經(jīng)導(dǎo)管主動脈瓣置換治療主動脈瓣狹窄術(shù)前超聲影像學(xué)評估

王振東，劉 洋，徐臣年，楊 劍

國內(nèi)外的權(quán)威指南已將經(jīng)導(dǎo)管主動脈瓣置換術(shù)（transcatheter aortic valve replacement，TAVR）作為重度主動脈瓣狹窄（aortic stenosis，AS）優(yōu)先推薦的治療方式［1-4］， TAVR 手術(shù)是一項(xiàng)介入技術(shù)，術(shù)者無法直接觀察或觸摸手術(shù)部位的解剖結(jié)構(gòu)，而主要依靠影像輔助和經(jīng)驗(yàn)完成手術(shù)，容易引起各類并發(fā)癥的發(fā)生［5］。 對患者主動脈根部結(jié)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)確的術(shù)前評估對于降低并發(fā)癥的發(fā)生有著至關(guān)重要的作用。 計(jì)算機(jī)斷層掃描（computed tomography，CT）是目前進(jìn)行TAVR 術(shù)前評估的標(biāo)準(zhǔn)影像資料［6］，然而，對于伴有腎功能不全、造影劑過敏等相關(guān)疾病的患者來說，CT 的應(yīng)用受到限制［7］。 經(jīng)食道三維超聲心動圖（three-dimensional transesophageal echocardiography，3D-TEE）可以克服上述CT 應(yīng)用的局限性，被視作一種替代的影像評估手段。 本研究將使用同樣的測量軟件和方法對3D-TEE 和CT 數(shù)據(jù)進(jìn)行評估和對比分析，以CT 測值為金標(biāo)準(zhǔn)，評價3DTEE 評估主動脈根部解剖的準(zhǔn)確性。

1 資料與方法

1.1 研究對象 選取2018 年1 月至2021 年12月在西京醫(yī)院心血管外科接受TAVR 的78 例AS 患者，所有患者均系外科手術(shù)中高危或者禁忌的患者而行TAVR 手術(shù)治療。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①經(jīng)胸部超聲心動圖診斷為重度AS，且瓣口面積≤0.75 cm2；②首次行TAVR 治療；③術(shù)前同時行3D-TEE 及CT 檢查；④影像資料清晰且以DICOM（digital imaging and communications in medicine，醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和通信）格式保存；⑤臨床資料收集完整；⑥所有患者及家屬知情同意并簽署知情同意書。

1.2 方法 主要通過查閱電子病歷系統(tǒng)收集患者的基本信息以及檢查資料，包括性別、年齡、基礎(chǔ)疾病、術(shù)前診斷、手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)評分、術(shù)前檢查、手術(shù)路徑以及手術(shù)預(yù)后等。

1.2.1 主要定義 ①主動脈瓣環(huán)：主動脈竇三個最低點(diǎn)形成的瓣環(huán)平面與左室流出道（left ventricular outflow tract，LVOT）相交所得即為虛擬的主動脈瓣環(huán)。 ②LVOT 直徑：通常取主動脈瓣環(huán)下5 mm 處進(jìn)行測量。 ③主動脈竇直徑：指主動脈竇最長徑。

1.2.2 所用儀器 ①CT 檢查采用Flash 64 排雙源螺旋CT（SIEMENS， Munich， Germany）；②超聲檢查采用飛利浦iE33 超聲系統(tǒng)，X7-2t 經(jīng)食管探頭（Philips Healthcare， Best，The Netherlands）。

1.2.3 圖像獲取 術(shù)前CT 檢查：在心電門控輔助下進(jìn)行檢查，掃描范圍為主動脈弓到恥骨聯(lián)合。 數(shù)據(jù)以DICOM 格式進(jìn)行保存。 3D-TEE 數(shù)據(jù)在手術(shù)前即刻獲取：使用“3D ZOOM”功能獲取感興趣區(qū)域的三維原始數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換為DICOM 格式。 保存數(shù)據(jù)導(dǎo)入QLAB（音頻編輯）軟件（Philips Healthcare，Best，The Netherlands），以3DQ 模式分析。 選擇期相合適且清晰的圖像后以Cartesian DICOM 三維動態(tài)概念模型格式導(dǎo)出并保存。

1.2.4 評估方法 影像學(xué)數(shù)據(jù)測量主要使用Mimics（Materialise， Leuven， Belgium）軟件進(jìn)行。 利用多平面重建工具生成三個正交平面的圖像，右上為原始的橫斷面圖像，左上和左下分別為冠狀面和矢狀面圖像，圖中的紅線、黃線、綠線分別指橫斷面、冠狀面、矢狀面圖像的位置。 利用鼠標(biāo)和定位工具可對不同切面進(jìn)行選擇和定位。

1.2.4.1 主動脈瓣環(huán)的測量 調(diào)節(jié)三個正交平面之間的相互位置關(guān)系，至主動脈竇的三個最低點(diǎn)同時在橫斷面消失，所得到的平面即為主動脈瓣環(huán)平面。測量包括瓣環(huán)面積、瓣環(huán)周長、瓣環(huán)直徑-面積來源（area derived，Da）、瓣環(huán)直徑-周長來源（perimeterderived，Dp）、瓣環(huán)最長徑、瓣環(huán)最短經(jīng)等。

1.2.4.2 LVOT 測量 調(diào)整圖像位置，在瓣環(huán)平面下4～5 mm 處，同測量瓣環(huán)平面的方法對LVOT 進(jìn)行測量，得到LVOT 直徑。

1.2.4.3 竇管交界（sinus tube junction，STJ）測量調(diào)整圖像位置，至STJ 平面出現(xiàn)在橫斷面顯示框中，使用測量瓣環(huán)平面的方法對STJ 進(jìn)行測量，得到STJ直徑。

1.2.4.4 主動脈竇容積的測量 調(diào)整圖像位置，至竇部容積最大處出現(xiàn)在橫斷面，分別測量竇部中點(diǎn)至對側(cè)兩竇交界處的距離。

1.3 數(shù)據(jù)分析 使用SPSS 23.0 軟件。 所有數(shù)據(jù)都先行Kolmogorov-Smirnov 檢驗(yàn)驗(yàn)證正態(tài)性。 分類變量以例數(shù)（百分率）表示。 若數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布，連續(xù)性變量以（±s）表示，配對t檢驗(yàn)、Pearson 積差相關(guān)以及線性回歸分析用于兩組數(shù)據(jù)的比較和分析。若數(shù)據(jù)不服從正態(tài)分布，連續(xù)性變量以中位數(shù)和四分位數(shù)［Q（Q1，Q3）］表示，兩組間比較采用Wilcoxon 符號秩檢驗(yàn)，相關(guān)性采用Spearman 秩相關(guān)分析。P＜0.05 時認(rèn)為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 患者術(shù)前和術(shù)中結(jié)果 根據(jù)納入排除標(biāo)準(zhǔn)，篩選了78 例AS 行經(jīng)股動脈TAVR 的患者納入研究?；颊咝g(shù)前和術(shù)中基本信息見表1。

表1 患者基本情況和手術(shù)信息（n＝78）

2.2 瓣環(huán)與LVOT 測量 所有78 名患者的CT 和3D-TEE 圖像均符合瓣環(huán)和LVOT 的評估要求，測量數(shù)據(jù)均服從正態(tài)分布。 與CT 相比，3D-TEE 的測量結(jié)果顯著偏小、兩組數(shù)據(jù)相關(guān)性良好：收縮期LVOT直徑、舒張期LVOT 直徑、收縮期瓣環(huán)直徑-Da、舒張期瓣環(huán)直徑-Da 均有顯著性差異（P＜0.01）。 見表2。 圖1 顯示，收縮期和舒張期測量值的縱坐標(biāo)值絕大部分都在95%一致性界限范圍內(nèi)，顯示兩組數(shù)據(jù)具有良好的一致性。 利用直線回歸分析建立方程，即可得到3D-TEE 和CT 之間的直線關(guān)系，可以幫助從3D-TEE 的測量值中推斷出CT 的測量值（圖2）。

圖1 兩組心臟各部位收縮和舒張期測量數(shù)據(jù)一致性分析

表2 三維食道超聲和CT 測量主動脈瓣環(huán)及左室流出道的對比及相關(guān)性分析（n＝78，±s）

表2 三維食道超聲和CT 測量主動脈瓣環(huán)及左室流出道的對比及相關(guān)性分析（n＝78，±s）

注：Da：面積；LVOT：左室流出道；3D-TEE：三維經(jīng)食管超聲

項(xiàng)目收縮期3D-TEE CT R 值 P 值舒張期3D-TEE CT R 值 P 值瓣環(huán)直徑-Da（mm） 24.5±2.5 25.6±2.6 0.928 ＜0.01 23.3±2.9 24.9±2.6 0.859 ＜0.01 LVOT 直徑（mm） 27.5±3.9 28.4±3.8 0.824 ＜0.01 27.5±4.6 29.7± 4.5 0.710 ＜0.01

2.3 主動脈STJ 測量 全部78 名患者中，59 名為正常的三葉式主動脈瓣，另有19 名為二葉式主動脈瓣畸形。 排除19 名患者，僅對59 名三葉式主動脈瓣患者竇部進(jìn)行評估。 Wilcoxon 符號秩檢驗(yàn)顯示，兩組STJ 測量數(shù)據(jù)在收縮期與舒張期均存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，基于3D-TEE 的測量結(jié)果低于CT測量結(jié)果：收縮期STJ 直徑［33.6（31.3，40.6）mm vs. 33.5（29.6，42.0）mm，P＜0.01］；舒張期STJ 直徑［32.6（29.5，40.0）mm vs. 32.9（31.2，39.9 mm），P＝0.013］。 Spearman 秩相關(guān)分析顯示兩組測量數(shù)據(jù)具有良好的相關(guān)性，收縮期STJ 直徑（R＝0.970，P＜0.01）；舒張期STJ 直徑（R ＝0.947，P＜0.01）（圖2）。

圖2 兩組心臟各部位收縮和舒張期測量數(shù)據(jù)線性回歸分析

3 討 論

CT 是TAVR 患者術(shù)前評估的標(biāo)準(zhǔn)影像學(xué)手段［8-9］，CT 對血管和非血管組織具有清晰的分辨率，測量結(jié)果準(zhǔn)確可靠。 然而，對于腎功能不全、造影劑過敏或其他特殊情況的患者，CT 的應(yīng)用可能受限［7］。 一些需要緊急手術(shù)的血流動力學(xué)不穩(wěn)定患者亦無法進(jìn)行CT 掃描。 因3D-TEE 不會對人體造成傷害，被認(rèn)為是一種替代手段。 然而，高質(zhì)量3DTEE 成像對呼吸和心率的控制有非常嚴(yán)格的要求，并且容易受到鈣化和其他因素的干擾。 基于3DTEE 數(shù)據(jù)，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)測量方法。 目前研究發(fā)現(xiàn)，基于3D-TEE 的主動脈根部評估會低估測量結(jié)果并導(dǎo)致更高的并發(fā)癥發(fā)生率［8-10］。 然而，對這些差異的原因沒有令人信服的研究。 筆者發(fā)現(xiàn)，主動脈根部評估的研究中［6，8-10］，對CT 和3D-TEE 數(shù)據(jù)的分析使用了不同的軟件和方法，這種評估工具和方法的不一致可能是導(dǎo)致3D-TEE 評估準(zhǔn)確性差的原因之一。 此外，接受TAVR 手術(shù)的老年患者通常有嚴(yán)重的鈣化，這是影響圖像質(zhì)量的重要因素。 它對3D-TEE 的影響通常比對CT 的影響更嚴(yán)重。 據(jù)此，筆者懷疑鈣化的存在可能是導(dǎo)致3D-TEE 和CT評估之間存在顯著差異的另一個因素，從而影響3D-TEE 評估的準(zhǔn)確性。 為了驗(yàn)證3D-TEE 和CT 之間的測量差異是否是由軟件和方法的不一致引起的，使用了可用于分析CT 圖像和3D-TEE 數(shù)據(jù)的Materialise Mimics 軟件來避免可能的錯誤。 基于測量軟件如3mensio（Pie Medical Imaging BV， Maastricht，the Netherlands）的多平面重建功能的CT 掃描術(shù)前評估被認(rèn)為是TAVR 患者的金標(biāo)準(zhǔn)。 管腔和心肌／血管壁之間的明顯對比使得其在區(qū)分血管和非血管結(jié)構(gòu)方面具有顯著的性能優(yōu)越性。 然而，造影劑的使用和電離輻射的暴露限制了其在對造影劑過敏或腎功能不全的患者中的應(yīng)用。 需要緊急手術(shù)、房顫和腎功能衰竭患者，很難進(jìn)行增強(qiáng)CT 檢查，對于此類患者，通常選擇3D-TEE 作為術(shù)前檢查方法；同時，在TAVR 術(shù)中，3D-TEE 還可以作為術(shù)中實(shí)時監(jiān)控；3D-TEE 有望成為這些患者的CT 替代方法。 與CT 相比，目前還沒有成熟或統(tǒng)一的基于3D-TEE 的術(shù)前評估方法。 然而，由于測量結(jié)構(gòu)，如瓣環(huán)通常是橢圓形而不是完全圓形，由于測量徑線的不同，測量結(jié)果往往嚴(yán)重低估了結(jié)果。

盡管軟件有所改進(jìn)，但前述研究總體上表明，3D-TEE 的測量值仍明顯小于CT 的測量值。 假設(shè)，方法和軟件之間的不一致可能是導(dǎo)致測量差異的重要因素。 為了驗(yàn)證3D-TEE 與CT 的測量差異是否由于測量軟件和方法的不一致所引起，本研究利用既能閱讀CT 圖像也能分析3D-TEE 數(shù)據(jù)的Mimics 軟件對兩種類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以規(guī)避上述因素可能帶來的誤差，從而更精確的分析3D-TEE 評估的準(zhǔn)確性。

然而，最后的研究結(jié)果與預(yù)期并不完全一致，差異沒有顯著降低。 本研究發(fā)現(xiàn)，不論是利用收縮期圖像進(jìn)行測量還是利用舒張期圖像進(jìn)行評估，也不論是對主動脈瓣環(huán)、LVOT 的評估，還是對STJ、主動脈竇容積的評估，3D-TEE 的測量結(jié)果仍舊顯著小于基于CT 的評估結(jié)果，3D-TEE 評估的準(zhǔn)確性并沒有因?yàn)樯鲜鲆蛩氐母纳频玫浇y(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的提升，提示測量軟件和方法的不一致并非是導(dǎo)致兩者測量差異的主要因素。 盡管如此，它們之間的良好相關(guān)性和一致性仍然使我們能夠使用3D-TEE 作為TAVR 患者的術(shù)前成像數(shù)據(jù)，因?yàn)檫@些患者有CT 檢查的禁忌證。 嚴(yán)重的鈣化會嚴(yán)重影響3D-TEE 圖像的質(zhì)量，產(chǎn)生偽影，因此，理論上會阻礙測量并降低其準(zhǔn)確性。

雖然測量差異仍舊存在，本研究發(fā)現(xiàn)兩組數(shù)據(jù)之間存在著較為緊密的相關(guān)性和一致性，通過建立的直線方程，可以根據(jù)3D-TEE 的結(jié)果計(jì)算出CT 的測量值，對于CT 檢查禁忌的患者來說，如主動脈瓣疾病合并有腎功能不全患者，3D-TEE 仍然可以視為一種良好的術(shù)前評估替代資源，在進(jìn)行良好一致性的影像學(xué)評估的同時，避免引起過多并發(fā)癥，更有利于TAVR 手術(shù)的順利實(shí)施。

本研究中，大部分為三葉主動脈瓣（75.6%），而有19 例（24.4%）患者被診斷為二葉式主動脈瓣畸形，其在人群中的發(fā)病率約為0.5%～2%［11-13］，與正常的三葉瓣相比，二葉式主動脈瓣畸形的患者其主動脈瓣環(huán)以上平面直徑、主動脈瓣環(huán)平面直徑以及LVOT 直徑通常呈遞增趨勢而易導(dǎo)致術(shù)后瓣周漏［14-17］而術(shù)前需要準(zhǔn)確的影像學(xué)評估，并根據(jù)影像學(xué)提供的徑線測量數(shù)據(jù)以及原有病變瓣膜的性質(zhì)綜合判斷瓣膜型號的選擇、確定瓣膜釋放平面。

如何進(jìn)一步提高術(shù)前影像學(xué)評估的準(zhǔn)確性一直是臨床醫(yī)生所考慮的重要問題。 除了充分利用現(xiàn)有的影像學(xué)資源以外，3D 打印技術(shù)與醫(yī)學(xué)的結(jié)合可能會提供新的輔助作用［18-20］。

綜上，對于重度AS 患者， 3D-TEE 主動脈根部測值與金標(biāo)準(zhǔn)CT 測值具有較好的相關(guān)性和一致性。對于CT 檢查受限的患者，3D-TEE 可能成為術(shù)前影像評估的另一種選擇。 然而，由于樣本量限制，本研究具有一定的局限性，需要擴(kuò)大樣本量以及前瞻性研究以進(jìn)一步探討。