三維經(jīng)食管超聲心動圖評估人工機(jī)械瓣血管翳梗阻的臨床價(jià)值

余 璞 左 浩 段 茂 管 雪 殷亞飛 許 敏 黎清龍 徐亞麗

血管翳是人工瓣膜術(shù)后最常見的并發(fā)癥之一，當(dāng)患者出現(xiàn)血流動力學(xué)障礙時(shí)，常提示血管翳可能導(dǎo)致瓣膜梗阻［1］。經(jīng)胸超聲心動圖（transthoracic echocardiography，TTE）及二維經(jīng)食管超聲心動圖（two-dimensional transesophageal echocardiography，2D-TEE）常因機(jī)械瓣瓣架聲影的遮擋，無法全面、清晰地顯示人工瓣膜的形態(tài)，未能提供人工瓣膜梗阻的原因、梗阻部位及范圍等信息。本研究應(yīng)用三維經(jīng)食管超聲心動圖（three-dimensional transesophageal echocardiography，3D-TEE）對人工瓣膜進(jìn)行三維成像并定量檢測血管翳的三維結(jié)構(gòu)等參數(shù)，全面、立體、直觀地評估人工機(jī)械瓣血管翳部位、范圍及梗阻程度，并與血流動力學(xué)情況進(jìn)行相關(guān)性分析，旨在探討3DTEE評估人工瓣膜梗阻程度的臨床價(jià)值。

資料與方法

一、研究對象

選取2019年10月至2023年3月在我院再次手術(shù)并經(jīng)手術(shù)證實(shí)的人工瓣血管翳患者46例，包括單純?nèi)斯ざ獍暄荇?3例，單純?nèi)斯ぶ鲃用}瓣血管翳15例，人工二尖瓣及人工主動脈瓣重疊9 例；人工二尖瓣血管翳22 例，男4 例，女18 例，年齡31～68 歲，平均（52.82±10.40）歲，換瓣年限1～37 年，平均（16.55±8.40）年；人工主動脈瓣血管翳24 例，男3 例，女21 例，年齡24～71 歲，平均（52.21±10.57）歲，換瓣年限7～37 年，平均（14.83±7.59）年。納入標(biāo)準(zhǔn)：①人工二尖瓣口平均跨瓣壓差（mTPG）＞5 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa），人工主動脈瓣口mTPG＞20 mmHg［2-4］；②TTE、2D-TEE、3DTEE 及術(shù)中均診斷為血管翳；③TTE、2D-TEE、3DTEE 及手術(shù)資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：①三維圖像顯示不清晰；②相關(guān)病歷資料不全；③術(shù)中診斷為血栓或血管翳合并血栓。本研究經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)（2018-研第091-01），所有患者均知情同意。

二、儀器與方法

1.儀器：使用GE Vivid E95 彩色多普勒超聲診斷儀，M5Sc 經(jīng)胸探頭，頻率1.7～3.3 MHz；6VT-D 經(jīng)食管探頭，頻率4～8 MHz。

2.TTE 檢查：患者取左側(cè)臥位，同步連接心電圖，于左室長軸切面、大動脈短軸切面、心尖四腔心切面、心尖五腔心切面觀察有無血管翳等異?；芈?，并判斷異?；芈暤奈恢?、形態(tài)、大小、活動度等，觀察血流動力學(xué)情況，測量人工二尖瓣或人工主動脈瓣口mTPG。如患者瓣口流速明顯增快，瓣口mTPG 較以往超聲檢查明顯增加，則采用經(jīng)食管超聲心動圖進(jìn)一步檢查。

3.經(jīng)食管超聲心動圖檢查：患者取左側(cè)臥位，經(jīng)口腔輕柔插入食管探頭，深度25～40 cm，采用進(jìn)退、旋轉(zhuǎn)探頭，調(diào)節(jié)晶片角度、尖端屈曲等多方法結(jié)合，2DTEE掃查0°四腔心切面、90°左心兩腔心切面及135°左心長軸切面觀察人工二尖瓣，45°大動脈短軸切面、135°長軸切面觀察人工主動脈瓣的瓣膜形態(tài)、結(jié)構(gòu)、活動度、啟閉情況，以及瓣架位置是否正常、血管翳的厚度和位置等；于上述常規(guī)2D-TEE 切面基礎(chǔ)上，采用全容積成像進(jìn)行人工主動脈瓣或二尖瓣的三維圖像采集。常規(guī)采集5 個(gè)心動周期的動態(tài)圖像，啟用屏幕的二尖瓣（MV）、主動脈瓣短軸（Sox AV）快捷鍵直接進(jìn)行重點(diǎn)成像，調(diào)節(jié)圖像增益、亮度、對比度、平滑度等，將三維動態(tài)圖像存儲于儀器自帶離線分析系統(tǒng)。將動態(tài)圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)或平移，以垂直于人工二尖瓣或主動脈瓣同時(shí)平移切割避開其他組織掃查時(shí)獲得的圖像質(zhì)量最佳。于人工二尖瓣和人工主動脈瓣短軸切面觀察外科視野血管翳的象限分布及環(huán)繞瓣環(huán)角度（以下簡稱環(huán)繞角度），手動勾畫測量血管翳環(huán)繞瓣環(huán)的面積（以下簡稱血管翳面積）、血管翳內(nèi)面積（即血管翳內(nèi)側(cè)輪廓線內(nèi)的瓣口面積）、血管翳外面積（即血管翳外側(cè)輪廓線內(nèi)的瓣膜面積）；同時(shí)測量瓣膜外徑（D）、血管翳寬度（W），其中W 定義為任意一條徑線上受累的血管翳厚度（THK）之和的最大值，將徑線上瓣環(huán)兩端血管翳的厚度分別記為THK1、THK2，當(dāng)血管翳環(huán)繞角度≥180°時(shí)，THK1 為徑線上瓣環(huán)一側(cè)血管翳的厚度，THK2 為徑線上瓣環(huán)對側(cè)血管翳厚度，W=THK1+THK2；當(dāng)血管翳環(huán)繞角度＜180°時(shí)，THK1為徑線上血管翳的厚度，THK2 記為0，W=THK1。見圖1。并計(jì)算血管翳內(nèi)面積與血管翳外面積比值及W/D。所有參數(shù)均重復(fù)測量3 次取平均值。所有圖像均由具有5年以上經(jīng)食管超聲心動圖檢查經(jīng)驗(yàn)的超聲醫(yī)師嚴(yán)格按照三維圖像規(guī)范采集。全程同步Ⅱ?qū)?lián)心電圖監(jiān)視。

圖1 人工二尖瓣3D-TEE參數(shù)測量示意圖

4.評價(jià)指標(biāo)：參考人工瓣膜指南［2-4］中瓣膜梗阻程度分級，以mTPG 為主要評價(jià)指標(biāo)：①人工主動脈瓣膜可疑梗阻即20 mmHg＜mTPG≤35 mmHg，顯著梗阻即mTPG＞35 mmHg；②人工二尖瓣膜可疑梗阻即6 mmHg＜mTPG≤10 mmHg，顯著梗阻即mTPG＞10 mmHg。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

應(yīng)用SPSS 26.0 統(tǒng)計(jì)軟件，計(jì)數(shù)資料以例或率表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)或Fisher 確切概率法。3DTEE 參數(shù)與mTPG 的相關(guān)性分析采用Pearson 相關(guān)分析法。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié)果

人工二尖瓣及人工主動脈瓣血管翳患者再次手術(shù)前臨床特征見表1。

表1 人工二尖瓣及人工主動脈瓣血管翳患者再次手術(shù)前臨床特征

一、人工二尖瓣及人工主動脈瓣血管翳最厚處象限分布

3D-TEE 檢測人工瓣血管翳最厚處象限分布見表2。人工二尖瓣血管翳最厚處多位于左后象限（36.36%，8/22），人工主動脈瓣血管翳最厚處多位于右前象限（79.17%，19/24）。與術(shù)中結(jié)果對照，46 例患者中41 例（89.13%）血管翳最厚處象限分布與術(shù)前3D-TEE 觀察到的結(jié)果一致。

表2 3D-TEE檢測人工二尖瓣及人工主動脈瓣血管翳最厚處象限分布例

二、人工二尖瓣及人工主動脈瓣血管翳3D-TEE參數(shù)與mTPG的相關(guān)性分析

人工二尖瓣及人工主動脈瓣血管翳3D-TEE參數(shù)、mTPG見表3。人工主動脈瓣血管翳患者血管翳內(nèi)面積與血管翳外面積比值、W/D、血管翳面積均與mTPG具有良好的相關(guān)性（r=-0.782、0.820、0.741，均P＜0.001）；人工二尖瓣血管翳內(nèi)面積與血管翳外面積比值、W/D、血管翳面積均與mTPG 具有良好的相關(guān)性（r=-0.793、0.878、0.806，均P＜0.001）。

表3 人工二尖瓣及人工主動脈瓣血管翳3D-TEE參數(shù)、mTPG

三、血管翳瓣膜梗阻程度與環(huán)繞角度的關(guān)系

1.22 例人工主動脈瓣血管翳患者中，瓣膜顯著梗阻19 例，mTPG 為（48.48±11.70）mmHg，其中血管翳環(huán)繞角度≥180°者18 例，占比為94.74%；瓣膜可疑梗阻5 例，mTPG 為（27.60±3.85）mmHg，其中血管翳環(huán)繞角度≥180°者1 例，占比為20.00%；人工主動脈瓣顯著梗阻者血管翳環(huán)繞角度≥180°占比顯著高于可疑梗阻者，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.002）。3D-TEE 檢測結(jié)果均與術(shù)中人工主動脈大體標(biāo)本觀察結(jié)果一致，見圖2。

圖2 人工主動脈瓣血管翳患者（女，55歲）3D-TEE圖像與術(shù)中標(biāo)本對照

2.24例人工二尖瓣血管翳患者中，瓣膜顯著梗阻15 例，mTPG 為（17.01±5.56）mmHg，所有患者血管翳環(huán)繞角度均≥180°，占比為100%；可疑梗阻7 例，mTPG 為（7.14±1.46）mmHg，其中血管翳環(huán)繞角度≥180°者1例，占比為14.29%；人工二尖瓣顯著梗阻者血管翳環(huán)繞角度≥180°占比顯著高于可疑梗阻者，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001）。3DTEE檢測結(jié)果均與術(shù)中人工二尖瓣大體標(biāo)本觀察結(jié)果一致，見圖3。

圖3 人工二尖瓣血管翳患者（女，57歲）3D-TEE圖與術(shù)中標(biāo)本對照

討論

血管翳是人工瓣膜功能障礙最常見的并發(fā)癥之一，人工機(jī)械瓣血管翳形成發(fā)生率為0.73%～1.80%［5-6］。其生長常從瓣周組織與人工瓣瓣架之間的接觸點(diǎn)擴(kuò)散到瓣葉及瓣環(huán)，圍繞瓣環(huán)呈環(huán)形生長。血管翳從瓣膜置換術(shù)到瓣膜功能障礙發(fā)生時(shí)間較長，本研究中人工主動脈瓣換瓣年限為（14.83±7.59）年，人工二尖瓣換瓣年限為（16.55±8.40）年。癥狀進(jìn)展性發(fā)作，晚期會導(dǎo)致瓣膜梗阻、瓣葉不能正常啟閉運(yùn)動等［7］。TTE 為觀察人工機(jī)械瓣血管翳的首選檢查方法，然而其受金屬瓣膜后方強(qiáng)回聲所致的聲能衰減影響，在評估人工瓣血管翳方面具有局限性。而經(jīng)食管超聲心動圖在評估人工瓣膜細(xì)節(jié)方面則較TTE 更優(yōu)異，但應(yīng)用2D-TEE 觀察血管翳圖像很難顯示全貌，僅能觀察到某一個(gè)切面，在觀察血管翳范圍時(shí)常被低估［8］。3D-TEE 可對人工二尖瓣及人工主動脈瓣進(jìn)行立體成像，從TTE 及2D-TEE 不能獲得的角度、方位觀察人工瓣膜及其血管翳，并能更直觀地觀察到人工瓣膜的毗鄰關(guān)系、形態(tài)、結(jié)構(gòu)、啟閉狀態(tài)及血管翳最厚處象限分布等［9］。本研究術(shù)中觀察到89.13%（41/46）的患者血管翳最厚處象限分布與術(shù)前3D-TEE 觀察到的結(jié)果一致，表明在3D-TEE 圖像上直接勾畫并測量血管翳及其人工瓣膜是可行的，為3D-TEE 準(zhǔn)確測量W 及評估瓣膜梗阻程度奠定了理論基礎(chǔ)。既往研究［10-13］在3D-TEE 圖像上直接勾畫測量人工瓣膜的有效面積，該方法與瓣膜制造商提供的面積及其使用平衡方程計(jì)算的有效瓣口面積均存在較好的一致性。將該方法延伸到本研究3D-TEE 參數(shù)的測量中，可以為臨床準(zhǔn)確評估瓣膜梗阻程度、了解病情把握手術(shù)時(shí)機(jī)提供更多重要信息。

雖然3D-TEE 在觀察血管翳方面較2D-TEE、TTE更具優(yōu)勢，但截至目前，應(yīng)用3D-TEE 對血管翳進(jìn)行觀察，以及定性、半定量、定量評估等方面的研究相對較少，血管翳生長范圍與瓣膜梗阻的關(guān)系尚未明確。本研究應(yīng)用3D-TEE 對人工瓣膜進(jìn)行三維成像并定量檢測血管翳的相關(guān)參數(shù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)人工主動脈瓣血管翳內(nèi)面積與血管翳外面積比值、W/D、血管翳面積均與mTPG 具有良好的相關(guān)性（r=-0.782、0.820、0.741，均P＜0.001）；人工二尖瓣血管翳內(nèi)面積與血管翳外面積比值、W/D、血管翳面積均與mTPG 具有良好的相關(guān)性（r=-0.793、0.878、0.806，均P＜0.001）。其中以W/D 與mTPG 的相關(guān)性最強(qiáng)，與Ha 等［14］研究中血管翳范圍與人工瓣血流動力學(xué)相關(guān)的結(jié)果基本一致，該研究認(rèn)為mTPG 受血管翳厚度與瓣膜內(nèi)徑比值的影響最大，然而該研究為粒子圖像測速法體外實(shí)驗(yàn)，血管翳模型設(shè)計(jì)為均一厚度，未考慮血管翳生長形狀并不規(guī)則，且僅測量血管翳一側(cè)的厚度以反映血流動力學(xué)變化，故不夠精確。本研究從顯示受累血管翳厚度之和的最大值的徑線上測量W，通過選取任意一條徑線上受累的血管翳厚度THK1與THK2之和的最大值定義為W，再分析W/D 與mTPG 的相關(guān)性，較Ha等［14］研究結(jié)果準(zhǔn)確性更高。本研究還發(fā)現(xiàn)，人工主動脈瓣、人工二尖瓣顯著梗阻者3D-TEE 所測血管翳環(huán)繞角度≥180°占比均顯著高于可疑梗阻者，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.01），與Ha等［14］及Koo 等［15］研究結(jié)果基本一致，提示血管翳環(huán)繞角度≥180°時(shí)更易引起瓣膜的顯著梗阻。可見通過檢測血管翳3D-TEE 參數(shù)能更準(zhǔn)確量化血管翳的范圍，評估人工瓣膜梗阻程度，為臨床及時(shí)處理并準(zhǔn)確把握手術(shù)時(shí)機(jī)提供了重要依據(jù)。雖然再次心臟瓣膜手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)大，但只要術(shù)前充分了解瓣膜情況，結(jié)合TTE、經(jīng)食管超聲心動圖檢查準(zhǔn)確評估瓣膜梗阻程度，了解血管翳位置、范圍及形態(tài)等，準(zhǔn)確把握手術(shù)時(shí)機(jī)，能較大程度地降低手術(shù)死亡率及并發(fā)癥發(fā)生率，術(shù)后短時(shí)間內(nèi)即可改善心功能，提高患者的生活質(zhì)量及存活率［16-17］。但是，上述參數(shù)能否運(yùn)用于臨床決策尚待今后前瞻性研究的深入闡述。

本研究的局限性：①為單中心研究，且樣本量較小；②本研究所有數(shù)據(jù)均由同一人測量，可能影響真實(shí)性；③人工瓣膜3D-TEE 圖像受瓣膜金屬聲影、二維圖像欠清晰等影響，可能會出現(xiàn)三維假象；④對三維圖像的質(zhì)量要求較高，需從事經(jīng)食管超聲心動圖操作經(jīng)驗(yàn)豐富的超聲醫(yī)師進(jìn)行操作及采集圖像，以確保圖像質(zhì)量的穩(wěn)定性。

綜上所述，3D-TEE 在評估人工機(jī)械瓣血管翳梗阻程度方面具有重要作用，其中3D-TEE 定量參數(shù)包括血管翳面積、血管翳內(nèi)面積與血管翳外面積比值及W/D 均能準(zhǔn)確判斷人工瓣血管翳有無梗阻及其程度，尤以W/D更佳。