實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖檢測(cè)左室質(zhì)量指數(shù)評(píng)價(jià)主動(dòng)脈瓣置換術(shù)后左心室重構(gòu)的改善情況

童仙君 曹慧 熊文峰 程遵華 金露 萬(wàn)文婷 孫輝

上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬岳陽(yáng)中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院1超聲科，2心內(nèi)科（上海200437）；3同濟(jì)大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第十人民醫(yī)院心血管內(nèi)科（上海200072）

主動(dòng)脈瓣病變包括主動(dòng)脈瓣狹窄（aortic stenosis，AS）和主動(dòng)脈瓣關(guān)閉不全（aortic incompetence，AI），其會(huì)導(dǎo)致左心室壓力或容量負(fù)荷增加從而引發(fā)左室重構(gòu)（left ventricular hypertrophy，LVH）［1］。左室質(zhì)量指數(shù)（left ventricular mass index，LVMI）是評(píng)估LVH的重要指標(biāo)［2］。目前臨床上主要通過(guò)主動(dòng)脈瓣置換（aortic valve replacement，AVR）治療主動(dòng)脈瓣病變，AVR能夠有效減輕左心室的壓力或容量負(fù)荷從而逆轉(zhuǎn)LVH［3］。因此，在AVR的治療前后準(zhǔn)確評(píng)估LVMI是判斷LVH改善程度的關(guān)鍵。然而臨床上一般通過(guò)測(cè)量左室內(nèi)徑、室間隔厚度和左室后壁厚度并利用計(jì)算公式得出LVMI，其準(zhǔn)確性有限［4］。本研究通過(guò)實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖（real time three-dimensional echocardiography，RT-3DE）計(jì)算3D-LVMI評(píng)估AVR前后主動(dòng)脈瓣病變患者LVH的改善情況，并與二維超聲測(cè)量并計(jì)算得到的2DLVMI進(jìn)行比較，探索RT-3DE下的3D-LVMI在臨床應(yīng)用中的潛在價(jià)值。

1 資料與方法

1.1一般資料選擇2016年1月至2018年1月在上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬岳陽(yáng)中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院及上海市第十人民醫(yī)院行主動(dòng)脈瓣置換（aortic valve replacement，AVR）的主動(dòng)脈瓣疾病患者68例，其中AS 33例，AI 35例。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）經(jīng)心電圖、超聲心動(dòng)圖等相關(guān)檢查確診為單純主動(dòng)脈瓣病變；（2）均為竇性心律；（3）左心室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）＞50%。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）術(shù)前行冠狀動(dòng)脈造影排除明顯的冠狀動(dòng)脈狹窄（狹窄率＞50%）；（2）不能配合檢查或采集圖像不滿意、不完整。68例主動(dòng)脈瓣疾病患者定義為病例組，其中男35例，女33例，年齡44～72歲，平均（56.7±11.62）歲。同期選擇健康體檢人群70例作為對(duì)照組，其中男35例，女35例，年齡40～75歲，平均（58.3±14.13）歲。所有患者均知情同意，本研究獲上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬岳陽(yáng)中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2儀器與方法采用GE Vivid E9超聲診斷儀，M5SC相控陣扇形探頭，頻率1.5～4.6 MHz，4VD相控陣扇形探頭，頻率2.5～3.6 MHz，幀頻≥25幀/s，具有三維成像及定量分析功能。

1.2.12D-LVMI計(jì)算患者取平臥位或左側(cè)臥位，連接心電圖，行常規(guī)心臟各切面掃查，連續(xù)測(cè)出3個(gè)心搏舒張末左室內(nèi)徑（left ventricular end diastolic dimension，LVDd），室間隔厚度（interventricular septum thickness，IVST），左室后壁厚度（left ventricular posterior wall thickness，LVPWT），得出平均值，LVM的計(jì)算公式為：LVM（g）=0.8*10.4*［（IVST+LVPWT+LVDd）3-LVDd3］+0.6，進(jìn)一步計(jì)算左心室質(zhì)量指數(shù)（left ventricular mass index，LVMI），LVMI（g/m2）=LVM/體表面積（body surface area，BSA）。所有檢查均由2名超聲醫(yī)師采用單盲獨(dú)立測(cè)量。

1.2.23D-LVMI檢測(cè)切換至三維全容積模式，采集4個(gè)心動(dòng)周期的實(shí)時(shí)三維容積圖像并保存，將圖像傳輸送至EchoPac工作站進(jìn)行圖像分析。于左心室舒張末期，選取心尖四腔及兩腔切面的二尖瓣環(huán)水平，手動(dòng)勾畫(huà)出心內(nèi)膜面及心外膜面，軟件自動(dòng)計(jì)算出LVM（圖1），根據(jù)BSA進(jìn)一步計(jì)算LVMI。同樣方法選取心尖四腔切面二尖瓣環(huán)水平的室間隔及側(cè)壁，兩腔心切面二尖瓣環(huán)水平的前壁和下壁，四腔心或兩腔心切面的心尖部5點(diǎn)進(jìn)行心內(nèi)膜描記，軟件自動(dòng)計(jì)算左室舒張末容積（left ventricular end diastolic volume，LVEDV）、左室收縮膜容積（left ventricular end systolic volume，LVESV）和左室射血分?jǐn)?shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）（圖2）。所有檢查均由2名超聲醫(yī)師采用單盲獨(dú)立測(cè)量。

1.3數(shù)據(jù)記錄所有患者分別于治療后1周、1個(gè)月和6個(gè)月進(jìn)行隨訪，進(jìn)行超聲心動(dòng)圖檢查并計(jì)算2D-LVMI和3D-LVMI。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。計(jì)量資料用x±s表示，兩組比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，采用重復(fù)測(cè)量方差分析比較AS和AI患者治療前、治療后1周、治療后1個(gè)月、治療后6個(gè)月2D-LVMI和3D-LVMI的變化差異。采用Bland-Altman分析和組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（intraclass correlationcoefficient，ICC）對(duì)2D-LVMI和3D-LVMI進(jìn)行重復(fù)性檢驗(yàn)。ICC＞0.75提示重復(fù)性好，0.4＜ICC≤0.75提示重復(fù)性一般，ICC≤0.4提示重復(fù)性差，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1臨床資料比較本研究病例組68例，對(duì)照組70例，病例組與對(duì)照組臨床資料比較見(jiàn)表1。病例組IVST（t=11.036，P＜0.001）、LVPW（t=16.071，P＜0.001）低于對(duì)照組，病例組2D-LVMI（t=14.246，P＜0.001）、LVEDVI（t=9.463，P＜0.001）、LVESVI（t=5.758，P＜0.001）、3D-LVMI（t=17.472，P＜0.001）高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。兩組年齡、BSA、心率、LVDd和LVEF差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。

圖1 RT-3DE測(cè)量主動(dòng)脈病變患者AVR術(shù)前LVMFig.1 RT-3DE measures LVM in patients with aortic disease before AVR

圖2 RT-3DE顯示主動(dòng)脈病變患者AVR術(shù)前左心室容積-時(shí)間曲線Fig.2 RT-3DE shows left ventricular volume-time curve in patients with aortic disease before AVR

2.2 AVR治療后3D-LVMI和2D-LVMI的變化趨勢(shì)AS與AI患者AVR術(shù)前、術(shù)后1周、術(shù)后1、6個(gè)月3D-LVMI和2D-LVMI的變化趨勢(shì)見(jiàn)表2和表3。組內(nèi)比較發(fā)現(xiàn)，AS與AI患者的3D-LVMI和2D-LVMI在整個(gè)治療周期中均呈下降趨勢(shì)，在不同時(shí)間段的變化差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.001）。組間比較發(fā)現(xiàn)，AS患者2D-LVMI大于3DLVMI，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。但AI患者2D-LVMI與3D-LVMI差異不明顯，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。AI與AS患者在AVR術(shù)后1周時(shí)3D-LVMI低于2D-LVMI，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。交互作用的分析顯示，AS與AI患者AVR治療的不同時(shí)間與檢測(cè)方式不存在交互作用，隨著AVR治療時(shí)間的延長(zhǎng)，兩種檢測(cè)方案下降幅度近似，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。

表1 病例組與對(duì)照組臨床資料比較Tab.1 Comparison of clinical data between the patient group and control group ±s

表1 病例組與對(duì)照組臨床資料比較Tab.1 Comparison of clinical data between the patient group and control group ±s

組別年齡（歲）BSA（m2）心率（次/min）LVDd（mm）IVST（mm）LVPWT（mm）2D-LVMI（g/m2）LVEDVI（mL/m2）LVESVI（mL/m2）LVEF（%）3D-LVMI（g/m2）病例組（n=68）56.72±11.62 1.93±0.31 81.38±14.52 47.28±7.38 8.63±0.81 7.82±0.61 127.28±29.27 78.38±15.38 30.26±7.92 62.63±5.28 144.38±28.56對(duì)照組（n=70）58.33±14.13 1.91±0.35 83.82±15.39 49.74±8.93 12.54±2.81 12.19±2.16 65.28±21.35 54.84±13.82 23.64±5.38 63.74±5.29 75.38±16.38 t值1.143 0.355 0.957 1.761 11.036 16.071 14.246 9.463 5.758 1.233 17.472 P值0.255 0.723 0.340 0.080＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001 0.220＜0.001

2.3 一致性檢驗(yàn)為了評(píng)估二維超聲和三維超聲檢測(cè)LVMI的誤差情況，本研究利用Bland-Altman進(jìn)行了一致性檢驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，3D-LVMI與2D-LVMI差值的均數(shù)0.8，95%一致性界限范圍在（-50.6，52.1）之間。ICC結(jié)果為0.775，一致性較好（ICC＞0.75），但存在一些誤差，見(jiàn)圖3A。兩位超聲醫(yī)師檢測(cè)3D-LVMI的一致性分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，觀察者之間的差值均數(shù)0.6，95%一致性界限范圍在（-17.9，19.1）之間。ICC結(jié)果為0.966，一致性優(yōu)秀，見(jiàn)圖3B。兩位超聲醫(yī)師檢測(cè)2D-LVMI一致性分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，觀察者之間的差值均數(shù)6，95%一致性界限范圍在（-70.7，82.7）之間。ICC結(jié)果為0.757，低于兩位醫(yī)師檢測(cè)3D-LVMI的一致性，但仍然＞0.75，見(jiàn)圖3C。

表2 AS患者AVR治療不同時(shí)間點(diǎn)下3D-LVMI和2D-LVMI的變化趨勢(shì)Tab.2 Trends in 3D-LVMI and 2D-LVMI at different time points in AVR treatment of AS patients ±s

表2 AS患者AVR治療不同時(shí)間點(diǎn)下3D-LVMI和2D-LVMI的變化趨勢(shì)Tab.2 Trends in 3D-LVMI and 2D-LVMI at different time points in AVR treatment of AS patients ±s

注：在不同時(shí)間段的變化方差分析，aP＜0.05；不同時(shí)間與檢測(cè)方式交互作用方差分析，bP＞0.05

檢測(cè)方式3D-LVMI（g/m2）2D-LVMI（g/m2）t值P值術(shù)前142.58±21.36 146.29±34.51 0.541 0.590術(shù)后1周112.42±24.68 133.04±33.18 2.950 0.004術(shù)后1個(gè)月110.06±26.20 114.85±30.75 0.701 0.485術(shù)后6個(gè)月98.73±26.11ab 96.58±27.88ab 0.333 0.740

表3 AI患者AVR治療不同時(shí)間點(diǎn)下3D-LVMI和2D-LVMI的變化趨勢(shì)Tab.3 Trends in 3D-LVMI and 2D-LVMI at different time points in AVR treatment of AI patients ±s

表3 AI患者AVR治療不同時(shí)間點(diǎn)下3D-LVMI和2D-LVMI的變化趨勢(shì)Tab.3 Trends in 3D-LVMI and 2D-LVMI at different time points in AVR treatment of AI patients ±s

注：在不同時(shí)間段的變化方差分析，aP＜0.05；不同時(shí)間與檢測(cè)方式交互作用方差分析，bP＞0.05

檢測(cè)方式3D-LVMI（g/m2）2D-LVMI（g/m2）t值P值術(shù)前153.46±28.70 148.48±35.35 0.628 0.532術(shù)后1周113.80±21.34 127.16±27.65 2.197 0.032術(shù)后1個(gè)月104.54±20.27 98.54±27.30 1.014 0.315術(shù)后6個(gè)月92.06±21.83ab 91.81±27.35ab 0.041 0.967

圖3 二維超聲和三維超聲檢測(cè)LVMI的bland-atman分析Fig.3 LVMI bland-atman analysis of two-dimensional ultrasound and three-dimensional ultrasound

3 討論

主動(dòng)脈瓣病變會(huì)導(dǎo)致左心室的壓力或容量負(fù)荷增加，導(dǎo)致向心性肥厚或離心性肥厚，繼而出現(xiàn)LVH［5］。LVH是心臟對(duì)慢性容量或壓力超負(fù)荷的適應(yīng)性改變，是心臟受累的表現(xiàn)，最終導(dǎo)致心力衰竭［6］。LVMI增加是LVH的一種表現(xiàn)形式，也是LVH最重要的獨(dú)立影響因素之一［7］。AVR是減輕心室壓力或容量負(fù)荷的有效方法之一，AVR可以改善患者心臟的血流動(dòng)力學(xué)，讓左室腔發(fā)生良性重構(gòu)、LVMI降低［8］。本研究應(yīng)用RT-3DE計(jì)算3DLVMI，通過(guò)與二維超聲計(jì)算得到的2D-LVMI數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，探索3D-LVMI評(píng)價(jià)主動(dòng)脈瓣病變患者AVR術(shù)后左室構(gòu)型變化及AVR改善LVH的效果，為臨床提供依據(jù)。

本組研究發(fā)現(xiàn)，AVR治療前病例組患者2DLVMI、3D-LVMI均顯著大于對(duì)照組，說(shuō)明不論是AI還是AS患者，其左心室均出現(xiàn)了明顯的重構(gòu)。同時(shí)病例組的LVDd和LVEF與對(duì)照組近似，說(shuō)明患者的心功能尚處于代償期，所以心室并沒(méi)有明顯擴(kuò)大，且反映左心排血功能的LVEF尚能保持在正常范圍。本研究分別觀察了AS與AI患者術(shù)前、術(shù)后1周、術(shù)后1個(gè)月以及術(shù)后6個(gè)月的LVMI變化情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，AS與AI患者不論3D-LVMI還是2D-LVMI，在AVR治療后的整個(gè)周期中均呈下降趨勢(shì)。這提示AVR確實(shí)能夠降低主動(dòng)脈瓣病變患者的容量負(fù)荷或壓力負(fù)荷，一定程度逆轉(zhuǎn)主動(dòng)脈瓣病變的心室重構(gòu)，改善心功能，起到較好的治療效果。所以LVMI逐漸降低，LVH情況得到改善。然而AS與AI患者的LVMI在治療后6個(gè)月時(shí)仍然大于對(duì)照組，說(shuō)明患者的LVMI在AVR術(shù)后并未恢復(fù)至正常水平。這一方面可能是因?yàn)樾g(shù)后6個(gè)月的時(shí)間仍然較短，LVH恢復(fù)至正常水平需要更長(zhǎng)時(shí)間，另一方面可能是由于移植的人工主動(dòng)脈瓣受到瓣架和瓣環(huán)的影響，有效瓣口面積無(wú)法與正常人一致，所以跨瓣壓差仍然會(huì)持續(xù)高于正常人，導(dǎo)致LVH不能完全恢復(fù)。進(jìn)一步的組間比較發(fā)現(xiàn)，AI患者2D-LVMI與3D-LVMI差異不明顯，但AS患者2DLVMI大于3D-LVMI。說(shuō)明AS患者2D-LVMI與3DLVMI的差異比AI患者明顯。這可能是因?yàn)锳S是向心性肥厚，IVST和LVPWT變化較AI患者明顯，所以導(dǎo)致2D-LVMI與3D-LVMI的差異更明顯。

本研究通過(guò)Bland-Altman進(jìn)行一致性檢驗(yàn)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)3D-LVMI與2D-LVMI的ICC結(jié)果為0.775，說(shuō)明3D-LVMI與2D-LVMI存在一定程度的差異，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，兩位超聲醫(yī)師檢測(cè)3DLVMI的一致性非常高，ICC達(dá)到0.966，基本沒(méi)有誤差。這主要是因?yàn)镽T-3DE不依賴于心室任何形態(tài)學(xué)假設(shè)，能直觀反映左心室形態(tài)，自動(dòng)計(jì)算出LVM，最大程度避免了人工測(cè)量帶來(lái)的誤差。而兩位超聲醫(yī)師檢測(cè)2D-LVMI一致性相對(duì)3D-LVMI降低許多，ICC僅為0.757，雖然也＞0.75，勉強(qiáng)達(dá)到重復(fù)性好的標(biāo)準(zhǔn)，但與3D-LVMI的ICC相比仍然存在差距，說(shuō)明二維超聲的人工測(cè)量不可避免的會(huì)出現(xiàn)誤差。主動(dòng)脈瓣病變患者在AVR術(shù)后1周時(shí)3D-LVMI較2D-LVMI出現(xiàn)較為明顯的下降（3DLVMI下降約30 g/m2，2D-LVMI下降約18 g/m2），提示主動(dòng)脈病變患者在AVR術(shù)后早期就能夠有效改善LVH，這與AHMAN等［9］得出的在AVR 10 d即出現(xiàn)LVM回歸的研究基本一致。

綜上所述，AVR可以改善主動(dòng)脈瓣病變患者的LVH，RT-3DE以其快速、便捷、測(cè)量精確的特點(diǎn)，能夠通過(guò)LVMI精確評(píng)估患者LVH的變化情況，其測(cè)量結(jié)果較二維超聲更精確，值得廣泛應(yīng)用于臨床。