摘要
背景 三尖瓣环平面收缩位移(TAPSE)和右心室(RV)面积变化分数(FAC)常被用作RV收缩功能的替代测量指标。然而，它们在经历心包切开术的心脏手术后儿童中的可靠性仍不明确。本研究旨在评估TAPSE和FAC在有无先前心包切开术的儿科患者中作为全局RV收缩功能有效替代标志物的可靠性。
方法 我们回顾性分析了2020年至2024年间接受铁蛋白增强、运动解析五维全心心脏磁共振成像(MRI)的120名儿科患者。患者被分为两组：有先前心包切开术史的患者(n=85)和无先前手术史的患者(n=35)。测量并比较两组间的TAPSE z值、RV FAC和RV射血分数(RVEF)，并进行相关性分析。
结果 在心包切开术后组中，TAPSE z值显著降低(−5.32±2)且与RVEF无相关性(r=0.04)，而RV FAC保持在正常范围内(41.3%)但与RVEF仅弱相关(r=0.39)。在无先前心脏手术的患者中，TAPSE z值在正常范围内(0.17±1.48)但与RVEF仅呈弱相关(r=0.28)，而RV FAC与RVEF呈中等相关(r=0.57)。两组间相关强度的差异在统计学上无显著意义。
结论 TAPSE和RV FAC作为儿科患者全局RV收缩功能的替代标志物显示出有限的可靠性，特别是在涉及心包切开术的心脏手术后。应仅使用心脏MRI测量的RVEF来评估儿科心脏手术后的真正RV收缩功能。
已知知识要点
- 三尖瓣环平面收缩位移(TAPSE)和右心室(RV)面积变化分数(FAC)是RV收缩功能常用的超声心动图替代指标。它们在儿科心脏手术后的可靠性，特别是在先前心包切开术的情况下，仍不确定。
本研究贡献
- 通过使用运动解析五维心脏MRI，发现心包切开术后TAPSE与RV射血分数(RVEF)无相关性，而RV FAC仅显示弱相关。即使在无先前心脏手术的儿童中，这两个指标与RVEF的相关性也仅是适度的。
研究对研究、实践或政策的影响
- 这些发现表明，在儿童特别是心脏手术后，应谨慎解释TAPSE和RV FAC，支持使用心脏MRI测量的RVEF来准确评估RV收缩功能。
引言
评估右心室(RV)收缩功能是修复先天性心脏病(CHD)儿童长期随访的关键组成部分。虽然三尖瓣环平面收缩位移(TAPSE)和面积变化分数(FAC)等超声心动图测量方法常被用作全局RV功能的实用替代指标，但它们在术后人群中的可靠性日益受到质疑。特别是，这些指标在因先前心包切开术而RV力学发生改变的患者中是否能准确反映全局RV功能仍不明确。
在健康个体中，RV收缩主要由纵向缩短驱动，这是TAPSE临床效用的基础。然而，这种模式在心脏手术后显著改变，纵向运动通常减少，而横向或径向收缩变得更加显著。因此，TAPSE可能会低估术后CHD患者的RV功能。同样，虽然FAC同时包含纵向和径向运动，但它也可能受到手术后RV几何形状和收缩力学变化的影响。
先前研究已证明TAPSE与RV射血分数(RVEF)在特定手术亚组(如修复的法洛四联症(TOF)患者、Mustard手术患者)中相关性较差。RV FAC通常与RVEF显示出更强的相关性，但结果不一，且受成像方式和研究人群的影响。TAPSE和RV FAC作为RV收缩功能指标在更广泛的CHD人群中的有效性，以及先前心包切开术如何影响这种关系，需要进一步研究。
为解决这些差距，我们回顾性分析了一个儿科队列，这些患者接受了铁蛋白增强、运动解析五维(5D)全心心脏MRI，该技术能够精确量化区域性和全局RV功能。我们比较了有和无先前心包切开术患者的TAPSE、RV FAC和RVEF，并评估了这些指标之间的相关性。该研究旨在评估TAPSE和FAC作为术后CHD患者全局RV收缩功能替代指标的有效性。
方法
患者群体
这项回顾性研究包括2020年1月至2024年10月在洛桑大学医院接受铁蛋白增强心脏MRI的儿科患者(≤18岁)。患者通过机构心脏MRI数据库识别。排除标准为单心室生理、系统性RV、先前三尖瓣手术或降低的RVEF(<45%)。从MRI报告中获取包括年龄、体重、身高、诊断、先前手术类型和RVEF在内的临床数据。患者分为两组：先前通过胸骨正中切开术和心包切开术接受心脏手术的患者(心包切开术组)和无心脏手术史的患者。
获得每位患者的知情同意，研究方案符合1975年《赫尔辛基宣言》的伦理指南，由人类研究 cantonal 伦理委员会预先批准。
心脏MRI获取和分析
使用1.5T MRI扫描仪(MAGNETOM Sola, Siemens Healthcare, Erlangen, Germany)进行铁蛋白增强、运动解析5D全心MRI。采用自门控自由运行5D径向采集，使用梯度回波和超短回波时间序列，无需ECG门控或屏气即可连续采集数据。心脏和呼吸运动信号直接从采集的数据中提取，能够回顾性重建呼气末、心脏运动解析的三维(3D)数据集，空间分辨率为1.1 mm³，横跨25个心脏相位。
所有患者均在自由呼吸状态下进行成像。在年幼儿童中，根据机构实践给予镇静：心包切开术组中有6名患者，无手术组中有5名患者(均小于6岁)在MRI期间接受了静脉右美托咪定(扫描前10分钟内给予3 μg/kg负荷剂量直至入睡，随后以1 μg/kg/小时持续输注直至扫描完成)。
所得各向同性3D数据集允许回顾性多平面重建(MPR)标准化心脏视图。使用cvi42软件(Circle Cardiovascular Imaging, Calgary, Canada)生成短轴和四腔视图的电影图像堆栈，确保在整个心动周期中平面排列一致。短轴电影图像重建为12层堆栈，层厚为5 mm，并根据个体调整层间间隙，以确保从基底部到心尖部的完整心室覆盖。
在短轴电影图像上手动追踪RV舒张末期和收缩末期容积以计算RVEF，RVEF≥45%定义为功能正常。TAPSE和RV FAC是从四腔电影图像中导出的，定义类似于超声心动图测量。TAPSE测量为三尖瓣环在舒张末期和收缩末期之间的最大位移，相对于与RV心尖对齐的胸壁固定参考点(图1)，复制M型超声心动图方法。RV FAC是从四腔视图上手动追踪的RV心内膜面积在舒张末期和收缩末期计算得出(图2)，正常定义为FAC≥35%。
所有测量均由一名观察者(OZ)完成，每个参数使用三次测量的平均值。一位在心脏MRI方面经验丰富的儿科心脏病专家(MP)执行MPR并审核所有测量的准确性。TAPSE值使用波士顿儿童医院基于超声心动图的z值计算器(
统计分析
使用Shapiro-Wilk和Levene检验分别评估数据分布和方差同质性。连续变量总结为均值±标准差或中位数与四分位距，视情况而定。使用双尾独立样本t检验或Mann-Whitney U检验进行组间比较。使用Pearson相关系数(r)评估TAPSE、FAC和RVEF之间的相关性，并使用Fisher Z变换比较相关系数。统计显著性定义为p值<0.05。使用JASP软件V.0.19.3进行分析。
结果
共有120名患者符合纳入标准。其中，85名(71%)曾接受过先前心包切开术，而35名患者(29%)无心脏手术史。MRI时的中位年龄为12岁(IQR: 9–16)。两组在年龄、体重或身高方面无统计学显著差异(表1)。
RV功能参数
心包切开术组的平均RVEF略低于无手术组(53%，标准差4.6 vs 55%，标准差5.9，p=0.03)。RV FAC值在两组间相似，心包切开术组中位数为41.3%(IQR 37–59.8%)，无手术组为40.7%(IQR: 36.8–53%)(p=0.48)。相比之下，TAPSE z值显示出明显差异：心包切开术组值显著降低(平均z值：−5.32，标准差2)，而无手术组TAPSE正常(平均z值：0.17 标准差1.48；p<0.001)(表2)。
相关性分析
在心包切开术组中，TAPSE z值与RVEF无相关性(r=0.04)，RV FAC与RVEF呈弱相关(r=0.39)。在无先前手术的患者中，TAPSE与RVEF呈弱相关(r=0.28)，而RV FAC与RVEF呈中等相关(r=0.57)。尽管RV FAC在两组中与RVEF的相关性始终强于TAPSE，但手术组和非手术组之间相关系数的差异在统计学上不显著(Fisher z=−1.21，p=0.11用于TAPSE vs RVEF；Fisher z=−1.07，p=0.14用于RV FAC vs RVEF)(图3和图4)。
讨论
本研究评估了TAPSE和RV FAC作为儿科患者全局RV收缩功能替代标志物的可靠性，比较了有和无先前心包切开术的患者。在手术组中，TAPSE显著降低且与RVEF无相关性，而RV FAC保持在正常范围内但与RVEF仅呈弱相关。在无心脏手术史的患者中，TAPSE和FAC值均正常。然而，TAPSE仍仅与RVEF呈弱相关，而FAC与RVEF呈中等相关。重要的是，两组间TAPSE与RVEF或FAC与RVEF相关强度的差异在统计学上不显著。
TAPSE与RVEF在先前心包切开术患者中缺乏相关性，这与先前在特定手术人群(如修复的TOF、Fontan姑息治疗和Mustard手术患者，以及接受二尖瓣手术、心脏移植或冠状动脉旁路移植的成人)中的研究结果一致。这可能是由于心脏手术后RV收缩模式的改变。心包支持的去除削弱了纵向缩短(这是TAPSE的主要贡献者)，而RV基底部的粘连可能进一步限制瓣环运动。我们的发现将这一观察扩展到更广泛的CHD谱系，表明TAPSE是各种术后儿科人群中RV收缩功能的不良标志物。
RV FAC尽管在手术组中保持在正常范围内，但与RVEF仅呈弱相关。这可能反映了当纵向运动受损时，径向收缩的代偿性增加以维持整体RV功能。然而，FAC可能无法捕捉到经历RV流出道手术患者的区域RV重构，这些手术可能导致RV力学的复杂变化。先前关于RV FAC与RVEF关系的研究报告了不一致的发现。虽然一些研究报告了更强的相关性，但这些发现通常基于超声心动图评估，其精确度低于心脏MRI。此外，这些研究往往仅关注特定CHD亚型，限制了结果的普遍适用性。
在无心脏手术史的患者中，TAPSE在正常范围内但与RVEF仅呈弱相关。这与早期报告中度至强相关的研究形成对比，尽管方法和研究人群的差异限制了直接比较。例如，Speiser等人使用从RV心尖作为参考点的MRI导出TAPSE，发现强相关性，这种方法不同于M型超声心动图，可能高估纵向运动。相比之下，Arnould等人和最近的Focardi等人报告了使用M型超声心动图在成人队列中呈中等相关性，这些发现可能不适用于儿科人群。在儿童中，RV几何形状和收缩模式的生长和发育变化可能影响TAPSE的有效性。虽然我们使用z值来调整体型，但这可能无法完全解释RV力学的年龄相关变异性。据我们所知，这是首批使用心脏MRI检查无手术儿科患者中TAPSE-RVEF关系的研究之一。
相比之下，无手术组中的RV FAC与RVEF呈中等相关，优于TAPSE，尽管与心包切开术组相比相关强度的差异未达到统计学显著性。这一发现与先前研究表明FAC可能是无先前心脏手术患者RV收缩功能的合理可靠指标一致。然而，即使在此背景下，RV FAC也仅适度反映全局RV功能。
综合来看，我们的结果表明，虽然RV FAC是比TAPSE更稳健的替代指标，特别是在未手术患者中，但这两个指标都有固有限制，尤其是在RV解剖和收缩模式经过手术改变的儿童中。这些发现强调了在有心包切开术史的儿科患者中单独使用TAPSE或FAC评估RV收缩功能时需要谨慎。手术对正常RV力学的破坏似乎损害了这两个指标的可靠性，增加了低估或误判真正RV功能的风险。在这种情况下，评估RV收缩复杂模式所有组成部分的高级成像方式(如心脏MRI)可能是准确和临床有意义评估的无可替代的选择。
局限性
在解释本研究结果时应考虑几个局限性。首先，其回顾性设计和在单一三级儿科中心进行可能限制结果的普遍适用性。其次，排除了RVEF降低的患者，这限制了我们结果对RV功能保留个体的适用性，并可能忽略了TAPSE和FAC在收缩功能受损患者中表现的潜在差异。第三，我们未正式评估TAPSE和FAC测量的观察者间或观察者内变异性。这可能对MRI导出参数特别相关，这些参数可能受参考点选择和图像质量的影响。然而，使用高分辨率、运动解析3D数据集进行回顾性MPR、一致的平面排列和改善的心内膜边界描绘可能减轻了测量变异性。最后，铁蛋白增强、运动解析5D全心心脏MRI代表一种新型成像技术。虽然此方法与标准MRI相比提供更高的空间分辨率，可能允许更精确的测量，但结果可能不完全反映通过超声心动图或常规心脏MRI协议获得的值。
结论
TAPSE和FAC作为心包切开术后儿科患者RV收缩功能的替代指标是不充分的。TAPSE显著降低且未能与RVEF相关，而FAC尽管在正常范围内，但仅弱相关。即使在无先前手术的患者中，这两个指标也表现出次优性能。这些发现支持以下结论：应仅使用心脏MRI测量的RVEF来指导心脏手术后RV功能的评估。
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