儿童主动脉根部与升主动脉横截面积-身高比值的Z评分计算器研究

《Pediatric Cardiology》：Z-Score Calculators for Cross Sectional Area to Height Ratio of the Aortic Root and Ascending Aorta in Healthy Children

　　

在儿科学中，主动脉的超声心动图测量通常使用体表面积（BSA）进行标准化，但这种方法未能考虑儿童之间或随其生长过程中身体成分的差异。已有研究表明，身高与儿科主动脉尺寸测量值呈线性关系。本研究利用儿科心脏网络（PHN）超声心动图Z评分数据库的数据，在3215名年龄≤18岁的健康儿科患者中建立了主动脉根部及升主动脉横截面积-身高比值（CSA/ht）的Z评分。计算了主动脉根部和升主动脉的CSA/ht（cm2/m）。采用线性回归分析评估患者性别、超声心动图检查时年龄与主动脉根部CSA/ht之间的关系。模型中纳入交互项以允许年龄效应随性别变化。最终回归模型的估计值被用于Z评分计算器。对升主动脉CSA/ht重复了相同的分析。年龄较大的儿童具有较大的主动脉根部CSA/ht（β=0.10，p<0.001）和升主动脉CSA/ht（β=0.08，p<0.001）。男性儿童的主动脉根部CSA/ht（β=0.13，p<0.001）和升主动脉CSA/ht（β=0.08，p<0.001）均较大。主动脉根部模型中性别与年龄存在显著交互作用（β=0.015，p<0.001），但升主动脉模型中未见显著交互作用（β=0.003，p=0.16）。研究人员创建了两个针对正常儿童主动脉根部和升主动脉CSA/ht的Z评分计算器，有望实现对儿童主动脉尺寸更准确的评估。

论文解读

一、研究背景与问题

在儿童心血管疾病的临床评估中，主动脉根部和升主动脉尺寸的超声心动图测量是诊断和随访主动脉病变的重要手段。由于儿童处于持续生长发育阶段，将主动脉测量值按身体尺寸进行标准化是必要的。长期以来，这一标准化过程主要通过计算基于体表面积（BSA）校正的Z评分来完成。然而，BSA校正方法存在若干固有缺陷：首先，临床中存在多种不同的BSA计算公式，不同公式可能得出不同的标准化结果；其次，BSA衍生的Z评分无法反映儿童之间身体成分的差异，也无法捕捉儿童生长过程中身体成分的纵向变化。当患者的身体成分随时间改变时，基于BSA的Z评分趋势可能产生误导，尤其是在BSA增加的患者中可能导致主动脉生长速率被低估。

已有研究表明，身高与超声心动图测量值之间存在线性关系，且身高独立于身体成分的变化，因此可能是追踪主动脉根部生长更为合适的标准化指标。近期一项涉及超过11000名成人的横断面影像研究也发现，以面积和身高进行指数化的主动脉根部尺寸呈现线性关系，而基于BSA的指数化则呈非线性；且以身高指数化的测量能够识别真正存在升主动脉根部扩张的个体，而BSA方法则可能低估或高估升主动脉尺寸。

Mariucci等人的研究进一步表明，主动脉根部横截面积-身高比值（CSA/ht；cm²/m）是追踪主动脉生长的一种更简单且有效的指标，可能优于BSA衍生的Z评分，因为它消除了BSA相关的部分混杂因素，特别是BSA与主动脉根部尺寸之间存在的非线性关系。在比较以身高标准化与以BSA标准化的超声心动图测量值时，不同体重类别的儿童Z评分存在差异：BSA衍生的Z评分在低BSA儿童中高估主动脉尺寸，而在高BSA儿童中则相反地低估。这一差异在Marfan综合征患儿中尤为突出——肥胖和超重患者基于BSA的主动脉根部Z评分低于体重不足和正常体重患者，而使用CSA/ht追踪时则呈现相反趋势。

值得注意的是，2022年美国心脏协会（AHA）主动脉疾病管理指南已将CSA/ht≥10 cm²/m列为手术干预的2A类推荐指征，因为该指标较绝对主动脉直径对主动脉不良事件具有更强的预测价值。然而，儿童和成人中主动脉根部和升主动脉CSA/ht的正常值此前尚未被描述。基于上述背景，本研究利用儿科心脏网络（PHN）超声心动图Z评分数据库的公开数据，旨在为健康儿童建立主动脉根部和升主动脉CSA/ht的Z评分计算器，以更准确地评估儿科人群的主动脉生长情况。

二、研究设计与关键方法

本研究为回顾性分析，数据来源于PHN超声心动图Z评分数据库，该队列包含来自19个中心的3215名年龄≤18岁、无结构性心脏病的健康非肥胖儿科患者，排除了包括二叶式主动脉瓣在内的任何结构性心脏病患者。超声心动图由核心实验室的两名超声技师按照既定指南进行分析，主动脉根部在瓦氏窦水平测量，升主动脉在右肺动脉前方跨越处测量，均采用胸骨旁长轴切面收缩期最大扩张时的内缘至内缘测量。CSA/ht（cm²/m）通过公式πr²/ht计算，其中r为主动脉根部或升主动脉半径（cm），ht为患者身高（m）。研究采用线性回归分析评估患者年龄与主动脉根部CSA/ht的关系，通过残差诊断和限制性立方样条模型评估年龄的函数形式，最终因简约性和可解释性将年龄建模为线性项，并纳入乘法交互项以允许年龄效应随性别变化，使用Wald检验评估交互项的统计学显著性。Z评分的计算基于最终回归模型获得的估计均值，标准差则根据匹配患者性别和年龄类别的PHN亚队列计算。

三、研究结果

基线特征与描述性统计： 研究队列共纳入3215名健康儿科患者，患者的年龄、种族和族裔分布在性别间相似。按年龄和性别分层计算了主动脉根部和升主动脉CSA/ht的均值、标准差、中位数、四分位距、最小值和最大值。

回归分析： 总体而言，年龄较大的患者具有较大的主动脉根部CSA/ht（β=0.10，p<0.001）和较大的升主动脉CSA/ht（β=0.08，p<0.001）。男性患者的主动脉根部CSA/ht（β=0.13，p<0.001）和升主动脉CSA/ht（β=0.08，p<0.001）均大于女性。主动脉根部模型中性别与年龄存在显著交互作用（β=0.015，p<0.001），表明年龄对主动脉根部CSA/ht的效应随性别不同而变化；而升主动脉模型中未观察到显著的性别与年龄交互作用（β=0.003，p=0.16）。这一结果表明，尽管男性在所有年龄段的主动脉根部CSA/ht均大于女性，但升主动脉CSA/ht在各年龄段的性别间差异较小。

Z评分计算器的建立： 研究人员基于最终回归模型的估计值，开发了两个针对健康儿童的超声心动图Z评分计算器，分别用于主动脉根部和升主动脉的CSA/ht。两个计算器均根据患者年龄和性别进行调整，不包含体重变量，从而减少了儿童身体习惯对评估的混杂效应。

四、讨论与结论

讨论部分指出，本研究基于3000余名健康儿童的超声心动图数据，首次建立了调整年龄和性别后的主动脉根部和升主动脉CSA/ht Z评分计算公式。研究证实男性主动脉根部和升主动脉CSA/ht均大于女性。选择使用CSA/ht的一次幂是基于既往研究证据，包括Svensson和Khitin在Marfan综合征患者中的原始研究以及Motz等人和Tavolinejad等人的研究，均支持面积/身高一次幂的高度线性关系。鉴于CSA/ht已被纳入成人指南作为手术干预的考虑指标，在儿科中建立与成人文献一致的Z评分计算器可能具有重要的临床价值，但需指出CSA/ht在儿科人群中的风险分层标准仍需进一步验证。

目前尚无关于儿童CSA/ht测量临床意义的数据，因此研究人员建议这些Z评分应在患者完整临床背景的框架下进行解读。轻度异常的CSA/ht Z评分可在健康患者中随时间趋势追踪，而严重异常的Z评分可能提示需要进一步临床检查以排除潜在的主动脉病变。然而，建立诊断和预后阈值仍需更大规模的研究。

结论部分总结：这是儿科领域首个公开发表的主动脉根部和升主动脉CSA/ht计算器系列。这些计算器的应用可能有助于更好地识别主动脉根部和升主动脉尺寸异常的儿童，并追踪主动脉病变患者的主动脉生长情况。确定这些计算器的整体临床意义和潜在预后价值仍需进一步工作。