經(jīng)食管三維超聲心動圖評估正常成人二尖瓣結(jié)構(gòu)及變化規(guī)律的價值

韓 濤 王 陵 曹 亮 白 煒 李昱茜 杜蒙蒙 劉麗文 孟 欣

二尖瓣完整結(jié)構(gòu)包括瓣環(huán)、瓣葉、腱索及乳頭肌，其隨心動周期呈規(guī)律性動態(tài)變化。其中任一結(jié)構(gòu)發(fā)生病變均可導(dǎo)致二尖瓣病變，亦可因左房、左室結(jié)構(gòu)改變引起二尖瓣結(jié)構(gòu)變化，導(dǎo)致二尖瓣疾?。?］。因此，研究二尖瓣結(jié)構(gòu)參數(shù)及其隨心動周期的變化規(guī)律對于進(jìn)一步理解二尖瓣的工作原理有重要作用，也可為臨床評估二尖瓣病變并選擇合適的治療方式提供參考。但目前對于二尖瓣的研究多集中在病理情況下二尖瓣各部位的定性分析，對于正常生理情況下的二尖瓣運動規(guī)律研究較少。經(jīng)食管三維超聲心動圖（three-dimensional transesophageal echocardiography，3D-TEE）可獲得生理狀態(tài)下二尖瓣運動的高分辨率圖像，通過描記二尖瓣結(jié)構(gòu)的運動軌跡獲得其空間結(jié)構(gòu)參數(shù)。本研究應(yīng)用3D-TEE 評估正常成人二尖瓣結(jié)構(gòu)，分析二尖瓣各結(jié)構(gòu)參數(shù)隨心動周期變化的規(guī)律，旨在為臨床評估二尖瓣病變提供參考。

資料與方法

一、研究對象

選取2019 年12 月至2020 年12 月在我院行實時3D-TEE 檢查的正常成人37 例，男20 例，女17 例，年齡18～64 歲，平 均（43.86±12.11）歲，體 質(zhì) 量 指 數(shù)17.9～25.9 kg/m2，平均（22.91±2.07）kg/m2，心率（73.57±6.55）次/min，收縮壓（120.70±9.29）mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa），舒張壓（75.65±6.25）mm Hg。排除標(biāo)準(zhǔn)：①先天性心臟病者；②心臟瓣膜病及存在中度以上功能性瓣膜反流者；③存在影響心臟結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)疾病者。本研究經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)，所有研究對象均簽署知情同意書。

二、儀器與方法

使用西門子Acuson SC 2000 彩色多普勒超聲診斷儀，經(jīng)胸心臟4V1c 探頭，頻率1～4 MHz；經(jīng)食管三維超聲Z6Ms 探頭，頻率1～6 MHz。受檢者取左側(cè)臥位，連接心電圖，根據(jù)美國超聲心動圖學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)，使用經(jīng)胸超聲心動圖于胸骨旁標(biāo)準(zhǔn)左室長軸切面測量左室舒張末期內(nèi)徑，左室收縮末期測量左房內(nèi)徑，應(yīng)用Simpson 法評估左室收縮功能。確認(rèn)心臟結(jié)構(gòu)及功能均無異常后行3D-TEE 檢查，咽部局部噴涂利多卡因膠漿行局部麻醉，然后將經(jīng)食管三維超聲探頭插入距門齒30～35 cm 處，于食管中段分別在0°四腔心切面、60°二尖瓣聯(lián)合部切面、90°兩腔心切面及135°左室流出道切面觀察二尖瓣結(jié)構(gòu)、運動及血流動力學(xué)情況，囑受檢者屏氣后于0°四腔心切面、60°二尖瓣聯(lián)合部切面、135°左室流出道切面行實時三維全容積成像，使圖像完整包括二尖瓣及主動脈瓣結(jié)構(gòu)，確保成像的3 個平面保持相互垂直狀態(tài)，存儲3 個心動周期的二尖瓣二維及三維圖像。使用超聲診斷儀自帶的eSie Valves 四維自動定量分析軟件獲取二尖瓣三維重建模式圖，自動追蹤3 個心動周期矢狀面、冠狀面、橫切面的二尖瓣瓣環(huán)及瓣葉圖像，手動微調(diào)確保追蹤準(zhǔn)確性，軟件自動重建二尖瓣三維模型，分析3個心動周期瓣膜結(jié)構(gòu)的運動規(guī)律；對自動描記結(jié)果存疑者，手動調(diào)整描記的精準(zhǔn)度。分別記錄舒張早期（二尖瓣開放后第一幀）、中期（舒張期居中一幀）、晚期（二尖瓣關(guān)閉前最后一幀）及收縮早期（R 波頂點）、中期（收縮期居中一幀）、晚期（主動脈瓣閉合前一幀）共6個時相的二尖瓣結(jié)構(gòu)參數(shù)，包括瓣環(huán)前后徑和左右徑、內(nèi)纖維三角距離、瓣葉交界距離、瓣環(huán)高度、瓣環(huán)高度/左右徑、非平面角度、瓣環(huán)面積、瓣環(huán)周長、前后瓣環(huán)長度、主動脈-二尖瓣（AO-MV）瓣環(huán)夾角、AO-MV中點距離，以及收縮期6 個瓣葉分區(qū)（A1、A2、A3、P1、P2、P3）對合點至瓣環(huán)連線間垂直距離（TH）和對合點下面積（TA）。

以上檢查均由同一經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)且具有5 年以上工作經(jīng)驗的超聲醫(yī)師完成。

結(jié) 果

37 例正常成人均成功獲得二尖瓣三維圖像及結(jié)構(gòu)參數(shù)的規(guī)律性運動曲線（圖1），三維重建模式圖可顯示所有結(jié)構(gòu)參數(shù)的具體測量部位（圖2）。二尖瓣各結(jié)構(gòu)參數(shù)最大值、最小值的均數(shù)范圍及其在心動周期中出現(xiàn)頻率較多的時相見表1；正常成人二尖瓣結(jié)構(gòu)參數(shù)的均值及95%可信區(qū)間見表2。

表2 正常成人二尖瓣結(jié)構(gòu)參數(shù)的均值及95%可信區(qū)間

圖1 正常成人二尖瓣三維圖像及結(jié)構(gòu)參數(shù)3個心動周期的運動規(guī)律曲線圖

圖2 二尖瓣三維重建模式圖顯示結(jié)構(gòu)參數(shù)的具體測量部位

表1 正常成人二尖瓣結(jié)構(gòu)參數(shù)最大值、最小值及其出現(xiàn)頻率較多的時相

37 例正常成人二尖瓣結(jié)構(gòu)參數(shù)隨心動周期呈規(guī)律性變化，表現(xiàn)為瓣環(huán)前后徑和左右徑、瓣環(huán)面積、瓣環(huán)周長、前后瓣環(huán)長度、內(nèi)纖維三角距離、瓣葉交界距離的最大值均出現(xiàn)在舒張期，最小值均出現(xiàn)在收縮期；瓣環(huán)高度、瓣環(huán)高度/左右徑、非平面角度、AO-MV瓣環(huán)夾角、AO-MV 中點距離的最大值均出現(xiàn)在收縮期，最小值均出現(xiàn)在舒張期；瓣葉分區(qū)的TH 及TA 的最大值和最小值分別出現(xiàn)在收縮早期和晚期。

討 論

3D-TEE 可以重建二尖瓣立體結(jié)構(gòu)，對理解二尖瓣結(jié)構(gòu)生理及病理情況下的變化規(guī)律有重要作用［2］，在二尖瓣外科及介入治療中也有重要的指導(dǎo)和監(jiān)測作用［3］。目前對于二尖瓣的研究多集中在病理情況下二尖瓣結(jié)構(gòu)的變化［4］，對于正常二尖瓣結(jié)構(gòu)的研究報道較少，缺乏對正常二尖瓣結(jié)構(gòu)參數(shù)及其隨心動周期變化規(guī)律方面的研究。由于二尖瓣結(jié)構(gòu)參數(shù)涉及了6 個不同時相，因此，本研究采用正態(tài)分布法估算正常值時將37例受檢者每個參數(shù)的6個時相共計222個數(shù)值行正態(tài)性檢驗，再總結(jié)生理狀態(tài)下二尖瓣結(jié)構(gòu)參數(shù)的范圍，為臨床診斷二尖瓣疾病提供參考，也為判斷病變二尖瓣結(jié)構(gòu)異常變化提供理論支持。

既往文獻(xiàn)［5］提出二尖瓣結(jié)構(gòu)隨心動周期出現(xiàn)規(guī)律性變化，本研究將二尖瓣結(jié)構(gòu)參數(shù)按照部位分為瓣環(huán)結(jié)構(gòu)、瓣葉結(jié)構(gòu)及二尖瓣與主動脈瓣空間位置關(guān)系3 部分。本研究發(fā)現(xiàn)瓣環(huán)結(jié)構(gòu)參數(shù)中，瓣環(huán)前后徑和左右徑、瓣環(huán)面積、瓣環(huán)周長及前后瓣環(huán)長度的最大值均出現(xiàn)在舒張早期、中期，以舒張早期更多見。這可能與舒張早期二尖瓣瓣葉開放，左室腔逐漸增大有關(guān)，故最大值多出現(xiàn)在舒張早期；而部分參數(shù)的最大值出現(xiàn)在舒張中期，可能與個體左室舒張充盈度相關(guān)。內(nèi)纖維三角距離、瓣葉交界距離的最大值出現(xiàn)在舒張中期和晚期，晚于瓣環(huán)前后徑和左右徑的變化，分析原因可能與二尖瓣解剖結(jié)構(gòu)有關(guān)，內(nèi)纖維三角距離、瓣葉交界距離均位于二尖瓣與主動脈瓣交界處室間隔的上方，被稱為“AO-MV 幕簾”區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)纖維成分較多，組織結(jié)構(gòu)較致密［6］，可能需要更大的力量促使其形變。因此，在時相上會晚于其他瓣環(huán)結(jié)構(gòu)。當(dāng)心臟發(fā)生收縮，二尖瓣瓣葉關(guān)閉后，心室腔逐漸變小，瓣環(huán)前后徑和左右徑、瓣環(huán)面積、瓣環(huán)周長、后瓣環(huán)長度的最小值均出現(xiàn)在收縮早期，前瓣環(huán)長度最小值出現(xiàn)在舒張晚期，內(nèi)纖維三角距離、瓣葉交界距離最小值均出現(xiàn)在收縮晚期。分析原因可能為前瓣環(huán)長度、內(nèi)纖維三角距離、瓣葉交界距離這3個參數(shù)測量位置均位于二尖瓣前瓣環(huán)及主動脈瓣共同錨定的纖維組織上，共同纖維連接同時作用于兩瓣環(huán)，維持其處于相對固定位置，使其在心動周期中成為一個有機整體，且該處下方為室間隔組織，相較于左室游離壁，運動幅度較小，故該處二尖瓣結(jié)構(gòu)運動多受游離壁及其上瓣環(huán)組織運動帶動后產(chǎn)生，因此在時相上與整體瓣環(huán)的變化不一致。

本研究結(jié)果顯示，瓣環(huán)結(jié)構(gòu)參數(shù)中的瓣環(huán)高度、瓣環(huán)高度/左右徑及非平面角度的最大值多出現(xiàn)在舒張晚期和收縮早期，最小值多出現(xiàn)在舒張早期和中期，與周文艷等［7］研究結(jié)論相似。再次證實二尖瓣環(huán)馬鞍形結(jié)構(gòu)形態(tài)會隨心腔壓力變化發(fā)生適時改變，舒張期時瓣環(huán)高度最低，二尖瓣環(huán)馬鞍形結(jié)構(gòu)相對平坦，而在心室舒張晚期，二尖瓣環(huán)馬鞍形結(jié)構(gòu)深度逐漸加深，整個裝置向心尖部移動，直至收縮早期，在此時相中，最高點處瓣葉的壓力最大程度減小，使得二尖瓣瓣葉的壓力負(fù)荷最優(yōu)化，從而可以適應(yīng)突然增高的心腔壓力差，防止瓣葉發(fā)生反流。非平面角度反映二尖瓣環(huán)的扁平程度，當(dāng)非平面角度越接近180°提示二尖瓣環(huán)越扁。有研究［8］對比功能性二尖瓣反流患者與正常成人二尖瓣非平面角度的差異，發(fā)現(xiàn)前者非平面角度更大，二尖瓣環(huán)更接近扁平，且非平面角度在整個收縮期一直處于逐漸增大的狀態(tài)。本研究發(fā)現(xiàn)，舒張晚期至收縮早期非平面角度處于最大值，后逐漸減小，于舒張早期達(dá)到最小值，與瓣環(huán)高度的變化一致，均通過改變瓣環(huán)的立體形態(tài)使得舒張期有更多血流進(jìn)入左室，并防止二尖瓣發(fā)生反流。

瓣葉結(jié)構(gòu)參數(shù)中，二尖瓣環(huán)和對合瓣葉之間的三角形區(qū)域稱為“帳篷狀區(qū)”，超聲心動圖可以通過測量TH 和TA 定量評價二尖瓣“帳篷狀區(qū)”，并反映整體和局部左室重構(gòu)情況。有研究［9］指出，TH 可以提示二尖瓣環(huán)擴張及對合程度，而TA 并不能反映瓣環(huán)擴張的程度。既往文獻(xiàn)［5，10］僅關(guān)注二尖瓣中央部分即A2-P2的TH 及TA，本研究還對A1-P1、A3-P3 的TH 和TA 也進(jìn)行了分析，由于正常成人A2-P2 瓣葉面積最大，因此該處的TH 和TA 均較A3-P3 及A1-P1 大。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)，TH和TA在收縮早期即達(dá)到最大值，在收縮晚期達(dá)到最小值，這可能與心室運動及收縮早期心腔內(nèi)壓力迅速升高相關(guān)。

二尖瓣與主動脈瓣空間位置參數(shù)主要描述了二尖瓣與主動脈瓣的相互作用，兩者通過主要存在于主動脈瓣左、無冠瓣根部與二尖瓣前葉根部的纖維組織連接，因此認(rèn)為主動脈瓣或二尖瓣中任意一個結(jié)構(gòu)改變將導(dǎo)致此參數(shù)發(fā)生變化。本研究結(jié)果顯示，AO-MV瓣環(huán)夾角和AO-MV 中點距離最小值出現(xiàn)在舒張中期和晚期，最大值出現(xiàn)在收縮中期和晚期，部分出現(xiàn)在舒張早期。與龔俊松等［11］觀點一致。但也有研究［12］認(rèn)為AO-MV 瓣環(huán)夾角和AO-MV 中點距離的最小值均出現(xiàn)在舒張晚期，最大值均出現(xiàn)在收縮期，分析與本研究結(jié)果不一致的原因：①前期研究［12］納入對象僅為18 例陣發(fā)性心房顫動患者，在測量時相上可能出現(xiàn)偏差；②前期研究［12］未對心動周期時相進(jìn)行詳細(xì)分析，僅簡單劃分為收縮期和舒張期，心動周期中收縮晚期和舒張早期是相鄰的時相，讀圖時可能會造成偏差。

本研究的局限性：①納入的研究對象數(shù)量有限，未對年齡、性別進(jìn)行分組，未排除年齡、性別因素對二尖瓣立體結(jié)構(gòu)及動態(tài)變化的影響；②僅對3D-TEE的結(jié)果進(jìn)行了分析，未加入CT、MRI 參數(shù)進(jìn)行對比，可能造成結(jié)果偏差。今后應(yīng)進(jìn)一步行大樣本的對比研究。

綜上所述，3D-TEE 能準(zhǔn)確測量二尖瓣結(jié)構(gòu)參數(shù)，有助于臨床理解二尖瓣結(jié)構(gòu)的運動規(guī)律，獲得的二尖瓣結(jié)構(gòu)參數(shù)正常值為評估二尖瓣病變提供了理論依據(jù)，為進(jìn)一步研究二尖瓣病變的結(jié)構(gòu)變化奠定了基礎(chǔ)，具有較好的應(yīng)用價值。