MSCT評價心動周期中主動脈瓣環(huán)動態(tài)變化

顧 敏，陳輝月，王漢升，龐 婭，陶 黎，李傲天，方維東*，李 康

(1.重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院放射科，重慶 400016；2.重慶市人民醫(yī)院中國科學(xué)院大學(xué)重慶醫(yī)院放射科，重慶 400013)

主動脈瓣狹窄(aortic stenosis， AS)是常見的心血管疾病之一，出現(xiàn)臨床癥狀后病情進(jìn)展迅速，若不及時治療，2年內(nèi)死亡率高達(dá)50%[1]。傳統(tǒng)主動脈瓣置換手術(shù)存在諸多合并癥及禁忌證，且30%患者不能耐受[2]。經(jīng)導(dǎo)管主動脈瓣置換術(shù)(transcatheter aortic valve replacement， TAVR)為治療中高危手術(shù)風(fēng)險患者提供了新的手段[3]，但為非直視手術(shù)，故手術(shù)是否成功有賴于術(shù)前影像學(xué)檢查提供的主動脈根部解剖數(shù)據(jù)，尤其是準(zhǔn)確的主動脈瓣環(huán)(aortic annulus， AA)直徑。既往研究[4-5]測量AA多基于單一時相、單一平面、單一參數(shù)，未考慮心動周期對瓣環(huán)直徑的影響。本研究采用MSCT三維成像，分析心動周期中AA的動態(tài)變化規(guī)律，分析各測量參數(shù)的變化特點(diǎn)和差異及鈣化對瓣環(huán)運(yùn)動的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2015年9月—2018年3月重慶市人民醫(yī)院69例AS患者，男29例，女40例，年齡 52～96歲，平均(76.7±10.3)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：有臨床癥狀，經(jīng)超聲診斷為重度AS，主動脈瓣口面積<1 cm2，平均跨瓣壓差≥40 mmHg。排除標(biāo)準(zhǔn)：嚴(yán)重心律不齊，心率>75次/分，左心室流出道狹窄，胸主動脈瘤，先天性心臟病，曾接受過心胸部手術(shù)。同期納入在本院接受體檢的69名志愿者作為正常對照組，男29名，女40名，年齡31～92歲，平均(61.9±11.5)歲，均無瓣膜疾病、冠心病及其他器質(zhì)性心臟疾病。對所有受檢者均于1周內(nèi)完成冠狀動脈CTA和超聲檢查，檢查前未服用倍他洛克與硝酸甘油。本研究經(jīng)重慶市人民醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)。

1.2 儀器與方法 采用Philips Brilliance 128層納米CT掃描儀，回顧性心電門控冠狀動脈掃描方案。掃描參數(shù)：管電壓120 kV，管電流350 mAs，準(zhǔn)直器寬度0.625 mm，旋轉(zhuǎn)時間0.4 s，螺距0.2，重建層厚 0.67 mm，重建間隔0.4 mm。增強(qiáng)時經(jīng)肘正中靜脈團(tuán)注對比劑碘帕醇(370 mgI/ml)，劑量70 ml，流率4～5 ml/s，之后以相同流率追加生理鹽水40 ml。采用自動觸發(fā)掃描，ROI設(shè)置于主肺動脈窗層面的降主動脈中心，觸發(fā)閾值120 HU。在Philips Extended Brilliance Workspace V4.5工作站上進(jìn)行圖像后處理，原始數(shù)據(jù)以5% RR間隔重建5%～100%的20個期相。為獲得滿意圖像質(zhì)量、提高測量可信度，提取30%～40%RR間期收縮末期圖像及70%～80%RR間期舒張中期圖像用于后續(xù)測量。

1.3 AA的定位與測量 參考國際心血管CT協(xié)會[6]推薦的AA定位方法，采用正交雙斜短軸位，使斜冠狀位與斜矢狀位定位線同時通過3個冠狀竇竇底最低點(diǎn)，此時軸位顯示平面即AA平面(圖1)。

以Agatston積分評價AA鈣化積分，瓣膜和冠狀動脈鈣化不包含在內(nèi)。根據(jù)鈣化分布和范圍對AA鈣化進(jìn)行半定量分級[4]，0級：無鈣化；1級：1個鈣化結(jié)節(jié)，范圍<5 mm，覆蓋左心室流出道周長<10%；2級：2個或1個≥5 mm鈣化結(jié)節(jié)，覆蓋左心室流出道周長≥10%；3級：多個鈣化結(jié)節(jié)或1處聚集鈣化>1 cm，覆蓋左心室流出道周長>20%。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS 22.0統(tǒng)計分析軟件。對計量資料行Kolmogorov-Smirnov正態(tài)性檢驗(yàn)，符合正態(tài)分布者以±s表示，反之以中位數(shù)(四分位數(shù)間距)表示。采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較AS組與正常對照組，配對樣本t檢驗(yàn)或Wilcoxon檢驗(yàn)比較組內(nèi)差異。采用Spearman相關(guān)分析評價AA鈣化積分與瓣環(huán)徑變化量間的相關(guān)性。不同鈣化級別間的AA瓣環(huán)徑變化量差異采用單因素方差分析或Kruskal-WallisH檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

表1 2組MSCT測量結(jié)果(±s， n=69)

表1 2組MSCT測量結(jié)果(±s， n=69)

組別長徑(mm)短徑(mm)算數(shù)平均徑(mm)EI面積(mm2)DA(mm)周長(mm)DP(mm)AS組 收縮期26.71±2.2021.99±2.0324.37±1.941.22±0.08454.27±74.1023.98±1.9576.87±6.0324.48±1.93 舒張期26.18±2.2220.66±2.19 23.44±2.011.27±0.10423.71±73.8023.15±2.0274.82±6.3723.83±2.03 t值4.9409.40410.681-5.46710.93611.1608.5028.550 P值<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001正常對照組 收縮期26.33±2.4521.63±2.1023.99±2.171.22±0.08439.70±76.5523.58±2.0675.31±6.7523.99±2.15 舒張期25.77±2.4419.77±2.0722.79±2.141.31±0.09396.86±76.4322.38±2.1772.27±6.9123.01±2.20 t值8.18416.62317.397-11.30120.01419.63614.51614.808 P值<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001

圖1 AA定位示意圖 在正交斜矢狀位(A)、斜冠狀位(B)上定位線同時通過3個冠狀竇竇底的最低點(diǎn)，軸位顯示平面即AA平面(C) 圖2 AA測量示意圖 A.長徑和短徑測量； B.面積測量； C.周長測量

2 結(jié)果

2.1 收縮期與舒張期的測量差異 2組收縮期瓣環(huán)長徑、短徑、算數(shù)平均徑、面積、DA、周長、DP均大于舒張期(P均<0.001)，EI小于舒張期(P<0.001)。2組收縮期各瓣環(huán)徑差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P均>0.05)，見表1。

2.2 心動周期內(nèi)各測量參數(shù)改變情況 AS組收縮期及舒張期DP均顯著大于DA(t=14.439、15.649，P均<0.001)，收縮期DP與DA差值為(0.51±0.29)mm、舒張期DP與DA差值為(0.68±0.36)mm，收縮期與舒張期DA、DP呈正相關(guān)(r=0.989、0.984，P均<0.05)；AS組AA面積變化量、DA變化量的中位數(shù)分別為38.60(27.92)mm2、1.00(0.80)mm，相對變化率分別為(8.30±4.49)%、(4.05±2.16)%，周長變化量、DP變化量分別為(2.43±1.54)mm、(0.77±0.49)mm，

表2 心動周期中各級鈣化AA瓣環(huán)徑變化量及鈣化積分比較

注：*：與1級鈣化比較，P<0.05；#：與2級鈣化比較，P<0.05

相對變化率均為(3.31±2.17)%；AA面積變化量及相對變化率高于周長相對變化率(Z=-7.214，t=13.917，P均<0.001)，DA變化量及相對變化率高于DP(Z=-3.684，t=4.790，P均<0.001)。

2.3 AA鈣化評估 AS組患者均有不同程度瓣環(huán)鈣化，Agatston鈣化積分0.21～5 659.21分，中位數(shù)58.32(133.94)分，其中1級鈣化29例，2級鈣化22例，3級鈣化18例，3級鈣化積分差異有統(tǒng)計學(xué)意義(H=52.289，P<0.001，表2)。不同級別鈣化AA間各參數(shù)心動周期中變化量總體差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P均<0.05)，兩兩比較結(jié)果見表2。正常對照組瓣環(huán)無鈣化。

2.4 AA鈣化與動態(tài)變化的關(guān)系 AA鈣化積分與長徑、短徑、算術(shù)平均徑、DA及DP變化量均呈負(fù)相關(guān)(r=-0.278、-0.239、-0.251、-0.264、-0.302，P均<0.05)。

3 討論

對于中高危AS患者，目前TAVR已成為傳統(tǒng)外科換瓣的替代治療[7]。術(shù)前影像學(xué)提供的AA解剖數(shù)據(jù)將直接決定術(shù)中植入的人工瓣膜型號，瓣膜過大將造成瓣環(huán)撕裂及房室傳導(dǎo)阻滯，瓣膜過小會造成嚴(yán)重的瓣周反流、血栓、瓣環(huán)移位等。MSCT有較高的時間和空間分辨率，可動態(tài)觀察AA形態(tài)和結(jié)構(gòu)，對鈣化敏感，利用三維圖像測量較二維單一平面測量更為準(zhǔn)確，是TAVR術(shù)前AA測量的金指標(biāo)[6]。

本研究發(fā)現(xiàn)AS組和正常對照組收縮期各瓣環(huán)徑顯著大于舒張期，提示2組AA在心動周期中均存在顯著動態(tài)變化，與既往研究[8-9]一致。Murphy等[10]對507例AS患者AA進(jìn)行測量，發(fā)現(xiàn)近半數(shù)患者在收縮期測量與舒張期測量后術(shù)中所用瓣膜型號不同。Blanke等[8]認(rèn)為收縮期AA最大直徑與最終選擇的瓣膜型號高度一致，可減少術(shù)后瓣周漏發(fā)生率，而于舒張期測量可能造成低估。

本研究中2組瓣環(huán)徑差異無統(tǒng)計學(xué)意義，提示AS組AA并無顯著擴(kuò)張；AA為橢圓形結(jié)構(gòu)，舒張期EI顯著高于收縮期，收縮期更接近于圓形，與既往研究[5]一致。由于TAVR術(shù)后AA近似圓形，故人工瓣膜型號以直徑表示。計算DA、DP均基于AA為圓形的假設(shè)，便于選擇相應(yīng)的人工瓣膜型號，在正圓形時DA、DP計算結(jié)果相等。本研究發(fā)現(xiàn)AS組收縮期與舒張期DA、DP相關(guān)性高(r=0.989、0.984)，但DP均顯著大于DA。Kim等[11]認(rèn)為AA的橢圓形形態(tài)造成了計算DP和DA的系統(tǒng)差異，DA受EI影響更大；隨著EI增高，DP和DA的差異也將增大，可能導(dǎo)致瓣膜型號選擇不一致。

本研究發(fā)現(xiàn)心動周期中AA周長相對變化率低于面積相對變化率。有關(guān)周長變化是否會影響瓣膜型號選擇仍存在爭議。Hamdan等[9]認(rèn)為基于AA組織特性，瓣環(huán)主要發(fā)生變形而僅有很小的拉伸，心動周期中AA周長變化率僅(0.56±0.85)%，可忽略不計，提示在心動周期任一時刻測量周長均能得到較穩(wěn)定的AA直徑，故測量周長較面積更佳。本組AS患者心動周期中AA面積和周長均有顯著變化，相對變化率分別為(8.30±4.49)%和(3.31±2.17)%，提示AA變形和拉伸膨脹因素均有參與，不能忽略周長在心動周期中的變化。Binder等[12]報道瓣環(huán)面積測量的可重復(fù)性更高，可降低TAVR術(shù)后瓣周反流發(fā)生率。多參數(shù)測量綜合評估瓣環(huán)直徑，可降低單一參數(shù)測量的誤差，尤其在測量值處于人工瓣膜相鄰型號的交界區(qū)時。

AA鈣化是影響TAVR手術(shù)成敗的關(guān)鍵因素之一，也是術(shù)后瓣周反流的獨(dú)立預(yù)測因子，且鈣化決定AA彈性[13]。Arjmand等[14]觀察AA鈣化的非AS患者，認(rèn)為心動周期中AA動態(tài)變化與鈣化積分無關(guān)，僅瓣環(huán)面積變化與鈣化分布有關(guān)。Masri等[15]認(rèn)為心動周期中瓣環(huán)徑的變化程度越低，TAVR術(shù)后發(fā)生瓣周漏的概率越大。本研究發(fā)現(xiàn)AS組AA動態(tài)變化與鈣化積分呈負(fù)相關(guān)，但相關(guān)性低，臨床意義較??；進(jìn)一步分層分析發(fā)現(xiàn)不同鈣化級別AA動態(tài)變化存在差異，3級鈣化瓣環(huán)徑變化量顯著減小，重度鈣化AS瓣環(huán)彈性減弱，剛性增高，提示TAVR后擴(kuò)張時應(yīng)降低后擴(kuò)張量，防止瓣環(huán)撕裂。

本研究局限性：缺乏大樣本術(shù)后隨訪數(shù)據(jù)作對比，各測量參數(shù)的優(yōu)劣尚需驗(yàn)證；僅選擇有代表性的收縮末期和舒張中期進(jìn)行測量，未進(jìn)行全心動周期測量分析。