三维超声心动图定量评价二尖瓣反流患者瓣膜结构功能和反流程度研究进展

赵 苗，骆志玲

(昆明医科大学附属阜外心血管病医院，云南 昆明 650000)

二尖瓣反流(mitral regurgitation， MR)是临床常见的瓣膜病变。超声心动图是诊断MR的主要方法，且为判定MR病因和严重程度的关键。虽然目前临床常将二维超声心动图作为一线诊断工具，但随着三维超声(three-dimensional echocardiogmphy， 3DE)的普及应用，因其可对二尖瓣(mitral valve， MV)解剖结构特点、MV功能以及反流量进行深入研究并定量分析，3DE在描述MV的解剖和病理方面不断显示出优越性。本文主要对3DE技术在MR患者瓣膜功能结构及反流程度评估方面的研究进展做一综述。

1 MV反流疾病概况

根据MR病因和MV病理改变，MR可分为退行性二尖瓣反流(degenerative mitral regurgitation， DMR)和功能性二尖瓣反流(functional mitral regurgitation， FMR)。DMR也称为原发性二尖瓣反流，由MV自身病变(如风湿性疾病、心内膜炎等)引起，为最常见的瓣膜异常，人群中发病率约1.7%。DMR与FMR的主要区别在于前者通常会存在一个或多个MV装置结构破坏。黏液变性[也称为巴洛病(Barlow's disease， BD)]和纤维弹性变性(fiber elastic degeneration， FED)是DMR的主要原因。FMR又称为继发性二尖瓣反流，是左心室重构和瓣环功能障碍的结果。左心室重构导致二尖瓣瓣环(mitral annulus， MA)扩张和乳头肌(papillary muscle， PM)移位，改变了PM施加在MV上的正常垂直张力，导致一个或两个小叶收缩、偏移，进而引起瓣叶闭合不全和反流[1]。FMR常发生于缺血性心肌病或特发性扩张型心肌病患者。

2 定量评估瓣膜结构和功能

2.1 DMR 通过3DE后处理软件可定量评估MV，获得MV的一系列参数，对分析DMR的具体病因具有重要意义。其中瓣环非平面角、直径、周长及面积等是目前常用的瓣环定量参数，对合指数、对合面积、穹窿容积高度、脱垂容积高度等是常见的瓣叶定量参数。Chandra等[2]利用3DE定量分析小叶面积、穹窿容积及瓣环非平面度等参数，发现不仅能有效区分正常瓣膜与DMR,通过瓣叶穹窿容积还可进一步区分DMR的病因(BD与FED)。

正常MA呈“马鞍形”结构，其形状和大小在整个心动周期会有特征性的动态变化，这种结构及其动态变化对维持正常瓣膜功能非常重要[3]。有学者[4]采用3DE进行定量评估，发现在DMR患者中，不同疾病表型之间MA结构和动力存在明显差异，FED患者瓣环动力与正常人群相似，BD患者则出现收缩期瓣环动力异常表现。Moustafa等[5]研究证实BD患者的MA结构和动力存在异常，并进一步发现MA异常程度与反流程度有关。另有研究[3]报道，在DMR患者中，瓣环“马鞍形”的扁平化与瓣叶的进行性卷曲及腱索断裂有关。除瓣环之外，瓣膜与邻近结构之间的相互关系也与瓣膜功能密切相关。一项关于DMR的3DE研究[6]通过定量描述重度MR患者早期、晚期不同阶段的MV和主动脉瓣功能解剖的三维参数及其耦合机制，发现在严重MR晚期阶段存在心室-瓣环解耦联(即收缩期瓣环鞍状程度无法增加或舒张期鞍状程度低平或消失)，而在早期阶段则不存在。Looi等[7]关于MR患者的3DE研究也显示MR患者存在二尖瓣主动脉瓣耦联异常，且异常耦联的形式与MR的carpentier分型有关。总体来说，与FMR相比，DMR对二尖瓣与主动脉瓣之间的耦合影响较小。

2.2 FMR FMR的病变机制涉及瓣环扩张、乳头肌移位及瓣叶栓系等。3DE可定量评估瓣环的几何形态及动力，通过3DE定量评估还可深入了解FMR涉及到的解剖细节以相互关系。如利用3DE观察乳头肌与MV的空间关系，定量测量乳头肌和腱索的长度、乳头肌间距离和角度[8]，有利于揭示FMR的病因机制。

多项研究[9-10]通过3DE定量测量证实FMR患者中存在MV瓣叶代偿性增大及重构现象，即所谓的MV适应，并发现瓣叶代偿不足与FMR严重程度独立相关。有学者[11]采用3DE对FMR患者整个心动周期中MA的大小、形状和动力进行分析，发现FMR收缩早期瓣环异常收缩和“马鞍形”程度加深是导致早期MV功能障碍的原因之一。2016年Obase等[12]定量测量FMR患者各级腱索的长度和乳头肌之间的距离，发现FMR可通过延长腱索而减小反流量，提示其代偿机制可能包含MV后叶腱索延长重构。但也有研究[13]在轻度FMR患者中并未发现相关腱索长度改变。不对称乳头肌移位是收缩中后期FMR的主要决定因素。Lang等[14]对FMR患者进行3DE定量分析，发现在FMR合并瓣叶对称性栓系患者中，MV小叶的对合随双侧乳头状肌位移成比例减少，且对合指数大小与返流严重程度有关。此外，缺血性二尖瓣反流和扩张性心机病这两种不同病因所致的MV形态改变有所不同[15]。

除对心室性FMR的研究[8-15]之外，另有研究[16]应用3DE探索心房性MR的机制，通过3DE定量分析，发现持续性心房颤动(以下简称房颤)所致FMR患者的MV结构及动力改变不仅是MA扩张，而且包含多种因素，如MA收缩功能障碍、瓣环鞍状结构破坏和房源性乳头肌瓣叶栓系。

3 定量评估反流程度

严重MR会导致房室增大，肺动脉高压，甚至心力衰竭等一系列继发性改变，其严重程度与预后有关，因此，定量评估MR严重程度至关重要。传统二维彩色多普勒定量评估反流的方法主要包括二尖瓣反流束最小截面面积(vena contracta area, VCA)和采用近等速表面积法(proximal isovelocity surface area， PISA)得到的有效反流孔面积(effective regurgitant orifice area， EROA)，均基于一定的几何假设。传统二维超声对反流的几何假设并不准确[17-18]。利用三维VCA方法可描绘反流束彩色多普勒血流信号轮廓，并直接进行计算，消除了几何和流量假设，适用于任何病因和各种形状的反流，尤其在中重度MR以及多反流束情况下，二维超声方法易低估反流，而三维VCA方法相对更为精准[19-20]。Goebel等[21]采用经食管三维彩色多普勒超声心动图分别对FMR和DMR患者进行三维VCA评估，并确定量化MR严重程度的截止值。此外，有学者[22]应用3DE PISA法评估MR严重程度，发现在圆形、中心性及单反流束等情况下，三维PISA与二维PISA评估反流程度均具有较高准确性，且二者相关性好；而对于偏心性MR，二维PISA法始终会低估EROA，三维PISA法相对更好。

鉴于3DE对PISA的重建过程耗时、费力，有学者[23-24]提出了新的自动量化方法，采用实时三维彩色多普勒超声心动图直接自动测量PISA区域进行EROA计算，并已初步通过动物实验证明其准确性略高于二维PISA，且对复杂情况(狭缝孔口或严重MR)具有优势。Sotaquirá等[25]提出的二尖瓣反流半自动定量方法则通过自动切割计算三维图像，进而定量描绘解剖反流口的三维几何形状。

总体而言,对于非圆形、复杂偏心性、多反流束等情况，3DE的MR量化方法优于二维分析，且随着自动量化技术的发展，有望简化3DE量化MR的繁琐流程，促进其临床应用。

4 小结

综上所述，利用3DE可定量分析二尖瓣反流患者的瓣膜结构功能，深入了解MV复杂的解剖结构，并进一步区分反流的具体病因，同时有利于分析二尖瓣反流疾病的病理机制及特点。与传统二维分析方法相比，3DE二尖瓣反流定量方法可更准确地评估反流程度和风险分层，但图像处理流程繁琐使其临床应用受到一定限制，一些新的自动量化技术有待进一步研究。