二维斑点追踪技术对川崎病左室收缩功能评估的价值

2020-08-12杨再英

昆明医科大学学报 2020年8期

杨再英，王钰

（1）昆明医科大学第一附属医院心内科，云南昆明 650032；2）云南省第二人民医院体检中心，云南昆明 650021）

川崎病（kawasaki disease，KD）是一种急性多系统性血管炎，被证明是儿童获得性心脏病的最常见原因之一[1]。KD 是一种自限性血管炎，主要侵犯冠状动脉。在KD 中，冠状动脉受累是KD患者死亡的最重要原因。近20%～25%未治疗的患者在亚急性期可能发生冠状动脉瘤（coronary artery aneurysms，CAA）[1]。由于KD 严重的心脏并发症，早期诊断和治疗极为重要。最新有关KD 的国际指南提出，KD 患者左心室（left ventricular，LV）收缩功能评价是该疾病随访中的重要指标[1]。KD 冠状动脉病变（coronary artery lesions，CALs）是引起心肌功能障碍主要因素。临床最常采用评估心肌功能障碍的主要方式为常规超声心动图（echocardiography，Echo），但经常规Echo 评价的指标降低往往预示着疾病的临床状态，因此对KD亚临床收缩功能障碍的检测有限。随着技术的发展，二维斑点追踪超声心动图成像（two-dimensional speckle tracking echocardiography，2D-STE）成为目前心脏LV 收缩功能评估的新进技术。其中LV 纵向应变（left ventricular global longitudinal strain，LVGLS）为最可靠方法，对检测冠状动脉相关疾病的心肌功能障碍方面具有重要价值。目前有关2D-STE 对KD 的研究主要集中于急性期，但有研究发现KD 对心脏的炎症损伤呈持续状态[2-3]。因此KD 远期恢复期后LV 功能的研究急需开展。本研究诊断至少6 月以上的KD 患者LV 收缩功能，评估通过2-STE 技术研究该阶段后KD 病史人群的心脏LV 局部和整体收缩功能，并探讨该技术在较Echo 评估的优势以及对KD 患者心脏收缩功能亚临床改变评估的应用价值，并分析急性期高危因素对KD 半年后LV 收缩功能的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2017 年12 月至2018 年12 月于昆明医科大学第一附属医院心内科心脏超声检查室就诊，并明确诊断为KD6 个月以上的患者（n=38）为病例组（KD 组），其中男性31 名（81.5%），女性7 名（18.4%），平均年龄（7.67±3.09）岁，KD 诊断至今间隔时间0.5～11 a（3.37±2.99）a，并选择50名性别和年龄相符的正常健康对照组，男性40 名（80.0%），女性10 名（20.0%），年龄平均为（7.41±2.76）岁。以KD 组患者当前冠状动脉情况分3 个不同亚组（A 组、B 组、C 组），A 组为CAA 患者（n=12）；B 组为冠状动脉轻至中度扩张（n=8）；C 组为当前冠状动脉正常组（n=18）。KD 冠状动脉分级采用日本心血管研究学会建议分级，（1）正常内径（0 度）：冠状动脉不伴任何部位扩张，≤3 岁冠状动脉内径<2.5 mm；3～9 岁冠状动脉内径<3.0 mm；≥9～12 岁冠状动脉内径<3.5 mm；（2）轻度扩张（I 度）：冠状动脉局限扩张超过相应年龄正常上限但<4.0 mm；（3）中度扩张（II 度）：冠状动脉呈多形改变，如“串珠样”、“藕节样”改变，内径4～8 mm；（4）重度扩张（III 度）：冠状动脉内径≥8 mm[9]。KD 纳入标准是符合美国心血管协会制定的诊断标准[7]；排除心血管疾病、呼吸系统、神经系统疾病或其他重大疾病者等。

1.2 仪器设备

采用Philips EPIQ7c 彩色多普勒Echo 诊断仪，根据受检者个体大小选S8-3 或S5-1 探头进行Echo 检查。

1.3 方法

1.3.1 Echo 及多普勒检查受检者取左侧卧位，行Echo 及多普勒检查，所有常规参数测量均按2016 年中国Echo 测量标准获取[4]：包括左心房（left atrial，LA）及LV 内径（mm）、室间隔（interventricular septum，IVS）及LV 后壁（left ventricular posterior wall，LVPW）厚度、左室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）和左室短轴缩短分数（left ventricular fractional shortening，LVFS）、二尖瓣E 和A 峰；为明确KD 各亚组分组，采用二维Echo 条件下，于左胸骨旁大动脉短轴切面测量舒张期左主干（left coronary artery，LM）、左前降支（left anterior descending，LAD）及左回旋支（left circumflex artery，LCX）内径；调整探头，测量右冠状动脉（right coronary artery，RCA）主干内径；以上指标均连续测量三个心动周期并取平均值。

1.3.2 LVGLS 参数获取于心尖四腔切面、心尖两腔切面及心尖三腔切面分别采集至少3～5 个心动周期动态图像，后通过仪器软件2D-CMQ 分析2D-STE 相关指标（LV 纵向基底段、中间段、心尖段和整体应变）。根据有关KD 冠状动脉并发症危险因子预测评分研究[5-7]，收集KD 患者急性期实验室检查相关指标：如血常规中白细胞（leukocyte，WBC）、血小板（platelet，PLT）及血红蛋白（hemoglobin，Hb）；肝功能中指标谷丙转氨酶（alanine transaminase，ALT）和天冬氨酸转氨酶（aspartate transaminase，AST）；血清白蛋白（albumin，Alb）；炎症因子超敏C 蛋白（c-reactive protein，CRP）和红细胞沉降率（rythrocyte sedimentation rate，ESR），以上指标均取急性期检测最大值。

1.4 统计学处理

使用SPSS 进行统计分析，计量资料均行正态分布检验，用平均值±标准差（）表示；分类数据以百分比表示；正态分布计量资料采用独立样本t检验评估两组之间的差异。并用多重线性回归分析KD 组LVGLS 与急性期患者实验室指标是否存在相关性。检验水准α=0.05，P< 0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 KD 组与对照组一般临床资料与Echo 检测指标结果比较

两组一般临床统计资料如年龄、身体质量指数（body mass index，BMI）及静息状态心率（heart rate，HR）之间差异无统计学意义（P>0.05）。Echo 常规指标如LA 和LV 内径、IVS 和LVPW 厚度、LVFS、LVEF 差异无统计学意义（P> 0.05），见表1。

表1 KD 组与对照组基本信息及常规超声心动图指标（）Tab.1 The general echocardiography data of patients between the case and control group （）

2.2 KD 各亚组与对照组LV 心肌基底段、中间段、心尖段及整体应变统计

在美国心脏病协会的LV17 节段划分法的基础上，将LV 分为LV 基底段、中间段、心尖段以及整体（LVGLS）。KD 各亚组各节段及LVGLS 均明显低于对照组其（P<0.05）；KD 各亚组两两对比研究发现，A 组与B 组、C 组之间均存在明显差异（P< 0.05），且A 组应变最低；B 组基底段及LVGLS 较C 组应变降低（P<0.05）但中间段和心尖段未发现明显差异（P> 0.05）（表2）。认为KD 患者CALs 越严重，LV 局部或LVGLS 越低，正常儿童各节段及LVGLS 应变最高（图1）。

表2 静息状态下KD 各亚组与对照组2D-STE 结果（）Tab.2 The distribution of 2D-STE in the cases and control group at rest（）

与B 组比较，*P<0.05；与C 组比较，#P<0.05；与对照组比较，△P<0.05。

图1 LV17 节段2D-STE“牛眼图”Fig.1 The "Bull's eye diagram"of LV17 by 2D-STE

2.3 KD 各亚组急性期实验室相关指标统计结果与LVGLS 的相关性

KD 各亚组急性期实验室指标统计结果：A 组PLT、CRP、ALT、AST 较C 组均明显升高（P<0.05），与B 组相比，CRP 和ESR 升高（P<0.05）；B 组和C 组ESR 差异有统计学意义（P<0.05）；其余未见明显差异（P>0.05），见表3。分析WBC、PLT、CRP、ESR、ALT、AST、Alb、Hb的改变对KD 后患者LV 收缩功能指标LVGLS 是否存在影响，行计量资料的多重线性回归分析后得出，患者急性期PLT 改变对后期LVGLS 存在影响，回归模型为：LVGLS=19.66-0.36PLT，见表4。

3 讨论

3.1 2D-STE 技术对KD 患者左室收缩功能亚临床改变的价值

随着技术的发展，2D-STE 技术已被临床应用测量KD 患者LV 心脏收缩功能。Hematian MN 等[8]采用2D-STE 技术对比分析23 名急性期KD 患者与19 名正常对照组受试者的LV 纵向两腔、三腔及四腔各室壁基底段、中间段、心尖段及LVGLS后发现，KD 组患者LVGLS 显著低于对照组（P<0.05），不同切面不同节段应变多低于对照组（P<0.05），认为KD 急性期炎性损伤导致LV 心肌受损，LV 收缩功能障碍，建议将2D-STE 技术应用于KD 患者诊疗及随访。总所周知，LV 心肌分心内膜、心肌层和心外膜，三层心肌纤维排列及活动方向不同。斑点追踪技术（speckle tracking echocardiography，STE）是追踪心肌运动“斑点”不同方向的运动矢量，因此根据LV 心肌纤维运动方向的不同，分纵向、径向和圆周应变。Yu JJ 等[9]应用2D-STE 随访追踪了50 名KD 患者急性期到恢复期LV 纵向、径向及圆周不同方向应变发现，KD 组患者急性期LV 不同方向应变均低于恢复期（P<0.01），且KD 组无论急性期还是恢复期，左室不同方向平均应变均低于正常对照组，认为2D-STE 技术能有效辨别KD 炎症对心肌细胞的损害，且急性期最严重。而对于2D-STE 技术对KD患者恢复期以后的随访研究发现，KD 病史的青少年患者存在不同程度的LV 收缩功能障碍，且CALs 越严重，应变越低[10-11]。Martínez-García A等[10]应用2D-STE 技术研究了9 名KD 诊断6 月以上患者的LVGLS，并行冠状动脉造影术发现7 名患者存在CAA（77%），2D-STE 发现5 名患者（56%）LVGLS 异常并伴不同程度闭塞或心肌缺血表现；基于冠状动脉造影术为有创且辐射的不常规检查，该学者[10]建议将2D-STE 技术应用于KD患者随访中，作为辅助非常规检查手段实施的重要参考手段。

表3 KD 各亚组急性期实验室指标统计结果（）Tab.3 The Lab outcomes of cases in KD （）

与B 组比较，*P<0.05；与C 组比较，#P<0.05。

表4 KD 急性期实验室指标对LVGLS 影响的多重线性回归分析Tab.4 Multiple linear regression analysis of impact on LVGLS by lab indexes in the acute phase of KD

本研究发现，KD 诊断6 月以上患者不同亚组均存在应变异常，且CALs 越严重，应变值越低，提示KD 患者存在心肌亚临床损伤，且CALs 越严重，心肌收缩功能损伤越严重，与相关研究一致[10-11]。因此，本研究认为KD 患者CAls 是LV 收缩功能损伤的总要因素，无论急性期还是远期随访，KD 患者均存在不同程度的LV 收缩功能障碍。此外，本研究所有KD 患者经Echo 检测LV 收缩功能均未发现异常，证实了2D-STE 可以更早发现心肌收缩功能障碍亚临床改变，可能是一种可靠、有效且无创的心肌功能评估方式。随访中早发现KD 患者心肌损伤情况，是为临床下一步诊疗提供重要信息，降低未来冠状动脉事件发生的重要措施。

3.2 KD 患者急性期炎症损伤与心肌收缩功能障碍的关系

LV 收缩功能是心脏疾病及许多重要器官疾病生存预后的关键[12-14]。LVEF 和LVFS 是临床最常用的评价指标。KD 患者心肌组织活检证实，急性期心肌细胞水肿、心肌炎性损伤[15-16]，炎症损害导致KD 患者CALs。CALs 是KD 患者最常见的并发症，是导致LV 收缩功能不全的重要因素。但Echo 检查仅发现极少数患者存在收缩功能异常[17]。Printz BF 等[18]采用2D-STE 技术探讨了198 例诊断为KD的第1 周及第5 周Echo 测量的常规LV 收缩功能指标、冠状动脉内径与急性期炎性因子（CRP、ESR）之间是否存在影响的研究后发现，KD 患者第1 周有20%患者存在LV 收缩功能损伤，且ESR是LV 功能障碍的原因之一，第5 周LV 功能逐渐恢复，但有27%KD 患者存现CALs，认为炎性因子不仅是CALs 的高危因素，也是导致LV 收缩功能不全的重要原因。Hsu HB 等[19]采用Tc-99m HMPAO 标记血液中白细胞后行心脏扫描研究49 名KD 患者LVEF 和右心室射血分数与CALs 的关系，并通过白细胞标记将KD 分为心肌炎组和对照组非心肌炎组患者对比研究后发现，心肌炎组患者LVEF 和右心室射血分数明显低于对照组，且CALs 程度较对照组严重，认为KD 炎症越严重，CALs 及心肌收缩功能损伤越严重。

本研究发现KD 伴CAA 组患者CRP、PLT、ALT 及AST 较未伴CALs 组患者均明显升高（P<0.05），与CALs 组患者相比，CRP 和ESR 明显升高，且通过2D-STE 发现，KD 患者CALs 月严重，LV 收缩功能损伤程度越高。此外发现KD 患者急性期PLT 是KD 远期LV 收缩功能障碍的影响因素。但本研究样本量较少，目前尚不能肯定是否存在其他相关炎性因子，未来有待大样本多中心研究急性期炎性因子与LV 收缩功能的相关性。

随着STE 技术的发展，根据切面的不同分为2D-STE 和三维STE 技术（3-dimension speckle tracking echocardiography，3D-STE）。3D-STE 较2D-STE 技术存在更多优势，减少了心肌“斑点”失踪及更全面的追踪心肌纤维运动，减少误差，较2D-STE 检测更准确[20-21]。本研究因仪器条件限制，采用2D-STE 技术研究KD 患者LV 心肌收缩功能。另一方面，本研究发现KD 异常的患者未能经其他检测手段明确冠状动脉和心肌缺血情况，未来有必要明确应变异常患者冠状动脉及供血情况。

综上所述，KD 患者不仅急性期至亚急性期存在LV 收缩功能损伤，6 个月以上患者仍存在不同程度LV 收缩功能障碍，且CALs 越严重，LV 收缩功能损伤程度越高。2D-STE 技术能发现Echo不能检测出的KD 亚临床改变，对KD 患者LV 收缩功能的检测具有重要作用。众所周知，冠状动脉造影术是明确其心肌缺血情况及冠状动脉病变情况的金标准，但因其辐射的有创因素，限制了临床对儿童伴有冠状动脉疾患的推广和诊治。因此，未来值得探讨的是，经过2D-STE 技术发现的LV 收缩功能障碍的患者是否是行冠状动脉造影术的指针。