實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖評(píng)價(jià)二尖瓣形態(tài)的研究進(jìn)展

孫琪，李俊峽

? 綜述 ?

實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖評(píng)價(jià)二尖瓣形態(tài)的研究進(jìn)展

孫琪1，李俊峽1

近年來(lái)，實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖（RT3DE）取得了革命性的發(fā)展。許多研究已證明RT3DE可實(shí)時(shí)采集、快速成像、同步顯示二尖瓣的立體解剖結(jié)構(gòu)，尤其是三維經(jīng)食道超聲心動(dòng)圖（TEE）不受患者體位、肺內(nèi)氣體等因素影響，對(duì)二尖瓣立體結(jié)構(gòu)的顯示明顯優(yōu)于二維TEE［1］。目前，RT3DE已成為指導(dǎo)二尖瓣外科手術(shù)及導(dǎo)管介入治療的首選影像學(xué)檢查［2］。本文就RT3DE在二尖瓣疾病中應(yīng)用的研究進(jìn)展綜述如下。

1　二尖瓣的解剖

1.1二尖瓣葉 正常二尖瓣為二葉，前葉比后葉大1.5倍，前葉與主動(dòng)脈瓣的纖維相連續(xù)，后葉多呈新月形，前葉根部附著整個(gè)瓣環(huán)的前1/3，后葉根部附著后2/3。兩瓣葉交界處位于前外和后內(nèi)側(cè)，稱為內(nèi)、外側(cè)聯(lián)合。通常根據(jù)Carpentier命名法對(duì)二尖瓣分區(qū)進(jìn)行定位診斷，前葉外側(cè)、中間部和內(nèi)側(cè)區(qū)分別命名為A1、A2、A3區(qū)，后葉外側(cè)、中間部和內(nèi)側(cè)區(qū)分別命名P1、P2、P3區(qū)，前外側(cè)交界命名為C1區(qū)，后內(nèi)側(cè)交界命名為C2區(qū)，共8個(gè)區(qū)域［3］。聯(lián)合處前后葉瓣緣至瓣環(huán)的距離在5 mm以上［4］，同時(shí)兩瓣葉面積的總和大約是瓣環(huán)面積的140%，保證前后葉閉合時(shí)足夠接觸，有效防止收縮期二尖瓣反流［5］。

1.2二尖瓣瓣環(huán) 二尖瓣瓣環(huán)為一寬度長(zhǎng)于前后徑的橢圓形結(jié)構(gòu)，與心臟的纖維骨架相連續(xù)，瓣環(huán)結(jié)構(gòu)改變是引起二尖瓣反流的最主要原因之一。正常的二尖瓣瓣環(huán)前、后交界處位置較低，中點(diǎn)（瓣根處）位置較高，呈類似于馬鞍的非平面雙曲拋物面結(jié)構(gòu)［6］。此“馬鞍形”結(jié)構(gòu)在舒張期相對(duì)平坦，而在心室收縮期，馬鞍型結(jié)構(gòu)深度加深，并向心尖部移動(dòng)，能更好地承受收縮期左心室施加的壓力，維持瓣葉的曲度，有利于瓣葉閉合［7，8］。研究證明，瓣環(huán)高度與寬度之比（AHCWR）在15%～25%范圍內(nèi)時(shí)，瓣葉所受的應(yīng)力最低［5，6］。

1.3二尖瓣瓣下裝置 二尖瓣瓣下裝置包括腱索、乳頭肌及部分室壁組織。病理?xiàng)l件下，腱索可拉長(zhǎng)或斷裂，引起嚴(yán)重二尖瓣反流。左心室擴(kuò)大或變形時(shí)，心室壁向外移位，向心尖及后方牽拉腱索及二尖瓣，也可能導(dǎo)致功能性二尖瓣反流［9］。

2　RT3DE技術(shù)

經(jīng)胸超聲心動(dòng)圖檢查時(shí)，通常在心尖四腔切面采集二尖瓣的三維圖像，而TEE時(shí)采用食管中段切面［2］。采集模式有兩種：一是實(shí)時(shí)或動(dòng)態(tài)三維成像，為在一個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)采集的金字塔型的容積數(shù)據(jù)集，通常顯示幀速率＞20 幀/秒，最好是30 幀/秒，此種模式能夠減少心率及呼吸對(duì)數(shù)據(jù)采集的影響，但時(shí)間及空間分辨率偏低；二是門控多心動(dòng)周期三維顯像，為獲取若干心動(dòng)周期（2～7個(gè)）的窄容積數(shù)據(jù)，隨后拼接在一起合并為一個(gè)容積數(shù)據(jù)集。此種模式可以提供更高的分辨率圖像，但容易受呼吸運(yùn)動(dòng)、不規(guī)則心率的影響而產(chǎn)生圖像干擾。模式的選擇應(yīng)根據(jù)臨床需要，權(quán)衡空間-時(shí)間分辨率。

3　RT3DE在二尖瓣疾病形態(tài)定量中的應(yīng)用

3.1二尖瓣脫垂 二維超聲心動(dòng)圖診斷二尖瓣脫垂的定義為：胸骨長(zhǎng)軸切面二尖瓣瓣葉脫向左心房，超過(guò)瓣環(huán)水平2 mm以上。由于瓣環(huán)呈馬鞍形狀，在心尖四腔心切面過(guò)多誤診了二尖瓣脫垂。而且，在胸骨旁左室長(zhǎng)軸切面主要顯示瓣葉的A2和P2區(qū)，使得二維超聲心動(dòng)圖診斷瓣葉其它區(qū)域的脫垂受到限制。而在RT3DE，二尖瓣的顏色編碼參數(shù)提供了有關(guān)瓣葉6個(gè)節(jié)段相對(duì)于馬鞍形瓣環(huán)移位形態(tài)的數(shù)據(jù)，大大提高了診斷的準(zhǔn)確性［5，18，19］。此外，三維量化二尖瓣可以更好識(shí)別其繼發(fā)病變，如二尖瓣裂（裂深度≥50%瓣葉高度）和亞裂（裂深度＜50%瓣葉高度）［20］。Lee等［5］在分析二尖瓣脫垂患者的RT3DE時(shí)發(fā)現(xiàn)：二尖瓣脫垂組瓣環(huán)前后徑、前外后內(nèi)徑、周長(zhǎng)、面積均較正常對(duì)照組顯著增大，且增大程度越大，反流程度越重；并首次發(fā)現(xiàn)二尖瓣脫垂組瓣環(huán)高度與AHCWR減低，提示瓣環(huán)扁平化與瓣葉冗長(zhǎng)、脫垂體積增加、腱索斷裂和有效返流口（ERO）增大強(qiáng)烈相關(guān)。重要的是，二尖瓣脫垂患者即使在沒(méi)有或輕度反流時(shí)，瓣環(huán)高度和AHCWR也是減低的，表明二尖瓣脫垂患者存在原發(fā)性的瓣環(huán)異常。AHCWR＜15%提示“馬鞍形瓣環(huán)結(jié)構(gòu)扁平化，是二尖瓣脫垂患者出現(xiàn)二尖瓣反流的獨(dú)立相關(guān)因素［5］。

3.2功能性或缺血性二尖瓣反流 功能性二尖瓣反流的定義為：無(wú)原發(fā)性二尖瓣異常時(shí)繼發(fā)于左心室重塑的二尖瓣反流。瓣環(huán)扁平和擴(kuò)張［21］、瓣葉牽拉［22］、左室壓力上升速率減低以及左室收縮不同步［23，24］所致二尖瓣葉對(duì)合不良都可導(dǎo)致功能性二尖瓣反流。目前已有一些研究應(yīng)用RT3DE的定量軟件，手動(dòng)或半自動(dòng)地探索功能性二尖瓣反流的瓣環(huán)運(yùn)動(dòng)機(jī)制［7，8，25，26］。Grewal等［7］和Levack等［25］已發(fā)現(xiàn)缺血性瓣環(huán)比正常瓣環(huán)運(yùn)動(dòng)減低，同時(shí)收縮期瓣環(huán)的收縮面積、前后徑縮短及馬鞍形加深程度也顯著減低。缺血性二尖瓣反流時(shí)，缺血部位與非缺血部位間不對(duì)稱的牽拉二尖瓣導(dǎo)致瓣葉幾何形狀改變，不對(duì)稱牽拉與二尖瓣反流的嚴(yán)重程度相關(guān)［27］。RT3DE研究也發(fā)現(xiàn)，繼發(fā)于缺血/梗死、擴(kuò)張型心肌病和慢性主動(dòng)脈瓣關(guān)閉不全原因所致的左心室重構(gòu)，瓣葉會(huì)相應(yīng)擴(kuò)大［28，29］。這些研究挑戰(zhàn)了目前有關(guān)功能性二尖瓣反流僅僅與左心室重構(gòu)相關(guān)的概念。RT3DE是無(wú)創(chuàng)監(jiān)測(cè)和隨訪瓣葉病變的理想方法，期望為功能性二尖瓣反流提供新的預(yù)防及治療措施。

3.3風(fēng)濕性二尖瓣膜病 對(duì)于風(fēng)濕性二尖瓣狹窄（MS）患者二尖瓣口面積的測(cè)量，目前認(rèn)為三維超聲比二維更準(zhǔn)確［30］。三維超聲心動(dòng)圖可以直視下準(zhǔn)確評(píng)估瓣膜聯(lián)合部的融合和鈣化情況，而二維超聲心動(dòng)圖常低估，低估率約1/5［31，32］。RT3DE研究已發(fā)現(xiàn)除瓣口面積外，瓣膜形狀對(duì)過(guò)瓣的血流動(dòng)力學(xué)也有潛在影響。Gilon等［33］使用3DE與激光色譜法證實(shí)，二尖瓣三維構(gòu)型的變化導(dǎo)致壓力梯度的變化，解剖面積和流量相同時(shí)，平坦瓣葉與“漏斗”狀瓣膜相比，壓力梯度差別可達(dá)40%以上，其研究結(jié)果表明僅用RT3DE形態(tài)定量就可以明確心臟結(jié)構(gòu)、壓力和血流之間的關(guān)系。風(fēng)濕性二尖瓣關(guān)閉不全患者的瓣環(huán)面積及前、后葉均大于正常人，瓣環(huán)前后徑越大、后葉角度越小，風(fēng)濕性二尖瓣反流程度越嚴(yán)重［34］。乳頭肌排列紊亂及腱索間角度狹小也會(huì)導(dǎo)致風(fēng)濕性二尖瓣反流［35］。

4　RT3DE在二尖瓣疾病外科治療中的應(yīng)用

RT3DE不受二尖瓣環(huán)非平面特性的限制，可動(dòng)態(tài)顯示與外科手術(shù)視野方位一致的圖像，明確術(shù)前病變、建立解剖模型、制定適宜的修補(bǔ)策略、提高手術(shù)成功率是三維影像學(xué)檢查的最終目標(biāo)。RT3DE定量技術(shù)可以精確計(jì)算瓣葉角度、面積、穹窿容積、瓣環(huán)結(jié)構(gòu)、面積和乳頭肌間距離［36］。從外科觀點(diǎn)看，二尖瓣修補(bǔ)術(shù)使用馬鞍形的瓣環(huán)成形更利于瓣葉對(duì)合［37，38］，保證足夠的二尖瓣閉合面積是體現(xiàn)手術(shù)近遠(yuǎn)期療效的關(guān)鍵［15］。定量測(cè)量二尖瓣病變瓣膜脫垂或梿枷樣運(yùn)動(dòng)部分瓣葉的高度和局部容積，可以幫助外科醫(yī)師擬定瓣膜成形術(shù)手術(shù)方案，選擇楔形切除瓣膜抑或折疊瓣體，且可根據(jù)這兩項(xiàng)參數(shù)確定切除或折疊的范圍，達(dá)到滿意的手術(shù)效果［5，39，40］。fattouch等［41］報(bào)道，術(shù)前建立“截?cái)噱F體（truncated cone）”模型，可以提前計(jì)算出達(dá)到足夠瓣葉閉合的乳頭肌頭部的新位置。

5　RT3DE在經(jīng)皮導(dǎo)管二尖瓣介入術(shù)中的應(yīng)用

Anwar等［42］提出了一種應(yīng)用RT3DE在經(jīng)皮導(dǎo)管二尖瓣成形術(shù)（PTMV）前，二尖瓣瓣葉厚度、不動(dòng)度、鈣化和瓣下結(jié)構(gòu)的半定量評(píng)分。應(yīng)用此評(píng)分隨訪PTMV患者1年后，二尖瓣再狹窄率、重度二尖瓣反流率及再干預(yù)率為17%，而應(yīng)用Wilkins評(píng)分的患者則高達(dá)48%［42］。因此，使用RT3DE評(píng)分可幫助識(shí)別更多不宜行PTMV的患者。對(duì)于需要使用MitraClip系統(tǒng)經(jīng)皮二尖瓣修補(bǔ)術(shù)的患者，三維TEE準(zhǔn)確定量瓣葉脫垂部位、脫垂高度、寬度和容積對(duì)于選擇應(yīng)用是必要的［43］。介入治療后，RT3DE更可作為一種多普勒的輔助評(píng)價(jià)工具，定量雙口面積、評(píng)估有無(wú)狹窄［44］。

6　RT3DE的局限性與未來(lái)發(fā)展方向

目前，應(yīng)用RT3DE在二尖瓣定量成像中的主要限制是在常規(guī)臨床應(yīng)用中耗時(shí)偏長(zhǎng)，而且人工手動(dòng)輸入解剖標(biāo)志往往會(huì)產(chǎn)生偏差、測(cè)量誤差與變異。未來(lái)的研究目標(biāo)應(yīng)該提高智能化，自動(dòng)識(shí)別解剖形態(tài)并準(zhǔn)確量化，使二尖瓣的建模過(guò)程最大化地適用于日常診斷，并且確定出作為臨床決策、影響患者預(yù)后的的參數(shù)正常值［45］。

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本文編輯：阮燕萍

R540.45 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A

1674-4055（2016）05-0635-03

1100700 北京，陸軍總醫(yī)院心血管疾病研究所二區(qū)

孫琪，E-mail:18611984100@163.com

10.3969/j.issn.1674-4055.2016.05.40

目前，最常見(jiàn)的用于分析二尖瓣的兩套軟件系統(tǒng)是MVN A.I.（舊版本叫MVQ，美國(guó)Philips公司）和 4D-MV評(píng)價(jià)軟件（德國(guó)TomTec影像公司）［10，11］，可手動(dòng)或半自動(dòng)檢測(cè)主要的解剖標(biāo)志，隨后使用幾何網(wǎng)格曲面建立二尖瓣的形態(tài)模型。二維超聲心動(dòng)圖是評(píng)價(jià)二尖瓣的常用方法，由于二尖瓣環(huán)的馬鞍形結(jié)構(gòu)，需要多個(gè)切面連續(xù)掃查，且對(duì)操作者依賴性強(qiáng)，探頭輕微偏轉(zhuǎn)、左心增大及左室發(fā)生幾何重塑時(shí)，都會(huì)影響結(jié)果的判斷。RT3DE不受二尖瓣環(huán)非平面特性的限制，可以動(dòng)態(tài)顯示與外科手術(shù)視野方位一致的圖像，同時(shí)，局部放大成像模式可進(jìn)行二尖瓣環(huán)及瓣葉局部放大，對(duì)圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、切割以及增益的調(diào)節(jié)，較清晰顯示瓣葉的整體形態(tài)。目前，應(yīng)用RT3DE可較準(zhǔn)確地自動(dòng)定量分析瓣環(huán)和瓣葉的形狀及其運(yùn)動(dòng)［12-14］，而自動(dòng)分析瓣葉聯(lián)合部、腱索和乳頭肌這些結(jié)構(gòu)目前技術(shù)上仍有困難［15-17］。