實(shí)時(shí)三維經(jīng)食管超聲心動(dòng)圖對(duì)二尖瓣脫垂瓣器結(jié)構(gòu)與反流程度的定量研究

耿佳琪，王岳恒，張佳美，楊 麗

河北醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院心臟超聲科，河北 石家莊050000

二尖瓣脫垂（MVP）是一種常見(jiàn)的退行性二尖瓣病變，發(fā)病人口占全球人口的1%～3%［1］，表現(xiàn)為二尖瓣瓣葉一個(gè)或多個(gè)亞區(qū)在收縮期超越二尖瓣瓣環(huán)連線水平脫入左心房，并伴有不同程度的偏心性反流［2］，病變類(lèi)型主要包括彌漫性黏液樣變性和纖維彈性缺失。瓣膜結(jié)構(gòu)的變形程度決定二尖瓣反流（MR）的病程進(jìn)展進(jìn)而影響MVP的臨床病程［3-4］。研究發(fā)現(xiàn)隨著反流程度越重瓣環(huán)變形愈發(fā)明顯，二尖瓣的馬鞍環(huán)增大、扁平，瓣環(huán)所受機(jī)械應(yīng)力的改變將會(huì)加重瓣葉脫垂和腱索斷裂［5-7］；瓣葉面積更大，瓣葉變形更嚴(yán)重，瓣葉增厚和潛在的病理學(xué)改變是瓣葉變形的決定因素［8］。

既往研究?jī)H闡明了在不同反流程度的MVP患者中二尖瓣瓣環(huán)、瓣葉的變化特點(diǎn)，并未指出加重二尖瓣反流程度的危險(xiǎn)因素。實(shí)時(shí)三維經(jīng)食管超聲心動(dòng)圖（RT-3D-TEE）能夠任意從心房或心室側(cè)清晰顯示二尖瓣立體結(jié)構(gòu)，結(jié)合二尖瓣定量分析能夠提供精準(zhǔn)的二尖瓣參數(shù)評(píng)估。鑒于重度MR對(duì)預(yù)后的不良影響，本研究應(yīng)用RT-3D-TEE結(jié)合二尖瓣定量分析軟件（MVQ）評(píng)估二尖瓣脫垂病變瓣器的立體結(jié)構(gòu)，探究加重二尖瓣反流程度的危險(xiǎn)因素對(duì)風(fēng)險(xiǎn)分層與及時(shí)轉(zhuǎn)診至關(guān)重要。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取就診我院行經(jīng)胸超聲心動(dòng)圖檢查確診為MVP伴MR的病例組患者40例及對(duì)照組10例。病例組納入標(biāo)準(zhǔn)：CarpentierⅡ型MR患者；對(duì)照組納入標(biāo)準(zhǔn)：無(wú)二尖瓣病變及MR 患者。排除標(biāo)準(zhǔn)：病例組排除CarpentierI型及Ⅲ型［9-11］；病例組及對(duì)照組均排除具有器質(zhì)性心臟?。ㄏ忍煨孕呐K病、心肌病、冠脈粥樣硬化性心臟病等）、持續(xù)性心房顫動(dòng)、頻發(fā)房性、室性早搏、室性心動(dòng)過(guò)速等嚴(yán)重心律失常、二尖瓣三維圖像不佳的患者。

分組標(biāo)準(zhǔn)：依據(jù)2020ACC/AHA瓣膜病管理指南［12］及ACC二尖瓣反流管理專(zhuān)家共識(shí)［13］中二尖瓣反流程度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：（1）存在連枷瓣葉；（2）縮流頸寬度≥0.7 cm；（3）PISA等速球體半徑≥1.0 cm（Nyquist 30～40 cm/s）；（4）中心性反流束面積/左房面積≥50%；（5）收縮期肺靜脈血流逆轉(zhuǎn)；（6）左室擴(kuò)大，左室收縮功能正常。符合上述4條及以上診斷為重度，符合2～3條并且反流容積≥60 mL、反流分?jǐn)?shù)≥50%、有效反流口面積≥0.4 cm2診斷為重度，并結(jié)合左心房、左心室內(nèi)徑綜合判斷，將病例組患者（n=40）分為重度反流組（n=24）及非重度反流組（n=16）。

1.2 儀器設(shè)備

使用GE Vivid E95超聲心動(dòng)儀，且配備6VT-D實(shí)時(shí)三維經(jīng)食管矩陣探頭，探頭頻率為2～7 Hz。

1.3 圖像采集及后處理方法

1.3.1 檢查前準(zhǔn)備 TEE檢查前患者進(jìn)行術(shù)前準(zhǔn)備，告知患者及家屬TEE檢查的風(fēng)險(xiǎn)及可能出現(xiàn)的并發(fā)癥并簽署知情同意書(shū)。囑患者口服1%鹽酸丁卡因膠漿4 g進(jìn)行咽部粘膜的局麻。

1.3.2 檢查具體操作步驟 連接心電圖，調(diào)整圖像至120°左右左室長(zhǎng)軸切面獲取包含完整二尖瓣及主動(dòng)脈瓣的清晰二維圖像，采用4D Zoom Prepare進(jìn)行實(shí)時(shí)三維成像，使用2 click獲取清晰的二尖瓣外科觀三維圖像并保存。

1.3.3 圖像的后處理 三維圖像采集后導(dǎo)入Echo PAC 203脫機(jī)工作站，使用4D Auto MVQ軟件進(jìn)行圖像后處理和定量分析：設(shè)置并調(diào)整心臟收縮末期和心臟舒張末期的時(shí)間位點(diǎn)。對(duì)圖像進(jìn)行校準(zhǔn)，調(diào)整垂直軸穿過(guò)二尖瓣的中心，水平軸平行于二尖瓣。放置標(biāo)記點(diǎn)（兩個(gè)二尖瓣環(huán)位點(diǎn)，兩個(gè)前、后位點(diǎn)，瓣葉對(duì)合點(diǎn)和主動(dòng)脈點(diǎn)）。放置好標(biāo)記點(diǎn)后即可預(yù)覽靜態(tài)圖像，點(diǎn)擊run按鈕預(yù)覽動(dòng)態(tài)圖像，并可繼續(xù)調(diào)整瓣葉描計(jì)線。點(diǎn)擊result獲得相關(guān)參數(shù)（圖1）。

圖1 圖像后處理Fig.1 Image post-processing.

1.3.4 4D Auto MVQ參數(shù) 瓣環(huán)參數(shù)：瓣環(huán)三維面積（A3D）、瓣環(huán)二維面積（A2D）、瓣環(huán)周長(zhǎng)（AP）、前后直徑（DAP）、前外-后內(nèi)側(cè)直徑（DAL-PM）、聯(lián)合部直徑（DC）、三角間距離（DI）、球度指數(shù)（SI）、瓣環(huán)高度（H）、非平面角度（NPA）、二尖瓣環(huán)與主動(dòng)脈瓣環(huán)平面夾角、瓣高聯(lián)合比（AHCWR）（圖2）。

圖2 瓣環(huán)參數(shù)Fig.2 Annulus parameters.

瓣葉參數(shù)：前葉面積（AAnt）、后葉面積（A Post）、前葉角度（θAnt）、后葉角度（θPost）、前葉長(zhǎng)度（L Ant）、后葉長(zhǎng)度（L Post）、前閉鎖線長(zhǎng)度3D（LC Ant 3D）、后閉鎖線長(zhǎng)度3D（LC Post 3D）、幕狀區(qū)高度（H Tent）、幕狀區(qū)容量（V Tent）（圖3）。

圖3 瓣葉參數(shù)Fig.3 Leaflet parameters.

自定義參數(shù)：總瓣葉面積（A Total）。計(jì)算公式：總瓣葉面積=前葉面積+后葉面積）。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS21.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，非正態(tài)分布的計(jì)量資料以中位數(shù)（四分位數(shù)間距）表示。正態(tài)分布的計(jì)量資料進(jìn)行方差分析，非正態(tài)分布的計(jì)量資料采用非參數(shù)Kruskal-WallisH秩和檢驗(yàn)。以P＜0.05差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。將差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的參數(shù)進(jìn)行Spearman秩相關(guān)檢驗(yàn)和Logistic回歸統(tǒng)計(jì)，預(yù)測(cè)導(dǎo)致MR程度加重的危險(xiǎn)因素，制作危險(xiǎn)因素的ROC曲線，獲得截?cái)嘀怠?/p>

2 結(jié)果

2.1 臨床資料比較

兩組一般資料的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），LA、LV、EDV隨MR程度增加而增大（P＜0.05）。左室射血分?jǐn)?shù)隨MR程度增加而減小，對(duì)照組與重度反流組之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05，表1）。

表1 兩組一般臨床資料比較Tab.1 Comparison of general clinical data between the two groups(Mean±SD)

2.2 瓣環(huán)參數(shù)的組間比較

A3D、A2D、AP、DAP、DAL-PM、NPA隨反流程度增加而增大，AHCWR隨反流程度增加而減小，組間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；DC、DI、SI隨反流程度增加而增大，DC在對(duì)照組與非重度反流組之間的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），DI、SI僅在對(duì)照組與重度反流組之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05，表2）。3組間瓣器變化特點(diǎn)（圖4）及非平面性變化（圖5）。

圖4 二尖瓣外科觀Fig.4 Mitral valve surgical view.

圖5 二尖瓣非平面性變化Fig.5 Mitral valve nonplanar changes.

表2 三組間二尖瓣瓣環(huán)參數(shù)比較Tab.2 Comparison of parameters of mitral annular among three groups(Mean±SD)

2.3 瓣葉參數(shù)的組間比較

A Total、A Post隨反流程度增加而增大，且兩兩比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。其余瓣葉參數(shù)在對(duì)照組與非重度反流組之間比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），瓣葉的顯著變化主要發(fā)生在重度反流組。隨著反流加重，二尖瓣瓣環(huán)面積、瓣葉面積、各徑向參數(shù)值逐漸增大，瓣環(huán)馬鞍形、橢圓形逐漸消失，瓣葉變形加重、對(duì)合不良（表3）。

2.4 Spearman秩相關(guān)分析

A3D、A2D、AP、DAP、A Total與反流程度呈極強(qiáng)相關(guān)關(guān)系（r=0.847、0.843、0.845、0.854、0.854，P＜0.05）；DAL-PM、DC、NPA、A Ant、A Post、LC Ant 3D、LC Post 3D、AHCWR與反流程度呈強(qiáng)相關(guān)關(guān)系（r=0.792、0.782、0.608、0.735、0.742、0.777、0.690、-0.647，P＜0.05）。

2.5 Logistic回歸分析

A Total是導(dǎo)致重度MR發(fā)生的危險(xiǎn)因素（P＜0.01，B=1.576，OR=4.834），說(shuō)明A Total對(duì)MR加重具有正向影響作用，A Total每增加1個(gè)單位MR加重的可能性是原來(lái)的4.834倍。

2.6 ROC曲線分析

A Total（截點(diǎn)值=8.9 cm2）預(yù)測(cè)重度MR的敏感度為91.7%，特異性為87.5%，曲線下面積為0.948（P＜0.01，圖6）。

圖6 ROC曲線Fig.6 Receiver operating characteristic curve.

3 討論

正常情況下，左室收縮開(kāi)始時(shí)，乳頭肌最先收縮并且通過(guò)腱索向下?tīng)坷耆~，在收縮期左心室壓力升高的同時(shí)保持二尖瓣始終處于閉合狀態(tài)。同時(shí)二尖瓣瓣環(huán)收縮，瓣環(huán)“馬鞍形”加深，從而分散來(lái)自血流的壓力。黏液樣變性瓣膜病患者二尖瓣瓣環(huán)的收縮能力顯著下降，不利于瓣環(huán)面積的減小和“馬鞍形”的加深［14］，導(dǎo)致瓣葉對(duì)合減少，MR加重。扁平的瓣環(huán)會(huì)增加瓣環(huán)、瓣葉和腱索的張力［15］，伴隨疾病血流動(dòng)力學(xué)的改變，瓣葉細(xì)胞會(huì)發(fā)生細(xì)胞外基質(zhì)重塑，膠原蛋白和黏多糖的異常累積導(dǎo)致瓣葉組織生物力學(xué)減弱［16］，瓣環(huán)扁平化所帶來(lái)的機(jī)械張力使瓣葉逐漸拉長(zhǎng)，促進(jìn)瓣葉脫垂產(chǎn)生，增加腱索斷裂可能，使連枷和MR進(jìn)一步加重。腱索斷裂也會(huì)增加相鄰未斷裂腱索和瓣葉組織的應(yīng)力［17］，瓣葉-腱索應(yīng)力的增加會(huì)反過(guò)來(lái)導(dǎo)致瓣環(huán)擴(kuò)張、扁平化［18］，這些相互作用會(huì)形成一種惡性循環(huán)，在這種互為因果的情況下，二尖瓣瓣器的機(jī)械平衡被破壞，各部分共同導(dǎo)致了MR的進(jìn)行性加重。

LA、LV內(nèi)徑在MR所致的容量負(fù)荷下發(fā)生擴(kuò)張，伴隨而來(lái)的是EDV增大以及EF的逐漸下降。左室擴(kuò)張導(dǎo)致乳頭肌移位會(huì)繼發(fā)瓣葉栓系，這會(huì)進(jìn)一步加劇MR構(gòu)成一個(gè)惡性循環(huán)。

瓣環(huán)參數(shù)中，A3D、A2D、AP、DAP、DAL-PM 隨著MR程度逐漸增加并呈正相關(guān)關(guān)系，表明MVP患者的瓣環(huán)與健康對(duì)照組相比呈現(xiàn)增大的狀態(tài)，瓣環(huán)的擴(kuò)張?jiān)贛VP引起MR的早期就會(huì)出現(xiàn)，且這種擴(kuò)張隨MR的加重而愈加明顯。該結(jié)果與既往研究相同［6］，瓣環(huán)功能障礙表現(xiàn)為瓣環(huán)收縮減少及馬鞍形扁平，在二尖瓣脫垂發(fā)展早期便可導(dǎo)致收縮早期反流，甚至導(dǎo)致更嚴(yán)重的全收縮期反流。DC、DI、SI同樣隨反流程度加重而增加，但DC和DI組間差異出現(xiàn)較晚的原因可能是由于二尖瓣環(huán)存在左、右纖維三角解剖結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)相對(duì)固定，在MR早期不容易發(fā)生形變［19］。二尖瓣后環(huán)更具柔韌性，更易發(fā)生形變，因此當(dāng)瓣環(huán)擴(kuò)張時(shí)，DAP、DAL-PM相對(duì)DC和DI增大較早。二尖瓣環(huán)是連接LA與LV的重要組織［20］，瓣環(huán)增大導(dǎo)致MR加重，容量負(fù)荷帶來(lái)的左心擴(kuò)張不僅導(dǎo)致瓣環(huán)進(jìn)一步增大，也導(dǎo)致SI的增加。

AHCWR與反流等級(jí)呈強(qiáng)負(fù)相關(guān)，NPA與反流等級(jí)呈強(qiáng)正相關(guān)，說(shuō)明在MVP中，瓣環(huán)隨著MR的加重逐漸變得扁平，這與既往研究［7］結(jié)果一致。有學(xué)者使用有限元分析證明了在AHCWR保持在15%～20%時(shí)，瓣葉維持最佳應(yīng)力［21］，扁平馬鞍環(huán)能夠使二尖瓣葉應(yīng)變?cè)黾樱?2］，由于二尖瓣葉暴露在更多的機(jī)械壓力下，瓣膜的穩(wěn)定接合被破壞從而導(dǎo)致MR的發(fā)生，這種機(jī)械壓力還會(huì)促進(jìn)瓣葉的病理改變，使瓣葉變得增厚、冗余。本研究中健康對(duì)照組AHCWR為（16.23±2.82）%，病例組的AHCWR均小于15%，愈發(fā)扁平的瓣環(huán)破壞了瓣葉的穩(wěn)定接合，MR隨之加劇。

瓣葉參數(shù)中，A Total、A Ant、A Post、L Ant、L Post、LC Ant、LC Post 隨MR 程度逐漸增大，但除A Total、A Post以外，A Ant、L Ant、L Post、LC Ant、LC Post在對(duì)照組與非重度反流組之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。這說(shuō)明瓣葉尺寸伴隨著MR加重而變大，且在非重度MR向重度MR發(fā)展的過(guò)程中發(fā)揮著極其重要的作用，鑒于重度MR對(duì)預(yù)后的不良影響，脫垂瓣葉的顯著病變應(yīng)該在臨床工作中引起重視。以往研究顯示瓣葉病變的進(jìn)展和二尖瓣環(huán)直徑的增加是加重MR的兩個(gè)獨(dú)立預(yù)測(cè)因素［3］。

原發(fā)纖毛基因突變導(dǎo)致的細(xì)胞外基質(zhì)擴(kuò)張［23］和繼發(fā)于機(jī)械張力增加的內(nèi)皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化［24］最終都使MVP的瓣葉組織變形，表現(xiàn)出以黏液樣變性為主的冗余和增厚。瓣葉組織的冗余對(duì)于脫垂及反流程度的貢獻(xiàn)是不容小覷的，擴(kuò)大的瓣葉會(huì)增加瓣葉和腱索的集中應(yīng)力，腱索延長(zhǎng)會(huì)進(jìn)一步降低瓣葉接合的程度，這說(shuō)明MVP的發(fā)展與瓣葉和腱索的組織改變密切相關(guān)［25］。

本次研究提出的新參數(shù)A Total與傳統(tǒng)的MVQ定量參數(shù)中代表瓣葉面積的參數(shù)A Ant、A Post相比，其作為前、后瓣葉面積總和，可以保證當(dāng)存在復(fù)雜病變?nèi)珉p葉脫垂時(shí)，能夠全面地評(píng)估兩個(gè)瓣葉，而不是僅把關(guān)注點(diǎn)集中在前葉或后葉，它所帶來(lái)的效益是1+1＞2。A Total作為加重MR的危險(xiǎn)因子對(duì)MR加重具有正向影響作用，A Total每增加1個(gè)單位MR加重的可能性是原來(lái)的4.834倍，這體現(xiàn)了以黏液樣變性為主的瓣葉冗余對(duì)于脫垂及反流程度的貢獻(xiàn)，提示外科醫(yī)生在二尖瓣成形術(shù)中需要從病因?qū)W的角度進(jìn)行考慮。A Total的截?cái)嘀?.9 cm2是診斷二尖瓣脫垂患者二尖瓣反流是否發(fā)展為重度的臨界點(diǎn)，這一結(jié)果是對(duì)MR分級(jí)的極大補(bǔ)充，對(duì)MR程度的準(zhǔn)確評(píng)估對(duì)于其適當(dāng)?shù)墓芾碇陵P(guān)重要，它直接影響心臟血流動(dòng)力學(xué)改變并且與預(yù)后直接相關(guān)［26］。若在未來(lái)臨床工作中加入A Total≥8.9 cm2作為區(qū)分重度MR的一項(xiàng)指標(biāo)，將具有重要參考價(jià)值。

H Tent、V Tent、θAnt、θPost在健康對(duì)照組與重度反流組之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。H Tent、θAnt、θPost的減小可能是由于MVP的瓣葉在收縮期向左房側(cè)移位，導(dǎo)致瓣葉與瓣環(huán)平面之間的所形成的幕狀區(qū)域高度減低，前、后瓣葉與瓣環(huán)水平之間的夾角也隨MR加重逐漸減小。二尖瓣瓣環(huán)A2D的增大使V Tent的數(shù)值逐漸增加。

綜上，二尖瓣瓣環(huán)大小、扁平程度、瓣葉大小與反流程度呈正相關(guān)。其中A Total是導(dǎo)致二尖瓣脫垂患者二尖瓣反流程度加重的危險(xiǎn)因素，其作為新參數(shù)對(duì)二尖瓣反流程度的評(píng)估具有一定的參考價(jià)值。