组织运动二尖瓣环位移技术评估早产儿左心室收缩功能的应用研究

刘云,周维维,栗河舟,吴娟,尚丽宏

(郑州大学第三附属医院 a.超声科;b.新生儿科,河南 郑州 450052)

随着辅助生殖技术的日益成熟及国家三孩政策的放开,高龄产妇越来越多,其伴随的妊娠合并症所致的早产儿也越来越多。早产儿提前脱离母体,心肌发育不成熟,易受到低氧血症、感染等因素的影响,发生心功能不全甚至心力衰竭[1]。早产儿心功能不全的临床表现常不典型,病情可突然恶化,进展迅速,并可因体循环灌注减少导致器官功能障碍,加重患儿病情。因此,早期发现早产儿心功能异常对临床管理有重要意义。既往常用M型或双平面Simpson法测量左心室射血分数来反映心脏的收缩功能,但有研究报道早产儿和足月儿的左心室射血分数均在正常范围内且无明显差异[2-4]。因此,需要更敏感的技术识别早产儿早期心功能异常。基于斑点追踪显像技术的组织运动二尖瓣环位移技术(tissue motion tracking of mitral annular displacement,TMAD)定量分析二尖瓣环相对于心尖的运动,操作简单,无角度依赖性且对图像质量要求相对较低,在临床上可简单、快速、无创性地评价左心室纵向收缩功能。目前,TMAD技术已经应用于正常或患有器质性心脏病的成人和儿童的心功能评估[5-10],而应用于早产儿心功能的研究鲜见报道。本研究旨在通过TMAD技术早期定量评估早产儿左心室收缩功能,为临床敏感发现早产儿心功能异常并及早采取有效干预措施、评估预后提供有效依据。

1.1 研究对象

选取2022年3—5月郑州大学第三附属医院新生儿科出生的早产儿55例(A组)和足月分娩的正常新生儿45例(对照组),其中A组男26例,女29例,对照组男21例,女24例。A组中有19例随当地医院进行儿童保健,36例(B组)于校正胎龄足月后再次于医院接受超声心动图检查,其中男16例,女20例。早产儿校正后胎龄与足月儿出生胎龄一致。本研究经医院医学伦理委员会审核通过(2022-399-01),患儿家长对本研究内容知情,自愿签署知情同意书。纳入标准:早产儿(出生胎龄28～36+6周)、单胎、无严重并发症(如复杂的先天性心脏病、支气管肺发育不良、坏死性小肠结肠炎、脑室周围-脑室内出血Ⅲ～Ⅳ级等)、无遗传代谢性疾病或染色体异常等。排除标准:血流动力学意义的动脉导管未闭、图像采集质量较差(心电图脱落及心内、外膜显示不清等)、临床资料不全、自动退本研究等。

1.2 仪器与方法

1.2.1仪器与设备

应用PhiliPs CX50彩色多普勒超声诊断仪,S8-3及S12-4相控阵探头(频率3～8 MHz、4～12 MHz),连接胸导联心电图同步记录,QLab 13.0定量分析软件分析二尖瓣环位移。

1.2.2一般资料和超声数据收集

收集患儿的基本信息,如性别、年龄、身高、体重、体表面积、检查时间、随访时间等。所有新生儿均于出生后5～7 d接受超声心动图检查,取仰卧位,在安静或睡眠状态下进行,采集前调整增益、深度、取样框及焦点位置,60～80帧·s-1。首先利用M型超声心动图获得左心室短轴缩短率(left ventricular fractional shortening,LVFS)、左心室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF)等常规参数。然后连续采集3～5个心动周期左室心尖两腔心和心尖四腔心切面的二维实时动态图像,以DICOM格式存储,供脱机分析。将图像导入QLab 13.0软件,在aCMQ界面选择TMAD条件,于左心室心尖四腔心切面锚定二尖瓣环室间隔、二尖瓣环侧壁及心尖处的心内膜、于左心室心尖两腔心切面锚定二尖瓣环下壁和二尖瓣环前壁及心尖处的心内膜,软件自动追踪二尖瓣环组织运动位移,获得心尖两腔心切面二尖瓣环下壁收缩期峰值位移(TMAD AP2 MV1)、前壁收缩期峰值位移(TMAD AP2 MV2)、二尖瓣环平均位移(TMAD AP2 Midpt)及二尖瓣环平均位移率[TMAD AP2 Midpt(%)];心尖四腔心切面二尖瓣环室间隔收缩期峰值位移(TMAD AP4 MV1)、侧壁收缩期峰值位移(TMAD AP4 MV2)、二尖瓣环平均位移(TMAD AP4 Midpt)及二尖瓣环平均位移率[TMAD AP4 Midpt(%)](图1和图2)。所有参数均测量3次,取平均值。

位点1为室间隔二尖瓣环处,位点2为左心室外侧壁二尖瓣环处,自动跟踪位点1、位点2和左心室心尖部位移,软件自动生成位点1、位点2的时间位移曲线并得到位点1、位点2的最大位移及两者中点的最大位移及位移率。

位点1为左心室下壁二尖瓣环处,位点2为左心室前壁二尖瓣环处,自动跟踪位点1、位点2和左心室心尖部位移,软件自动生成位点1、位点2的时间位移曲线并得到位点1、位点2的最大位移及两者中点的最大位移及位移率。

1.3 统计学方法

2.1 临床基本信息与常规超声心动图参数

A组与对照组、B组出生时与校正胎龄足月时、LVFS、LVEF比较,差异无统计学意义(P>0.05),胎龄、BSA、IVSd、LVPWd、LVEDV、LVESV、SV比较,差异有统计学意义(P<0.05)。B组校正胎龄足月时与对照组的胎龄、BSA、IVSd、LVPWd、LVEDV、LVESV、SV、LVFS、LVEF比较,差异无统计学意义(P>0.05)(见表1、2、3)。

表1 B组出生时与校正胎龄足月时基本信息和超声心动图参数比较(n=36)

表2 A组与对照组基本信息与常规超声心动图参数比较

表3 B组校正胎龄足月时与对照组基本信息与常规超声心动图参数比较

2.2 TMAD参数

3组患者的 TMAD AP2 MV 1、TMAD AP2 MV 2、TMAD AP2 MV Midpt(%)、TMAD AP2 MV Midpt、TMAD AP4 MV 1、TMAD AP4 MV 2、TMAD AP4 MV Midpt(%)、TMAD AP4 MV Midpt 比较,差异有统计学意义 (P<0.05)(见表4、5、6)。

表4 B组出生时与矫正胎龄足月时TMAD参数比较(n=36)

表5 A组与对照组间TMAD参数比较

表6 B组矫正胎龄足月时与对照组间TMAD参数比较

2.3 相关性分析

TMAD AP2 MV1、TMAD AP2 MV2、TMAD AP2 Midpt(%)、TMAD AP2 Midpt、TMAD AP4 MV1、TMAD AP4 MV2、TMAD AP4 Midpt(%)、TMAD AP4 Midpt与胎龄、BSA、 IVSd、LVPWd、LVEDV、LVESV、SV呈正相关性。TMAD AP2 MV1、TMAD AP2 MV2、TMAD AP2 Midpt(%)、TMAD AP2 Midpt、TMAD AP4 MV1、TMAD AP4 MV2、TMAD AP4 Midpt(%)、TMAD AP4 Midpt与LVFS、LVEF无关(见表7)。

表7 TMAD各指标与胎龄、BSA及常规超声心动图指标的相关性

早产儿是指出生时胎龄<37周的新生儿[1]。早产儿提前脱离母体,心脏大体结构虽已形成,但内部细微结构发育尚不成熟,心肌中收缩成分少、肌浆网少,容易受到各种病理因素的影响,而且在新生儿生后早期血液循环的过渡阶段,血流动力学很不稳定[11-13],容易造成心肌缺血损伤,出现心功能不全甚至心力衰竭。本研究中新生儿接受超声心动图检查的时间为生后的5～7 d,此时循环过渡阶段基本结束[14-15],避免了循环转换的影响。

本研究结果显示在胎龄、BSA、IVSd、LVPWd、LVEDV、LVESV、SV指标上,早产儿低于其校正胎龄足月时和正常足月儿,而其校正胎龄足月时与足月儿无差异,此外3组人群的LVEF和LVFS差异无统计学意义,表明随着宫内胎龄或生后日龄的增大,室间隔及左心室室壁厚度逐渐增加、左心室腔室容积增大、左心室泵血量增多,提示左心室结构和收缩功能逐渐成熟,早产儿与足月儿在结构上的差异得到弥补,本研究结果与既往研究[2,16-18]一致。因此,应用传统方法和指标并不能敏感反映早产儿真实的左心室收缩功能,没有检测出异常可能是因为心肌径向运动的增厚弥补了纵向运动的减低,LVEF和LVFS仅反映左心室容积或内径的变化,而没有考虑到心肌水平上左室收缩功能受损的超微结构变化,所以临床上需要能更敏感反映心肌受损的新指标和新技术来指导早产儿的管理。

心肌分3层,即心内膜下心肌、中间层心肌和心外膜下心肌,各层心肌中纵向走行、环向走行及斜行走行的心肌纤维占比不同,导致运动方向和旋转角度不同。有研究表明左心室纵向走行的心肌纤维多分布于心内膜下心肌层中,左心室纵向运动主要依靠心内膜层纵向心肌拉伸[19]。二尖瓣附着于左纤维房室环上,系心内膜组织向左心室凸出形成的,所以二尖瓣环纵向运动可反映左心室心肌纵向改变。TMAD技术是基于斑点追踪技术发展起来的新技术,仅需通过追踪二尖瓣环相对于心尖部的运动来评价左心室纵向收缩功能,只要图像能够显示二尖瓣环和心尖即可进行分析,这对于新生儿尤其是早产儿可以消除胸壁薄、心脏与探头的距离较近及肺气重对心内膜显示欠清的影响。既往的研究表明TMAD技术操作简单、对图像的要求不高且可重复性好[5]。本研究中将TMAD技术应用于早产和足月新生儿,结果显示在心尖两腔观和心尖四腔观的各TMAD 指标中,早产儿均低于其校正胎龄足月时及正常足月儿,反映出早产儿较之其校正胎龄足月时及正常足月儿的心肌发育更加不成熟,心肌纵向收缩功能差。此外,早产儿校正胎龄足月后各TMAD指标仍低于正常足月儿,反映出早产儿即使在生后至校正胎龄足月期间心肌组织继续发育成熟,心肌纵向收缩功能仍较差,再结合上述LVFS、LVEF指标中3组人群没有差异,表明TMAD指标较之常用的LVFS、LVEF指标可更早期、敏感地发现左心室纵向收缩功能受损的细微变化,帮助临床及时干预,防止心功能进一步恶化甚至心力衰竭的发生。

二尖瓣环位移是结构性参数,与左心室形态及容积变化密切相关。本研究发现TMAD各指标与胎龄、BSA、IVSd、LVPWd、LVEDV、LVESV、SV均呈正相关,其中与LVPWd、LVEDV、SV相关性较好,而与LVFS、LVEF没有相关性,表明随着胎龄或日龄的增长、左心室壁的增厚、腔室的增大,二尖瓣环运动的幅度也逐渐增大。Asada等[10]进行了正常儿童1～182个月龄TMAD的研究,认为TMAD可用于评估正常儿童的左心室纵向收缩功能,与双平面Simpson法测得的LVEF有良好的相关性,而与心率、身高、年龄或体表面积不相关。本研究结果与其不一致,可能与选取的研究人群不同有关,本研究人群处于生长发育高峰时期,随胎龄和体表面积增大,二尖瓣环位移指标值也增大。

组织运动二尖瓣环位移技术可以早期定量评估早产儿左心室收缩功能,为临床敏感发现早产儿心功能异常并及早采取有效干预措施、评估预后提供有效依据。本研究样本量较少,随访样本少,新生儿TMAD的正常范围有待扩大样本量进一步研究。

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