兒童病毒性心肌炎心臟儲(chǔ)備功能的初步研究霍俊明1易豈建1肖守中2謝梅蘭2肖子夫2（400014，重慶，重慶醫(yī)科大學(xué)附屬兒童醫(yī)院心臟中心1；400044，重慶，重慶大學(xué)生物工程學(xué)院2）摘要目的應(yīng)用心力監(jiān)測(cè)儀研究病毒性心肌炎兒童的心臟儲(chǔ)備功能變化。方法采用運(yùn)動(dòng)心力監(jiān)測(cè)儀及心臟儲(chǔ)備軟件，在靜息狀態(tài)下記錄病毒性心肌炎（VMC）患兒（N60）和同齡健康兒童（N60）心音圖，分為13歲，7歲兩個(gè)年齡段，測(cè)量第1心音幅值（S1）、第2心音幅值（S2）、舒張期（D）和收縮期（S）時(shí)限，計(jì)算S1/S2比值、D/S比值。結(jié)果與對(duì)照組比較，VMC兩個(gè)年齡組S1/S2比值和D/S比值均降低（13歲組分別為136005，122014VS150011，133012；7歲組分別為144005，129011VS163013，145016）；兩組間比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義P001。結(jié)論病毒性心肌炎患兒心臟收縮和舒張儲(chǔ)備功能均降低。關(guān)鍵詞病毒性心肌炎；兒童；S1/S2；舒張期/收縮期時(shí)限比值；心臟儲(chǔ)備中圖分類號(hào)R7254文獻(xiàn)標(biāo)志碼A文章編號(hào)STUDYONCARDIACRESERVEINCHILDRENWITHVIRALMYOCARDITISHUOJUNMING1YIQIJIAN1XIAOSHOUZHONG2XIEMEILAN2XIAOZHIFU21HEARTCENTER,CHILDRENSHOSPITAL,CHONGQINGMEDICALUNIVERSITY,CHONGQING400014CHINA,2BIOENGINEERINGCOLLEGEOFCHONGQINGUNIVERSITY,CHONGQING,400044CHINAABSTRACTOBJECTIVETOINVESTIGATECARDIACRESERVEINCHILDRENWITHVIRALMYOCARDITISVMCMETHODSTHEPHONOCARDIOGRAMSOFCHILDRENWITHVIRALMYOCARDITISN60ANDHEALTHYCONTROLN60WERERECORDEDINRESTSTATEBYUSINGTHECARDIACCONTRACTILITYMONITORANDCARDIACRESERVESOFTWAREPRODUCEDBYBIOENGINEERINGCOLLEGEOFCHONGQINGUNIVERSITYANDCHONGQINGBOJINGMEDICALINFORMATICSINSTITUTERECENTLYTHENTHEAMPLITUDEOFTHEFIRSTS1ANDSECONDHEARTSOUNDS2,THEDURATIONOFDIASTOLEDANDSYSTOLESWEREMEASURED,RATIOOFTHEAMPLITUDEOFFIRSTANDSECONDHEARTSOUNDS1/S2ANDRATIOOFTHEDURATIONOFDIASTOLICANDSYSTOLICD/SWERECALCULATEDANDCOMPAREDBETWEEN13YEARSOLDGROUPAND7YEARSOLDGROUPRESULTSCOMPAREDWITHCONTROLGROUP,THERATIOSOFS1/S2ANDD/SWEREALLDECREASED136005，122014VS150011，133012IN13YEAROLDGROUP,AND144005，129011VS163013，145016IN7YEARSOLDGROUP,RESPECTIVELYINVMCGROUPP001CONCLUSIONTHESYSTEMOFCARDIACCONTRACTILITYMONITORANDCARDIACRESERVESOFTWARECANQUANTIFYTHECARDIACFUNCTIONCARDIACRESERVEISREDUCEDINSYSTOLICFUNCTIONANDDIASTOLICFUNCTIONINCHILDRENWITHVMC通訊作者易豈建，EMAILQJYI2003YAHOOCOMCN電EYWORDSVITALMYOCARDITISCHILDRENS1/S2D/SCARDIACRESERVE兒童與成人在心臟舒張期儲(chǔ)備、收縮期儲(chǔ)備和心率儲(chǔ)備方面都存在著明顯差異1。在靜息狀態(tài)下，兒童心率較快，耗氧量高，接近其峰值，心臟儲(chǔ)備較成人偏低，對(duì)各種應(yīng)激狀態(tài)的適應(yīng)性低；在心臟疾病狀態(tài)下，患兒外周循環(huán)中兒茶酚胺水平升高，心率加快接近其上限，氧耗更高，舒張期時(shí)限縮短，心肌血液灌注時(shí)間嚴(yán)重不足，在臨床上表現(xiàn)出對(duì)各種應(yīng)激反應(yīng)的適應(yīng)能力的下降?；谛囊粜牧﹃P(guān)系的心臟儲(chǔ)備測(cè)評(píng)方法是從心音信號(hào)中提取心肌收縮和舒張能力信號(hào)，分析心臟儲(chǔ)備能力，從而對(duì)心臟儲(chǔ)備和心臟疲勞進(jìn)行無(wú)創(chuàng)的客觀量化評(píng)估。病毒性心肌炎兒童心臟儲(chǔ)備是否改變鮮見(jiàn)臨床研究報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)采用運(yùn)動(dòng)心力監(jiān)測(cè)儀及心臟功能儲(chǔ)備檢測(cè)軟件初步研究VMC患兒的心臟儲(chǔ)備功能的改變，以探索VMC的心臟儲(chǔ)備動(dòng)用規(guī)律，為VMC的診斷，治療和病情評(píng)估提供參考。1對(duì)象和方法11對(duì)象在重慶醫(yī)科大學(xué)附屬兒童醫(yī)院心臟中心確診（滿足病毒性心肌炎診斷標(biāo)準(zhǔn)2）的60例病毒性心肌炎（VMC）住院患兒，其中男35例，女25例，年齡17歲5526歲；另60名體檢健康同齡兒童為對(duì)照組，其中男20例，女40例，年齡17歲5834歲。每組分為兩個(gè)年齡段，分別為13歲和37歲。兩組均排除器質(zhì)性心臟病、甲狀腺功能亢進(jìn)、B受體功能亢進(jìn)等。兩組間年齡、性別均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。12儀器應(yīng)用重慶博精醫(yī)學(xué)信息研究所研制的“運(yùn)動(dòng)心力監(jiān)測(cè)儀”3進(jìn)行心臟儲(chǔ)備檢測(cè)。該系統(tǒng)的硬件組成包括心音脈搏傳感器、CCM信號(hào)采集器、計(jì)算機(jī)和打印機(jī)。心力信號(hào)處理軟件用VISUALBASIC和VC寫(xiě)成，其運(yùn)行環(huán)境為WINDOWS操作系統(tǒng)。13信號(hào)的基本測(cè)量方法心音信號(hào)量化分析的基本思想是（1）測(cè)量心音有關(guān)成分的幅值和時(shí)限；（2）根據(jù)以上測(cè)量數(shù)據(jù)，生成所需要的有關(guān)指標(biāo)，供分析使用。該系統(tǒng)對(duì)心音信號(hào)用11KHZ采樣，量化精度為8位。在該系統(tǒng)中，用鼠標(biāo)在S1和S2波峰點(diǎn)擊，即可方便地獲取S1和S2幅值并顯示S1和S2波幅對(duì)應(yīng)的0255間的級(jí)值。為排除由于胸壁厚薄等因素的影響，所采集的心力信號(hào)的強(qiáng)度采用相對(duì)值；同時(shí)，心力信號(hào)在處理中經(jīng)過(guò)多次轉(zhuǎn)換，最后轉(zhuǎn)換為用屏幕坐標(biāo)作圖，故S1/S2比值和D/S比值為無(wú)量綱數(shù)值。14試驗(yàn)方法采用心音圖記錄和測(cè)量方法3,4，其精密度和準(zhǔn)確度已作初步分析5。受試者在安靜狀態(tài)下平靜呼吸,心音脈搏傳感器置于心前區(qū)心尖搏動(dòng)最明顯處，記錄靜息狀態(tài)下的心音圖。操作上的要點(diǎn)是受試者測(cè)試的體位、傳感器放置部位、檢查者對(duì)傳感器的施壓情況均應(yīng)一致，從而盡可能減少人為誤差。15統(tǒng)計(jì)學(xué)分析采用SPSS160統(tǒng)計(jì)軟件，計(jì)量資料以平均值標(biāo)準(zhǔn)差（S）表示,同一年齡段兩組間比較采用TX檢驗(yàn)，以P005為具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。2結(jié)果21正常兒童與心肌炎患兒心音圖實(shí)例如圖1，圖2，所示圖1正常兒童心音圖李麗娟，女，6歲3個(gè)月，S1/S2比值162，D/S比值142圖2心肌炎患兒心音圖謝靜婷，女，6歲6個(gè)月，S1/S2比值137，D/S比值12922兩組受試者S1/S2和D/S測(cè)試數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)如表1所示。表1對(duì)照組和心肌炎組兒童S1/S2，D/S比較（S）X13Y（N30）7Y（N30）分組S1/S2D/SS1/S2D/S對(duì)照組150011133012163013145016心肌炎組136005122014144005129011T值614333729443P值P001P001P001P001結(jié)果顯示與對(duì)照組比較,心肌炎兒童的S1/S2和D/S比值降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P001。3討論心臟儲(chǔ)備是指心臟功能上調(diào)可能性的大小。心臟儲(chǔ)備評(píng)估的理想方法應(yīng)當(dāng)無(wú)創(chuàng)、客觀、簡(jiǎn)單、安全。目前，臨床上應(yīng)用了多種心功能測(cè)試手段和評(píng)估方法。例如，心電圖檢查是心臟變時(shí)性和變傳導(dǎo)性的最佳監(jiān)測(cè)方法，但不能用來(lái)監(jiān)測(cè)心臟的變力性；心導(dǎo)管檢查測(cè)定心功能雖客觀、量化，但屬于有創(chuàng)傷檢查，需在導(dǎo)管室無(wú)菌操作下進(jìn)行，且不宜常規(guī)和重復(fù)使用；超聲檢測(cè)的最大心肌勁度（MAXEAV是左室收縮末期應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的斜率）是評(píng)估心力的最佳指標(biāo)，但該指標(biāo)目前尚未能普及應(yīng)用；放射性核素心血池顯影的敏感性、特異性高，但價(jià)昂，難以推廣；采用最大氧攝入量及無(wú)氧代謝閾測(cè)定雖屬客觀、實(shí)用、可靠，但受呼吸功能影響，且不適于在日常條件下應(yīng)用。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)以及有創(chuàng)和無(wú)創(chuàng)臨床對(duì)照研究6表明第一心音幅值（S1）的大小與心肌收縮能力強(qiáng)弱密切相關(guān)，故可以用第一心音幅值的變化趨勢(shì)來(lái)評(píng)估心力儲(chǔ)備、心臟耐力。肖守中等提出用相對(duì)值法7來(lái)建立心音幅值參數(shù)，進(jìn)行了心音圖運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)的系統(tǒng)研究，把完成規(guī)定運(yùn)動(dòng)量后S1幅值對(duì)安靜時(shí)S1幅值的倍數(shù)定義為心肌收縮能力儲(chǔ)備指數(shù)，并提出了“心力變異性”概念8，把不同運(yùn)動(dòng)負(fù)荷下S1幅值對(duì)安靜時(shí)S1幅值增加的相應(yīng)倍數(shù)定義為心力變化趨勢(shì)9，據(jù)此評(píng)估受試者的心力儲(chǔ)備狀態(tài)。因?yàn)镾1幅值能反映心肌收縮能力的大小，S2幅值能反映外周阻力的大小，S1/S2比值能在一定程度上反映心臟收縮功能的大小。此外，心臟舒張期自身供血時(shí)限（D）也是一個(gè)心臟儲(chǔ)備指標(biāo)9，雖然利用超聲心動(dòng)圖能夠獲得心臟舒張期和收縮期時(shí)限值，而“心力監(jiān)測(cè)儀”利用計(jì)算機(jī)能將時(shí)鐘精確到毫秒級(jí)，是獲取心臟舒張期自身供血時(shí)限數(shù)據(jù)的一種有用工具。舒張期和收縮期時(shí)限的比值及（D/S）能在一定程度上反映心臟的舒張功能大小。課題組前期工作已對(duì)運(yùn)動(dòng)心力監(jiān)測(cè)儀檢測(cè)兒童心臟儲(chǔ)備的可行性進(jìn)行了論證10。本研究再應(yīng)用該設(shè)備對(duì)VMC患兒心臟功能儲(chǔ)備進(jìn)行檢測(cè)并與正常對(duì)照組比較，初步結(jié)果顯示，VMC患兒心臟收縮和舒張儲(chǔ)備功能均降低。由于病原體在心肌細(xì)胞內(nèi)繁殖及在局部產(chǎn)生毒素，引起VMC患兒心肌纖維溶解、壞死以及修復(fù)性疤痕和纖維化，致使心室順應(yīng)性減低，從而導(dǎo)致舒張功能下降，即D/S比值降低，當(dāng)心室舒張功能降低，心臟舒張末容積減低,據(jù)STARTING定律，在一定限度內(nèi)，心肌收縮產(chǎn)生的張力大小與心肌初長(zhǎng)度成正比，而影響初長(zhǎng)度的主要因素是左室舒張期容量和靜脈回流量的多少，故舒張功能降低會(huì)導(dǎo)致心肌收縮力降低；心肌細(xì)胞及其組織間隙局限性或彌漫性炎癥，心肌細(xì)胞受損及間質(zhì)水腫，也會(huì)影響心肌收縮能力。由于本研究樣本數(shù)量相對(duì)較少，以后將擴(kuò)大樣本量同時(shí)進(jìn)行治療前后的對(duì)比研究，以探索VMC患兒的心臟儲(chǔ)備動(dòng)用規(guī)律，為VMC的診斷和治療以及病情評(píng)估提供參考。參考文獻(xiàn)1ACHERMANRJ,EVANSWN,LUNACF,ETALPRENATALDELECTIONOFCONGENITALHEARTDISEASEINSOUTHERNNEVADATHENEEDFORUNIVERSALFETALCARDIACEVALUATIONJULTRASOUNDMED,2007,2612171517192吳鐵吉病毒性心肌炎診斷標(biāo)準(zhǔn)（修訂草案）J中華兒科雜志,2000,38（2）753XIAOYH,XIAOSZ,CAOZH,ETALASTUDYONPHONOCARDIOGRAMEXERCISETESTJIEEEENGINEERINGINMEDICINEANDBIOLOGYMAGAZINE,1999,18（4）1111154肖守中,周書(shū)先,周繼英,等心力監(jiān)護(hù)儀在心音圖運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)和頸動(dòng)脈圖運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)中的應(yīng)用J儀器儀表學(xué)報(bào),2000,215增刊1231265劉國(guó)傳,肖守中,靳平,等心音圖運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)的精密度和準(zhǔn)確度的分析J生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志,2000,17（3）3053086LEUNGSK,LAUCP,LAMCT,ETALAUTOMATICOPTIMIZATIONOFRESTINGANDEXERCISEATRIOVENTRICULARINTERVALUSINGAPEAKENDOCARDIALACCELERATIONSENSORVALIDATIONWITHDOPPLERECHOCARDIOGRAPHYANDDIRECTCARDIACOUTPUTMEASUREMENTSJPACE2000,23PT176217667XIAOSZ,GUOXM,WANGF,ETALEVALUATINGTWONEWINDICATORSOFCARDIACRESERVEJIEEEENGINEERINGINMEDICINEANDBIOLOGY,2003,22（4）1471628XIAOSZ,CAISX,LIUGCSTUDYINGTHESIGNIFICANCEOFCARD