小儿超声心动图评价指标及参考值的相关研究进展

•综述•小儿超声心动图评价指标及参考值的相关研究进展胡萍1　鲁楠2　严薇1　谭学瑞2　马小静1DOI ：10.3877/cma.j.issn.1672-6448.2019.04.014作者单位：430022　武汉亚洲心脏病医院超声科1；515041　汕头大学医学院第一附属医院心内科2通信作者：马小静，Email ：mxj312@超声心动图技术应用于心血管领域已有60年历史，其为成人心血管疾病的临床诊断和治疗提供了大量可视化信息。

但是超声心动图技术在小儿，尤其是在新生儿中的应用远没有在成人中的应用成熟，关于小儿超声心动图评价指标及参考值的研究，至今还不够完善，无法广泛应用于临床。

近几年，研究者开始对小儿超声心动图相关研究存在的问题进行改进。

比如在样本量方面，严格计算建立正常标准所需的例数，并增加样本量达到所需要求；在方法学方面，按照严谨的科研方法，明确界定正常人群、校正混杂因素、建立标准化参考值等。

尽管这些研究已有很大程度改进，但仍未达到临床应用的要求，本文对小儿超声心动图评价指标及参考值相关研究的优势与不足做一综述，以期为今后的研究提供借鉴和参考。

一、M 型超声M 型超声是超声心动图最基本的检测技术，具有较高的时间分辨率和空间分辨率，但适用范围和检测内容有限，其主要对室壁运动无明显异常者进行心脏结构大小和运动状态的检测［1-3］。

随着超声技术和方法的不断进展，近年的研究较多关注新的超声技术和指标，专门针对M 型超声心动图的研究为数不多。

M 型超声作为超声心动图技术的基础，虽不是重点研究对象，但在诸多研究中均有涉及，这导致M 型超声的研究数量不少，但在科学性、细致性、严谨性等方面存在明显不足。

比如2010年Kampmann 等［4］纳入出生1 d 至18周岁的健康白人小儿2036例，根据相关指南［5-6］对其进行标准M 型超声心动图检查，测量舒张末期右心室前壁厚度和右心室内径、收缩末期和舒张末期的室间隔厚度和左心室内径以及左心室后壁厚度、左心房内径、肺动脉瓣环内径、主动脉瓣环内径。

研究对新生儿采用体重校正M 型超声指标，数据以均数±2倍标准差表示；对其他入选者采用体表面积（body surface area ，BSA ）校正测量指标，数据以百分位数图表示。

研究者虽然纳入了出生1 d 至18周岁的人群并将其分为新生儿组和其他年龄组，但未对其他年龄进行详细分层，人群均一性差；本研究纳入例数虽然较多，但是并未显示每个BSA 亚组的例数，未体现样本量的充足性；而且在正常人群的选择、混杂因素校正、异方差性的检验和解决等问题上都存在一定不足。

因此在应用M 型超声评估小儿相关指标和参考值方面，还需要更加精细、严谨、深入的研究和探讨。

二、二维超声二维超声心动图是非常重要的超声检测技术，各种心脏结构和功能的指标测量都是建立在二维超声基础上的［7-9］。

目前已经报道的小儿二维超声心动图正常参考值研究受样本量和方法学的限制，存在年龄、性别、种族、体型、生长规律等混杂因素的影响，从而导致不同研究得出的参考值标准差距较大，尚无法应用于临床［2，7，9-10］。

比如1例BSA 为0.3 m 2的男性儿童二尖瓣环内径为11 mm ，根据Z 值为-1.63的标准，此例男童处于正常范围低值［10］；根据Z 值为-4.84的标准，此例男童属于严重发育不良［11］。

由于超声技术的局限性以及小儿配合困难等问题，很多研究纳入的二维超声测量指标不全面，比如未纳入肺动脉、主动脉根部和主动脉弓等相关指标［10，12-13］。

Pettersen 等［10］在既往研究的基础上增加了样本量和研究指标。

研究者对782例0~18周岁的健康小儿进行超声心动图检查，应用二维超声测量主动脉瓣环、窦部、窦管交界、弓、峡部、弓末梢和膈段内径；肺动脉瓣环、主肺动脉、左肺动脉和右肺动脉内径；二尖瓣环、三尖瓣环内径以及左心房内径共 14个指标，并应用一元三次回归方程校正BSA ，给出了各指标的正常参考值范围。

此研究弥补了既往研究的不足，但未说明每个BSA 亚组的例数，忽略了新生儿群体的特殊性，也未校正其他混杂因素。

随后Cantinotti 等［14］发表了新的研究成果，重点关注婴幼儿，并且更多地考虑了混杂因素的影响。

研究者对445例0~36个月的健康白人小儿进行二维超声心动图检查，共测量16个指标，与Pettersen 等［10］的研究相比较，测量指标增加了下腔静脉内径和不同位置主动脉弓内径，并多次应用回归模型（线性、对数、指数、平方根）评估心脏指标与体型（年龄、身高、体重、BSA ） 的关系。

研究结果显示指数和平方根公式可以提高心脏指标与BSA 的拟合优度，研究者还校正了相关的混杂因素，认为大部分指标测量不受性别、早产儿、分娩方式、观察者内及观察者间变异的影响。

与既往研究［10，15］相比，Cantinotti 等［14］的研究解决了婴幼儿年龄段纳入例数少、未校正混杂因素、右心测量指标少等问题，其在小儿超声心动图测量指标正常参考值研究方面有了明显改进。

此外，不同种族小儿的心脏结构和功能存在差异。

有研究表明白人小儿多发左心室阻塞类先天性心脏病，而中国汉族小儿多发右心室流出道异常类先天性心脏病［16-17］。

另有研究发现中国汉族小儿的右心室内径明显小于白人小儿，校正BSA后差异依然存在［18-19］。

因此建立中国汉族小儿超声心动图评价指标及参考值具有重要意义。

深圳市儿童医院超声科许娜等［20］对800例0~16周岁正常小儿进行研究，建立了汉族小儿超声心动图测量指标的正常参考值，包括主动脉瓣环和窦部内径、右心室长径和横径、右心室流出道内径、左心房容积、收缩期和舒张期左心室容积等。

2014年，林洲等［21］针对新生儿群体进行研究，对288例0~28 d的健康新生儿进行回顾性分析，通过二维超声测量不同切面的二尖瓣环和三尖瓣环内径，主动脉瓣环和主动脉窦内径，主动脉升段、弓部、峡部和膈段内径，右心室流出道内径，肺动脉瓣环内径，主肺动脉内径等指标。

目前，中国汉族新生儿的超声心动图研究鲜有报道，且研究设计存在明显不足，如健康新生儿的入选标准不够严格、亚组的样本量不达标、测量指标不全面、未考虑出生短时间内的血流动力学改变等，因此目前国内尚无可应用于临床的正常新生儿超声心动图评估指标和参考值。

目前对小儿心脏结构和功能的研究多集中于左心，对于右心的关注相对较少［22］。

近几年随着心血管疾病诊断技术和干预治疗方式的不断改进，尤其外科手术治疗技术的快速发展，右心室结构的测量和功能的评估越来越受到研究者重视，比如对于大动脉转位、肺动脉闭锁、三尖瓣闭锁的诊断和外科手术治疗，获取详细的右心结构和功能数据十分必要［23-25］。

Koestenberger等［26］对576例0~18周岁的健康小儿进行右心室指标测量，其中包括舒张末期右心室基底部和中间部内径、舒张末期和收缩末期右心室长径和右心室面积的测量，并应用非线性回归方程分别评估了这些右心指标与年龄、身长/身高、体重、BSA的关系，采用Z值表示正常值。

上海第一妇幼保健院Wang等［27］也对小儿右心结构进行了研究，共纳入515例0~18周岁健康汉族小儿，对其进行M型和二维超声心动图检查，测量右心结构大小，包括肺动脉瓣环内径、主肺动脉和左右分支动脉内径、收缩末期和舒张末期右心室流出道内径、三尖瓣环内径、收缩末期和舒张末期右心室流入道内径和右心房内径。

研究者认为应用一元三次回归方程校正BSA，可以准确表示心脏结构大小，并给出了正常参考值范围，其结果显示中国汉族小儿的右心结构大小与美国小儿不同［10］。

三、多普勒超声多普勒超声主要包括频谱多普勒、彩色多普勒和组织多普勒超声。

频谱多普勒是观察和测量心腔内血流动力学参数的主要技术方法；彩色多普勒是定性或半定量观测心腔和血管腔内血流的技术方法；组织多普勒是观测心肌力学状态的超声成像技术。

心脏多普勒超声在成人已有广泛研究，但在小儿，由于较快的心率和血流动力学的变化过程影响多普勒超声技术的准确应用，导致小儿心脏多普勒的研究具有一定的局限性。

此外，肌纤维的成熟过程主要发生在小儿出生后的前几个月，而心肌纤维主要影响心肌的舒张功能，因此不断成熟变化的心肌纤维也会影响小儿超声心动图舒张功能的评估。

目前，相当一部分学者建议采用年龄或心率校正婴幼儿心脏的舒张功能，至于采用Z 值、百分比还是均数±标准差的方式表达标准化数值还存在较多争议［9，28-35］。

Dallaire等［35］探讨了多普勒超声技术在小儿左心室指标测量中的应用并提供了正常参考值范围。

研究者对233例1~18周岁健康小儿行超声心动图检查，测量13个频谱多普勒指标（二尖瓣口E峰、A峰、E/A值、A波时间、E波减速时间、二尖瓣从闭合到开放时间、等容舒张时间、主动脉左心室射血时间、左心室心肌性能指数、收缩期和舒张期肺静脉血流速度、肺静脉A波速度和时间）和14个组织多普勒指标（频谱组织多普勒二尖瓣环E′峰、A′峰和收缩期峰值速度S′峰；二尖瓣E/E′比值；频谱组织多普勒室间隔E′峰、A′峰和S′峰；二尖瓣E峰/室间隔E′峰；彩色组织多普勒二尖瓣环E′峰、A′峰和S′峰；彩色组织多普勒室间隔E′峰、A′峰和S′峰）。

通过对这些指标进行不同体型（年龄、身高、体重和BSA）的校正，认为非线性回归方程校正BSA的拟合优度最高，并用Z值表达多普勒超声指标的正常值。

Cantinotti等［36］探讨了多普勒超声技术在白人小儿二尖瓣测量中的应用并提供了正常指标的参考值，研究纳入904例0~17周岁的意大利白人小儿，测量其二尖瓣环脉冲多普勒E峰、A峰和A峰减速时间，二尖瓣环处室间隔组织多普勒E峰、A峰和S峰，二尖瓣环侧壁组织多普勒E峰、A峰和S峰，二尖瓣环脉冲多普勒E峰和二尖瓣环处室间隔组织多普勒E峰的比值。

研究者分别采用了线性、对数、指数和平方根回归方程校正体型（年龄、身高、体重、BSA和心率），发现所有回归模型的拟合优度都不好，R2最高者也只有0.55，尤其在年龄较小或者BSA较低的亚组，多普勒超声指标的变异性更大，因此研究者最后只能应用百分比表示多普勒超声测量指标的正常值范围。

目前多普勒超声技术在小儿心脏评估指标中的应用还不够精确，仍需要进一步深入研究，以明确具体的评估指标和参考值，并将其应用于临床。

四、二维斑点追踪技术斑点追踪技术是在高频二维超声中，采用最佳模式匹配技术，逐帧追踪感兴趣区内心肌组织的斑点运动，运用空间和时间处理方法计算其空间位移，由此获得心肌组织在心动周期内的运动速度、应变（径向、纵向、圆周向的应变和应变率）和扭转角度（峰值扭转角度、收缩期旋转速度、舒张期解旋速度）等多个运动参数信息。