斑点追踪技术在评价小儿左室心肌力学方面的应用

梁梅馨

广西钦州市妇幼保健院超声科 535000

斑点追踪技术是一种通过测量标准动态二维或三维图像的应变来定量评价局部和整体心肌功能的检测技术，其不仅能定量评价心脏扭转与旋转功能及心肌的瞬时运动与形变，同时还具有声束角度依赖的优点，从而能保证检测结果的准确性和客观性[1]。目前，该项技术应用于成人左室心肌力学的研究报道较多，但在儿童的心肌功能检测应用相对较少，从而限制了其在评估儿童心肌功能改变方面的广泛应用，基于此，本文特综述了斑点追踪技术在评价小儿左室心肌力学方面的应用研究进展[2]。

1 斑点追踪技术

斑点追踪技术是一种由非多普勒技术发展而来的利用高分辨率的灰阶图像分析声学斑点运动轨迹的检测技术，其不仅具有时间分辨率高、不受心脏整体运动和角度影响等优势，且通过追踪心肌超声图像的斑点信号，还能良好追踪心肌运动并获得心肌应变、速度参数，从而能帮助临床准确地评价受检者的心脏功能[3-5]。现阶段临床采用的斑点追踪技术主要有二维斑点追踪成像技术和三维斑点追踪成像技术。

1.1 二维斑点追踪成像技术 二维斑点追踪成像技术也被称为二维应变超声心动图，是一种通过建立二维灰阶图像分析声学斑点运动轨迹，从而对心肌运动进行二维图像应变分析的超声心动图技术[6-8]。其主要通过在心肌组织中选择一定范围的感兴趣区，获取组织灰阶并自动逐帧追踪上述感兴趣区内声学斑点的位置、运动和心动周期等信息，再根据这些斑点的运动轨迹，了解心肌组织运动的旋转角度、位移、应变、应变率及速度等多个心肌力学参数，从而能快速、准确地识别心肌节段的异常运动情况，且其不受心脏整体运动、室壁运动夹角及声束方向等因素的影响，从而能为临床评价心肌功能提供客观、准确的依据。它的缺陷在于，仅局限于二维平面的回声斑点跟踪，无法完全跟踪斑点运动的空间位置[9]。

1.2 三维斑点追踪成像技术 三维斑点追踪成像技术是在二维斑点追踪技术及实时三维超声心动图技术基础上发展起来的新技术，通过采集心脏实时三维图像，可在三维空间上追踪回声斑点的运动，并从三维立体空间内对左心室整体及局部收缩功能进行整体评价，另外还能对左心室心肌应变进行分析，从而能将心肌运动更加准确、真实地反映出来[10]。

2 斑点追踪技术在评价小儿左室心肌力学方面的应用

2.1 在正常儿童左心室心肌纵向应变评价中的应用 心肌应变指的是心肌在心动周期中发生的形变，其主要发生在径向运动、纵向运动及圆周运动等3个空间方向上，其中，纵向应变指的是心肌沿长轴方向的缩短或伸长，而心肌带理论认为长轴方向的心肌运动在左室收缩过程中起主导作用，因此，根据左心室心肌纵向应变能有效评价局部和整体心肌功能。如王帅等人[11]通过对126例3d～15岁健康正常儿童按年龄分为5组，A婴幼儿组(3d～3岁)、B学龄前期组(3～5岁)、C学龄期组(6～9岁)、D青春前期组(10～12岁)、E青春期组(13～15岁)，分别采集其两腔切面和左心室心尖四腔图像，获取左心室三维全容积动态图像，然后应用三维斑点追踪技术分析软件对左心室心肌整体及16节段收缩期纵向峰值应变(LS)测值进行在线分析，结果显示，基底段至心尖段应变值(LS测值)递增，即心尖段 LS测值>基底段>中间段，但组间对比无统计学意义；除前间隔基底段及中间段、侧壁心尖段外，5组各节段LS测值差异均有统计学意义；5组整体LS测值具有一定的差异，A、B、C三组整体LS测值高于D、E二组，但A、B、C三组间对比无显著差异，D、E二组对比也无显著差异；随年龄增长，5组左室壁心肌16节段及整体LS测值大致呈递减趋势，表明在出生后至青春期，随着正常儿童心脏的发育和年龄的增加，其左心室16节段及整体室壁心肌纵向应变值具有一定的规律[12]。

2.2 在先天性心脏病左心室收缩功能评价中的应用 先天性心脏病是临床最常见的先天性畸形之一，由于先天性心脏病患儿发病早期多存在左室整体三维形变，因此，评价其左心室整体收缩功能，能有效判断其病情，而要评价先天性心脏病左心室收缩功能，就可借助于超声三维斑点追踪成像技术[13]。如王庆慧等人[14]通过对55例健康志愿者及82例先天性心脏病患儿分别应用超声三维斑点追踪成像技术测量左室整体径向收缩峰值应变(LVGRS)、左室整体纵向收缩峰值应变(LVGLS)、左整体环向收缩峰值应变(LVGCS)，结果显示，先天性心脏病患儿LVGRS、LVGLS、LVGCS均显著高于健康志愿者，且LVGRS、LVGLS、LVGCS与左室射血分数(LVEF)呈正相关，表明超声三维斑点追踪成像技术可发现先天性心脏病患儿的心功能变化和客观评价其左心室整体收缩功能。另外，张玮婧[15]在研究中还指出，超声斑点追踪成像技术在评价紫绀型先天性心脏病大动脉Switch术后解剖左室整体和局部扭转运动方面具有良好的应用效果。

2.3 在左室逆重构的心肌病变患儿左心室收缩功能评价中的应用 扩张型心肌病和病毒性心肌炎均是儿童最常见的心肌病类型之一，其中扩张型心肌病患儿常伴左室逆重构，这也是导致其左心室结构异常或功能障碍的主要原因。不少研究均证实，对扩张型心肌病患儿早期行规范化抗心力衰竭药物治疗，可明显改善其病情，而在治疗过程中，准确评估患儿心功能情况是判断其病情严重程度及治疗反应的关键[16-17]。以往，临床多采用心脏核磁共振技术、CT成像技术、放射性核素技术等诊断扩张型心肌病患儿心脏功能，均有一定的局限性。随着二维斑点追踪成像技术的出现及其在心脏功能评价中的应用，有研究证实，其能定量评估左室各个方向上的整体或局部心肌运动，从而能准确评估左室心功能。肖丽苗[18]通过采用二维斑点追踪成像技术测量左室逆重构前后扩张型心肌病患儿的左心室纵向应变(LS)、左心室整体纵向应变(GLS)、圆周应变(CS)、左心室整体圆周应变(GCS)等左室心肌力学变化情况发现，左室逆重构后，患儿17节段LS均高于左室逆重构前相应节段，患儿左室壁各节段CS均高于左室逆重构前相应节段，患儿左室壁各水平LS、GLS、CS、GCS均显著高于左室逆重构前，表明二维斑点追踪成像技术测量左心室GLS和GCS能有效评价左心室收缩功能。病毒性心肌炎也是一种对患儿身心健康具有严重危害的心肌病变，尽早对患儿进行诊断和治疗，是改善其预后的关键。关莹莹等人[19]分别采用三维斑点追踪技术对病毒性心肌炎患儿(病例组)及健康儿童(对照组)进行检测，结果显示，病例组患儿左室整体纵向收缩期峰值应变(GLS)、面积应变(GAS)、径向应变(GRS)、圆周应变(GCS)等左心室收缩功能指标水平均显著低于对照组，表明三维斑点追踪技术能有效评价病毒性心肌炎患儿左心室收缩功能。

2.4 在小儿川崎病左心室心肌功能评价中的应用 川崎病是一种以全身血管炎性病变为主要病理特点的急性发热出疹性疾病，多发于儿童，不仅会引发患儿出现四肢末端改变、皮疹、发热、淋巴结肿大等症状，同时还易累及其心肌、心包和心瓣膜，引发其出现心肌功能损伤，因此，早期评估患儿心肌功能，指导临床采取有效方案给予治疗，对改善其预后具有重要的意义。有研究证实，三维斑点追踪技术在评价川崎病患儿左心室心肌功能方面也具有良好的效果。如吕娟萍等[20]通过对45例川崎病患儿及45例健康儿童分别行三维超声斑点追踪成像技术检查，结果显示，川崎病患儿左室射血分数、左室舒张末期容积均显著低于健康儿童，川崎病患儿整体面积峰值应变、整体圆周峰值应变、整体纵向峰值应变及整体径向峰值应变绝对值均显著低于健康儿童，说明三维斑点追踪技术能准确反映川崎病患儿心肌异常运动，从而能帮助临床客观、准确评估患儿左室心肌功能和早期心功能改变。

2.5 在单纯性肥胖儿童左室心肌应变早期变化评估中的应用 儿童单纯性肥胖症是一种以全身脂肪组织普遍过度增生、营养过度、体力活动少、行为偏差为主要特征慢性病，其不仅会引发儿童机体出现多种不适症状，同时导致其成年后罹患多种心血管疾病的风险增加，因此，早期识别单纯性肥胖症儿童亚临床心脏功能障碍及严重程度，对预防和降低其心血管疾病的发生具有非常重要的意义。有研究证实，儿童肥胖症早期就已存在左心室功能受损，为此，采用斑点追踪技术来评价其左室心肌应变早期变化，可帮助临床有效评估儿童心脏整体收缩功能改变情况。如邓艺雯等人[21]通过对29例超重儿童、41例肥胖儿童及56例正常对照儿童分别行三维斑点追踪技术检查，结果显示，三组儿童左室射血分数对比无统计学意义；与正常对照儿童相比，超重儿童及肥胖儿童左室收缩末径、左室舒张末径及室间隔厚度均明显增大；与正常对照儿童相比，超重儿童左室整体纵向应变、整体径向应变均明显减低，与正常对照儿童相比，肥胖儿童左室整体纵向应变、整体径向应变及整体圆周应变均明显减低，表明通过三维斑点追踪技术评估单纯性肥胖儿童左室心肌应变早期变化，能帮助临床对单纯性肥胖儿童心脏整体收缩功能改变做出多角度和全面的评价，从而能为儿童肥胖心血管危险因素防治策略制定提供科学依据[19]。

2.6 在急性淋巴细胞白血病患儿化疗后左心功能评价中的应用 柔红霉素化疗是目前临床治疗急性淋巴细胞白血病最常用的手段之一，虽具有确切的治疗效果，但是，柔红霉素也会对患儿心脏造成器质性损害，且这种损害是不可逆的，因此，临床需早期监测和提前预防[22-23]。不少研究证实，二维斑点追踪成像技术在早期发现急性淋巴细胞白血病患儿化疗后左心功能损害中具有良好的效果，如侯翠等人[24]分别在化疗前及化疗3个月，对急性淋巴细胞白血病的患儿行二维斑点追踪成像技术检测，结果显示，相比于化疗前，患儿化疗后左室各切面室壁收缩期总体纵向峰值应变均明显降低，表明二维斑点追踪成像技术能早期发现急性淋巴细胞白血病患儿化疗后左室功能的损害，从而有助于指导临床尽早采取有效方案对患者进行治疗和干预。

2.7 在手足口病患儿左室收缩功能评价中的应用 手足口病是儿童多发传染病之一，不仅可引发患儿出现手、足、口腔部位小疱疹、口痛、厌食、低热等症状，同时还易导致其并发心肺功能不全，从而威胁患儿生命安全，因此，临床需尽早对其进行心功能检测和治疗，才能改善其预后，不少研究均证实，斑点追踪技术在手足口病患儿左室收缩功能评价中的具有良好的应用价值，如曾健等[25]分别采用二维斑点追踪技术对健康体检儿童(对照组)、轻症手足口病患儿(轻症组)、重症手足口病患儿(重症组)行左室心肌各节段收缩功能评估，结果显示，重症组患儿Tei指数显著高于轻症组、对照组，重症组患儿LVEF、CLS水平均显著低于轻症组、对照组，重症组左室后壁基底段，心尖部应变峰值，后、侧壁及后室间隔中间段，后室间隔、侧壁心尖段等左室收缩功能指标水平均低于轻症组，轻症组患儿各项左室收缩功能指标水平又显著低于对照组，表明对手足口病患儿行二维斑点追踪技术检测，可将其心脏功能细微变化显示出来，从而有助于临床了解其病变心肌节段和程度，评估其左室收缩功能，从而为其病情早期诊治提供有效帮助。

3 结语

斑点追踪技术是一种由非多普勒技术发展而来的利用高分辨率的灰阶图像分析声学斑点运动轨迹的检测新技术，其中三维斑点追踪成像技术利用三维容积探头采集图像，不仅能有效克服二维斑点追踪成像技术缺陷，同时还能实时显示心脏三维立体结构和追踪心肌运动，从而为临床评价心肌功能提供客观、准确的依据。目前，已有不少研究证实了斑点追踪技术在评价小儿左室心肌力学方面具有良好的应用效果，相信随着该项技术的不断发展成熟，必将成为临床评价左室功能早期改变的首选方法。