王夢宣 張玉奇 吳蘭平 趙春 陳國珍

斑點追蹤成像技術(shù)評估室間隔缺損患兒左室扭轉(zhuǎn)運動的初步研究

王夢宣 張玉奇 吳蘭平 趙春 陳國珍

目的探討斑點追蹤成像（STI）技術(shù)在評估室間隔缺損（VSD）患兒左室扭轉(zhuǎn)運動中的臨床價值。方法隨機選取VSD患兒36例（VSD組）和無心臟疾病的健康兒童36例（正常對照組），應(yīng)用實時三維超聲測量左室射血分?jǐn)?shù)；STI技術(shù)測量并記錄兩組左室扭轉(zhuǎn)運動參數(shù)，并對其結(jié)果進行對比分析。采用Pearson相關(guān)分析法分析左室扭轉(zhuǎn)運動參數(shù)與左室舒張末期容積及左室舒張末期容積指數(shù)的相關(guān)性。結(jié)果VSD組左室基底部旋轉(zhuǎn)角度、左室基底部旋轉(zhuǎn)角度峰值、左室扭轉(zhuǎn)角度及扭力均明顯大于正常對照組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.01），心尖部旋轉(zhuǎn)角度及心尖部旋轉(zhuǎn)角度峰值差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.525、0.757）。左室扭轉(zhuǎn)運動參數(shù)與左室舒張末期容積、左室舒張末期容積指數(shù)及左室射血分?jǐn)?shù)均無相關(guān)性。結(jié)論STI可較為準(zhǔn)確地分析并評估VSD患兒左室節(jié)段及整體扭轉(zhuǎn)運動；左室扭轉(zhuǎn)運動參數(shù)較敏感地反映了左室心肌代償性運動增強的存在。

斑點追蹤成像；室間隔缺損；心室功能，左；扭轉(zhuǎn)運動

左室收縮是一復(fù)雜的空間形變過程，包括縱向、徑向、周向及扭轉(zhuǎn)運動［1］。相較于傳統(tǒng)評估左室收縮功能的指標(biāo)，左室扭轉(zhuǎn)運動能夠進一步提供心臟整體及局部的運動參數(shù)。因此，準(zhǔn)確評價左室扭轉(zhuǎn)運動對心臟病患兒的臨床診治十分重要［2］。斑點追蹤成像（speckle tracking imaging，STI）技術(shù)應(yīng)用最佳模式匹配技術(shù)追蹤識別心肌內(nèi)回聲斑點的空間運動，標(biāo)測連續(xù)不同幀之間同一位置的心肌運動軌跡，以此計算左室扭轉(zhuǎn)運動的相關(guān)力學(xué)參數(shù)，從而評價心肌的運動［3］。本研究應(yīng)用STI技術(shù)對室間隔缺損（ventricular septal defect，VSD）患兒左室局部心肌旋轉(zhuǎn)運動及整體扭轉(zhuǎn)運動進行初步研究，探討該技術(shù)評估VSD患兒左室扭轉(zhuǎn)運動的臨床應(yīng)用價值。

資料與方法

一、研究對象

選取2015年10月至2016年3月在我院行超聲檢查的VSD患兒36例，其中男20例，女16例，年齡1～5歲，平均（3.44±1.57）歲，心率（100.44±11.75）次/min，身高（100.39±12.63）cm，體質(zhì)量（16.23±4.80）kg，體表面積（0.67±0.14）m2。根據(jù)參考文獻［4］將36例患兒分為：室間隔缺損位于膜周流入道＋小梁型25例，膜周融合型6例，肺動脈下型4例，膜周流出道型1例；VSD大?。?.80±0.25）cm。所有患兒均無肺動脈高壓，除外合并其他器質(zhì)性心臟疾病患兒。另隨機挑選經(jīng)體檢、心電圖及超聲心動圖檢查無心臟疾病的健康兒童36例（正常對照組），其中男20例，女16例，年齡1～5歲，平均（3.43±1.59）歲，心率（95.11±8.11）次/min，身高（104.42±11.57）cm，體質(zhì)量（17.37±3.90）k g，體表面積（0.71±0.11）m2。兩組間性別、年齡、心率、身高、體質(zhì)量及體表面積比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。

二、儀器與方法

1.儀器：使用PhilipsiE 33彩色多普勒超聲診斷儀，二維超聲檢查使用S8-3和S5-1探頭，頻率3～8MHz和2～4MHz；實時三維超聲檢查使用X7-2探頭，頻率2～7MHz。配備QLAB 8.1超聲工作站。

2.方法：受檢兒童取側(cè)臥位，同步記錄胸導(dǎo)聯(lián)心電圖，采集左室短軸（二尖瓣環(huán)水平、心尖水平）切面的清晰二維灰階動態(tài)圖像；切換至實時三維超聲模式，于心尖四腔切面獲得理想的左室圖像后，按“Full volume”鍵，啟動Acquire功能鍵，收集連續(xù)4個以上穩(wěn)定的心動周期全容積立體圖像。數(shù)據(jù)資料庫以DICOM形式儲存在CD-ROM中，導(dǎo)出至Qlab 8.1軟件工作站待進一步脫機處理分析。

3.圖像處理：啟動儀器自帶的Qlab 8.1軟件中的CMQ插件，選中需分析的動態(tài)短軸二維圖像，點擊ROI按鍵，基底部選擇SAX B鍵，心尖部選擇SAX A按鍵，適當(dāng)調(diào)整后按“compute”按鈕，即可得到左室相應(yīng)各節(jié)段旋轉(zhuǎn)曲線。基底部旋轉(zhuǎn)曲線為大致趨勢波谷向下四條不同顏色的拋物線，心尖部旋轉(zhuǎn)曲線為大致趨勢波峰向上的拋物線，其中綠色代表整體扭轉(zhuǎn)，獲取綠線最大的扭轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)角度。左室整體扭轉(zhuǎn)角度峰值=左室心尖部扭轉(zhuǎn)角度峰值-左室基底部扭轉(zhuǎn)角度峰值，扭力=整體扭轉(zhuǎn)角度峰值/左室舒張末期長軸長度。

啟動Qlab 8.1中3DQAdvance插件，首先確認(rèn)心尖四腔切面位置顯示正確，使垂直和水平線交界點通過左室中心。選擇左室容積最大的一幀圖像定為舒張末期（心電圖位于P波后），左室容積最小的一幀圖像定為收縮末期（心電圖位于T波處）。于心尖四腔切面和心尖二腔切面分別選定5個心內(nèi)膜取樣點（即二尖瓣環(huán)上4個點＋心尖部），點擊“sequential analysis”，軟件自動追蹤描記左室心內(nèi)膜邊界，生成左室?guī)缀文Ｐ惋@示整個心動周期左室容量變化，追蹤不滿意的圖像可以手動修改。軟件自動測得舒張末期容積（left ventricular end diastolic volume，LVEDV）、每搏輸出量（stroke volume，SV）及射血分?jǐn)?shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）等指標(biāo)；容積測值采用體表面積標(biāo)準(zhǔn)化為容積指數(shù)。

三、統(tǒng)計學(xué)處理

結(jié)果

一、兩組超聲檢查指標(biāo)比較

VSD組患兒左室舒張末期內(nèi)徑、LVEF、LVEDV指數(shù)及SV指數(shù)均大于正常對照組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05），LVEDV和SV均大于正常對照組，但差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.308、0.258）。見表1。

二、兩組左室扭轉(zhuǎn)運動情況

左室短軸扭轉(zhuǎn)運動的特點：從心尖向心底方向觀察，VSD組患兒與正常對照組一致，從左室基底部先逆時針旋轉(zhuǎn)，后主要為順時針旋轉(zhuǎn)，心尖部則先順時針旋轉(zhuǎn)，后主要為逆時針旋轉(zhuǎn)。見圖1～4。

左室扭轉(zhuǎn)運動參數(shù)比較：VSD組左室基底部旋轉(zhuǎn)角度、左室基底部旋轉(zhuǎn)角度峰值、左室扭轉(zhuǎn)角度及扭力均明顯大于正常對照組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.01），心尖部旋轉(zhuǎn)角度及心尖部旋轉(zhuǎn)角度峰值與正常對照組比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.525、0.757）。見表2。

表1 兩組超聲檢查指標(biāo)比較（±s）

表1 兩組超聲檢查指標(biāo)比較（±s）

M-LVDD：M型超聲測得的左室舒張末期內(nèi)徑；M-LVEF：M型超聲測得的左室射血分?jǐn)?shù)；3DQA-LV EDV：實時三維超聲測得的左室舒張末期容積；3DQA-LV EDVI：實時三維超聲測得的左室舒張末期容積指數(shù)；SV：每搏輸出量；SVI：每搏輸出量指數(shù)；3DQA-LVEF：實時三維超聲測得的左室射血分?jǐn)?shù)。

組別M-LVDD（cm）M-LVEF（%）3DQA-LVEDV（m l）3DQA-LVEDVI（ml/m2）SV（m l）SVI（m l/m2）3DQA-LVEF（%）VSD組3.66±0.46 69.41±4.93 39.82±19.88 58.72±17.77 23.30±11.78 34.36±0.58 58.56±2.12正常對照組3.39±0.25 65.11±4.15 35.83±12.22 50.20±12.88 20.65±7.49 28.89±7.89 59.14±2.35 P值0.014 0.000 0.308 0.023 0.258 0.015 0.147

圖1 對照組基底部左室扭轉(zhuǎn)運動曲線

圖2 對照組心尖部左室扭轉(zhuǎn)運動曲線

圖3 VSD組基底部左室扭轉(zhuǎn)運動曲線

圖4 VSD組心尖部左室扭轉(zhuǎn)運動曲線

表2 兩組左室扭轉(zhuǎn)運動參數(shù)比較（±s）

表2 兩組左室扭轉(zhuǎn)運動參數(shù)比較（±s）

BR：基底部旋轉(zhuǎn)角度；PBR：基底部旋轉(zhuǎn)角度峰值；AR：心尖部旋轉(zhuǎn)角度；PAR：心尖部旋轉(zhuǎn)角度峰值；Ptw：左室整體扭轉(zhuǎn)角度峰值；Ptw/L：扭力。

BR（°）PBR（°）AR（°）PAR（°）VSD組6.62±2.63-4.60±2.61 3.22±1.57 2.10±1.62 6.70±2.94 1.27±0.59正常對照組4.85±1.11-2.68±0.99 3.26±1.55 2.05±0.99 4.73±1.33 0.88±0.24 P值0.000 0.000 0.525 0.757 0.001 0.002組別Ptw（°）Ptw/L（°/cm）

三、相關(guān)性分析

VSD患兒左室扭轉(zhuǎn)運動參數(shù)與LVEDV及LVEDV指數(shù)均無明顯相關(guān)性；VSD患兒左室扭轉(zhuǎn)運動參數(shù)與M型超聲測得LVEF及實時三維超聲心動圖測得LVEF均無明顯相關(guān)性。

討論

左室扭轉(zhuǎn)運動是指心尖部相對于基底部的旋轉(zhuǎn)運動，在左室收縮期射血及舒張早期充盈中起重要作用［5］。左室扭轉(zhuǎn)運動規(guī)律為從心尖向心底方向觀察，左室基底部先逆時針旋轉(zhuǎn)，后主要為順時針旋轉(zhuǎn)，心尖部則先順時針旋轉(zhuǎn)，后主要為逆時針旋轉(zhuǎn)。本研究中VSD患兒符合上述扭轉(zhuǎn)運動規(guī)律。左室內(nèi)膜或外膜收縮功能的改變、左室重塑及纖維結(jié)構(gòu)的改變等均能在左室扭轉(zhuǎn)運動中得到體現(xiàn)，因此正?；虿∽兊男呐K其收縮及舒張功能改變均能通過心臟扭轉(zhuǎn)運動來評價［6-8］。心臟扭轉(zhuǎn)運動能夠提供心臟整體及局部的運動參數(shù)。

STI技術(shù)通過識別二維圖像上的心肌回聲斑點來追蹤心肌的運動軌跡，顯示心尖及心底水平旋轉(zhuǎn)角度隨心動周期的變化曲線，并計算相關(guān)平面旋轉(zhuǎn)角度及左室整體扭轉(zhuǎn)角度。Notomi等［9］對比STI技術(shù)與MRI和組織多普勒測量左室扭轉(zhuǎn)運動，結(jié)果證實STI與MRI和組織多普勒的檢測結(jié)果具有良好的相關(guān)性（r=0.93、0.94）。

VSD由于存在體循環(huán)向肺循環(huán)的左向右異常分流，導(dǎo)致肺循環(huán)血流量增加，進而導(dǎo)致左心容量負(fù)荷過重，不同程度地影響左室功能。本研究發(fā)現(xiàn)，VSD組患兒M型超聲測得的左室舒張末期內(nèi)徑、實時三維超聲心動圖測得的LVEDV指數(shù)及SV指數(shù)均大于正常對照組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05），這與VSD患兒左向右分流引起的左室容量負(fù)荷增加及左心重構(gòu)相符。金丹等［10］認(rèn)為左向右分流先天性心臟病所導(dǎo)致的左容量負(fù)荷增加對左室扭轉(zhuǎn)運動及心尖部旋轉(zhuǎn)運動有影響，對左室基底部旋轉(zhuǎn)運動影響不明顯。而莊燕等［10］研究發(fā)現(xiàn)VSD患者左室基底部的旋轉(zhuǎn)運動更易受到血流動力學(xué)的影響。Dong等［12］研究亦發(fā)現(xiàn)，V SD患者介入術(shù)前后左室基底部的旋轉(zhuǎn)運動更易受到左室容量變化的影響，心尖部旋轉(zhuǎn)運動參數(shù)變化不明顯。本研究發(fā)現(xiàn)VSD組左室基底部旋轉(zhuǎn)角度、左室基底部旋轉(zhuǎn)角度峰值、左室扭轉(zhuǎn)角度及扭力均明顯大于正常對照組（均P＜0.01），而心尖部旋轉(zhuǎn)角度及心尖部旋轉(zhuǎn)角度峰值與正常對照組比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義，這說明VSD左向右分流導(dǎo)致左心容量負(fù)荷增加時，主要是左室基底部旋轉(zhuǎn)運動的增強導(dǎo)致左室整體扭轉(zhuǎn)運動的增強，與文獻［13-14］報道一致。推測原因可能為心臟扭轉(zhuǎn)運動受到左室基底部心肌旋轉(zhuǎn)運動的影響更大，也可能與左室基底部心外膜心肌力矩增大有關(guān)。此外，基底部心肌也可能更易受容量負(fù)荷影響。亦有研究［13］認(rèn)為左室扭轉(zhuǎn)運動是心室對于不同負(fù)荷狀態(tài)做出的適應(yīng)機制，左室容量負(fù)荷增大，基底部心肌代償性旋轉(zhuǎn)運動增強，這與LVEF增加相符。此外，左室擴大所致左室心內(nèi)膜與心外膜心肌纖維間跨壁應(yīng)變梯度增大，亦可能為左室扭轉(zhuǎn)運動增強的原因之一。

本研究中，VSD患兒M型超聲測得的LVEF較正常對照組增高，左室整體扭轉(zhuǎn)運動及基底部旋轉(zhuǎn)運動增強，提示左室心肌代償性收縮活動增強；而實時三維超聲心動圖測得的LVEF與正常對照組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義，應(yīng)用STI技術(shù)測得的左室基底部心肌旋轉(zhuǎn)角度及左室扭轉(zhuǎn)角度峰值在兩組間比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05），說明在評價左室收縮功能時，左室旋轉(zhuǎn)及扭轉(zhuǎn)運動參數(shù)可能較傳統(tǒng)的LVEF等參數(shù)更敏感。本研究進一步分析VSD患兒左室扭轉(zhuǎn)運動參數(shù)與實時三維超聲心動圖測得的LVEDV及LVEDV指數(shù)的相關(guān)性發(fā)現(xiàn)，左室扭轉(zhuǎn)運動參數(shù)與LVEDV及LVEDV指數(shù)并無相關(guān)性。據(jù)此認(rèn)為，容量負(fù)荷增加，左室基底部及左室整體扭轉(zhuǎn)運動增強與左室容量并無明顯相關(guān)性。對于左室扭轉(zhuǎn)運動參數(shù)與容量負(fù)荷的相關(guān)性有待于進一步研究和證實。

綜上所述，STI可較為準(zhǔn)確地分析并評估VSD患兒左室節(jié)段及整體扭轉(zhuǎn)運動。左室扭轉(zhuǎn)運動參數(shù)較敏感地反映了左室心肌代償性運動增強，在以后的研究中需注意心臟負(fù)荷狀態(tài)改變對左室旋轉(zhuǎn)及扭轉(zhuǎn)運動的影響。

［1］宋家琳，黎春雷.超聲心動圖新技術(shù)對左室扭轉(zhuǎn)和解旋及其影響因素的評價［J］.臨床超聲醫(yī)學(xué)雜志，2007，9（6）：355－357.

［2］劉艷午.斑點追蹤技術(shù)評價左室扭轉(zhuǎn)及解旋運動的研究進展［J］.臨床超聲醫(yī)學(xué)雜志，2013，15（9）：628－631.

［3］Notomi Y，Lysyansky P，Setser RM，et al.Measurement of ventricular torsion by two－dimensional ultrasound speckle tracking imaging［J］.JAm CollCardiol，2005，45（12）：2034－2041.

［4］任衛(wèi)東，張玉奇，舒先紅，等.心血管畸形胚胎學(xué)基礎(chǔ)與超聲診斷［M］.北京：人民衛(wèi)生出版社，2015：104-111.

［5］Esch BT，Warburton DE.Left ventricular torsion and recoil：implications for exercise performance and cardiovascular disease［J］.JAppl Physiol，2009，106（2）：362－369.

［6］Tibayan FA，Rodriguez F，Langer F，et al.Alterations in left ventricular torsion and diastolic recoilaftermyocardial infarction with and without chronic ischemic mitral regurgitation［J］.Circulation，2004，110（11 Suppl1）：109－114.

［7］Takayasu H，Takahashi K，Takigiku K，et al.Left ventricular torsion and strain in patients with repaired tetralogy of Fallot assessed by speckletrackingimaging［J］.Echocardiography，2011，28（7）：720－729.

［8］劉昕，李月明.二維斑點跟蹤成像技術(shù)評價左心室整體收縮功能的臨床研究［J］.臨床超聲醫(yī)學(xué)雜志，2012，14（2）：80－83.

［9］Notomi Y，Srinath G，Shiota T，et al.Maturational and adaptive modulation of left ventricular torsional biomechanics：Doppler tissue imaging observation from infancy to adulthood［J］.Circulation，2006，113（21）：2534－2541.

［10］金丹，黎春雷，孫杰，等.斑點追蹤技術(shù)對左向右分流先天性心臟病患者左心室扭轉(zhuǎn)運動的研究［J］.中華超聲影像學(xué)雜志，2013，22（4）：292－295.

［11］莊燕，許迪，陸鳳翔，等.斑點追蹤技術(shù)評價室間隔缺損封堵術(shù)對左心室扭轉(zhuǎn)運動的早期影響［J］.中華超聲影像學(xué)雜志，2010，19（4）：292－295.

［12］Dong L，Zhang F，Shu X，etal.Leftventricular torsional deformation in patients undergoing transcatheter closure of secundum atrial septal defect［J］.Int JCardiovasc Imaging，2009，25（5）：479－486.

［13］Borg AN，Harrison JL，Argyle RA，et al.Left ventricular torsion in primary chronicmitral regurgitation［J］.Heart，2008，94（5）：597－603.

［14］Tzemos N，Silversides CK，Carasso S，et al.Effect of pregnancy on left ventricularmotion（twist）in women with aortic stenosis［J］.Am J Cardiol，2008，101（6）：870－873.

Prelim inary clinical reseach of the left ventricular tw ist and rotation in
children w ith ventricular septal defectby s peckle t racking i maging

WANGMengxuan，ZHANGYuqi，WU Lanping，ZHAOChun，CHENGuozhen Departmentof Pediatric Cardiology，ShanghaiChildren’sMedicalCenter，Shanghai Jiaotong University Schoolof Medicine，Shanghai200127，China

ObjectiveTo evaluate the clinical value of speck le tracking imaging（STI）in evaluating the leftventricular twist and rotation in children with ventricular septal defect（VSD）.M ethods Childrdn with ventricular septal defect（36 cases）as the case group，age and sex matched normal children（36 cases）as the control group，left ventricular ejection fraction were obtained by real-time three-dimensional echocardiography，STI was used to measure the left ventricular twist and rotation parameters of two groups，t he results was compared and analyzed.The correlation between left ventricular twist and rotation parameters and left ventricular and diastolic volume and its index，and ejection fraction were analyzed by Pearson correlation analysis.Results In the VSD group，the leftventricularbasal rotation angle，peak of the leftventricularbasal rotation angle，peak of the left ventricular twist angle and tor sion were significantly greater than th ose in the control group（all P＜0.01），while the apical rotation and peak of the apical rotation angle had no statistical significance compared with the control group（P=0.525，0.757）.T here was no significant correlation between left ventricular twist and rotation parameters，and left ventricular diastolic volume and its index，and ejection fraction.Conclusion STI can be used to analyze the left ventricular segemental and global twist and rotation accurately，and the compensatory of left ventricularmyocardium can be reflected by left ventricular twistand rotation parameterssensitively.

Speckle tracking imaging；Ventricular septaldefect；V entricular function，left；T wist and rotation

R541.1；R540.45

A

2016-07-07）

200127上海市，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬上海兒童醫(yī)學(xué)中心心內(nèi)科

陳國珍，Email：chenguozhen2001@aliyun.com