二尖瓣反流的二尖瓣环三维构型改变分析

武彦廷 陈 瑶 刘志跃 刘 怡 陈 明

二尖瓣反流（mitral regurgitation）是一类常见的心脏疾病，它可伴随多种心脏疾病而发生。除了二尖瓣叶病变可发生二尖瓣反流外，二尖瓣装置的病变也可引起二尖瓣反流，其中二尖瓣环的扩张和变形是产生二尖瓣反流的重要病理生理机制之一[1]，也是目前外科及介入手术治疗二尖瓣反流的干预目标。以往的研究已知二尖瓣环形态变化会导致二尖瓣反流[2]，但是过去受影像学手段的限制，较少从三维形态学的角度来认识二尖瓣环形态变化在二尖瓣反流机制中的作用，本文采用实时三维超声（real-time threedimensional ultrasound，RT-3DE）探讨不同程度二尖瓣反流的二尖瓣环形态变化。

方 法

1. 研究对象

选取 2009年7月～2010年12月就诊于同济大学附属东方医院心脏中心的二尖瓣反流患者41例，包括男性21例，女性20例，年龄介于11岁～82岁之间（平均58.56±17.50岁）。采用彩色多普勒二尖瓣反流面积与左心房面积的比值评估二尖瓣反流程度[3]，对二尖瓣反流患者进行分组，将彩色多普勒示反流面积为＜20%定义为轻度反流组；将彩色多普勒示反流面积＞40%定义为重度反流组。本文轻度反流组18例，男10例，女8例，年龄25岁～76岁之间（平均54.56±14.12岁）；重度反流组23例，男11例，女12例，年龄11岁～82岁之间（平均61.70±19.49岁）。另随机选取年龄、性别相仿的健康人21例为对照组，年龄14岁～75岁之间（平均50.67±15.79岁），纳入标准为彩色多普勒超声检查二尖瓣均无反流者，其中男13例，女8例。均通过病史询问、体检、胸片、心电图、超声心动图、血尿常规及生化检验等辅助检查，排外了心血管疾病及可能影响心血管系统的其他慢性疾病。

2. 仪器和方法

2.1 仪器：飞利浦IE33超声诊断仪，使用S5-1二维探头，频率1～5MHz。

2.2 二维超声方法：受检者取左侧卧位，先行二维超声检查并采集图像，计算出左心室长轴舒张期末径（LVDd）、左心室收缩期末径（LVDs）、左房内径（LAD）、左室射血分数（EF）。

2.3 实时三维超声方法：使用X3-1探头，频率1～3MHz，于心尖四腔观得到理想的左心室图像后，启动“Full Volume”功能键，显示屏幕上出现左右排列的两幅互为正交的二维图像后，尽量使两者包容整个左心室。嘱受检者屏气，经心电图自动触发，采集三维图象。将所有图像存储于超声诊断仪硬盘或DVD光盘中。三维数据库分析：将原始资料三维图像输入德国TomTec公司生产的图像工作站处理，计算机根据二维图像各自所处的空间位置进行重组，每个切面用降噪、边缘增强和空间伪像消除等方法把心脏结构和心腔及其背景以灰阶的方式区别开来。根据所要显示心内结构的部位在整个图像中的位置，在参考切面收缩早期停帧，通过调节空间旋转，面旋转和平行方向上的位置，使心脏图像心尖朝下，提供显示瓣膜，瓣环形态的最佳视角。软件自动将二尖瓣环做16等份，手动标记每个等份点在收缩早期二尖瓣环位置（图1A），软件自动将二尖瓣关闭线等份8等份点，手动标记二尖瓣关闭线的位置（图1B）。

最终得出二尖瓣环、二关瓣关闭线的空间位置结构（图2）。

2.4 二尖瓣环三维图像测量：将三维二尖瓣环图像调节到由左心房向左心室方向看，显示出清晰的二尖瓣及瓣环的三维结构。分别测量出二尖瓣环三维前后径（AP）、三维交界径（CC）、三维前外后内径（ALPM）、前瓣环长度（AAL）、后瓣环长度（PAL）、三维瓣环周长（AC）、非平面角度（NPA）、二尖瓣关闭线二维投影长度等各参数数据，软件将自动计算出瓣环面积（MAA）、瓣环球形指数（SI）、二尖瓣关闭线三维长度的数值（图3）。

3. 统计学处理

采用Excel建立数据库，使用SPSS13.0软件时行统计学分析。构成比的比较用卡方检验。计量资料采用K-S检验正态性，计量资料三组间比较用bartlet法进行方差分析，组间两两比较采用LSD法，P＜0.05认为有统计学意义。

结 果

1. 左心一般功能

从表1中可以看出，轻度反流组与对照组相比，LVDd、LAD均增大，差异具有统计学意义（P＜0.05），LVDs、EF差异无统计学意义（P＞0.05）；重度反流组与对照组相比，LVDd、LVDs、LAD增大，EF减低，差异具有统计学意义（P＜0.05）。重度反流组与轻度反流组比较，LVDd、LVIDS、LAD、EF差异无统计学意义。

表1 病例组及对照组左心功能参数的对比

图1 A.示三维图像软件自动绘制出二尖瓣环的空间位置点的方法。B.示手动标记二尖瓣关闭线8等份点的位置。

图2 实时三维二尖瓣环及二尖瓣关闭线的空间位置结构。图3二尖瓣环三维图像测量。AP：二尖瓣环瓣环三维前后径，CC：瓣环三维交界径、ALPM：瓣环三维前外后内径，AAL：前瓣环长度，PAL ：后瓣环长度，AC：前瓣环长度与后瓣环长度之和，NPA：瓣环非平面角度。

图4 左图为对照组的二尖瓣环三维结构图，中为轻度反流组二尖瓣环三维结构图，右为重度反流组的三维结构图。轻度反流组因NPA增大，瓣环角度趋于低平，重度反流组因AP 、ALPM 进一步增大，从三维结构图看二尖瓣环的角度低平，失去了正常二尖瓣环的马鞍状特征。

图5 A为一例轻度反流患者的AP、ALPM。B为一例重度反流患者的AP、ALPM示意图，可见重度反流组的AP、ALPM均明显增大。AP：二尖瓣环瓣环三维前后径，ALPM：三维前外后内径。

2. 二尖瓣环相关参数比较

正常对照组21例的二尖瓣环三维构型均呈马鞍形态，并在整个心动周期中始终保持此形态。轻度反流组的二尖瓣环三维构型也呈马鞍形态，且在整个心动周期中保持马鞍形。重度反流组的二尖瓣环在整个心动周期中，偏扁平圆形（图4）（表2）。

轻度反流组、重度反流组与对照组三组间比较，SI、二尖瓣关闭线二维投影长度、二尖瓣关闭线三维投影长度无统计学差异（P＞ 0.05），AP、CC、ALPM、NPA、AAL 、PAL、AC、MAA差异有统计学意义（P＜ 0.05）。

轻度反流组与对照组比较，AP、CC、ALPM、PAL、AC、NPA 、MAA增大，差异有统计学意义（P＜ 0.05）。重度反流组与对照组比较，不仅AP、CC、ALPM、NPA、MAA、PAL、AC较正常组增大，同时AAL也较正常组增大，并且AP、ALPM较轻度反流组进一步增大（P＜0.05）（图5），差异均具有统计学意义（P＜0.05)。

表2 实时三维超声测量二尖瓣环、关闭线三维结构参数表

讨 论

二尖瓣反流可发生于多种心脏疾病，也可以是多种心脏病的继发性改变。除了瓣叶组织病变外，二尖瓣装置形态及结构的改变也是二尖瓣反流发病的重要因素，二尖瓣装置是一个极为精细且复杂的结构。正常的二尖瓣装置，尤其是正常的二尖瓣环对维持二尖瓣的功能具有重要作用，二尖瓣环结构变化及功能障碍均可造成二尖瓣反流，严重者甚至会导致病症发作乃至死亡[1]。二尖瓣环的扩张和变形是产生二尖瓣反流的重要病理生理机制之一，正确认识二尖瓣环的形态变化对制定外科手术或介入治疗二尖瓣反流，具有重要临床价值。目前，RT-3DE可精确显示二尖瓣环空间几何形态，显示瓣叶病变部位、范围，甚至显示附着物等细小结构，也能精确显示二尖瓣环的空间结构[4]，因此本研究采用RT-3DE探讨二尖瓣环结构改变在病理性二尖瓣反流中产生的机制。

本研究证实正常人的二尖瓣环三维结构的特点为一非平面的“马鞍”形结构，其形态在心动周期中始终保持“马鞍”结构，其前外侧、后内侧两个联合位置较低，前瓣及后瓣的附着缘位置较高，与文献报道相似[5]。

轻度反流组患者的二尖瓣环也为一个非平面的“马鞍”形，该组的二尖瓣环AP、CC、ALPM、AC、NPA、MAA增大，与对照组比较，差异有统计学意义（P＜0.05）；说明本文轻度反流组二尖瓣环结构改变的主要特征是瓣环的前后径、三维交界径、三维前外后内径、后瓣环长度、三维瓣环周长等均较正常人增加，二尖瓣环由椭圆型向圆形改变，二尖瓣环的非平面角度也增大，马鞍型的二尖瓣环结构趋向低平。重度反流组病人除了出现类似轻度反流组的瓣环结构变化外，进一步呈现AAL的增大（P＜0.05)，提示重度二尖瓣反流患者不仅后瓣环增大，前瓣环也随之扩张。本文结果提示轻度二尖瓣反流患者，多以后瓣环增大为主，随着反流程度的进展，前瓣环也逐步增大，故重度反流时，前后瓣环均增大。这可能是由于二尖瓣环的解剖结构所决定的，前外侧交界和后内侧交界将二尖瓣环分为前瓣环和后瓣环。前瓣环位于左、右纤维三角之间，是二尖瓣环比较固定的一部分，不容易发生形变，后瓣环为后瓣叶的附着部，伸展性较大。所以本文轻度反流患者，只有二尖瓣环后瓣环增大，而重度反流患者二尖瓣环结构的进一步扩张，主要改变是前瓣环增大。同时，重度反流组的AP与ALPM较轻度反流组进一步增大（P＜0.05)，提示重度反流患者二尖瓣瓣环的前后径及前外后内径进一步增大, 使二尖瓣环整体进一步增大，特别是比较固定的前瓣环扩大，影响了瓣口的关闭，同时反流的血液又反作用于二尖瓣环，使二尖瓣环的进一步扩大，瓣环整体趋于平面化，加重了二尖瓣反流。

目前临床常采用的二尖瓣环成形术，主要是应用人工二尖瓣环缩小二尖瓣环[6]，本文结果提示人工二尖瓣环若制作成非平面形状，可能更加有利于患者的预后，对于选择及研发新的人工瓣环、制定二尖瓣膜修补术或成形术的最佳方案，提高手术疗效具有重要的实际意义。

近年来为了减轻二尖瓣反流外科手术和体外循环所带来的创伤和风险，二尖瓣关闭不全的介入治疗得到了快速发展。采用二尖瓣边对边修补术、经穿房间隔途径送入钳夹装置或负压抽吸缝合装置、钳夹或缝合前后瓣边缘，形成双孔二尖瓣治疗二尖瓣反流[7]；或采用瓣环成形术经右颈内静脉途径把缩环装置植入冠状静脉窦内，缩短瓣环前后径，以减轻二尖瓣反流[8-11]，取得了一定的疗效。本文提示RT-3DE技术能够提供一个类似于手术视野的影像学视角，且不受成像角度的影响，并且能准确测定瓣环前后径，对于指导二尖瓣关闭不全的介入治疗具有实用价值。可以预见，RT-3DE将作为评判介入治疗方式及疗效的工具，它能够在介入治疗前，将二尖瓣环结构的定量资料，瓣膜、瓣叶的位置等呈现在手术者的眼前，更能帮助临床医师精确地从事二尖瓣介入治疗。

本研究有以下局限性：①实时三维超声帧频低，图像清晰度受受检者的二维超声图像质量的影响；②本文未能于二尖瓣环成形术前后，对三维二尖瓣环的形态进行对比分析；③本文研究的二尖瓣反流患者例数尚有限。

总之，RT-3DE定量评价二尖瓣反流患者的二尖瓣环空间构型有助于了解病理性二尖瓣反流发生的机制。轻度病理性二尖瓣反流时多表现为二尖瓣后瓣环增大；随着二尖瓣反流程度的加重，二尖瓣环进一步扩张，形态学特征为前瓣环也增大，前后径与前外后内径进一步增加，导致二尖瓣严重对合不良。RT-3DE不仅为临床诊断二尖瓣反流患者二尖瓣环的空间结构提供了新的研究手段，也为手术或介入治疗二尖瓣反流提供了重要的信息。