超聲自動功能成像在急性輕癥川崎病診斷中的臨床價值

姜 杰，張平洋，冉 紅，李 林，李 妙，江業(yè)慧

川崎病(KD)是我國嬰幼兒期常見的獲得性心臟疾病之一[1]，是一種急性發(fā)熱出疹性疾病，主要病理特點為全身血管炎性病變，常使心包、心肌、心瓣膜受累，損傷心肌功能[2]。研究顯示，有 50.77%以上的川崎病患兒在急性期出現(xiàn)心臟損害，導致心肌超微結構的病理性改變，但早期并不出現(xiàn)臨床癥狀，隨著病情延續(xù)心肌逐步出現(xiàn)器質(zhì)性病變[3]。因而，早期評估心肌功能對防治心血管并發(fā)癥，改善患兒預后具有重要意義[4]。超聲自動功能成像(AFI)是基于二維斑點追蹤成像技術的一種快速簡便的成像和分析技術，可以快捷分析獲得左室各節(jié)段的縱向應變數(shù)據(jù)及牛眼圖[5]，本研究采用AFI觀察急性川崎病患兒左室心肌力學改變的特點，探討其在川崎病早期診治中的臨床價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2015年1月—2019年8月南京醫(yī)科大學附屬南京醫(yī)院收治的34例急性輕癥川崎病患兒為川崎病組，其中男18例，女16例；年齡1～5歲；冠狀動脈增寬11例，冠狀動脈瘤樣擴張4例，均不合并心室擴大、明顯室壁運動異常、心律失常等，左室射血分數(shù)(LVEF)>55%。川崎病診斷參照2002年日本川崎病研究委員會修訂的第5版診斷標準[6]，患兒家屬知情同意并簽署知情同意書。同時選取30例2～5歲發(fā)熱患兒作為對照組，其中男16例，女14例，入選標準：發(fā)熱，但竇性心律，心律齊，血壓正常，無心血管病史，經(jīng)超聲、心電圖及生化檢查等結果均未發(fā)現(xiàn)明顯心肺疾患(包括排除川崎病)。本研究經(jīng)我院倫理委員會批準。

1.2 方法

1.2.1 常規(guī)超聲心動圖檢查 利用GE Vivid E95彩色超聲診斷儀，M5S探頭(頻率1～4.5 MHz)和6 S探頭(頻率2.7～8.0 MHz)，70～80幀/s，儀器內(nèi)置AFI分析軟件。檢查時，囑受檢者左側臥位，平靜呼吸，連接心電圖，首先進行常規(guī)超聲心動圖檢查，采集左室長軸切面M型超聲圖像，檢測左室舒張末期內(nèi)徑(LVEDD)、左室短軸縮短率(FS)、LVEF、每搏量(SV)，并計算心排血量(CO)。常規(guī)檢查完成后，分別獲取3～5個連續(xù)心動周期的心尖四腔心、兩腔心、心尖左心室長軸切面的二維灰階動態(tài)圖像及左室心尖五腔觀采集的主動脈血流頻譜靜態(tài)圖像，存儲圖像，以備分析[5]。

1.2.2 圖像分析 首先，以主動脈頻譜確定主動脈瓣關閉時間點，對左室心尖長軸觀動態(tài)圖像進行分析。在心尖左心室長軸切面動態(tài)圖像AFI模式下，按照提示依次選取二尖瓣兩側瓣環(huán)點和心尖點三點心內(nèi)膜，自動程序顯示心內(nèi)膜輪廓，必要時亦可輔以手動微調(diào)，使寬度與心肌厚度基本一致，此后系統(tǒng)自動分析得出追蹤結果，然后同樣對心尖四腔心和兩腔心的動態(tài)圖像進行分析，程序自動分析獲得所有受檢者收縮期左室長軸應變及其牛眼圖，測量左室壁各節(jié)段長軸收縮期峰值應變(longitudinal peak systolic strain，LPSS)、整體長軸收縮峰值應變(GLPS)。1例對照組患兒AFI提示左室心肌整體應變正常(見圖1)。

圖1 1例對照組患兒AFI結果 (AFI提示左室心肌整體應變正常，左室GLPS=-21.2%)

1.2.3 重復性檢驗 隨機選取川崎病組和對照組各10例患兒，由兩名同年資有經(jīng)驗的醫(yī)生，在不知道受檢者病情和檢查結果的情況下完成。兩名檢查者分別對每個受檢者測量2次，然后對同一檢查者的2次測量結果和不同檢查者的測量結果進行重復性檢驗和差異性分析。

1.2.4 血生化指標檢測 所有研究對象于超聲檢測的當日清晨，抽取空腹周圍靜脈血2 mL，所有標本采集后1 h內(nèi)分離血清，采用Vidas-Blue全自動熒光免疫分析儀及其配套原裝試劑檢測血清超敏心肌鈣蛋白I(hs-cTnI)、血漿N末端B型鈉尿肽前體(NT-proBNP)水平，同期采血樣檢測血白細胞計數(shù)、血細胞沉降率(ESR)、C反應蛋白(CRP)。

2 結 果

2.1 川崎病組與對照組心臟超聲指標、血生化指標比較 川崎病組與對照組LVEDD、LVEF、FS、SV、CO以及WBC、ESR、CRP、NT-proBNP比較差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，川崎病組與對照組hs-cTnI、GLPS比較差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。詳見表1。

表1 川崎病組與對照組心臟超聲指標、血液檢測指標比較(±s)

2.2 川崎病組與對照組間左室壁各節(jié)段心肌長軸應變及比較 與對照組比較，川崎病組患兒大部分左室節(jié)段的LPSS絕對值明顯降低，各節(jié)段累及程度并無明顯不同，但正常左室壁心肌應變由基底段向心尖段逐漸增大的趨勢消失。詳見圖2及表2。

圖2 1例川崎病組患兒AFI結果 (AFI顯示左室部分心肌應變明顯降低，GLPS=-17.1%)

表2 川崎病組與對照組左室壁各節(jié)段LPSS比較(±s) 單位：%

2.3 冠狀動脈擴張與冠狀動脈未擴張患兒超聲參數(shù)和血生化指標比較 川崎病組冠狀動脈擴張患兒15例，冠狀動脈未擴張患兒19例。冠狀動脈擴張組GLPS絕對值較冠狀動脈未擴張組明顯降低(P<0.05)，hs-cTnI較冠狀動脈未擴張組明顯升高(P<0.05)，而其他超聲參數(shù)、血生化指標比較差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。詳見表3。

表3 冠狀動脈擴張組與冠狀動脈未擴張組超聲參數(shù)和血生化指標比較(±s)

2.4 Spearman相關性分析 結果顯示，川崎病患兒GLPS與LVEF、FS、SV、CO均呈正相關(r值分別為0.41，0.32，0.28，0.38，P均<0.05)，GLPS與hs-CTnI呈負相關(r=-0.62，P<0.05)，GLPS與LVEDD、NT-proBNP、WBC、ESR、CRP無明顯相關性(P>0.05)。受試者工作特征曲線(ROC)顯示，GLPS絕對值小于17.15%評價心肌受損的敏感度為90%，特異度為86%，曲線下面積為0.89。詳見圖3。

圖3 GLPS評價川崎病患兒心肌受損的ROC曲線分析

2.5 重復性檢驗 兩名同年資有經(jīng)驗的醫(yī)生隨機選取川崎病組和對照組各10例患兒所測的LPSS比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，對同一檢查者的2次測量的LPSS比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。

3 討 論

川崎病在急性發(fā)熱期的病理特征主要是累及全身中等大小的動脈和多個器官組織的全身性炎癥反應[7]，研究顯示，相對于經(jīng)常在發(fā)熱10 d后發(fā)生的冠狀動脈血管炎乃至冠狀動脈瘤而言，心肌炎是川崎病最早出現(xiàn)的特征，可在發(fā)病急性期較早出現(xiàn)[8-9]。2017年美國超聲心動圖學會(ASE)指南指出：超聲心動圖可較準確、快速判斷急性期川崎病患兒心臟受累情況，確診不完全川崎病者，指導臨床醫(yī)師治療和隨訪，甚至在患兒長期管理過程中， 常規(guī)或者結合負荷超聲心動圖可評估患兒冠狀動脈病變轉(zhuǎn)歸[7]。但事實上，可能與心肌受損及炎性程度和范圍有關，輕癥患兒早期并不一定出現(xiàn)臨床癥狀，常規(guī)超聲心動圖也不一定有異常發(fā)現(xiàn)[10]，應用二維超聲心動圖檢查在第 3 周對冠狀動脈擴張的檢出率最高[11]，并不能早期診斷，負荷超聲心動圖在兒童應用也常受限制。因此，探索超聲早期、準確評判川崎病患兒心肌損害的新途徑非常必要。

心室壁由心內(nèi)膜、心肌層和心外膜3層構成，其中心肌層是構成心室壁的主體。心肌層主要由心肌細胞組成，分為內(nèi)、中、外3層，心肌纖維3層的走行方向分別為淺層斜行、中層環(huán)形、深層縱行，心內(nèi)膜下的心肌纖維主要為縱向排列，臨床病變(如缺血)常首先累及心內(nèi)膜下心肌，導致心肌縱向應變的下降[12]。AFI是基于二維斑點追蹤成像的快速簡便的分析技術，無角度依賴性，操作簡便，重復性好，可提供心肌組織應變牛眼圖，用不同顏色標識左心室階段應變大小，直觀地反映左心室室壁節(jié)段的收縮功能變化，對評價室壁運動異常有很大優(yōu)勢，尤其LPSS可發(fā)現(xiàn)常規(guī)超聲心動圖不能敏感反映的心肌早期損害。

本研究發(fā)現(xiàn)，川崎病組與對照組LVEDD、FS、LVEF、SV、CO比較差異均無統(tǒng)計學意義，但川崎病組GLPS絕對值、左室壁大部分節(jié)段的LPSS絕對值均較對照組明顯降低，這與李蔚等[13-14]研究結果相符合，表明急性輕癥川崎病患兒雖然左室大小、容積及整體收縮功能尚未見明顯受損，但與臨床有發(fā)熱的患兒比較，左室心肌的縱向應變已經(jīng)下降，這是因為無論是否合并冠狀動脈損傷，絕大部分患兒均存在不同程度的細胞浸潤等心肌結構異常病理改變[15]，而基于AFI的心肌應變可反映這些早期改變。雖然川崎病組與對照組患兒ESR、WBC及CRP均高于正常值，但兩組比較差異并無統(tǒng)計學意義，提示這些改變多是由于發(fā)熱、一般炎性反應等所致，并非川崎病特異性變化。

目前，有關川崎病及其并發(fā)冠狀動脈病變的發(fā)病機制尚不完全清楚。本研究表明，與冠狀動脈未擴張的川崎病患兒比較，冠狀動脈擴張患兒的GLPS絕對值明顯降低，這與王韌健等[16]的研究結果相似。本研究還進一步證實，冠狀動脈擴張較冠狀動脈未擴張患兒血hs-cTnI增高，而其他超聲參數(shù)及血生化指標與冠狀動脈未擴張患兒比較差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。相關分析顯示，GLPS與FS、LVEF、SV、CO呈正相關，而與血hs-cTnI呈負相關。肌鈣蛋白I大部分以結構蛋白形式固定于肌原纖維上，為不可溶性，只在心肌細胞因缺血、缺氧等原因發(fā)生變性、壞死時，肌鈣蛋白I才會通過破損的心肌細胞膜彌散進入細胞間質(zhì)，隨后進入血液中。因此，本研究結果表明，急性期輕癥川崎病患兒冠狀動脈受累及后心臟損害明顯加重，心肌縱向應變可以較準確反映。NT-proBNP 是腦鈉肽在腦鈉肽前體蛋白酶的作用下裂解的產(chǎn)物，血漿NT-proBNP水平升高可作為早期川崎病的特異性指標，有利于協(xié)助其早期診斷，甚至可早期預測冠狀動脈損害[17]。但本研究中NT-proBNP并非如此。這可能是因為盡管血hs-cTnI、肌酸激酶同工酶(CK-MB)是目前臨床較為廣泛運用的判定心肌損害的生化指標，但是，臨床應用經(jīng)常受到病人病程時間窗、心肌炎性改變程度等影響的限制[18-19]。川崎病早期難以診斷與醫(yī)生經(jīng)驗及川崎病的診斷條件早期往往不能同時出現(xiàn)[7，9]等因素有關，因此，本研究將超聲新技術結合血生化指標檢測聯(lián)合應用應該能夠為急性輕癥川崎病的早期診斷提供幫助。

本研究的局限性在于以2D-STI為基礎的AFI測量不僅要求圖像質(zhì)量高，心內(nèi)膜辨識清晰，而且對圖像采集的幀頻也要求高，在川崎病急性期患兒發(fā)熱心率加快時圖像采集的準確性會受到一定程度上的限制，相信隨著超聲顯像技術的進一步發(fā)展會得到不斷改善。急性輕癥川崎病左室心肌力學改變有一定的特征性，AFI能較敏感地反映病人早期左室心肌力學及功能變化，可作為川崎病的早期診斷的輔助手段。