實時三維經食管超聲心動圖定量分析主動脈瓣反流患者主動脈根部解剖結構

付 昕 熊名琛 曲紹輝 吳家榮 田家瑋

主動脈瓣反流（aortic regurgitation，AR）是指心臟舒張期血液經主動脈瓣口逆流入左心室，其主要原因為主動脈瓣及主動脈根部組織病變致主動脈瓣葉關閉不良。對于中至重度AR 治療方法的研究一直備受關注，除目前已經十分成熟的人工主動脈瓣置換術外，主動脈瓣修復術及經導管主動脈瓣置入術的開展也日益增多。準確了解AR 患者主動脈瓣及主動脈根部解剖結構的改變對于手術的成功十分重要。實時三維經食管超聲心動圖（real-time three-dimensional transesophageal echocardiography，RT-3D-TEE）技術不但可以清晰地顯示主動脈瓣的解剖結構，還可結合脫機軟件進一步對主動脈瓣的解剖結構進行定量分析，得到量化的參數［1-2］。本研究應用RT-3D-TEE 技術結合脫機軟件分析AR患者的主動脈根部解剖參數，找出顯著影響AR的解剖因素，旨在為臨床治療方案的選擇提供更多信息。

資料與方法

一、研究對象

選取2013 年3 月至2016 年6 月?lián)衿诮邮苤鲃用}瓣置換術的中至重度AR 患者86 例，術前行RT-3DTEE檢查除外心律失常、先天主動脈瓣瓣葉畸形、主動脈瓣狹窄、感染性心內膜炎及主動脈夾層患者，余42 例納入AR 組，男29 例，女13 例，年齡52～76 歲，平均（65.6±16.5）歲；左室射血分數（LVEF）＞55%12 例，18%～55%30例。另選30例無AR的心臟疾病患者作為對照組，均為疑似房間隔卵圓孔建議行TEE者，并除外心律失常和主動脈瓣瓣葉畸形，男20 例，女10 例，年齡42～70 歲，平均（57.6±14.7）歲；均LVEF＞50%。兩組患者均伴有高血壓病、糖尿病、冠狀動脈粥樣硬化性心臟?。ㄒ韵潞喎Q冠心?。┑认嚓P疾病。本研究經我院醫(yī)學倫理委員會批準，所有患者均簽署知情同意書。

二、儀器與方法

1.儀器：使用Philips iE 33 彩色多普勒超聲診斷儀，RT-3D-TEE 探頭X7-2t，頻率2～7 MHz；脫機分析軟件采用德國西門子公司eSie Valve定量分析軟件。

2.方法：使用RT-3D-TEE，連接心電圖，于三維模式下采集5 個心動周期的清晰穩(wěn)定圖像，以DICOM格式存儲，進行脫機分析。軟件自動描記得到主動脈根部的解剖參數，自動識別各心動周期中的主動脈瓣環(huán)、主動脈竇部及竇管結合部水平面的主動脈根部內徑（AAD、SOVD、STJD），主動脈根部面積（AAA、SOVA、STJA），主動脈根部周長（AAC、SOVC、STJC）的最大值及最小值并計算平均值，本研究選取平均值進行后期統(tǒng)計學處理。

三、統(tǒng)計學處理

結 果

一、AR組與對照組一般資料比較

AR組年齡及身高均較對照組大，差異均有統(tǒng)計學意義（均P＜0.05），兩組男女比例、體質量、體表面積、相關疾病比例比較，差異均無統(tǒng)計學意義。見表1。

二、AR組與對照組主動脈根部RT-3D-TEE參數比較

AR 組主動脈根部參數SOVD、STJD、AAA、SOVA、STJA、AAC、SOVC、STJC 均較對照組增大，差異均有統(tǒng)計學意義（均P＜0.05）；僅AAD 兩組比較差異無統(tǒng)計學意義。見表2和圖1。

表2 AR組與對照組主動脈根部RT-3D-TEE參數比較（±s）

表2 AR組與對照組主動脈根部RT-3D-TEE參數比較（±s）

AAD、SOVD、STJD：主動脈瓣環(huán)、主動脈竇部及竇管結合部水平面的主動脈根部直徑；AAA、SOVA、STJA：主動脈瓣環(huán)、主動脈竇部及竇管結合部水平面的主動脈根部面積；AAC、SOVC、STJC：主動脈瓣環(huán)、主動脈竇部及竇管結合部水平面的主動脈根部周長

組別AR組對照組t值P值AAD（mm）2.71±0.40 2.53±0.22 1.90 0.0620 SOVD（mm）3.50±0.46 3.07±0.24 3.94 0.0001 STJD（mm）3.30±0.51 2.67±0.28 5.14 0.0001 AAA（mm2）5.42±1.53 4.63±0.94 2.16 0.0350 SOVA（mm2）9.52±2.59 7.28±0.98 3.72 0.0010 STJA（mm2）8.71±2.75 5.86±1.14 4.44 0.0001 AAC（mm）8.57±1.24 7.53±0.72 2.08 0.0420 SOVC（mm）10.99±1.43 9.69±0.79 3.78 0.0010 STJC（mm）10.36±1.60 8.39±0.87 5.15 0.0001

圖1 兩組主動脈根部周長三維重建圖

三、多因素邏輯回歸分析結果

以AR 作為因變量，SOVD、STJD、AAA、SOVA、STJA、AAC、SOVC、STJC 為自變量分別引入回歸方程，其中STJA、STJC是影響AR的顯著參數。見表3。

表3 影響AR的多因素邏輯回歸結果

四、STJA、STJC的ROC曲線分析結果

分別以STJA、STJC 作為檢驗變量，以AR 作為狀態(tài)變量繪制ROC 曲線，結果顯示STJC 曲線下面積為0.885，敏感性和特異性分別為74.4%和95.0%，截斷值為9.3 mm；STJA 曲線下面積為0.867，敏感性和特異性分別為69.8%和95.0%，截斷值為7.165 mm2。見圖2。

圖2 STJA、STJC預測AR的ROC曲線圖

討 論

主動脈根部與主動脈瓣在結構和功能上是密不可分的整體，其任何一處的改變均有可能成為AR 的病因。深入了解主動脈根部的解剖對理解AR 的產生機制具有重要意義。主動脈瓣葉解剖的改變可以直接導致AR。潘宇等［3］對76 例輕度AR 患者進行主動脈瓣葉定量分析，結果顯示AR患者的3個瓣葉游離緣長度增大導致舒張期瓣葉對合不嚴，考慮可能與瓣葉活動度及質地發(fā)生改變導致瓣葉過長有關。本課題組在前期對AR患者進行了瓣葉解剖信息定量研究［4］，在無明顯瓣葉器質性病變的AR 患者中篩選對AR 影響較大的主動脈瓣葉參數，結果顯示右冠瓣解剖參數AR影響最大；另外，張茗卉［5］應用eSie Valve 分析經食管三維超聲圖像測量主動脈根部的解剖結構，并與CT重建圖像比對；Janosi 等［6］應用RT-3D-TEE 精準評估主動脈瓣口面積及主動脈根部的大小。均認為主動脈根部對于主動脈瓣關閉的影響也不容忽視，然而針對AR患者主動脈根部的研究報道較少。

本研究結果顯示，AR 組患者主動脈根部3 個水平面的直徑、面積及周長9 個參數中，有8 個參數均較對照組顯著增大（均P＜0.05），僅AAD 與對照組比較差異無統(tǒng)計學意義，但是從均值觀察，AR 組AAD 仍然較對照組的絕對值要大，說明AR患者3個水平面的9 個參數均增大，只是變化不均等，主動脈根部的擴張均可牽扯主動脈瓣，而根部的3 個層面均有不同程度的擴張，直接影響3個瓣葉的對合，在一定程度上削減了瓣葉關閉時的閉合面積；同時，主動脈根部的擴張亦可引起瓣葉形態(tài)的相應變化，而這種變化又增加了AR 發(fā)生的可能。本研究結果也發(fā)現(xiàn)，AR 患者主動脈根部有不同程度的擴張，與Regeer等［7］結果一致；主動脈瓣環(huán)水平面中僅AAD 與對照組比較差異無統(tǒng)計學意義，而該水平面主動脈根部的SOVD、STJD均顯著增大（均P＜0.05）；該結果并不代表AAD 增大無意義，而說明在有限研究樣本中其結果有增大趨勢；從數學的角度看，雖然主動脈瓣環(huán)層面并非規(guī)則的橢圓形，但是該層面面積的大小在一定意義上與直徑也存在平方關系，因此這種增大的趨勢得以放大，由此在邏輯回歸中凸顯其在引發(fā)AR中的作用。

本研究將AR 組與對照組比較差異有統(tǒng)計學意義的8 個參數進行邏輯回歸篩選顯著影響AR 的因素。結果顯示，僅STJA、STJC 進入邏輯回歸方程，與AR 高度相關（OR=2.2920、1.2283，P=0.005、0.002），說明在有限樣本研究中，以STJA、STJC 對AR 的影響最大；且當STJA＞7.165 mm2、STJC＞9.3 mm 時，二者對AR 的預測均具有較高的特異性（95.0%），其中STJC 較STJA 具有更高的敏感性（74.4%vs.69.8%）。ROC 曲線分析結果 顯 示，STJA 和STJC 曲 線 下 面 積 均＞0.5，STJC 為0.885，STJA為0.867，二者比較差異無統(tǒng)計學意義。從結果看雖然SOVD、SOVA、SOVC 最大，但在邏輯回歸中竇管結合部水平面有2個參數即STJA和STJC對AR影響較大，說明該水平的擴張在3 個水平面中作用最大；且STJA 和STJC 成為顯著影響AR 參數，當然該水平面的直徑也會相應地增大，但是從直徑與周長和面積的計算公式上來講，面積和周長放大增長趨勢的作用，這與第一步的統(tǒng)計結果分析相類似。從解剖結構上分析，主動脈瓣直接附著在主動脈根部的主動脈壁上，而周長和面積對于主動脈瓣附著處的影響也最直接，由此理解其影響作用較大。喬愛科等［8］通過建立不同大小的竇管交接部、竇部及主動脈瓣環(huán)組合的主動脈根部幾何模型，采用計算機數值模擬方法定量研究主動脈根部接近關閉到完全關閉過程中，模型受到的最大應力數值和位置，最終研究表明竇管交界變化對瓣環(huán)的影響最大，而本研究竇管結合部水平參數對AR的影響最大的結論恰與其相吻合。

本研究局限性：①兩組患者均伴高血壓病、糖尿病、冠心病等心血管的相關疾病，上述疾病對AR 是否有影響，以及多疾病共患對AR 的影響尚未可知；②本研究經體表面積矯正后且考慮到性別與年齡因素，但是對于不同性別的不同年齡段相關參數有無差異未進行研究；③本研究軟件中識別參數在心動周期中的最大值、最小值及平均值，軟件跟蹤分析各參數最大值和最小值的時相變異較大，本研究選取平均值進行統(tǒng)計研究，解剖參數的最大值、最小值的大小及出現(xiàn)時相與AR 的關系及影響尚有待研究；④樣本量有待擴大，以揭示更多細節(jié)，進而為臨床提供更多更有意義的信息。

綜上所述，本研究結果表明主動脈根部的3 個水平面中9個參數在AR患者中的改變不均一，且竇管結合部水平面的面積和周長變化最顯著，可能是導致AR的機制之一。