实时三维经食道超声心动图在二尖瓣成形术中应用的研究进展

王 冰 吕冬梅 (吉林大学白求恩第二医院电诊科，吉林 长春 130041)

实时三维经食管超声心动图(RT-3D-TEE)是2007年新兴的一种检查技术，RT-3D-TEE是将食管超声与实时三维技术的优势相结合，它能够提供心脏各部位的实时动态图像，图像清晰、立体感强，与实体解剖形态十分相近。术中经食管超声因其不干扰手术视野，可实时监测手术过程等优点而广泛用于心血管外科手术。尤其在二尖瓣病变的术前诊断、术中监测及术后评估中有着极为重要的价值。本文就RT-3D-TEE在二尖瓣成形术前及术中监测方面的进展作一综述。

1 RT-3D-TEE主要成像模式

RT-3D-TEE所采用的新一代矩阵探头含有2 500个独立传感器，其覆盖了整个探头表面，采用容积扫描技术〔1〕，能同时提供心脏多个平面的二维信息，从而达到实时三维成像的目的。新型的Philips x 7-2t三维矩阵经食管超声探头可在iE33的仪器系统下进行频率范围为7～2 MHz的经食管超声扫描。其主要的成像模式包括实时三维成像(Live3D)、局部放大三维成像(3Dzoom)、双平面成像(×plane)、全容积成像(Full Volume)、三维彩色血流容积成像(3D Color Doppler)以及分层图像(islice)技术。不同的三维成像模式各有其特点〔2〕，实时三维成像模式空间和时间分辨率均较高，但显像区域有所限制，适合引导实时心脏操作;三维放大模式具有相对适中的空间和时间分辨率，在显示及评价二尖瓣方面更有独到的优势，适合进行解剖观测;而三维全容积模式空间分辨率较高，能提供较大的显像区域，其可以配合高级分析软件对心脏容积、二尖瓣解剖进行深入的分析，但时间分辨率差，可能出现重组时的伪影。Islice技术则可对全容积图像进行任意深度、任意厚度的薄层智能断层成像，可达到类似MR I的图像效果。

2 RT-3D-TEE 在二尖瓣成形术前诊断中的应用价值

二尖瓣成形术(mitral valvuloplasty)是外科治疗二尖瓣关闭不全的有效方法之一，其最大的优点是保留了自体瓣膜及瓣下结构，保护了左心室结构的完整性，保证了左心室的收缩功能〔3〕。由于二尖瓣成形术后患者不需要终身服用抗凝药物，术后血栓形成、出血和感染的发生率较低〔4，5〕，从远期结果看二尖瓣成形术亦优于二尖瓣置换术。因此，对二尖瓣关闭不全的患者可根据具体情况选择二尖瓣成形术。

二尖瓣装置包括:瓣环、瓣叶、腱索、乳头肌。二尖瓣的功能依赖于瓣膜各结构间的完整和协调，任何一个结构受损都可以导致二尖瓣关闭不全(mitral insufficiency)，出现不同程度的二尖瓣反流(mitral regurgitation，MR)。MR按病因分类可分为退行性、缺血性、心内膜炎性、风湿性、先天性疾病等;按功能分类可分为:瓣叶活动正常，但瓣环扩大或穿孔;瓣膜脱垂合并腱索断裂;瓣叶活动受限导致关闭时有裂隙。在发达国家，退行性瓣膜疾病已取代风湿病成为导致瓣膜反流的主要原因，我国二尖瓣退行性变发病有增加趋势，二尖瓣成形术是大多数退行性MR的标准治疗方法。二尖瓣脱垂(MVP)是导致二尖瓣关闭不全的重要原因，由于其常见而多变的特点，将在后面单独讨论。

对于二尖瓣形态，病变定位及反流机制进行详细的评估直接关系到手术方式的选择以及患者的预后。2D TEE对复杂二尖瓣疾病的诊断往往依靠操作者的经验，因此准确性、敏感性及特异性均明显降低。RT-3D-TEE在瓣膜成形术前，可以完全了解将要成形瓣膜、瓣下结构、瓣口面积和瓣环的扩张程度等，进一步明确造成瓣膜关闭不全的原因和机制，协助外科医生制定适合患者的具体手术方案。术前通过Live-3D TEE对二尖瓣的三维成像，可从任意角度实时观察瓣膜和其附属器的形态、数目、运动，可以完全从术者的视角观察瓣膜，模拟手术路径拟定手术方式。Mukherjee等〔6〕的研究显示RT-3D-TEE对引起MR的MV病变区的定位准确性显著高于2D TEE，特别是评估进行性多灶性白质脑病(PML)(后叶)病变时，RT-3D-TEE的准确率达到100%，而 2D TEE仅65% ～69%。Sugeng等〔7〕对47名二尖瓣病变患者进行了RT 3D TEE检查并与手术结果比较，发现RT-3D-TEE对二尖瓣各瓣区病变的诊断准确性达到96%，明显优于2D TEE。风湿性二尖瓣病变、感染性心内膜炎等也是导致二尖瓣关闭不全常见原因。RT-3D-TEE能清晰显示不易被经胸超声发现的瓣膜赘生物及血栓，其位置、数目、大小及瓣周受累情况亦可直观显示。RT-3D-TEE能从左房侧观察二尖瓣狭窄瓣口的整体形态与面积，清晰显示瓣叶关闭裂隙以及反流束的空间形态〔8〕。袁莉等〔9〕分别应用二维超声心动图法、多普勒压差降半时间法(pressure half time，PHT)及RT-3D-TEE对24例风湿性二尖瓣狭窄患者的二尖瓣口面积与术中所测二尖瓣最大开放面积比较，结果显示RT-3D法所测二尖瓣口面积与标本测值一致性良好，相关性也优于其他超声心动图方法。

MR可以是中心性或偏心性反流，对反流性质及反流量的术前评估直接关系到术式的选择。传统二维超声心电图在评价MR的严重程度和病因方面有一定的局限性，且受Coanda效应对反流束的影响，会对偏心反流造成低估〔10〕。近年来，RT-3D与CDFI技术相结合，可实时显示MR的位置、空间分布及反流束的三维形状。有研究显示，RT-3D-TEE可以提供偏心性反流的不规则的几何形态〔11〕，确定反流束与左心房的空间关系，并对其进行准确测量。Saiki等报道在术中应用TEE CDFI对42例二尖瓣成形患者术后效果评价，结果40例术中TEE显示没有MR或轻微MR者(反流面积≤ 2 cm2)，近期及远期TEE结果与术中TEE结果相同。2例术中TEE显示轻度MR的患者，在术后3个月TTE显示了中度MR。诸多学者〔12〕的研究表明，反流束容积是一项定量评估瓣膜反流程度的准确指标。Sugeng等〔13〕采用3D-TEE CDFI技术观察46名MR情况，研究结果显示该技术可以直观立体的显示二尖瓣反流束空间位置，特别是对偏心反流束及多重反流束的评估明显优于传统CDFI法。RT-3D CDFI能准确测量反流束容积，与MRI测量结果相关性良好。

MVP可以是原发性的〔14〕，也可以继发于感染性心内膜炎、冠心病、风湿性心脏病、结缔组织病等，另外腱索断裂也是导致MVP的常见原因。以往二维经食管超声心动图虽能显示MVP的部位及有否腱索断裂，但对于二尖瓣多区脱垂病变的定位仍然较困难;且当合并有多个腱索断裂时，经胸超声因各种因素影响，准确性不高。MVP部位的确切定位对于外科选择修复二尖瓣的部位和方法至关重要。与二维超声显像比较，RT-3D-TEE对MVP的诊断更敏感〔4〕。使用3D Zoom模式获取实时二尖瓣立体图像，经快速处理后能从左房侧鸟瞰二尖瓣全貌，旋转图像使主动脉瓣位于12点钟位置与外科医师的手术视野一致。利用实时全容积成像模式，可显示脱垂的前叶瓣体与后叶收缩期对合点的立体形态、空间位置关系。这种立体的显像方式便于超声医师与外科医生的交流，为心脏外科医生提供更加直观、详实的信息，指导制定最佳手术方案。

Grewal等〔8〕对42例因二尖瓣关闭不全进行外科手术的患者进行了术中2D-TEE和RT-3D TEE检查，RT-3D-TEE在诊断P1、A2、A3区域的瓣膜脱垂及双叶多区脱垂病变的准确性优于2D-TEE，对P3、A3区域病变的判断较2D-TEE更为敏感，在诊断A1区域病变及腱索断裂方面两者的正确率相似。尤其是对不易被二维超声发现的瓣叶交界处的脱垂，RT-3D-TEE的优势更明显。RT-3D-TEE能够让外科医生在心脏充盈和不停跳的状态下直观清晰地观察二尖瓣的立体结构，在二尖瓣患者手术方式的选择及术后观察瓣膜功能等方面发挥重要作用。

MVP面积大小与手术方法选择有直接关系，脱垂面积较小的患者，适宜行二尖瓣成形术，反之适宜行换瓣术〔15〕。目前RT-3D-TEE能够定量获得二尖瓣叶的各项参数〔16〕，包括前、后叶面积、前、后叶长度、对合线长度、穹窿高度、穹窿容积、前、后叶与瓣环的夹角、前叶与后叶的夹角等，使术前定量评价二尖瓣叶病变情况成为可能。研究表明MVP组瓣叶面积和长度均较正常对照组增大(P＜0.05)。MVP时瓣叶未受累区域仍保持正常的闭合，所以瓣叶的穹窿高度和容积以及前、后叶与瓣环的角度与正常组比较无差异。Little等〔17〕研究表明无论何种病因引起MR的患者都会有瓣环的扩大，但是与功能性MR相比，尽管MVP时瓣环扩张瓣叶增大，但是却保留了瓣环的功能，即马鞍形结构。这样提示外科医师针对不同病因的MR患者选择不同种类的二尖瓣环，为心脏外科医生提供更多详实的信息，指导制定最佳手术方案。潘翠珍等〔18〕对6名MVP患者行RT-3D TEE检查，诊断准确率100%，其中一例补充诊断为二尖瓣穿孔缺损;利用QLAB中二尖瓣定量分析软件(MVQ)可以定量测量MVP的高度和脱垂的面积，对外科拟定自体瓣膜成形术手术方案有很大帮助，将指导外科合理地选择术式，这是其他超声检查技术目前还无法做到的。

3 实时三维经食道超声心动图在二尖瓣成形术中的应用价值

二尖瓣成形术的疗效评价是手术的关键步骤，成形后左室注水试验是检验成形效果简单可靠的方法，注水试验观察反流部位、瓣口对合状态，但可能会高估或低估反流量〔19〕，且此时心脏处于静止状态，与生理状态下的心脏有较大的差异。二尖瓣成形术后通过TEE可以清晰显示瓣口对合情况或人工瓣膜启闭情况，在心脏复跳体外循环转流停机后，血压良好以及心跳有力的情况下，观察瓣口有无反流对判断二尖瓣成形术的效果更为准确可靠。RT-3D-TEE能够判断反流信号起始部位与瓣环的空间位置关系，分析残余反流的原因及程度，对术后仍有明显瓣叶脱垂者，可再次转流进行修复，直至获得满意效果，最大程度地为患者保留其自身瓣叶;对于成型术后仍然存在严重瓣膜反流或引起瓣膜狭窄者，可立即进行人工瓣膜置换术〔20〕，避免二次手术，从而提高了手术的成功率。3D-TEE是二尖瓣成形术中常用的监测手段，刘艳娜等〔21〕对60名MVP患者行术中3D TEE监测，38例二尖瓣成形效果良好，未见反流信号，余22例均有不同程度反流，其中7例因重度反流改行二尖瓣置换术。马宁等〔22〕应用RT-3D-TEE监测了10例MVP患者，术后观察修复瓣膜功能，除一例因残存中度MR行二次修复外，其余患者均未探及明显反流信号。RT-3D TEE在关胸前即刻评价成形后瓣膜及置入瓣膜的功能并检出可能存在的异常，在二尖瓣病变患者手术方式的选择及术后观察瓣膜功能方面发挥了重要作用。

RT-3D-TEE能够清晰显示二尖瓣成形术后成形环的全景观，以及人工瓣环的空间形态和缝合线的部位;对于二尖瓣机械瓣和生物瓣的瓣环、瓣架、瓣叶和血流信号，RT-3D-TEE克服了机械瓣金属回声的干扰，使瓣叶和瓣周显示更清晰，便于区分功能性反流与瓣周漏。TEE是一种术中即刻评价瓣膜病治疗效果的非常理想的超声技术，在成形术完成心脏复跳后，即刻就能对已成形的瓣膜功能作出可靠的评估，对成形后瓣膜及置入瓣异常进行及时有效的纠正，减少二次开胸率，使心外科医师对手术的成功更有信心和依据，从而提高手术成功率。

二尖瓣成形术后心脏复跳后关胸前，及时全面地监测和评价左心功能是TEE的重要功能之一，左室的容量和射血分数是左心功能的重要指标，二维TEE主要采用双平面辛普森法测量左心室射血分数，用肉眼观察局部室壁运动和收缩协调性，但测定的射血分数依赖于几何假设。RT-3D-TEE全容积模式计算射血分数无需进行几何假设，通过3DQA定量分析软件对左心室内膜面的自动追踪，精确评价局部室壁运动异常及左心收缩的协调性。国内谭静等〔23〕对二尖瓣环与左室收缩功能的相关性进行研究，描述了二尖瓣环在一个完整心动周期内的形态和运动变化规律，发现左室容积是二尖瓣环大小的决定因素，二尖瓣环在心动周期的旋转角度与射血分数呈正相关。此外，应用MVQ软件，RT-3D-TEE还能对二尖瓣成形术前、术后整体进行量化研究，由于手术加上了人工瓣环固定和环缩，因此术后瓣环、瓣叶的大小，以及前后瓣接合处长度均较术前减小。瓣口血流速度、有效开放面积和平均跨瓣压差是瓣膜功能评价中必要的定量指标。应用RT-3D-TEE CDFI及频谱多普勒可以实时地对瓣口血流动力学作出定量评价。

4 讨论

RT-3D-TEE在二尖瓣病变的围术期及术前术后的评估方面的显著优势使这一新技术广泛应用于临床工作，结合MVQ软件，可以便捷地对二尖瓣进行定量分析，从而无创地获取更丰富的图像信息来综合选择手术方式。但此技术也存在一些局限性，如其时间及空间分辨率较低，图像质量易受患者心律不齐、呼吸运动的影响，对于三尖瓣、主动脉瓣及远场的心内结构显示欠满意等。随着超声影像技术的不断发展，RT-3D-TEE将得到进一步的完善，将在导管二尖瓣成形、主动脉瓣置换及瓣周漏封堵等微创介入手术方面有广阔的应用前景。

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