心肌自动分区运动分析技术在病毒性心肌炎儿童心功能检测中的应用

左晓文，王 娟，赵丽荣，王 婷，蔡明序，刘 学，王海燕

(1.吉林大学第一医院电诊科，吉林 长春130021.2.吉林大学中日联谊医院电诊科，吉林 长春130033；3.吉林省长春市妇产医院超声科，吉林 长春 130042；4.大连医科大学附属医院体检部，辽宁 大连 116011)

心肌自动分区运动分析(automated-segmental motion analysis，A-SMA)技术是新近发展起来的一种超声技术，国内外学者应用此项技术评价冠心病、高血压病和心肌病已有报道[1-4]，但对病毒性心肌炎(viral myocarditis,VMC)的研究国内外未见有关报道。本研究应用A-SMA新技术检测VMC儿童心功能，并评价其诊断价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料本院住院VMC儿童70例，诊断均符合1999年9月昆明全国小儿心肌炎、心肌病学术会议修改的VMC诊断标准[5]。其中男性36例，女性34例，年龄1～15岁，平均年龄(7.43±4.39)岁。按不同年龄分成4组:Ⅰ组，1～3岁，20例，平均年龄(2.32±0.67)岁；Ⅱ组，4～7岁，20例，平均年龄(4.65±0.87)岁；Ⅲ 组，8～11岁，15例，平均年龄(9.33±1.11)岁；Ⅳ组，12～15岁，15例，平均年龄(13.00±0.85)岁。正常儿童160例，经体检、心电图、胸片及超声心动图检查排除心血管及其他疾病，其中男性78例，女性82例，年龄1～15岁，平均年龄(7.05±4.47)岁。按以上不同年龄分成4组，每组40例，选取的VMC儿童年龄及性别与正常儿童之间无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。

1.2 仪器与方法采用Aloka SSD 5500型彩色超声诊断仪，配置A-SMA软件，探头频率2～4 MHz。首先受检者均取左侧卧位，连接肢导心电图，先行二维超声心动图检查，使用组织谐波显像，调节有关控制条件(总增益、侧向增益补偿、时间增益补偿及灰度压缩等)，使心脏结构显像呈最佳状态，心内膜显示清晰，在研究过程中，各项设置保持不变。A-SMA技术检测时左心室壁的划分采用美国超声心动图学会推荐的16节段分析法[6]。选取胸骨旁左室短轴切面，固定探头位置，启动A-SMA检测系统，调整感兴趣区域大小使其包绕整个左室心内膜，使A-SMA的中心设置在心腔的中心部。仪器自动对左心室壁进行分区，将左室短轴二尖瓣水平切面和乳头肌水平切面均分为6个相等的楔形区域，心尖水平切面分为4个相等的楔形区域。通过A-SMA图像显示室壁运动节段的色彩分布，以心电图R波顶点为舒张末期，T波结束为收缩末期，测量左室短轴各切面的收缩期和舒张期总面积变化率(fractional area change-total，FAC-T)，结果以直方图及数据形式显示。然后再取心尖四腔心切面，开启左心室时间-容积曲线及其衍生曲线，检测以下参数：① 标化峰值充盈率(normalization peak filling rate，nPFR)和标化峰值射血率(normalization peak ejection rate，nPER)；② 射血分数(ejection fraction，EF)；③左室舒张末期容积(end diastolic volume，EDV)和收缩末期容积(end systolic volume，ESV)。仪器可自动计算并且数据显示于屏幕上，以上数据均连续记录3个心动周期，取平均值。

2 结 果

2.1 各组儿童心功能参数比较与正常儿童比较，2组低年龄段VMC儿童ESV和EDV增高，差异有统计学意义(P<0.05)；而2组略高年龄段VMC儿童ESV和EDV与正常儿童比较差异无统计学意义(P>0.05)。各年龄段VMC儿童EF值较正常儿童降低，差异有统计学意义(P<0.05)。各年龄段VMC儿童nPER及nPFR较正常儿童降低，差异有统计学意义 (P<0.05或P<0.01) 。见表1。

2.2 各组儿童左室短轴切面收缩期和舒张期FAC-T比较各年龄段VMC儿童短轴切面收缩期和舒张期FAC-T与正常儿童比较均明显降低，差异有统计学意义(P<0.01)。见表2和3。

表1 各组儿童心功能参数比较

表2 各组儿童左室短轴切面收缩期FAC-T的比较

表3 各组儿童左室短轴切面舒张期FAC-T的比较

3 讨 论

A-SMA技术是超声领域近年发展起来的新技术，该技术基于声学定量原理，由计算机自动分析组织和血液的不同强度回声的界面，以彩色编码实时连续显示心动周期中室壁运动状态,通过彩色编码变换分级显示不同时相的心内膜变化，收缩期时，红色代表收缩期心内膜开始移动的起点，其内缘依次显示为“红→黄→绿”的顺序进行变换；舒张期图像内缘依次显示为“深蓝→浅蓝→绿色”的顺序进行变换。仪器将左室短轴切面自动划分室壁节段的楔形区域，定量实时检测各室壁节段每个心动周期的面积变化率(fractional area change，FAC)和FAC-T，结果以直方图及数据的形式实时显示于屏幕上。在A-SMA状态下，感兴趣区域内的左心室腔用红色充填，同时左心室时间-容积曲线及其衍生曲线可自动计算并显示，并获得连续心动周期的多个心功能参数,如ESV、EDV、EF、nPER和nPFR等，可以自动检测心脏整体和局部舒张及收缩功能,并实时以直方图或曲线图的形式显示测量结果，提高检测心功能的准确性。

在我国小儿VMC发病有逐年增多的趋势。Magnani等[7]报道：近年来急性心功能不全患者患心肌炎的比例超过10%，如果能够及早予以诊治，超过90%的患者预后良好，如治疗不及时长期不愈可引起扩张型心肌病，因此早期正确的诊断至关重要。Liu等[2]利用A-SMA技术研究高血压左室肥厚患者应用多巴酚丁胺对左室收缩及舒张功能的作用，结果显示：用药前左室肥厚组nPFR低于对照组，而充盈时间(T-PFR)较对照组延长，用药后，2组nPFR增加，而T-PFR缩短，2组的nPFR及T-PFR之间差异消失，表明A-SMA技术可检测左室舒张功能降低。本研究结果显示:VMC儿童舒张期FAC-T及nPFR均较正常儿童减低，差异有统计学意义，提示心肌炎儿童左室整体舒张功能降低。Jeserich等[8]研究发现:VMC急性期，致病病毒侵入心肌并繁殖，由于血管周边细胞及间质细胞水肿、炎性浸润所致，并发生心肌坏死，导致左室舒张功能减低。

本研究结果显示:VMC儿童收缩期FAC-T、EF及nPER均较正常儿童下降，且差异有统计学意义，提示VMC儿童左室收缩功能降低。Uwe等[9]报道:儿童急性心肌炎往往是病毒感染，产生心肌坏死，心功能不全，心律不齐，或呈现扩张型心肌病急性形式，上述改变均可影响心肌收缩能力,早期即出现室壁运动异常，导致左室收缩功能减低。本研究结果显示:2组低年龄段VMC儿童与正常儿童比较ESV、EDV有所增高，差异有统计学意义；而2组略高年龄段VMC儿童与正常儿童相比差异无统计学意义。本研究中2组低年龄VMC儿童心腔发生改变较明显，与患儿年龄小、较易受病毒侵袭、心肌损害较严重有关。Yang 等[10]报道：年龄是影响VMC易感性的重要因素，年龄越小免疫系统发育不完善，对病毒防御能力较差；而随着年龄增长，心脏的基因表达有显著改变，对病毒的易感性降低。另外年龄越小,语言表达越不完善，患病不易被发现，此类儿童虽然尚未出现严重的临床症状，但心脏往往已有形态学改变。应用A-SMA技术可早期发现VMC儿童心腔改变，较以往检测技术更灵敏，更准确。

心功能的准确评估是心肌炎诊断的一个重要方面,心功能检测能对心脏受损程度和预后做出准确的评估，对指导临床治疗有重要意义，应用A-SMA技术能更准确地定量评价左心室功能。

[参考文献]

[1]Moreno R,Zamorano JL,Alvarez L,et al.Value of automated segmental motion analysis in the assessment of aortic stenosis severity[J].J Heart Valve Dis,2002,11(6):785-792.

[2]Liu J,Murata K,Fujino T,et al.Effect of dobutamine on regional diastolic left ventricular asynchrony in patients with left ventricular hypertrophy[J].Circ J,2003,67(2):119-124.

[3]赖小今,朱 峻,陶 杰,等.室壁分区运动分析及全方位M型超声心动图技术无创评价室壁运动状态与冠脉造影检查的相关性[J].中国超声医学杂志,2007,23(4):262-264.

[4]王 婷,王海燕,王 娟,等.A-SMA技术对正常儿童心功能的研究[J].中国超声医学杂志,2009,25(6):564-566.

[5]中华医学会儿科学分会心血管学组,中华儿科杂志编辑委员会.病毒性心肌炎诊断标准(修订草案)[J].中国实用儿科杂志，2000,15(5):315.

[6]Schiller NB,Shah PM,Crawford M,et al.Recommendations for quantitation of the left ventricle by two-dimensional echocardiography[J].J Am Soc Echo,1989,2(5):358-367.

[7]Magnani JW,Boehner JP,Hruban RH,et al.Long-term outcome of fulminant myocarditis as compared with acute myocarditis[J].N Engl J Med,2000,342(10):734-735.

[8]Jeserich M,Konstantinides S,Pavlik G,et al.Non-invasive imaging in the diagnosis of acute viral myocarditis[J].Clin Res Cardiol,2009,98(12):753- 763.

[9]Kühl U,Schultheiss HP.Myocarditis in children[J].Heart Failure Clin,2010,6(4):483-496.

[10]Yang D,Yu J,Luo Z,et al.Viral Myocarditis:Identification of five differentially expressed genes in coxsackievirus B3-infected mouse heart[J].Circ Res,1999,84(6):104-112.