二尖瓣反流的二尖瓣環(huán)三維構(gòu)型改變分析

武彥廷 陳 瑤 劉志躍 劉 怡 陳 明

二尖瓣反流（mitral regurgitation）是一類常見的心臟疾病，它可伴隨多種心臟疾病而發(fā)生。除了二尖瓣葉病變可發(fā)生二尖瓣反流外，二尖瓣裝置的病變也可引起二尖瓣反流，其中二尖瓣環(huán)的擴(kuò)張和變形是產(chǎn)生二尖瓣反流的重要病理生理機(jī)制之一[1]，也是目前外科及介入手術(shù)治療二尖瓣反流的干預(yù)目標(biāo)。以往的研究已知二尖瓣環(huán)形態(tài)變化會(huì)導(dǎo)致二尖瓣反流[2]，但是過去受影像學(xué)手段的限制，較少從三維形態(tài)學(xué)的角度來認(rèn)識(shí)二尖瓣環(huán)形態(tài)變化在二尖瓣反流機(jī)制中的作用，本文采用實(shí)時(shí)三維超聲（real-time threedimensional ultrasound，RT-3DE）探討不同程度二尖瓣反流的二尖瓣環(huán)形態(tài)變化。

方 法

1. 研究對(duì)象

選取 2009年7月～2010年12月就診于同濟(jì)大學(xué)附屬東方醫(yī)院心臟中心的二尖瓣反流患者41例，包括男性21例，女性20例，年齡介于11歲～82歲之間（平均58.56±17.50歲）。采用彩色多普勒二尖瓣反流面積與左心房面積的比值評(píng)估二尖瓣反流程度[3]，對(duì)二尖瓣反流患者進(jìn)行分組，將彩色多普勒示反流面積為＜20%定義為輕度反流組；將彩色多普勒示反流面積＞40%定義為重度反流組。本文輕度反流組18例，男10例，女8例，年齡25歲～76歲之間（平均54.56±14.12歲）；重度反流組23例，男11例，女12例，年齡11歲～82歲之間（平均61.70±19.49歲）。另隨機(jī)選取年齡、性別相仿的健康人21例為對(duì)照組，年齡14歲～75歲之間（平均50.67±15.79歲），納入標(biāo)準(zhǔn)為彩色多普勒超聲檢查二尖瓣均無反流者，其中男13例，女8例。均通過病史詢問、體檢、胸片、心電圖、超聲心動(dòng)圖、血尿常規(guī)及生化檢驗(yàn)等輔助檢查，排外了心血管疾病及可能影響心血管系統(tǒng)的其他慢性疾病。

2. 儀器和方法

2.1 儀器：飛利浦IE33超聲診斷儀，使用S5-1二維探頭，頻率1～5MHz。

2.2 二維超聲方法：受檢者取左側(cè)臥位，先行二維超聲檢查并采集圖像，計(jì)算出左心室長(zhǎng)軸舒張期末徑（LVDd）、左心室收縮期末徑（LVDs）、左房?jī)?nèi)徑（LAD）、左室射血分?jǐn)?shù)（EF）。

2.3 實(shí)時(shí)三維超聲方法：使用X3-1探頭，頻率1～3MHz，于心尖四腔觀得到理想的左心室圖像后，啟動(dòng)“Full Volume”功能鍵，顯示屏幕上出現(xiàn)左右排列的兩幅互為正交的二維圖像后，盡量使兩者包容整個(gè)左心室。囑受檢者屏氣，經(jīng)心電圖自動(dòng)觸發(fā)，采集三維圖象。將所有圖像存儲(chǔ)于超聲診斷儀硬盤或DVD光盤中。三維數(shù)據(jù)庫分析：將原始資料三維圖像輸入德國TomTec公司生產(chǎn)的圖像工作站處理，計(jì)算機(jī)根據(jù)二維圖像各自所處的空間位置進(jìn)行重組，每個(gè)切面用降噪、邊緣增強(qiáng)和空間偽像消除等方法把心臟結(jié)構(gòu)和心腔及其背景以灰階的方式區(qū)別開來。根據(jù)所要顯示心內(nèi)結(jié)構(gòu)的部位在整個(gè)圖像中的位置，在參考切面收縮早期停幀，通過調(diào)節(jié)空間旋轉(zhuǎn)，面旋轉(zhuǎn)和平行方向上的位置，使心臟圖像心尖朝下，提供顯示瓣膜，瓣環(huán)形態(tài)的最佳視角。軟件自動(dòng)將二尖瓣環(huán)做16等份，手動(dòng)標(biāo)記每個(gè)等份點(diǎn)在收縮早期二尖瓣環(huán)位置（圖1A），軟件自動(dòng)將二尖瓣關(guān)閉線等份8等份點(diǎn)，手動(dòng)標(biāo)記二尖瓣關(guān)閉線的位置（圖1B）。

最終得出二尖瓣環(huán)、二關(guān)瓣關(guān)閉線的空間位置結(jié)構(gòu)（圖2）。

2.4 二尖瓣環(huán)三維圖像測(cè)量：將三維二尖瓣環(huán)圖像調(diào)節(jié)到由左心房向左心室方向看，顯示出清晰的二尖瓣及瓣環(huán)的三維結(jié)構(gòu)。分別測(cè)量出二尖瓣環(huán)三維前后徑（AP）、三維交界徑（CC）、三維前外后內(nèi)徑（ALPM）、前瓣環(huán)長(zhǎng)度（AAL）、后瓣環(huán)長(zhǎng)度（PAL）、三維瓣環(huán)周長(zhǎng)（AC）、非平面角度（NPA）、二尖瓣關(guān)閉線二維投影長(zhǎng)度等各參數(shù)數(shù)據(jù)，軟件將自動(dòng)計(jì)算出瓣環(huán)面積（MAA）、瓣環(huán)球形指數(shù)（SI）、二尖瓣關(guān)閉線三維長(zhǎng)度的數(shù)值（圖3）。

3. 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用Excel建立數(shù)據(jù)庫，使用SPSS13.0軟件時(shí)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。構(gòu)成比的比較用卡方檢驗(yàn)。計(jì)量資料采用K-S檢驗(yàn)正態(tài)性，計(jì)量資料三組間比較用bartlet法進(jìn)行方差分析，組間兩兩比較采用LSD法，P＜0.05認(rèn)為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

1. 左心一般功能

從表1中可以看出，輕度反流組與對(duì)照組相比，LVDd、LAD均增大，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），LVDs、EF差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；重度反流組與對(duì)照組相比，LVDd、LVDs、LAD增大，EF減低，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。重度反流組與輕度反流組比較，LVDd、LVIDS、LAD、EF差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表1 病例組及對(duì)照組左心功能參數(shù)的對(duì)比

圖1 A.示三維圖像軟件自動(dòng)繪制出二尖瓣環(huán)的空間位置點(diǎn)的方法。B.示手動(dòng)標(biāo)記二尖瓣關(guān)閉線8等份點(diǎn)的位置。

圖2 實(shí)時(shí)三維二尖瓣環(huán)及二尖瓣關(guān)閉線的空間位置結(jié)構(gòu)。圖3二尖瓣環(huán)三維圖像測(cè)量。AP：二尖瓣環(huán)瓣環(huán)三維前后徑，CC：瓣環(huán)三維交界徑、ALPM：瓣環(huán)三維前外后內(nèi)徑，AAL：前瓣環(huán)長(zhǎng)度，PAL ：后瓣環(huán)長(zhǎng)度，AC：前瓣環(huán)長(zhǎng)度與后瓣環(huán)長(zhǎng)度之和，NPA：瓣環(huán)非平面角度。

圖4 左圖為對(duì)照組的二尖瓣環(huán)三維結(jié)構(gòu)圖，中為輕度反流組二尖瓣環(huán)三維結(jié)構(gòu)圖，右為重度反流組的三維結(jié)構(gòu)圖。輕度反流組因NPA增大，瓣環(huán)角度趨于低平，重度反流組因AP 、ALPM 進(jìn)一步增大，從三維結(jié)構(gòu)圖看二尖瓣環(huán)的角度低平，失去了正常二尖瓣環(huán)的馬鞍狀特征。

圖5 A為一例輕度反流患者的AP、ALPM。B為一例重度反流患者的AP、ALPM示意圖，可見重度反流組的AP、ALPM均明顯增大。AP：二尖瓣環(huán)瓣環(huán)三維前后徑，ALPM：三維前外后內(nèi)徑。

2. 二尖瓣環(huán)相關(guān)參數(shù)比較

正常對(duì)照組21例的二尖瓣環(huán)三維構(gòu)型均呈馬鞍形態(tài)，并在整個(gè)心動(dòng)周期中始終保持此形態(tài)。輕度反流組的二尖瓣環(huán)三維構(gòu)型也呈馬鞍形態(tài)，且在整個(gè)心動(dòng)周期中保持馬鞍形。重度反流組的二尖瓣環(huán)在整個(gè)心動(dòng)周期中，偏扁平圓形（圖4）（表2）。

輕度反流組、重度反流組與對(duì)照組三組間比較，SI、二尖瓣關(guān)閉線二維投影長(zhǎng)度、二尖瓣關(guān)閉線三維投影長(zhǎng)度無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞ 0.05），AP、CC、ALPM、NPA、AAL 、PAL、AC、MAA差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜ 0.05）。

輕度反流組與對(duì)照組比較，AP、CC、ALPM、PAL、AC、NPA 、MAA增大，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜ 0.05）。重度反流組與對(duì)照組比較，不僅AP、CC、ALPM、NPA、MAA、PAL、AC較正常組增大，同時(shí)AAL也較正常組增大，并且AP、ALPM較輕度反流組進(jìn)一步增大（P＜0.05）（圖5），差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05)。

表2 實(shí)時(shí)三維超聲測(cè)量二尖瓣環(huán)、關(guān)閉線三維結(jié)構(gòu)參數(shù)表

討 論

二尖瓣反流可發(fā)生于多種心臟疾病，也可以是多種心臟病的繼發(fā)性改變。除了瓣葉組織病變外，二尖瓣裝置形態(tài)及結(jié)構(gòu)的改變也是二尖瓣反流發(fā)病的重要因素，二尖瓣裝置是一個(gè)極為精細(xì)且復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。正常的二尖瓣裝置，尤其是正常的二尖瓣環(huán)對(duì)維持二尖瓣的功能具有重要作用，二尖瓣環(huán)結(jié)構(gòu)變化及功能障礙均可造成二尖瓣反流，嚴(yán)重者甚至?xí)?dǎo)致病癥發(fā)作乃至死亡[1]。二尖瓣環(huán)的擴(kuò)張和變形是產(chǎn)生二尖瓣反流的重要病理生理機(jī)制之一，正確認(rèn)識(shí)二尖瓣環(huán)的形態(tài)變化對(duì)制定外科手術(shù)或介入治療二尖瓣反流，具有重要臨床價(jià)值。目前，RT-3DE可精確顯示二尖瓣環(huán)空間幾何形態(tài)，顯示瓣葉病變部位、范圍，甚至顯示附著物等細(xì)小結(jié)構(gòu)，也能精確顯示二尖瓣環(huán)的空間結(jié)構(gòu)[4]，因此本研究采用RT-3DE探討二尖瓣環(huán)結(jié)構(gòu)改變?cè)诓±硇远獍攴戳髦挟a(chǎn)生的機(jī)制。

本研究證實(shí)正常人的二尖瓣環(huán)三維結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)為一非平面的“馬鞍”形結(jié)構(gòu)，其形態(tài)在心動(dòng)周期中始終保持“馬鞍”結(jié)構(gòu)，其前外側(cè)、后內(nèi)側(cè)兩個(gè)聯(lián)合位置較低，前瓣及后瓣的附著緣位置較高，與文獻(xiàn)報(bào)道相似[5]。

輕度反流組患者的二尖瓣環(huán)也為一個(gè)非平面的“馬鞍”形，該組的二尖瓣環(huán)AP、CC、ALPM、AC、NPA、MAA增大，與對(duì)照組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；說明本文輕度反流組二尖瓣環(huán)結(jié)構(gòu)改變的主要特征是瓣環(huán)的前后徑、三維交界徑、三維前外后內(nèi)徑、后瓣環(huán)長(zhǎng)度、三維瓣環(huán)周長(zhǎng)等均較正常人增加，二尖瓣環(huán)由橢圓型向圓形改變，二尖瓣環(huán)的非平面角度也增大，馬鞍型的二尖瓣環(huán)結(jié)構(gòu)趨向低平。重度反流組病人除了出現(xiàn)類似輕度反流組的瓣環(huán)結(jié)構(gòu)變化外，進(jìn)一步呈現(xiàn)AAL的增大（P＜0.05)，提示重度二尖瓣反流患者不僅后瓣環(huán)增大，前瓣環(huán)也隨之?dāng)U張。本文結(jié)果提示輕度二尖瓣反流患者，多以后瓣環(huán)增大為主，隨著反流程度的進(jìn)展，前瓣環(huán)也逐步增大，故重度反流時(shí)，前后瓣環(huán)均增大。這可能是由于二尖瓣環(huán)的解剖結(jié)構(gòu)所決定的，前外側(cè)交界和后內(nèi)側(cè)交界將二尖瓣環(huán)分為前瓣環(huán)和后瓣環(huán)。前瓣環(huán)位于左、右纖維三角之間，是二尖瓣環(huán)比較固定的一部分，不容易發(fā)生形變，后瓣環(huán)為后瓣葉的附著部，伸展性較大。所以本文輕度反流患者，只有二尖瓣環(huán)后瓣環(huán)增大，而重度反流患者二尖瓣環(huán)結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步擴(kuò)張，主要改變是前瓣環(huán)增大。同時(shí)，重度反流組的AP與ALPM較輕度反流組進(jìn)一步增大（P＜0.05)，提示重度反流患者二尖瓣瓣環(huán)的前后徑及前外后內(nèi)徑進(jìn)一步增大, 使二尖瓣環(huán)整體進(jìn)一步增大，特別是比較固定的前瓣環(huán)擴(kuò)大，影響了瓣口的關(guān)閉，同時(shí)反流的血液又反作用于二尖瓣環(huán)，使二尖瓣環(huán)的進(jìn)一步擴(kuò)大，瓣環(huán)整體趨于平面化，加重了二尖瓣反流。

目前臨床常采用的二尖瓣環(huán)成形術(shù)，主要是應(yīng)用人工二尖瓣環(huán)縮小二尖瓣環(huán)[6]，本文結(jié)果提示人工二尖瓣環(huán)若制作成非平面形狀，可能更加有利于患者的預(yù)后，對(duì)于選擇及研發(fā)新的人工瓣環(huán)、制定二尖瓣膜修補(bǔ)術(shù)或成形術(shù)的最佳方案，提高手術(shù)療效具有重要的實(shí)際意義。

近年來為了減輕二尖瓣反流外科手術(shù)和體外循環(huán)所帶來的創(chuàng)傷和風(fēng)險(xiǎn)，二尖瓣關(guān)閉不全的介入治療得到了快速發(fā)展。采用二尖瓣邊對(duì)邊修補(bǔ)術(shù)、經(jīng)穿房間隔途徑送入鉗夾裝置或負(fù)壓抽吸縫合裝置、鉗夾或縫合前后瓣邊緣，形成雙孔二尖瓣治療二尖瓣反流[7]；或采用瓣環(huán)成形術(shù)經(jīng)右頸內(nèi)靜脈途徑把縮環(huán)裝置植入冠狀靜脈竇內(nèi)，縮短瓣環(huán)前后徑，以減輕二尖瓣反流[8-11]，取得了一定的療效。本文提示RT-3DE技術(shù)能夠提供一個(gè)類似于手術(shù)視野的影像學(xué)視角，且不受成像角度的影響，并且能準(zhǔn)確測(cè)定瓣環(huán)前后徑，對(duì)于指導(dǎo)二尖瓣關(guān)閉不全的介入治療具有實(shí)用價(jià)值。可以預(yù)見，RT-3DE將作為評(píng)判介入治療方式及療效的工具，它能夠在介入治療前，將二尖瓣環(huán)結(jié)構(gòu)的定量資料，瓣膜、瓣葉的位置等呈現(xiàn)在手術(shù)者的眼前，更能幫助臨床醫(yī)師精確地從事二尖瓣介入治療。

本研究有以下局限性：①實(shí)時(shí)三維超聲幀頻低，圖像清晰度受受檢者的二維超聲圖像質(zhì)量的影響；②本文未能于二尖瓣環(huán)成形術(shù)前后，對(duì)三維二尖瓣環(huán)的形態(tài)進(jìn)行對(duì)比分析；③本文研究的二尖瓣反流患者例數(shù)尚有限。

總之，RT-3DE定量評(píng)價(jià)二尖瓣反流患者的二尖瓣環(huán)空間構(gòu)型有助于了解病理性二尖瓣反流發(fā)生的機(jī)制。輕度病理性二尖瓣反流時(shí)多表現(xiàn)為二尖瓣后瓣環(huán)增大；隨著二尖瓣反流程度的加重，二尖瓣環(huán)進(jìn)一步擴(kuò)張，形態(tài)學(xué)特征為前瓣環(huán)也增大，前后徑與前外后內(nèi)徑進(jìn)一步增加，導(dǎo)致二尖瓣嚴(yán)重對(duì)合不良。RT-3DE不僅為臨床診斷二尖瓣反流患者二尖瓣環(huán)的空間結(jié)構(gòu)提供了新的研究手段，也為手術(shù)或介入治療二尖瓣反流提供了重要的信息。