唐 鴿,余 凡,張鵬英,張 曼,陳允安,張 潔
徐州醫(yī)科大學附屬連云港醫(yī)院超聲科,江蘇 連云港222002
川崎病又稱皮膚-黏膜淋巴結(jié)綜合征,是一種累及全身中小動脈的多系統(tǒng)性、自限性免疫血管炎癥。心血管系統(tǒng)的損傷和并發(fā)癥是影響川崎病發(fā)病率和死亡率的主要因素。目前,川崎病及其合并冠狀動脈(冠脈)擴張的發(fā)病率呈逐年上升趨勢。冠脈病變因病變程度和持續(xù)時間不同而存在顯著病理差異,冠狀動脈瘤(coronary artery aneurysm,CAA)的擴張程度與其消退率顯著相關(guān)[1]。對合并CAA 的川崎病患兒,病變血管重塑和內(nèi)皮細胞障礙持續(xù)時間較長,CAA 較大者在2 年內(nèi)發(fā)生冠脈事件的可能性更大[2]。冠脈病變是導致川崎病患兒不良預后和死亡的主要原因,雖然在川崎病急性期發(fā)生的心肌炎在治療后短期內(nèi)也能逐漸消退,但仍有不少患兒存在持續(xù)的心肌功能損害[3],因此,臨床工作中,須長期觀察并監(jiān)測患兒的心功能。超聲心動圖不僅能清晰顯示病變冠脈的形態(tài)和血流[4],其應變技術(shù)的快速發(fā)展也彌補了常規(guī)超聲心動圖參數(shù),如左心室射血分數(shù)(left ventricular ejection fraction,LVEF)的局限,能在川崎病心血管系統(tǒng)發(fā)生病變的早期準確、敏感地反映心肌受累的程度和范圍?,F(xiàn)對超聲心動圖應變技術(shù)評估川崎病患兒心功能的研究現(xiàn)狀與進展綜述如下。
STE 是一種無創(chuàng)評估心肌應變的新技術(shù),在監(jiān)測心力衰竭、缺血性心臟病、瓣膜病、化療藥物引起的心臟毒性和心臟再同步化治療中均具有重要的診斷及預后價值[5]。STE 的聲學原理主要來源于心肌組織與超聲波束間的相互作用,在二維灰階聲像圖中形成位置相對固定的特定組織標志物——斑點。STE 采用半自動化最佳模式匹配技術(shù),且不易受聲波角度的影響,可在整個心動周期內(nèi)逐幀追蹤識別任意ROI 內(nèi)各節(jié)段斑點的位移,從而產(chǎn)生左心室縱向、周向和徑向的應變。該技術(shù)已被廣泛用于對川崎病患兒心肌應變的分析,是早期檢測川崎病患兒整體和局部心肌功能障礙的一種影像學方法。
2D-STE 不僅能在川崎病患兒LVEF 尚未減低時識別左心室收縮功能的異常[6],還可結(jié)合C 反應蛋白和血紅蛋白等分析心肌運動障礙與實驗室指標之間的關(guān)系[7],對輔助臨床早期診斷和治療有重要作用。
Hu 等[8]應用2D-STE 技術(shù)對不同階段川崎病患兒的左心室心肌進行分層應變分析,將不伴冠脈病變的73 例川崎病患兒按病程分組,計算各組心肌的左心室整體縱向應變(global longitudinal strain,GLS)、整體周向應變(global circumferential strain,GCS)及其跨壁心內(nèi)膜-心外膜梯度等數(shù)值。結(jié)果顯示,川崎病患兒的全層心肌收縮功能均有不同程度降低,且病情進展至慢性期時患兒心內(nèi)膜下心肌仍有損傷。該研究表明,GLS 可識別急性期川崎病患兒異常的左心室收縮功能,并為患兒長期心功能受損的結(jié)局提供有效的早期預測指標。還有研究發(fā)現(xiàn),急性期川崎病的GLS 與C 反應蛋白及紅細胞沉降率呈正相關(guān)[9],表明川崎病患兒早期心肌應變的降低可能與其炎癥反應有關(guān)。Azak 等[10]研究顯示,經(jīng)治療后的川崎病患兒左心室各項應變參數(shù)較前明顯升高,提示心肌功能逐漸改善,且急性期降低的應變值可能是反映心肌炎癥的敏感指標。
Sanchez 等[11]對不同病程川崎病患兒的心肌行橫斷面研究,其測定指標包括GLS、GCS 及其應變率和峰值扭轉(zhuǎn)等,與急性期相比,恢復期或慢性期的應變率略有下降,且在CAA 患兒中更明顯(P<0.05),提示2D-STE 可檢測到慢性期患兒心肌功能的細微變化,對預防川崎病晚期發(fā)展為慢性血管病變甚至心肌缺血有重要意義。Wang 等[12]研究發(fā)現(xiàn),在LVEF值無顯著差異的情況下,CAA 組和非CAA 組的GLS、GCS 均低于對照組,且GLS 與Ⅲ型前膠原氨基端前肽及Ⅰ型前膠原羧基端前肽呈明顯負相關(guān),這表明川崎病的亞臨床左心室收縮功能障礙可能與心肌纖維化有關(guān)。因此,臨床工作中,無論川崎病患者是否存在CAA,隨訪時均應行左心室功能檢測。靜脈注射免疫球蛋白(intravenous immune globulin,IVIG)耐藥的川崎病患兒發(fā)生冠脈病變的概率較IVIG 反應性川崎病患兒更高,此類患兒的左心室功能改變情況需更深入研究。有學者通過2D-STE 技術(shù)對比分析抗IVIG 與IVIG 反應性川崎病患兒,結(jié)果顯示抗IVIG患兒的GLS 和GCS 明顯低于IVIG 反應性患兒(P=0.000,0.030)[13]。且ROC 曲線分析得出,GLS 絕對值<16.8%和GCS 絕對值<15.9%是IVIG 無反應的最佳預測指標。表明2D-STE 可敏感檢測到IVIG 耐藥患兒更嚴重的亞臨床心肌收縮功能障礙,并對IVIG耐藥川崎病患者的識別具有支持作用。
2D-STE 除用于研究川崎病左心室分層和整體的應變外,還能提供左心室各節(jié)段的應變數(shù)據(jù)。Dedeoglu等[14]使用該技術(shù)在對患兒進行隨訪時發(fā)現(xiàn),川崎病早期左心室基底段和心尖段的心肌均有損害,合并膿尿川崎病患兒其應變值低于無膿尿患兒(P≤0.05),且左心室力學的損害主要發(fā)生在冠脈左前降支區(qū)域。也有研究證實,2D-STE 診斷川崎病左冠脈分支相應節(jié)段病變的準確率高于常規(guī)經(jīng)胸超聲心動圖[15]。采用2D-STE 探討川崎病患兒左心室扭轉(zhuǎn)時發(fā)現(xiàn),舒張期解旋功能參數(shù)的變化能反映病變冠脈供血的受損[16]。說明2D-STE 在診斷并精確定位川崎病患兒受累心肌及相應冠脈方面存在優(yōu)越性。由2D-STE 衍生來的新技術(shù)還可用于測定川崎病患兒的二尖瓣環(huán)位移[17],有效避免了圖像質(zhì)量差導致心內(nèi)膜邊界顯示不佳的缺點,可準確地反映IVIG 后患兒心肌炎的恢復情況。
3D-STE 采用全容積顯像,能在立體空間內(nèi)連續(xù)動態(tài)觀察心肌聲學斑點的運動軌跡,其能更真實客觀地分析左心室容積和心肌應變等指標,有良好的重復性和臨床可行性。與2D-STE 相比,該技術(shù)明顯縮短了圖像采集和分析的時間[18],可同時測定左心室容積和整體心肌應變等各參數(shù)。3D-STE 評價左心室充盈壓時避免了多普勒技術(shù)對超聲波束角度依賴性的影響,估測更全面精準[19]。Truong 等[20]對多篇文獻進行薈萃分析,明確了3D-STE 測定兒童左心室應變值的正常范圍,使其在評價擴張性心肌病患兒細微心功能損傷方面較2D-STE 更精確[21],體現(xiàn)了該技術(shù)的優(yōu)越性及其在患兒中良好的臨床適用性。
與2D-STE 相比,3D-STE 所獲得的應變值受心臟運動影響較?。?2],能更客觀地反映川崎病患兒的左心室功能。有學者使用3D-STE 對無CAA 的川崎病患兒進行長達7 年的隨訪調(diào)查[23],根據(jù)有無冠脈擴張將患兒分為2 個亞組,通過該技術(shù)分別獲得了GLS、GCS、整體徑向應變(global radial strain,GRS)和整體面積應變(global area strain,GAS)等參數(shù)。與對照組相比,2 組川崎病患兒的GLS 和GAS 值均降低(均P<0.05),而GCS、GRS 僅在冠脈擴張患兒中下降(均P<0.05)。由此可知,左心室收縮功能障礙在川崎病合并冠脈擴張的患兒中更嚴重,且持續(xù)時間長。川崎病急性期血清中N 末端B 型利鈉肽原(N-terminal pro brain natriuretic peptide,NT-proBNP)和炎癥細胞因子雖均有上升趨勢,但原因尚不明確。Kato 等[24]采用3D-STE 比較急性期和亞急性期川崎病患兒的心功能,并測定血清細胞因子及其受體,結(jié)果顯示,3D-STE 無法證明NT-proBNP升高與GLS 有明顯相關(guān)性,而在大多數(shù)急性期川崎病患兒中NT-proBNP 的升高與腫瘤壞死因子等細胞因子密切相關(guān),進一步闡明了NT-proBNP 可能是川崎病炎癥反應的標志,而非心功能障礙的標志。王建偉等[25]通過3D-STE 對川崎病患兒左心室功能障礙與心肌纖維化之間的關(guān)系進行探討,并使用心臟MRI 釓延遲強化序列評價心肌纖維化的節(jié)段數(shù)目。結(jié)果顯示,3D-STE 測得的應變指標與心肌纖維化的陽性節(jié)段數(shù)值呈負相關(guān),提示急性期川崎病患兒心肌運動功能的損傷與其纖維化有一定關(guān)聯(lián),有利于臨床醫(yī)師對患兒進行早期治療。3D-STE 對識別不典型川崎病患兒的冠脈病變也有較高的敏感度。姜華等[26]將冠脈造影作為金標準,發(fā)現(xiàn)3D-STE 對不典型川崎病冠脈病變的診斷結(jié)果與之高度一致。
STE 存在的不足:未體現(xiàn)后負荷對應變的影響;在圖像質(zhì)量上受幀頻和最大取樣角度的客觀限制。
心肌做功技術(shù)作為近年來被超聲學者廣泛研究并應用的新興技術(shù),其在STE 的基礎(chǔ)上將后負荷與GLS 相結(jié)合,創(chuàng)新性地根據(jù)瓣膜啟閉時間繪制成左心室壓力-應變環(huán)[27],彌補了STE 負荷依賴性的缺陷,從而能定量評估患者整體或局部的心功能變化。應用左心室壓力-應變環(huán)評價心功能的優(yōu)勢:①后負荷的測量由最初的有創(chuàng)測壓演變至肱動脈血壓計測量左心室腔內(nèi)壓,具有無創(chuàng)和可重復性等優(yōu)點[28]。②能在疾病早期發(fā)現(xiàn)心肌細微功能的變化,其敏感度、準確率明顯高于GLS 和LVEF[29]。無創(chuàng)壓力-應變環(huán)的局限性:①對后負荷數(shù)值敏感。②左心室壓力是由袖帶血壓計測量的肱動脈收縮壓代替實際測量值,如存在引起主動脈壓力與左心室壓力不一致的疾病可能導致測量結(jié)果的不準確[30]。
通過無創(chuàng)壓力-應變環(huán)來評估川崎病患兒心功能是一種全新的嘗試,也是該技術(shù)在兒科的首次臨床應用。有學者運用心肌做功技術(shù)回顧性評價川崎病患兒恢復期的心肌損傷發(fā)現(xiàn),所有川崎病患兒的心肌整體做功指數(shù)、整體有用功和整體做功效率均顯著降低,且心肌做功指數(shù)的差異在川崎病組與合并冠脈病變組具有可比性[31]。說明在LVEF 和GLS正常的川崎病患兒中,整體做功指數(shù)可能是發(fā)現(xiàn)川崎病遠期心肌功能障礙更敏感的指標,其對超聲技術(shù)評估川崎病患兒心功能變化是一個重要進步。目前,心肌做功技術(shù)已在冠脈粥樣硬化性心臟病、心臟同步化治療、心力衰竭及各類心肌病所導致的左心室功能不全中體現(xiàn)了良好的診斷及預后價值。作為一項最前沿的超聲心動圖技術(shù),心肌做功技術(shù)發(fā)展?jié)摿薮螅磥碛型蔀樵u估川崎病患兒心功能變化的新工具。
綜上所述,與常規(guī)超聲心動圖相比,STE 和心肌做功技術(shù)均能靈敏地檢測川崎病患兒的亞臨床心肌功能障礙,其對現(xiàn)有評估心肌的成像技術(shù)作了最新補充,提高了觀察者間和觀察者內(nèi)的重復性,具有良好的臨床應用前景。鑒于川崎病患兒心肌受損的機制尚未完全闡明,后續(xù)對有冠脈后遺癥的川崎病患兒仍需行長期研究。