心功能早期損害監測與評估對腫瘤患兒治療方案調整和預后評估有非常重要的意義。本文采用脈沖多普勒(PWD)和組織多普勒(TDI)方法對0.5～14歲兒童左心功能早期損害進行了監測, 測定并比較了80例兒童的各項主要指標。研究表明化療組腫瘤患兒的二、三尖瓣環血流頻譜測值較對照組, 具有顯著差異。相比PWD, TDI方法能夠更及時、客觀、準確地實現兒童早期心功能損害監測評估的目標, 可應用于腫瘤患兒心功能損害的早期識別。
引用本文： 劉穎, 章浩偉, 張航. 基于多普勒方法的腫瘤患兒左心功能早期損害監測對比研究. 生物醫學工程學雜志, 2015, 32(6): 1284-1287. doi: 10.7507/1001-5515.20150228 復制
0 引言
對于惡性腫瘤患兒的治療，化學治療是臨床中較多采取的一種治療方式，但是多數化療藥物對心臟具有顯著毒性，對心臟功能有不同程度的損害。相對成年患者而言，兒童患者心臟功能的損害風險更高。總體上兒童腫瘤對化療的敏感性高于成人，此外，兒童處于生長發育期，治愈可能性明顯高于成人，生存期長，因此更可能出現化療藥物對生長發育中機體器官的損傷造成生長發育障礙及遠期的臟器功能不良，應充分重視。研究表明，在一定的化療次數和周期后，腫瘤患兒可能會出現心肌纖維化、心肌收縮力減低等改變[1]。如果不能早期識別這些心臟功能損害，心臟傳導系統、冠狀動脈、心包、心瓣膜等處也有可能出現改變，嚴重者甚至還會在治療后突發心臟事件，如出現充血性心力衰竭等病例。有實驗證實，化療對心臟的毒性作用對一些癌癥患兒預后的危害可能要比癌癥復發更大。因此在治療早期監測腫瘤患兒的心功能損害，盡早發現，就可以對亞臨床性心功能的潛在損害進行早期干預，不僅可以保證患兒生存率，還可以提高其生活質量[2]。目前有多種評估化療對腫瘤患兒心臟毒性的手段，但研究發現心臟毒性發生的早期并無臨床表現，左室功能指標或心臟形態結構只有當心臟整體功能或心肌嚴重受損時才會出現改變，所以對心功能早期損害監測和評估有一定的困難。隨著心臟影像學技術的發展，應用這一無創量化方法監測心肌運動來發現早期化療所致的心臟毒性，特別是對腫瘤患兒，具有一定的客觀優勢[3-5]。本文基于多普勒方法，主要對兒童左室舒張功能開展無創性監測和評估。應用脈沖多普勒(pulsed wave Doppler, PWD)[6]檢測血液的聲學信號，組織多普勒(tissue Doppler imaging, TDI)[7-8]檢測心肌運動的聲學信號，可實現對腫瘤患兒心功能損害的早期識別，具有非常重要的臨床意義。
1 資料與方法
1.1 樣本資料
本研究的樣本數據全部來源于2013年4月1日—2013年5月1日上海市兒童醫院就診患者，共計80例，其中隨機抽取體檢健康、心臟超聲檢查合格的正常對照組兒童40例，男女各20例。化療組兒童腫瘤患者40例，男女各20例，化療組兒童的原發疾病包括白血病、霍奇金淋巴瘤、神經母細胞瘤、神經外胚層腫瘤、生殖細胞瘤、尤文肉瘤、肝母細胞瘤、腎母細胞瘤等多種類型。采樣前已排除有重大既往心臟病的兒童。兩組兒童年齡從0.5周歲至14周歲，平均年齡為6.2周歲，體重平均值為化療組23.1 kg，正常對照組24.6 kg，經對所有病例進行分析統計，兩組的性別、年齡、體重、地區等均無顯著差異。
1.2 儀器與方法
實驗采用的超聲設備為飛利浦公司心悅IE33心臟彩超儀，S5和S8探頭。被試采用左側臥位，平靜呼吸，探頭置于心尖部，取心尖四腔切面。采用脈沖多普勒監測舒張期二、三尖瓣血流頻譜，分別測量二尖瓣口、三尖瓣口舒張早期峰值速度(E)和舒張晚期峰值速度(A)，計算其比值E/A。采用組織多普勒分別檢測二尖瓣環和三尖瓣環舒張早期心肌運動速度e(m/s)、舒張晚期心肌運動速度a(m/s)，并計算其比值e/a。數據處理采用SPSS17.0軟件進行處理，化療組(檢查時間為三個療程后)與正常對照組之間的比較采用獨立樣本非配對t檢驗。
2 結果
左室舒張功能障礙是化療對患兒心功能損害的主要原因之一，如左心室限制性充盈常致患兒臨床預后不良。左室舒張功能不良往往提示心臟疾病，如冠狀動脈狹窄或閉塞常伴隨心臟收縮功能異常而發現。舒張功能損害早在收縮功能異常之前出現，甚至局部舒張功能異常在整體舒張功能障礙之前就有表現。這樣，通過局部舒張功能的監測，可以盡早更敏感地發現心肌缺血。為此，本研究采用脈沖多普勒和組織多普勒對此進行了早期監測的80例樣本對比研究。以某典型樣本為例，應用這兩種方法的測量結果如下：
如圖 1所示，是對2歲6個月的急性淋巴細胞白血病男童患者(體重12 kg)經化學治療后，進行PWD監測的結果。在脈沖多普勒技術監測下，二尖瓣E值為1.01 m/s，A值為0.77 m/s，三尖瓣E值為0.76 m/s，A值為0.43 m/s。監測的E值與A值均在正常范圍內，且E/A大于1，未見假性正常化和限制性充盈的情況，提示在脈沖多普勒測量下該患兒二、三尖瓣未見異常，心室舒張功能正常。
圖1
脈沖多普勒監測二尖瓣口血流
Figure1.
Mitral valve blood flow observed by PWD
與此同時，在組織多普勒技術監測下可見該患兒二、三尖瓣環e值、a值、e/a值均出現異常，其中二尖瓣環e值為0.047 5 m/s，a值為0.137 m/s，三尖瓣環e值為0.067 3 m/s, a值為0.103 m/s。e/a＜1，提示左室舒張功能減退，如圖 2所示。
圖2
組織多普勒監測三尖瓣環血流
Figure2.
Tricuspid annulus blood flow observed by TDI
綜上所述，在心室舒張功能的監測方面，組織多普勒技術可直接觀察心壁的運動，相比脈沖多普勒技術可實現更高分辨率，能夠對化療導致的患兒心臟功能損害提供更多的臨床信息。為此，本研究對80例樣本分組進行了相關監測。首先測定化療組和對照組兒童的射血分數EF(%)、左心室短軸縮短分數FS(%)、左心室舒張末期容積EDV(mL)、收縮末期容積ESV(mL)、左室舒張末期內徑LvDd(cm)、左室收縮末期內徑LvDs(cm)等常規心功能指標。數據用均數±標準差(
表1
化療組和對照組各項心功能檢測指標
Table1.
Comparison of cardiac function indices between chemotherapy group and control group
采用PWD分別對化療組與對照組兒童二、三尖瓣口血流頻譜測值進行監測，測量E、A及E/A值，用
表2
脈沖多普勒監測二、三尖瓣口血流頻譜測值比較
Table2.
Comparison of mitral and tricuspid valve flow spectrum observed by PWD
采用TDI分別對化療組與對照組兒童二、三尖瓣環血流頻譜測值進行監測，測量e、a及e/a值，用
表3
組織多普勒監測二、三尖瓣環血流頻譜測值比較
Table3.
Comparison of mitral and tricuspid annulus flow spectrum observed by TDI
結果證明，TDI對舒張期二、三尖瓣環血流頻譜測值的監測，能較好地評價左室舒張功能，隨著舒張功能損害的加重，e值降低，a值升高，e/a值顯著降低。可見TDI監測所得二、三尖瓣血流頻譜結果與判定左室舒張功能運動有很好的相關性，并可對舒張功能的假性正常化良好地判別，其對腫瘤患兒早期心功能損害的監測識別較PWD更有效。
3 結論
正確及時地監測兒童腫瘤患者的心功能損害意義重大，對臨床醫生來說也是挑戰。隨著臨床心肺生理功能研究的不斷深入，心功能在保障治療安全方面的重要性越來越受到重視。當前研究證實，心功能指標對腫瘤患者的治療和預后有重要臨床意義。尤其是應用蒽環類藥物進行化療時，雖然可以提高腫瘤患兒的存活率，但其藥物心臟毒性反應也很突出，導致心肌損害，甚至發生擴張型心功能損害。在臨床上，其毒性作用引起的心功能損害在早期多不明顯，但損害發生后就不可逆轉，這類損害通常在化療結束后較長時期才得以發現，有時會長達數十年。而采用常規左室收縮功能參數--左心射血分數和血心肌壞死標志物檢測均無法實現早期診斷。因此，對腫瘤患兒的早期心臟功能進行監測具有重要意義[9-11]。
本研究所采集的樣本是0.5~14歲的兒童，研究了彩色多普勒技術對小兒患者的心功能監測情況，實現了從腫瘤患者中識別早期心功能損害的目標，獲得了較好結果。結果表明，超聲多普勒方法用于兒童腫瘤患者心功能損害的早期識別是可行的，有助于發現心臟儲備能力的下降，以及隱匿的早期心功能損害。TDI無創性技術能夠提示更多的臨床信息，為患者情況進行評價和是否開展進一步檢測提供依據。同時，本研究在成人心功能的測定上也有重要的借鑒意義。
0 引言
對于惡性腫瘤患兒的治療，化學治療是臨床中較多采取的一種治療方式，但是多數化療藥物對心臟具有顯著毒性，對心臟功能有不同程度的損害。相對成年患者而言，兒童患者心臟功能的損害風險更高。總體上兒童腫瘤對化療的敏感性高于成人，此外，兒童處于生長發育期，治愈可能性明顯高于成人，生存期長，因此更可能出現化療藥物對生長發育中機體器官的損傷造成生長發育障礙及遠期的臟器功能不良，應充分重視。研究表明，在一定的化療次數和周期后，腫瘤患兒可能會出現心肌纖維化、心肌收縮力減低等改變[1]。如果不能早期識別這些心臟功能損害，心臟傳導系統、冠狀動脈、心包、心瓣膜等處也有可能出現改變，嚴重者甚至還會在治療后突發心臟事件，如出現充血性心力衰竭等病例。有實驗證實，化療對心臟的毒性作用對一些癌癥患兒預后的危害可能要比癌癥復發更大。因此在治療早期監測腫瘤患兒的心功能損害，盡早發現，就可以對亞臨床性心功能的潛在損害進行早期干預，不僅可以保證患兒生存率，還可以提高其生活質量[2]。目前有多種評估化療對腫瘤患兒心臟毒性的手段，但研究發現心臟毒性發生的早期并無臨床表現，左室功能指標或心臟形態結構只有當心臟整體功能或心肌嚴重受損時才會出現改變，所以對心功能早期損害監測和評估有一定的困難。隨著心臟影像學技術的發展，應用這一無創量化方法監測心肌運動來發現早期化療所致的心臟毒性，特別是對腫瘤患兒，具有一定的客觀優勢[3-5]。本文基于多普勒方法，主要對兒童左室舒張功能開展無創性監測和評估。應用脈沖多普勒(pulsed wave Doppler, PWD)[6]檢測血液的聲學信號，組織多普勒(tissue Doppler imaging, TDI)[7-8]檢測心肌運動的聲學信號，可實現對腫瘤患兒心功能損害的早期識別，具有非常重要的臨床意義。
1 資料與方法
1.1 樣本資料
本研究的樣本數據全部來源于2013年4月1日—2013年5月1日上海市兒童醫院就診患者，共計80例，其中隨機抽取體檢健康、心臟超聲檢查合格的正常對照組兒童40例，男女各20例。化療組兒童腫瘤患者40例，男女各20例，化療組兒童的原發疾病包括白血病、霍奇金淋巴瘤、神經母細胞瘤、神經外胚層腫瘤、生殖細胞瘤、尤文肉瘤、肝母細胞瘤、腎母細胞瘤等多種類型。采樣前已排除有重大既往心臟病的兒童。兩組兒童年齡從0.5周歲至14周歲，平均年齡為6.2周歲，體重平均值為化療組23.1 kg，正常對照組24.6 kg，經對所有病例進行分析統計，兩組的性別、年齡、體重、地區等均無顯著差異。
1.2 儀器與方法
實驗采用的超聲設備為飛利浦公司心悅IE33心臟彩超儀，S5和S8探頭。被試采用左側臥位，平靜呼吸，探頭置于心尖部，取心尖四腔切面。采用脈沖多普勒監測舒張期二、三尖瓣血流頻譜，分別測量二尖瓣口、三尖瓣口舒張早期峰值速度(E)和舒張晚期峰值速度(A)，計算其比值E/A。采用組織多普勒分別檢測二尖瓣環和三尖瓣環舒張早期心肌運動速度e(m/s)、舒張晚期心肌運動速度a(m/s)，并計算其比值e/a。數據處理采用SPSS17.0軟件進行處理，化療組(檢查時間為三個療程后)與正常對照組之間的比較采用獨立樣本非配對t檢驗。
2 結果
左室舒張功能障礙是化療對患兒心功能損害的主要原因之一，如左心室限制性充盈常致患兒臨床預后不良。左室舒張功能不良往往提示心臟疾病，如冠狀動脈狹窄或閉塞常伴隨心臟收縮功能異常而發現。舒張功能損害早在收縮功能異常之前出現，甚至局部舒張功能異常在整體舒張功能障礙之前就有表現。這樣，通過局部舒張功能的監測，可以盡早更敏感地發現心肌缺血。為此，本研究采用脈沖多普勒和組織多普勒對此進行了早期監測的80例樣本對比研究。以某典型樣本為例，應用這兩種方法的測量結果如下：
如圖 1所示，是對2歲6個月的急性淋巴細胞白血病男童患者(體重12 kg)經化學治療后，進行PWD監測的結果。在脈沖多普勒技術監測下，二尖瓣E值為1.01 m/s，A值為0.77 m/s，三尖瓣E值為0.76 m/s，A值為0.43 m/s。監測的E值與A值均在正常范圍內，且E/A大于1，未見假性正常化和限制性充盈的情況，提示在脈沖多普勒測量下該患兒二、三尖瓣未見異常，心室舒張功能正常。
圖1
脈沖多普勒監測二尖瓣口血流
Figure1.
Mitral valve blood flow observed by PWD
與此同時，在組織多普勒技術監測下可見該患兒二、三尖瓣環e值、a值、e/a值均出現異常，其中二尖瓣環e值為0.047 5 m/s，a值為0.137 m/s，三尖瓣環e值為0.067 3 m/s, a值為0.103 m/s。e/a＜1，提示左室舒張功能減退，如圖 2所示。
圖2
組織多普勒監測三尖瓣環血流
Figure2.
Tricuspid annulus blood flow observed by TDI
綜上所述，在心室舒張功能的監測方面，組織多普勒技術可直接觀察心壁的運動，相比脈沖多普勒技術可實現更高分辨率，能夠對化療導致的患兒心臟功能損害提供更多的臨床信息。為此，本研究對80例樣本分組進行了相關監測。首先測定化療組和對照組兒童的射血分數EF(%)、左心室短軸縮短分數FS(%)、左心室舒張末期容積EDV(mL)、收縮末期容積ESV(mL)、左室舒張末期內徑LvDd(cm)、左室收縮末期內徑LvDs(cm)等常規心功能指標。數據用均數±標準差(
表1
化療組和對照組各項心功能檢測指標
Table1.
Comparison of cardiac function indices between chemotherapy group and control group
采用PWD分別對化療組與對照組兒童二、三尖瓣口血流頻譜測值進行監測，測量E、A及E/A值，用
表2
脈沖多普勒監測二、三尖瓣口血流頻譜測值比較
Table2.
Comparison of mitral and tricuspid valve flow spectrum observed by PWD
采用TDI分別對化療組與對照組兒童二、三尖瓣環血流頻譜測值進行監測，測量e、a及e/a值，用
表3
組織多普勒監測二、三尖瓣環血流頻譜測值比較
Table3.
Comparison of mitral and tricuspid annulus flow spectrum observed by TDI
結果證明，TDI對舒張期二、三尖瓣環血流頻譜測值的監測，能較好地評價左室舒張功能，隨著舒張功能損害的加重，e值降低，a值升高，e/a值顯著降低。可見TDI監測所得二、三尖瓣血流頻譜結果與判定左室舒張功能運動有很好的相關性，并可對舒張功能的假性正常化良好地判別，其對腫瘤患兒早期心功能損害的監測識別較PWD更有效。
3 結論
正確及時地監測兒童腫瘤患者的心功能損害意義重大，對臨床醫生來說也是挑戰。隨著臨床心肺生理功能研究的不斷深入，心功能在保障治療安全方面的重要性越來越受到重視。當前研究證實，心功能指標對腫瘤患者的治療和預后有重要臨床意義。尤其是應用蒽環類藥物進行化療時，雖然可以提高腫瘤患兒的存活率，但其藥物心臟毒性反應也很突出，導致心肌損害，甚至發生擴張型心功能損害。在臨床上，其毒性作用引起的心功能損害在早期多不明顯，但損害發生后就不可逆轉，這類損害通常在化療結束后較長時期才得以發現，有時會長達數十年。而采用常規左室收縮功能參數--左心射血分數和血心肌壞死標志物檢測均無法實現早期診斷。因此，對腫瘤患兒的早期心臟功能進行監測具有重要意義[9-11]。
本研究所采集的樣本是0.5~14歲的兒童，研究了彩色多普勒技術對小兒患者的心功能監測情況，實現了從腫瘤患者中識別早期心功能損害的目標，獲得了較好結果。結果表明，超聲多普勒方法用于兒童腫瘤患者心功能損害的早期識別是可行的，有助于發現心臟儲備能力的下降，以及隱匿的早期心功能損害。TDI無創性技術能夠提示更多的臨床信息，為患者情況進行評價和是否開展進一步檢測提供依據。同時，本研究在成人心功能的測定上也有重要的借鑒意義。
