二维斑点追踪技术评估小儿重症肺炎右心功能的价值

孙亚芳 丁婷婷 林 洲

小儿重症肺炎（severe pneumonia，SP）起病急、进展快，常伴有不同程度的缺氧和肺通气或换气功能障碍［1］，可导致右室结构及功能的损伤，影响患儿预后［2］。因此，对SP患儿右室功能的评估及监测尤其重要。二维斑点追踪（two-dimensional speckle tracking imaging，2D-STI）技术可定量分析右室心肌收缩功能，且无角度依赖性［3］。本研究旨在应用2D-STI技术定量分析SP患儿右室纵向应变变化，探讨其影响因素。

资料与方法

一、研究对象

选取2018年10月至2020年6月在深圳市儿童医院就诊的SP患儿70例（SP组），其中男51例，女19例，月龄1~60个月，中位月龄4.00（1.00，20.75）个月。均经胸部CT诊断为肺炎，并依据2019年儿童社区获得性肺炎诊疗规范［1］确诊为SP。排除标准：其他心肺相关疾病，全身性疾病（高血压病、糖尿病等），超声图像不清晰。70例SP患儿中，50例出现肺内或肺外并发症，包括呼吸衰竭42例、急性呼吸窘迫5例、胸腔积液3例、脓毒症6例、心肌损伤6例、多器官功能障碍综合征3例、休克4例。另选与之年龄、体表面积相匹配的健康小儿70例（对照组），其中男46例，女24例，月龄1~43个月，中位月龄6.00（3.00，14.00）个月。本研究经医院医学伦理委员会批准，入选患儿家属均知情同意。

二、仪器与方法

1.常规超声心动图检查：使用GEVivid E 9彩色多普勒超声诊断仪，6S探头，频率2.0~4.5 MHz；配备EchoPAC分析工作站。受检儿取左侧卧位，连接心电图，于安静状态下获取右室结构和血流动力学参数：右室舒张末期内径（RVEDD）、主肺动脉内径（PAD）、三尖瓣环收缩期位移（TAPSE）、右室做功指数（Tei指数）、右室面积变化率（RVFAC）、肺动脉血流加速时间（PAAT）及射血时间（PAET）、三尖瓣舒张早期和舒张晚期峰值流速（E、A），并计算PAAT/PAET和E/A。以上参数均测量3次取平均值。

2.2D-STI检查：超声心动图检查后储存3个连续心动周期的右室心尖四腔心切面二维图像，保持帧频>60帧/s，调入EchoPAC工作站进行离线分析，分别定位于右室心内膜面游离壁侧三尖瓣环、心尖部及室间隔侧三尖瓣环，软件自动追踪心内膜、心外膜边界和右室心肌运动，逐帧描记感兴趣区内心肌运动轨迹，追踪满意后，获取收缩期右室整体纵向应变（RVGLS）、游离壁整体纵向应变（FWGLS）及室间隔整体纵向应变（IVSGLS）。以上参数均测量3次取平均值。

3.一般资料收集：记录患儿年龄、体表面积、心率、呼吸频率、收缩压和舒张压等一般资料，随访患儿治疗及康复情况。

4.重复性试验：随机选择16例研究者（SP组和对照组各8例）的纵向应变参数进行观察者内和观察者间的重复性评估。

三、统计学处理

结 果

一、两组一般资料比较

与对照组比较，SP组心率、呼吸频率均增加，差异均有统计学意义（均P<0.05）；两组年龄、体表面积、收缩压和舒张压比较，差异均无统计学意义。见表1。

表1 两组一般资料比较

二、两组常规超声心动图和2D-STI参数比较

与 对照 组 比 较，SP组TAPSE、PAAT/PAET、RVGLS、FWGLS和IVSGLS均减低，Tei指数增加，差异均有统计学意义（均P<0.05）；两组RVEDD、PAD、RVFAC和E/A比较，差异均无统计学意义。见表2和图1。

图1 两组患儿2D-STI图

表2 两组常规超声心动图和2D-STI参数比较（±s）

表2 两组常规超声心动图和2D-STI参数比较（±s）

RVEDD：右室舒张末期内径；PAD：主肺动脉内径；TAPSE：三尖瓣环收缩期位移；Tei指数：右室做功指数；RVFAC：右室面积变化率；PAAT/PAET：肺动脉血流加速时间与射血时间比值；E/A：三尖瓣舒张早期与晚期峰值流速比值；RVGLS：右室整体纵向应变；FWGLS：游离壁整体纵向应变；IVSGLS：室间隔整体纵向应变

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三、相关性分析

1.在整体研究对象中，RVGLS、FWGLS、IVSGLS分别与年龄、TAPSE、RVFAC均呈负相关（均P<0.05），与心率、呼吸频率、Tei指数均呈正相关（均P<0.05）。见表3。

表3 整体研究对象2D-STI参数与常规超声心动图参数、一般资料的相关性分析

2.在SP患儿中，RVGLS与年龄、体表面积、PAD、TAPSE均呈负相关（均P<0.05），FWGLS与年龄、体表面积、PAD、TAPSE均呈负相关（均P<0.05），IVSGLS与年龄、TAPSE均呈负相关（均P<0.05）。见表4。

表4 SP患儿2D-STI参数与常规超声心动图参数、一般资料的相关性分析

四、重复性检验

RVGLS、FWGLS、IVSGLS在观察者内的组内相关系数分别为0.941、0.993、0.967；在观察者间的组内相关系数分别为0.937、0.989、0.983。

五、随访情况

随访至患儿出院，发现67例患儿预后良好，3例死亡，其中1例合并呼吸衰竭、脓毒症，2例合并多器官功能障碍综合征。

讨 论

小儿SP严重影响呼吸系统，并造成心血管等多系统损伤和水电解质紊乱一系列病理改变，严重危及患儿的生命［1，4］。2D-STI技术可定量检测右室纵向应变，评估右室收缩功能［3］。2020年英国超声心动图学会认为成人FWGLS>-23%提示右室收缩功能障碍［5］。Levy等［6］研究结果表明正常儿童平均RVGLS、FWGLS分别为-28.20%、-30.06%。本研究结果显示，与对照组比较，SP组RVGLS、FWGLS和IVSGLS均减低，差异均有统计学意义（均P<0.05）。分析其原因，SP导致机体缺氧，使心肌发生不可逆损伤，收缩力下降，表现为右室纵向应变减低；另一方面，患儿存在肺通气及换气功能障碍，血氧饱和度降低，肺小血管持续性收缩，肺动脉循环阻力上升，从而使右室后负荷增加［4］。Levy等［7］另一研究也表明缺氧患者的右室纵向应变明显减低。

二维超声心动图测得的PAAT/PAET可评估肺动脉压，即其值减低提示肺动脉压增高［8］。本研究中SP组PAAT/PAET较对照组减低（P<0.05），提示SP患儿肺动脉压增高，与Lemarié等［8］研究结论一致。Tei指数是综合评价心脏收缩、舒张功能的参数，本研究中SP组Tei指数较对照组升高（P<0.05），提示SP患儿存在心脏收缩和舒张功能障碍。右室心肌收缩能力下降，可表现为心脏射血量减少、心率代偿性增快、心音低钝等心力衰竭症状［4］。但本研究SP组患儿仅表现为心率增快，RVEDD和RVFAC与对照组比较差异均无统计学意义，而右室纵向应变参数均减低，提示2DSTI测得的右室纵向应变减低早于常规超声心动图测得的右室结构和功能参数变化。Vizzardi等［9］研究发现RVFAC与RVGLS呈负相关（r=-0.769，P<0.05），考虑原因为RVFAC依赖于右室形态及后负荷，在无或轻度右室功能障碍的情况下，RVFAC反映右室收缩功能的敏感性较低。由此可见，右室纵向应变可以早期提示心肌损伤。

心肌纵向应变受前后负荷、年龄、心率等多种因素影响［3，10］。本研究相关性分析结果显示，整体研究对象的RVGLS、FWGLS和IVSGLS与年龄均呈负相关（均P<0.05），推测随着年龄增长，小儿心肌逐渐发育成熟，致其应变增加，可能与心肌后负荷逐渐增加有关［8］。本研究整体研究对象的RVGLS、FWGLS和IVSGLS与心率均呈正相关（均P<0.05），原因可能是心率的增加导致心肌形变时间缩短，从而使应变减低。本研究中，整体研究对象的RVGLS、FWGLS和IVSGLS还与呼吸频率、Tei指数均呈正相关；而在SP患儿中，上述参数与心率、呼吸频率、Tei指数均无相关性，这可能是SP组样本量小所致。提示应用纵向应变评估右室心肌收缩功能时，应考虑年龄、心率和呼吸频率对其产生的影响。此外，本研究还发现，TAPSE与RVGLS、FWGLS的相关系数大于IVSGLS，提示右室壁纵向应变存在差异，FWGLS能更准确地反映右室收缩功能的损伤程度。由此可见，2D-STI不仅可以量化右室整体功能，还可以对右室收缩模式加以阐述。

本研究重复性检验结果显示，右室纵向应变参数在观察者内和观察者间均有较好的重复性，表明2DSTI技术可作为评估SP患儿右室收缩功能的可靠方法。但本研究仍有一定的局限性：①缺少MRI评估右室收缩功能的金标准；②缺乏远期随访，需进一步探讨2D-STI技术对SP患儿的预后随访价值。

综上所述，SP患儿右室纵向应变减低早于右室结构和功能参数变化，且年龄和心率是其影响因素；2DSTI技术对小儿SP右心功能的评估有一定的临床价值。