斑點(diǎn)追蹤超聲心動(dòng)圖技術(shù)在新生兒中的應(yīng)用進(jìn)展

華璐伊，徐莉莉，張志群

斑點(diǎn)追蹤超聲心動(dòng)圖技術(shù)在新生兒中的應(yīng)用進(jìn)展

華璐伊1，徐莉莉2，張志群2

1.浙江中醫(yī)藥大學(xué)第四臨床醫(yī)學(xué)院，浙江杭州 310053；2.浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬杭州市第一人民醫(yī)院兒科，浙江杭州 310006

評(píng)價(jià)新生兒心功能的傳統(tǒng)指標(biāo)或檢查手段對(duì)患兒心功能的細(xì)微變化或臨床前變化的敏感度不高，斑點(diǎn)追蹤超聲心動(dòng)圖技術(shù)可通過(guò)檢測(cè)室壁運(yùn)動(dòng)而較好地評(píng)價(jià)其心肌應(yīng)變和心室旋轉(zhuǎn)等，為新生兒心功能的評(píng)價(jià)提供新方法。本文對(duì)斑點(diǎn)追蹤超聲心動(dòng)圖技術(shù)在新生兒心功能評(píng)價(jià)中的應(yīng)用進(jìn)展做一綜述。

斑點(diǎn)追蹤超聲心動(dòng)圖；新生兒；心室應(yīng)變；心室扭轉(zhuǎn)

收縮功能和射血分?jǐn)?shù)是評(píng)價(jià)左心室（left ventricle，LV）功能的傳統(tǒng)方法，二者可用于評(píng)估腔體尺寸；但因新生兒圖像的再現(xiàn)性與標(biāo)準(zhǔn)化不佳，無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)患兒心臟的顯性功能障礙。右心室（right ventricle，RV）功能評(píng)價(jià)的傳統(tǒng)方法因其獨(dú)特的三維結(jié)構(gòu)而受限。斑點(diǎn)追蹤超聲心動(dòng)圖（speckle tracking echocardiography，STE）技術(shù)衍生的應(yīng)變測(cè)量在剛被引入臨床應(yīng)用時(shí)，便很快成為L(zhǎng)V功能評(píng)價(jià)的指標(biāo)，現(xiàn)已被納入成人心臟超聲心動(dòng)圖的相關(guān)建議中[1]。研究表明，STE測(cè)量心臟應(yīng)變較常規(guī)超聲心動(dòng)圖更敏感，且其不依賴于超聲角度，可追蹤心臟各方向的運(yùn)動(dòng)，評(píng)估心臟縱向、徑向、周向的應(yīng)變和應(yīng)變率（strain rate，SR）[2]。健康新生兒相關(guān)參考值的建立將實(shí)現(xiàn)相關(guān)疾病下心臟應(yīng)變值變化的臨床評(píng)估[3]。

1 STE概述

目前，STE多為二維成像技術(shù)。散斑圖案是超聲波束產(chǎn)生的聲學(xué)反向散射，斑點(diǎn)運(yùn)動(dòng)遵循心肌運(yùn)動(dòng)，逐幀追蹤定義的斑點(diǎn)區(qū)域最終覆蓋整個(gè)心動(dòng)周期，提取位移（斑點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)）、速度（斑點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的速度）、心肌節(jié)段應(yīng)變（斑點(diǎn)之間距離的相對(duì)變化）、SR（距離變化發(fā)生的速度）、扭轉(zhuǎn)（心臟收縮的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)）和解旋（心臟舒張的解旋運(yùn)動(dòng)）等。

心肌應(yīng)變是指心肌從舒張末期的基線形態(tài)到收縮末期的應(yīng)變形態(tài)，表示為相對(duì)于基線變化的百分比，包括縱向縮短、周向縮短和徑向增厚。LV和RV的應(yīng)變模式不同，LV射血分?jǐn)?shù)和每搏輸出量的主要應(yīng)變是周向縮短，RV則是縱向縮短。應(yīng)變受前后負(fù)荷影響，SR對(duì)負(fù)荷的依賴性較低，更能反映收縮性，提供超出常規(guī)超聲心動(dòng)圖測(cè)量值的信息。既往研究證實(shí)，心肌應(yīng)變和SR是定量測(cè)量新生兒LV功能的敏感指標(biāo)[4]。

二維STE是一種已經(jīng)被充分驗(yàn)證了的，可評(píng)估心臟旋轉(zhuǎn)力學(xué)的方法。LV扭轉(zhuǎn)可描述LV收縮期的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，是心尖和心底沿LV長(zhǎng)軸對(duì)比旋轉(zhuǎn)的凈結(jié)果，可改善LV射血；LV解旋則促進(jìn)舒張?jiān)缙诔溆?。STE還可測(cè)量LV的扭轉(zhuǎn)率和解旋率，為心功能評(píng)估提供重要信息，研究表明，其與傳統(tǒng)磁共振成像技術(shù)測(cè)量的扭轉(zhuǎn)結(jié)果一致，但前者的操作更簡(jiǎn)便[5]。

2 STE在評(píng)價(jià)新生兒心臟功能中的應(yīng)用

2.1 STE的常用參數(shù)

2.1.1 心室旋轉(zhuǎn)力學(xué) 研究證實(shí)，在成人和兒童中，扭轉(zhuǎn)可作為心功能的評(píng)價(jià)指標(biāo)，但臨床缺乏關(guān)于新生兒的數(shù)據(jù)[6-7]。在動(dòng)物模型和成人的研究中，后負(fù)荷增加可降低LV扭轉(zhuǎn)和解旋率[8]；在早產(chǎn)兒中也可獲得相同的負(fù)性影響[9]。Breatnach等[9]研究證實(shí)，測(cè)量早產(chǎn)兒的LV扭轉(zhuǎn)具有可行性和重現(xiàn)性；且研究發(fā)現(xiàn)，早產(chǎn)兒在出生后的第1天，其全身血管阻力的增加對(duì)LV扭轉(zhuǎn)和解旋有負(fù)性影響。Auriau等[10]研究發(fā)現(xiàn)，LV心底部旋轉(zhuǎn)在健康足月兒的早期幾乎是不存在的。Castaldi等[11]研究表明，心外膜應(yīng)變的增加導(dǎo)致早產(chǎn)兒在出生后，其心臟左旋扭轉(zhuǎn)逐漸增加。推測(cè)心底部旋轉(zhuǎn)的主要變化發(fā)生在出生后幾周內(nèi)，但與出生孕周無(wú)關(guān)，這可能是對(duì)肺阻力下降的適應(yīng)表現(xiàn)。在新生兒與兒童、成人的對(duì)比研究中發(fā)現(xiàn)，LV扭轉(zhuǎn)和解旋在新生兒出生后3個(gè)月便與兒童和成人大致相仿，表明LV收縮舒張功能在此時(shí)才明顯改善[12]。

2.1.2 心室應(yīng)變 應(yīng)變應(yīng)來(lái)自3種視圖，即4腔室（chamber，CH）、3CH和2CH[1,3]。最常用的收縮期應(yīng)變參數(shù)是整體縱向應(yīng)變（global longitudinal strain，GLS）。多層應(yīng)變研究顯示，應(yīng)變值從心外膜到心內(nèi)膜呈梯度變化[13]。然而，對(duì)健康新生兒多層GLS的研究尚不多見(jiàn)。Khan等[14]研究發(fā)現(xiàn)，健康新生兒4CH和3CH的GLS及漂移補(bǔ)償無(wú)明顯差異，GLS從心外膜向心內(nèi)膜逐漸增加，但心外膜層的重現(xiàn)性較低。因4CH較3CH獲得圖像更快，在新生兒的應(yīng)用中十分關(guān)鍵，二者能否在臨床中互換使用值得進(jìn)一步探索。既往研究表明，4CH和3CH的GLS在新生兒有所應(yīng)用，但與之相關(guān)的參考值仍在建立[15-16]。

2.2 STE在新生兒相關(guān)疾病中的應(yīng)用

2.2.1 支氣管肺發(fā)育不良（broncho-pulmonary dysplasia，BPD） BPD是嬰幼兒最常見(jiàn)的慢性肺部疾病，在早產(chǎn)兒中較為多見(jiàn)。目前，最常用的BPD定義由美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院于2001年和2018年提出，該定義基于不同呼吸支持方式的主觀需求識(shí)別疾病的嚴(yán)重程度，故此方法有很大的局限性。Levy等[17]研究發(fā)現(xiàn)，BPD患兒在32周時(shí)RV游離壁縱向應(yīng)變（free wall longitudinal strain，F(xiàn)WLS）和室間隔（interventricular septum，IVS）GLS顯著降低，IVS應(yīng)變從基底到頂點(diǎn)呈遞增梯度，這與無(wú)BPD的新生兒正好相反。James等[18]亦研究發(fā)現(xiàn)，BPD對(duì)RV FWLS有負(fù)性影響。綜上，與無(wú)BPD的新生兒相比，BPD患兒的RV FWLS和IVS GLS顯著降低，這為BPD的盡早發(fā)現(xiàn)提供重要的臨床依據(jù)。

2.2.2 肺動(dòng)脈高壓（pulmonary hypertention，PH） 新生兒PH是指肺血管阻力持續(xù)增高，最終引起嚴(yán)重低氧血癥，常合并BPD，與心肺疾病的發(fā)展密切相關(guān)。Levy等[17]研究發(fā)現(xiàn)，32～36周PH患兒的RV FWLS和IVS GLS持續(xù)降低，10%的無(wú)BPD新生兒在36周時(shí)可檢測(cè)到PH，這種模式會(huì)持續(xù)到1歲；患兒第5～7天出現(xiàn)IVS節(jié)段縱向應(yīng)變基底頂點(diǎn)梯度模式，其與晚期PH風(fēng)險(xiǎn)較高相關(guān)。Mourani等[19]研究發(fā)現(xiàn)，7日齡新生兒IVS變平與晚期PH風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)。盡管BPD和PH的某些機(jī)制重疊，但無(wú)BPD極度早產(chǎn)兒的肺循環(huán)發(fā)育損傷可能不足以診斷其為PH，卻仍可能導(dǎo)致心肺疾病。這種PH是否單獨(dú)具有臨床意義或可預(yù)測(cè)BPD嬰兒的長(zhǎng)期發(fā)病率有待于進(jìn)一步研究。

2.2.3 動(dòng)脈導(dǎo)管未閉（patent ductus arteriosus，PDA） 新生兒PDA會(huì)導(dǎo)致肺循環(huán)過(guò)度，了解LV各平面前負(fù)荷的不同貢獻(xiàn)有助于建立PDA靶向治療管理方法。持續(xù)性PDA對(duì)新生兒心室應(yīng)變模式的影響逐步研究中[18]。Levy等[17]研究發(fā)現(xiàn)，生后5～7d的血流動(dòng)力學(xué)異常動(dòng)脈導(dǎo)管未閉（hemodynamic significant patent ductus arteriosus，hsPDA）早產(chǎn)兒，其PDA直徑及LV與主動(dòng)脈根部的比率均高于無(wú)hsPDA的早產(chǎn)兒，且其LV GLS和RV FWLS也較高，hsPDA和LV收縮期SR對(duì)LV GLS有獨(dú)立影響。現(xiàn)已證實(shí)，hsPDA可顯著增加LV前負(fù)荷，并導(dǎo)致LV輸出量增加[20]。前負(fù)荷的增加伴隨著應(yīng)變的增加，但不是LV收縮期SR，這與動(dòng)物研究結(jié)果一致[21]。De Waal等[22]研究也得出相同的結(jié)論，且因PDA直徑較大患兒的容量負(fù)荷更高，其有更高的LV LS和LV收縮期SR。嚴(yán)重PDA患兒的3個(gè)平面應(yīng)變和LV收縮期SR受容量負(fù)荷的影響，LS似乎最敏感，因此在解釋LV LS時(shí)須考慮負(fù)荷條件。將應(yīng)變信息應(yīng)用于早產(chǎn)兒血液動(dòng)力學(xué)受損的治療管理具有告知臨床決策和確定分流管的血流動(dòng)力學(xué)意義。

2.2.4 生長(zhǎng)受限（growth restriction，GR） 新生兒GR常與胎兒GR密切相關(guān)。Patey等[23]研究發(fā)現(xiàn)，GR新生兒的LV LS、RV LS、LV SR、LV和RV心肌性能指數(shù)持續(xù)顯著增加，LV扭轉(zhuǎn)顯著減少，這可能是胎兒期LV殘余擴(kuò)張和LV LS增加所致，可能導(dǎo)致新生兒出生后數(shù)小時(shí)的舒張功能障礙。多項(xiàng)研究結(jié)果與上述研究結(jié)果一致[23-26]。此外，GR新生兒圍產(chǎn)期變化顯示心肌應(yīng)變的所有指標(biāo)及LV和RV心肌性能指數(shù)較胎兒期均顯著改善，這反映了血流動(dòng)力學(xué)負(fù)荷的變化[23]。評(píng)估心臟的幾何形狀和功能改變是否持續(xù)到嬰兒期甚至兒童期對(duì)改善GR新生兒的心臟功能具有重要意義，可將胎兒期作為未來(lái)干預(yù)的潛在窗口。

2.2.5 妊娠期糖尿病 糖尿病妊娠是圍產(chǎn)期發(fā)病和病死的重要原因，對(duì)新生兒分娩前后心臟的形態(tài)和功能有重大影響。“Pedersen假說(shuō)”總結(jié)母體糖尿病對(duì)胎兒心肌纖維結(jié)構(gòu)的影響，心臟指標(biāo)發(fā)生改變[27]。Patey等[23]研究發(fā)現(xiàn)，與正常胎兒和新生兒相比，糖尿病母親嬰兒（infants of diabetic mother，IDM）的心臟指標(biāo)存在顯著差異，提示心肌損傷，而分娩可顯著改善部分心臟指標(biāo)。IDM的LV結(jié)構(gòu)持續(xù)改變，心室壁更厚，心室更窄更短，雙心室LS顯著下降，而縱向纖維對(duì)需氧量最敏感，提示心內(nèi)膜下微血管缺血性變化。另有研究表明，IDM的心臟舒張功能受損，LV扭轉(zhuǎn)增加[2]。小鼠研究也得到相同的研究結(jié)果[28]。上述研究表明，IDM出生前后心臟指標(biāo)的變化、分娩后心室?guī)缀涡螤詈凸δ艹掷m(xù)改變可能提示其有患心血管疾病的傾向，STE對(duì)后續(xù)心血管并發(fā)癥具有一定的預(yù)測(cè)價(jià)值。然而，目前在IDM的中STE獲得的數(shù)據(jù)是有限的[2,29-30]。

2.2.6 先天性膈疝（congenital diaphragmatic hernia，CDH） CDH新生兒均有不同程度的肺發(fā)育不全和PH，這是胎兒先天性膈肌發(fā)育不全導(dǎo)致腹腔內(nèi)容物疝入胸腔所致，CDH新生兒出生后存在不同程度的心功能障礙。Altit等[16]研究發(fā)現(xiàn)，CDH新生兒肺動(dòng)脈壓顯著升高，雙心室GLS顯著降低，RV應(yīng)變異常，與RV側(cè)壁相比，RV IVS應(yīng)變明顯減少。另有研究發(fā)現(xiàn)，CDH新生兒存在RV舒張功能障礙，與LV外部壓迫或IVS形態(tài)異常引起的LV形態(tài)異常及臨床病程有關(guān)[31]。CDH新生兒的應(yīng)變值提示心室收縮舒張功能受損，但LV射血分?jǐn)?shù)無(wú)明顯下降，二者的不協(xié)調(diào)可能是由于應(yīng)變對(duì)LV功能亞臨床異常敏感度更高。Altit等[16]研究發(fā)現(xiàn)，偏心指數(shù)與雙心室功能障礙和心輸出量密切相關(guān)，可作為CDH新生兒預(yù)后和隨訪的重要指標(biāo)。研究表明，CDH胎兒的左心發(fā)育不全程度與新生兒CDH嚴(yán)重程度有關(guān)，心功能障礙是CDH不良心肺生理的重要組成部分[32]。改善心功能和降低新生兒肺動(dòng)脈壓雙管齊下是有必要的。

2.2.7 左心發(fā)育不良綜合征（hypoplastic left heart syndrome，HLHS） HLHS新生兒的左心臟結(jié)構(gòu)發(fā)育嚴(yán)重不足，出生時(shí)存在導(dǎo)管依賴性體循環(huán)的單心室生理學(xué)。Altit等[33]研究發(fā)現(xiàn)，HLHS新生兒心功能異常，雙心室GLS和GLSR峰值與舒張?jiān)缙赟R均降低，RV三尖瓣瓣環(huán)平面收縮偏移，LV周向應(yīng)變和SR、徑向應(yīng)變和SR降低，這種異常心肌應(yīng)變?cè)诔錾蟊憧蓹z測(cè)到。Michielon等[34]研究發(fā)現(xiàn)，Norwood 1期術(shù)后1個(gè)月LS顯著降低，這是早期負(fù)荷獨(dú)立參數(shù)和預(yù)后不良的強(qiáng)有力預(yù)測(cè)因素，有助于預(yù)測(cè)Norwood手術(shù)的失敗，可將其納入Norwood術(shù)后對(duì)RV功能評(píng)估的指標(biāo)。Altit等[33]研究認(rèn)為，RV功能應(yīng)變參數(shù)是Norwood衰竭的潛在風(fēng)險(xiǎn)因素。研究表明，HLHS新生兒除術(shù)前RV應(yīng)變降低外，在Norwood 1期和2期姑息治療間歇、2期姑息治療后和3期姑息（Fontan手術(shù)）治療后RV應(yīng)變也較低，第一階段姑息治療前心臟收縮功能差與長(zhǎng)期病死率增加有關(guān)[33,35-38]。STE在評(píng)估HLHS新生兒心功能上是可行的，但其在評(píng)估預(yù)測(cè)術(shù)后死亡或移植的價(jià)值還有待于更多病例研究的支持。

2.2.8 心肌應(yīng)變預(yù)測(cè)新生嬰兒拔管成功 長(zhǎng)期插管曾被認(rèn)為與舒張功能障礙有關(guān)，是成人和嬰兒拔管失敗的危險(xiǎn)因素[39-40]。Massolo等[41]在拔管前用STE評(píng)估心功能，發(fā)現(xiàn)與成功拔管的新生兒相比，需要重新插管的新生兒LV周向應(yīng)變和RV LS顯著降低，心肌應(yīng)變可能是識(shí)別拔管準(zhǔn)備的潛在指標(biāo)。

3 小結(jié)與展望

目前，因STE需要特定軟件，且易產(chǎn)生固有測(cè)量誤差，其尚未納入常規(guī)檢查中。STE因角度獨(dú)立性廣受歡迎，但目前缺乏新生兒的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，且其對(duì)幀頻要求較高，限制了其臨床應(yīng)用[20]。STE定量測(cè)量LV功能已被證明是可行的。后續(xù)需了解心臟指標(biāo)在指導(dǎo)、管理治療和預(yù)測(cè)疾病結(jié)局方面的能力。此外，還應(yīng)進(jìn)一步探索新的評(píng)估方法，以支持其對(duì)新生兒心功能的評(píng)估。

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（2022–10–10）

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R722

A

10.3969/j.issn.1673-9701.2023.29.030

浙江省醫(yī)藥衛(wèi)生科技計(jì)劃項(xiàng)目（2023KY164）；杭州市衛(wèi)生科技計(jì)劃一般（A類）項(xiàng)目（A20220567）

張志群，電子信箱：zhiqun.zhang@zju.edu.cn