游離壁3個節(jié)段及室間隔3個節(jié)段與對照組無統(tǒng)計學差異。結論二維應變技術可無創(chuàng)、定量評估動脈導管未閉介入治療前后左心室心肌的收縮功能，且較EF值對心肌收縮功能變化的定量評估更加敏感。

彩色多普勒超聲檢查儀；藏區(qū)患兒；動脈導管未閉；介入治療；封堵器

動 脈 導 管 未 閉（Patent Ductus Arteriosus，PDA） 是 危害青少年生長發(fā)育的先天性心臟血管疾病，隨著年齡的增長，若血流動力學未得到及時改善，常可危及生命。我國西南青藏高原地區(qū)，平均海拔在 3500 m 以上，高海拔環(huán)境缺氧導致青藏高原地區(qū)兒童先天性心臟病發(fā)病率遠高于平原地區(qū)。目前，國內外通過介入微創(chuàng)治療動脈導管未閉的比例日趨增高。而基于斑點追蹤技術（Speckle Tracking Imaging，STI） 的 二 維 應 變（2-D strain） 及 應 變 率（Strain Rate Imaging）成像技術，不受角度依賴的影響，并且在評價心肌節(jié)段收縮運動時不易受相鄰組織的影響，能定量反應各節(jié)段心肌功能，本研究旨在對高原缺氧藏區(qū)的動脈導管未閉患兒介入封堵后心肌收縮運動及心功能指標進行觀察，定量評估其介入封堵后心肌收縮功能的恢復水平，以期為評價高海拔缺氧地區(qū)的動脈導管未閉患兒心肌收縮功能提供科學依據。

1 對象與方法

1.1 研究對象

2010 年 6～12 月我院開展扶貧救心活動，本研究將收治的3批次來自藏區(qū)高原缺氧地區(qū)患兒共31例作為藏區(qū)組，其中，男 11 例，女 20 例，平均（8.52±3.00）歲，PDA 最窄處內徑為（8.56±1.11）mm。排除合并其他心臟畸形或復雜畸形的結構異常及心肌病。同時，同期因其他疾病在我院住院治療或正常查體的兒童 25 例做為對照組 , 其中，男 10 例，女 15 例，平均（8.50±2.47）歲。藏區(qū)組與對照組兒童相比，年齡、性別、體重、血壓、心率、無統(tǒng)計學差異（P＞0.05），藏區(qū)組患兒身高較正常對照組低，有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。研究對象均為竇性心律，且經胸超聲心動圖聲窗滿意，且均被告知入選研究并取得知情同意。

1.2 使用儀器

采用美國 GE 公司生產的 Vivid7 彩色多普勒超聲檢查儀器。

1.3 研究方法

1.3.1 資料采集

藏區(qū)組患兒入院后常規(guī)查身高、體重、血壓、心率。并于術前 1d 及術后 7d 在血流動力穩(wěn)態(tài)情況下行超聲心動圖檢查?；純壕髠扰P位，平靜呼吸，聲束盡量與心肌運動方向保持一致，取心尖四腔切面，充分暴露左心室內膜邊界。在呼氣末屏氣狀態(tài)下保留圖像，取胸骨旁左室長軸切面及心尖四腔切面，連續(xù)采集3個以上心動周期，圖像導入 Echo PAC 超聲工作站，進行分析，定幀于收縮末期，手動勾畫左心室心內膜，得到各節(jié)段心肌應變及應變率曲線，并進行量化分析，測量數值取3個心動周期的平均值。對照組兒童進行超聲心動圖檢查，連續(xù)采集3個以上心動周期，圖像導入 Echo PAC 超聲工作站進行分析。

1.3.2 二維應變技術及多普勒技術測量

（1）通過心尖四腔切面測量藏區(qū)組介入手術前后左心室舒張末期左右徑（LVEDd）。

多媒體課件繪制出各種食品質量安全生成流程圖，同時配合展示相關的設備實物圖片或者工作過程中的動態(tài)圖，將教學內容以更加直觀的形式呈現，提高教學效率，加深學生對知識的理解和掌握程度?！笆称焚|量和安全管理”課程更加傾向于實踐應用，課堂教學過程中播放食品企業(yè)生產流程的視頻，將教學內容由文字轉變?yōu)閿底?，從靜態(tài)的枯燥轉變?yōu)閯討B(tài)的躍動，提高課堂注意力和學習興趣，使學生由“任務式”完成每天課程學習轉變?yōu)榉e極主動消化吸收知識。

（2）通過心尖四腔切面 Simpson 法利用公式計算藏區(qū)組手術前后左室舒張末期容積（LVEDV）。

1.3.3 心功能指標測量左心室介入手術前后心功能指標

每搏輸出量（LVSV）= 左心室舒張末期容積（LVEDV）-左心室收縮末期容積（LVESV）。

左 心 室射血分數（LVEF）= 左心室舒張 末 期 容積（LVEDV）- 左心室收縮末期容積（LVESV）/左心室舒張末期容積（LVEDV）。

左心室容積指數（LVEDVI）= 左心室舒張末期容積（LVEDV）/體表面積（BSA）。

1.3.4 心肌節(jié)段收縮功能測定

兩組兒童分別采集心尖四腔切面，導入 Echo PAC 圖像分析軟件手動勾畫心內膜，將室間隔、左室游離壁按照基底段、中間段、及心尖段各劃分為3個節(jié)段，分別測量正常組及藏區(qū)組術前及術后局部心肌收縮期峰值縱向應變值（Endsystolic Longitudinal Strain，SL），以反映左心室心肌局部收縮功能。

1.3.5 封堵器植入PDA的方法

穿刺股動脈及靜脈，并置入血管鞘，肝素 50 u/kg，行左右心導管檢查。造影顯示 PDA 缺損的形態(tài)及大小，封堵器應選擇 PDA 最窄處測量值加 3～6 mm，建立股靜脈 - 肺動脈 - 動脈導管 - 降主動脈軌道，輸送封賭器至 PDA 最窄處兩側釋放。觀察封賭器形態(tài)及造影檢查，觀察是否有殘余分流，有無主動脈狹窄，測壓無異常后釋放封賭器。

2 結果

2.1 兩組的一般資料（表1）

兩組在年齡、性別、體重、血壓、心率等方面無統(tǒng)計學差異（P＞0.05），藏區(qū)組患兒身高較對照組低（P＜0.01）。

2.2 藏區(qū)組左心室結構、功能指標的變化（表2）

藏區(qū)組術前及術后 7d 通過超聲心動圖測量比較 ：LVEDd 及 LVEDV 減小，且差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.01）；左心室射血分數（EF）減低，但無差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）；SV 及 LVEDVI降低，且差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。

表1 兩組兒童一般資料比較

表1 兩組兒童一般資料比較

注：★表示與對照組相比P＜0.01

正常對照組（n = 2 5） 藏區(qū)組( n = 3 1 )年齡 ( y ) 8 . 5 1 ± 2 . 4 7 8 . 5 2 ± 3 . 0 0性別 ( M / F ) 1 0 / 1 5 1 1 / 2 0心率 ( b e a t s / m i n ) 6 6 . 4 5 ± 5 . 0 2 6 6 . 2 3 ± 4 . 8 1收縮壓( m m H g ) 1 0 7 . 6 1 ± 4 . 0 4 1 0 6 . 5 5 ± 4 . 6 7舒張壓 ( m m H g ) 7 2 . 8 1 ± 3 . 9 1 7 1 . 7 1 ± 4 . 6 3身高( c m ) 1 2 7 . 1 5 ± 1 2 . 1 0 1 1 4 . 8 1 ± 9 . 4 6★體重 ( k g ) 2 9 . 2 3 ± 3 . 0 3 2 8 . 1 0 ± 2 . 9 7

表2 藏區(qū)組左心室結構、功能指標的變化)

表2 藏區(qū)組左心室結構、功能指標的變化)

指標 手術前 手術后 P值LVEDd（mm） 44.70±3.96 40.09±3.34★ 0.000 LVEDV（mL） 113.29±8.97 85.65±10.34★ 0.000 LVSV（mL） 78.10±10.99 67.76±12.23★ 0.000 LVEF（%） 61.68±2.77 60.58±3.50 0.120 LVEDVI（mL/m2） 91.11±19.51 75.41±18.78★ 0.001

2.3 藏區(qū)組應變及應變率指標（表3）

藏區(qū)組術后與術前比較，左室游離壁基底段、中間段、心尖段及室間隔中間段應變均下降（P＜0.01）。室間隔基底段應變增加（P＜0.01）。室間隔心尖段應變較術前增加，但差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。術后與術前應變率比較左室游離壁基底段、中間段、心尖段及室間隔中間段應變率均減低（P＜0.01），與應變曲線走形相一致（圖 1～2）。室間隔基底段及心尖段應變率較術前差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。

2.4 藏區(qū)組與對照組應變比較（表4）

藏區(qū)組術前左室游離壁3個節(jié)段及室間隔中間段應變高于對照組；室間隔基底段及心尖段應變低于對照組，其中，室間隔基底段及室間隔心尖段無統(tǒng)計學差異（P＞0.05）。而術后左室游離壁3個節(jié)段及室間隔3個節(jié)段與對照組無統(tǒng)計學差異（P＞0.05）。

表3 藏區(qū)組應變及應變率指標

表3 藏區(qū)組應變及應變率指標

注：★為術后與術前相比P＜0.01；SRb為基底段的應變率；SRm為中間段應變率；SRa為心尖段應變率。

節(jié)段 參數 術前 術后 P值左室游離壁基底段 S b ( % ) -2 2 . 8 2 ± 4 . 2 1 -1 9 . 2 5 ± 2 . 4 2★ 0 . 0 0 0 S R b ( L / s ) -1 . 3 4 ± 0 . 3 4 -1 . 0 5 ± 0 . 4 3★ 0 . 0 0 0左心室游離壁中間段 S m ( % ) -2 4 . 8 5 ± 3 . 0 8 -2 0 . 1 3 ± 3 . 6 0★ 0 . 0 0 0 S R m ( L / s ) -1 . 2 9 ± 0 . 2 1 -1 . 1 1 ± 0 . 2 6★ 0 . 0 0 2左心室游離壁心尖段 S a ( % ) -2 5 . 7 8 ± 2 . 7 4 - 2 1 . 4 0 ± 1 . 2 5★ 0 . 0 0 0 S R a ( L / s ) -1 . 3 8 ± 0 . 2 1 -1 . 1 9 ± 0 . 2 4★ 0 . 0 0 2室間隔基底段 S b ( % ) -1 8 . 0 1 ± 3 . 0 2 -1 9 . 9 7 ± 2 . 0 4★ 0 . 0 0 3 S R b ( L / s ) -1 . 1 2 ± 0 . 2 1 -1 . 1 5 ± 0 . 3 3 0 . 5 1 6室間隔中間段 S m ( % ) -2 0 . 7 3 ± 2 . 0 4 -1 8 . 5 8 ± 3 . 1 2★ 0 . 0 0 4 S R m ( L / s ) -1 . 1 9 ± 0 . 2 1 -1 . 0 3 ± 0 . 2 2★ 0 . 0 0 1室間隔心尖段 S a ( % ) -1 8 . 6 3 ± 4 . 1 1 -1 9 . 7 8 ± 3 . 2 6 0 . 0 8 6 S R a ( L / s ) -1 . 0 7 ± 0 . 2 4 -1 . 0 7 ± 0 . 3 3 0 . 6 6 4

表4 藏區(qū)組手術前后與對照組應變比較

表4 藏區(qū)組手術前后與對照組應變比較

注：P1為藏區(qū)組術前與對照組比較；P2為藏區(qū)組術后與對照組比較?！舯硎綪＜0.05，★表示P＜0.01。

指標 參數 藏區(qū)組 對照組 P1 P2手術前 手術后左室游離壁基底段 S b ( % ) -2 2 . 8 2 ± 4 . 2 1◆ -1 9 . 2 5 ± 2 . 4 2 -2 0 . 3 3 ± 2 . 9 9 0 . 0 2 2 0 . 5 5 8左心室游離壁中間段 S m ( % ) -2 4 . 8 5 ± 3 . 0 8★ -2 0 . 1 3 ± 3 . 6 0 -2 0 . 0 6 ± 2 . 7 6 0 . 0 0 0 0 . 2 4 8左心室游離壁心尖段 S a ( % ) -2 5 . 7 8 ± 2 . 7 4★ -2 1 . 4 0 ± 1 . 2 5 -2 2 . 0 4 ± 1 . 7 5 0 . 0 0 0 0 . 0 9 8室間隔基底段 S b ( % ) -1 8 . 0 1 ± 3 . 0 2 -1 9 . 9 7 ± 2 . 0 4 -1 8 . 4 1 ± 2 . 0 3 0 . 8 0 5 0 . 9 0 7室間隔中間段 S m ( % ) -2 0 . 7 3 ± 2 . 0 4◆ -1 8 . 5 8 ± 3 . 1 2 -1 9 . 4 0 ± 2 . 2 5 0 . 0 2 2 0 . 9 0 0室間隔心尖段 S a ( % ) -1 8 . 6 3 ± 4 . 1 1◆ -1 9 . 7 8 ± 3 . 2 6 -2 0 . 1 0 ± 3 . 7 4 0 . 0 1 8 0 . 1 1 4

圖1 藏區(qū)組術前應變曲線

圖2 藏區(qū)組術后應變曲線

3 討論

動脈導管是胎兒血液循環(huán)中連接肺動脈和降主動脈的重要通道，一般 80% 左右的嬰兒出生后 3 個月內自然閉合，若1歲后仍未閉合并產生一系列心臟血流動力學病理生理變化則診斷為 PDA[1]。在 PDA 的眾多致病因素中，出生后低氧是重要的發(fā)病因素之一。因此，在藏區(qū)高原低氧環(huán)境下，使 PDA 的發(fā)病率增加。Miao[2]的研究中顯示，PDA 發(fā)病率與海拔高度成正相關，高海拔缺氧地區(qū)的發(fā)病率遠高于平原地區(qū)。面對高原嚴酷的缺氧環(huán)境，人體自身的生理會出現一些適應性改變，如肺循環(huán)阻力下降，低氧誘導的細胞介質激活及激素水平的調節(jié)變化，無氧代謝增多及毛細血管網的增加。

Mirsky[3]于 1973 年率先將應變概念應用于力學方面的研究。心肌應變指心肌在外力作用下微小的形變，是對心肌收縮性的客觀直接衡量指標。STD 的 2-D strain 能在二維灰階動態(tài)圖像中追蹤分析心肌組織中自然分布的心肌斑點，圖像分析后計算其位移從而判斷心肌的運動。二維應變技術可對心內分流導致左心室、右心室容量、壓力負荷過重時對心室長軸局部心肌功能的影響作用進行評估及系統(tǒng)觀察封堵術前后左、右心室心腔結構改變及局部心肌的功能恢復情況，評價手術療效及定量評估心內分流糾正后心功能指標。對于心功能的測量方面常規(guī)超聲測量左心收縮功能的指標通常通過（LVEF 及 FS）反應，其取決于心腔容積的變化及心肌形變后心內膜位移程度，但在左室擴大等病理情況下會使其評價收縮功能的準確性發(fā)生偏移。有研究報道[4]，左室壁長軸方向心肌的運動對維持正常心功能作用占 70%,但 LVEF 反應徑向方向的心肌收縮變化而不能反映長軸方向的收縮形變，同時不能反應局部心肌的內在收縮程度。而應變率成像技術能夠較射血分數更加早期的反應出心肌收縮功能的改變。

有研 究 表明[5],心臟 負 荷增加等 原 因引起的 心肌受累最先累及心內膜下縱行心肌纖維，導致局部心肌組織缺氧及纖維化，并逐漸累及至心外膜，而SL主要反應心內膜下縱向心肌纖維的形變能力，因此，SL較徑向應變及周向應變對早期心肌缺血及功能受累反應更加明顯。眾多文獻報道[6]2-D strain 及應變率技術應用于評估先天性心臟病特別是房間隔缺損、法洛四聯癥等心功能指標及手術療效可靠準確。

本研究對高海拔缺氧藏區(qū)患兒介入封堵術后短期內心肌收縮功能是否改變進行了定量分析，結果表明，藏區(qū)患兒封堵治療后左心室游離壁各節(jié)段應變及應變率術后均較術前減低，考慮原因為藏區(qū)患兒動脈導管未閉疾病導致的慢性左心室容量超負荷及長期心肌缺氧情況的適應下，心肌細胞為增強收縮代償性增大，水腫，間質增生，導致心肌質量增加，從而引起左室心肌重構。左心室縱行心肌細胞在一定范圍內伸長，根據 Frank-Starling 機制，心肌收縮能力增強，因此，左心室游離壁收縮期峰值應變及應變率術前明顯增加，高于正常兒童。介入封堵術后，減輕了左心室的容量負荷，心肌細胞回縮，局部應變減低。盡管藏區(qū)患兒長期生活在高原低氧環(huán)境，但其介入封堵后在短期內心肌收縮功能仍有明顯改善，可恢復至正常水平。室間隔基底段及心尖段應變術后較術前增加考慮原因為室間隔與左室游離壁不同，其同時受右室壓力負荷的影響，但其術后短期內也恢復至正常水平。封堵術后左心室容量負荷減低，細胞水腫減 輕， 故 LVEDVI 減 低。 有 研 究 表 明[7]，PDA 封 堵 術 后LVEDVI術后 3 個月及 6 個月仍小于正常組，考慮可能與長期高血流動力狀態(tài)導致心肌缺氧影響左室發(fā)育有關，本研究需進一步觀察。

由于本研究高海拔藏區(qū)患兒病例數較少，今后的進一步研究中需擴大病例數量，同時，對藏區(qū)患兒術后的心肌收縮功能恢復情況需進行長期嚴密隨訪觀察。

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Using Two-dimension Strain and Strain Rate to Evaluate the Function of Left Ventricular Myocardial Systole about Tibetan Children after Interventional Therapy

BAI Sheng-yao1,2a, JIAO Hong-bin2b,
ZHANG Xue-mei2c
1. Graduate School, Hebei Medical University, Shijiazhuang Hebei 050017, China; 2.a. Cardiology Department; b. Respiratory Department; c. Ultrasonography Department, General Hospital of Chinese People’s Armed Police Forces, Beijing 100039,China

ObjectiveTo study the function of left ventricular about patent ductus arteriosus Tibetan children after interventional closure with two-dimension strain and strain rate imaging technique.MethodsThe sample consisted of 31 PDA children (11 boys and 20 girls) in Tibetan district. Their average age is 8.52±3.00years, and make the TEE in a stable condition one day before and seven days after the closure. We chose the other 25 children with the same age and sex cured in our hospital for other diseases for control group. Take more than three continuous cardiac cycle and induce them into Echo PAC then get the curve of systole peak strain and strain rate.ResultsThere is no difference in the age, sex, weight, blood pressure, heart rate between Tibetan group and control group. The height of the children in Tibetan group is lower than control group.The changes in the left ventricle function standard of the children after closure is LVEDd and LVEDV decreased remarkably seven days after the closure. There is no obvious statistic difference in LV EF.LVSV and LVEDVI decreased and has statistic difference. The strain of Tibetan children is basal, middle, and apical segments of left ventricular full wall and middle interventricular septum decreased after the closure.. Basal and apical ventricular septal increased . The strain rate of left ventricular full wall and middle segments of septal decreased after the closure. The strain of left ventricular full wall and middle interventricular septum in Tibetan group is higher than control group in pre-closure. basal and apical ventricular septal is lower than control group.There is no difference in left ventricular full wall and ventricular septal in post-closure.ConclusionTwo-dimensional technique could evaluate the systolic about local heart muscale of Tibetan children who has PDA, the effect is better than the value of EF.Tibetan children left ventricular myocardial systole recovery shortly after closure.

color Doppler ultrasound system; Tibetan sick child; patent ductus arteriosus; interventional therapy;blockage

R445.1

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2012.07.012

1674-1633(2012)07-0047-04

2012-01-08

2012-05-28

本文作者：白晟遙，在讀碩士研究生。

張雪梅，主管技師。

通訊作者郵箱：ZXM1974@163.com