实时三维超声心动图在经导管主动脉瓣置换术中的应用价值

孟庆龙，王建德，王浩

随着社会老龄化程度的日益加深，主动脉瓣狭窄越来越引起临床医师关注，主动脉狭窄患者可长期无症状，但有症状的严重主动脉瓣狭窄患者5年生存率仅15%～50%[1]，而传统的主动脉瓣置换术的创伤大、并发症发生率高等缺点一直被临床医师所重视[2]。经导管主动脉瓣置换术（TAVR）于2010年在我国首次开展以来，其无需胸骨切开、无需体外循环、无需心脏停搏的特点，为越来越多的患者及临床工作者所接受。实时三维超声心动图通过三维空间定位，快速获取心脏结构的三维数据，从立体的角度对瓣膜结构及手术效果进行评价，不受取样角度的限制，在心脏疾病诊断及治疗效果评估方面发挥着越来越重要的作用[3]。本研究旨在探讨实时三维超声心动图在主动脉瓣狭窄患者行 TAVR术前筛选、术中监测及术后随访中的作用和价值。

1 资料与方法

研究对象：2014年10月至2016年10月于我院经超声心动图诊断中-重度主动脉瓣狭窄患者65例，其中男性39例，女性26例，年龄44～89岁，平均年龄（74.84±6.87）岁。患者均因胸闷、气促等症状就诊，NYHA心功能分级Ⅱ～Ⅳ级，其中部分患者合并至少一种重要心血管疾病。65例患者经过术前评估，排除11例不适宜进行TAVR的患者，其原因包括严重的先天性二瓣化畸形（6例）及功能性二瓣化畸形（2例）、术前出现严重心脏疾患（3例）。剩余54例患者均因术前评估开胸主动脉瓣置换术风险较大，故选择TAVR。所有患者术前均行常规二维经胸超声心动图、三维经胸超声心动图、冠状动脉造影、主动脉股动脉造影及CT等检查。

仪器与方法:（1）仪器：经胸超声心动图检查采用荷兰Philips EPIC 7C型彩色多普勒超声诊断仪，经胸X5-1探头（频率 1.0～3.0 MHz）。数据及图像处理利用Qlab 10.8工作站进行。（2）术前及术后超声心动图图像采集：所有患者术前均利用经胸超声心动图进行评估，患者取左侧卧位，连接同步心电图，于胸骨旁左心室长轴切面测量左心室流出道内径，同时于主动脉瓣短轴切面观察主动脉瓣叶钙化程度、主动脉瓣叶的数目及形态；利用连续方程法计算主动脉瓣有效瓣口面积。取标准心尖四腔心切面，切换至三维条件下的Full-Volume模式，嘱患者屏气采集5～6 s三维超声心动图图像。同时利用3D Zoom模式聚焦于主动脉瓣结构，嘱患者屏气采集5～6 s 三维超声心动图图像。术后出院前利用相同的方法，分别评估术后有效的主动脉瓣口面积、利用三维模式下Full-Volume 模式及3D Zoom模式采集相关三维图像，所有图像采集由具有5年以上工作经验的超声医师完成。（3）图像后处理及数据采集：将原始Full-Volume三维图像导入Qlab 10.8工作站，应用3DQ Advanced 对图像进行脱机分析，调整图像至标准的四腔心及两腔心切面，软件自动勾勒出动态三维心内膜轮廓，如有调整可手动作适当调适。由此可在三维条件下计算出左心室舒张末期容积（LVEDV）和左心室收缩末期容积（LVESV）及左心室射血分数（LVEF）。同时进入Zoom模式下，对图像进行切割、处理，清晰显示主动脉瓣叶的形态及病变程度。

统计学分析:应用SPSS 24.0统计分析软件，所有计量资料均进行正态性检验，符合正态分布的计量资料采用均数±标准差（） 表示，两组间比较采用配对样本t检验。以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

最终进行TAVR手术患者54例，其中男性35例，女性19例，平均年龄（76.22±5.34）岁，所有患者主动脉瓣均明显增厚、钙化，开放明显受限，手术患者基本资料见表1。54例手术患者中有35例（64.8%）三叶瓣患者、9例（16.7%）二瓣化畸形患者、10例（18.5%）功能性二瓣化畸形患者，术后发生围术期死亡者3例（5.5%），原因包括患者存在其他严重合并症（2例）及术后出现较严重瓣周漏（1例）。所有手术患者住院时间5～12天，平均（6.76±1.85）天。

在术前评估的65例患者中，共发现二瓣化畸形患者15例，由超声医师检查发现14例，其中利用二维超声心动图联合实时三维超声心动图检出8例（图1）；另有1例患者因瓣叶钙化严重、声影遮挡明显而无法分辨，最终由CT检查确认。术中监测过程中共发现36例（66.7%）患者出现少-中量瓣周漏，均是由于原有瓣环的钙化斑块挤压所致，其位置多变包括瓣前缘（13例）、瓣后缘（7例）、瓣左缘（9例）及瓣右缘（7例），其中1例因严重瓣周漏死亡。所有瓣周漏病例均由术中超声医师发现，且通过三维超声心动图的方式得到了验证（图1）。

表1 54例TAVR患者基本临床资料及术前、术后超声心动图参数比较（±s）

注：TAVR：经导管主动脉瓣置换术；CABG：冠状动脉旁路移植术；LVEDV：左心室舒张末期容积；LVESV：左心室收缩末期容积；LVEF：左心室射血分数。-:无

图1 利用二维超声心动图联合实时三维超声心动图进行TAVR术前瓣膜结构及术中瓣周漏判断

通过对术前及术后出院前手术患者的瓣口面积及三维超声心动图获得的左心室功能参数进行比较发现，与术前相比，术后的主动脉瓣有效瓣口面积扩大、LVEF提高及LVESV减小，且差异均有统计学意义（P均＜0.05），而术后的LVEDV与术前相比差异无统计学意义（P＞0.05），见表1、图2。所有出院患者均无术后脑卒中、心肌梗死、起搏器安装等事件发生。

图2 1例TAVR患者术前及术后三维超声心动图测得的左心室功能参数

3 讨论

对于有症状的重度主动脉瓣狭窄患者，外科主动脉瓣置换术为此类患者治疗的首选，但由于部分患者因高龄、心功能差或合并多种疾病而不能耐受开胸手术[4]。TAVR可为此类患者提供低创治疗，并带来较为积极的预后，已有多项多中心、前瞻性临床研究证实其良好的疗效及安全性[5]。但随着该手术技术的不断进步，临床医师对于其术前评估、术中指导和判断的精准化要求也不断提高[6]。《中国TAVR多学科专家共识》已经指出，超声心动图评估是TAVR必需的检查，其对于主动脉瓣疾病的性质及程度的判断及左心室室壁运动、LVEF等方面的评价具有独特优势[7-8]。

主动脉瓣二瓣化畸形因其解剖结构复杂而被排除在TAVR的适应证之外[9]，而近年来，随着器械的进步及手术经验的积累，TAVR在此类患者中的有效性、可行性和安全性逐渐得到了临床认可。但是相对于三叶瓣患者，主动脉瓣二瓣化畸形患者接受 TAVR术后出现中度及中度以上瓣周漏的比例更高，住院期间发生主动脉夹层的风险上升[10-11]，因此在术前完整评估瓣叶形态及解剖特点，对于TAVR手术的成功至关重要。现如今判断瓣叶融合方式的金标准为多排螺旋CT（MDCT）[12]，本研究经胸二维超声心动图结合实时三维超声心动图能够更加准确的评价瓣叶形态、瓣环径大小及是否偏心、瓣叶钙化分布情况等，这与以往研究一致[13-14]，同时三维超声检查过程便捷、易学习，能够减轻患者的辐射风险，重复性较好，对于无法接受MDCT检查的患者是首选选择。近年来Jilaihawi等[15]研究者提出二叶式主动脉瓣的新分型，新分型强调一类特殊的瓣膜形态，即共有3个接合处，也称为功能性/获得性二叶式主动脉瓣，此新分型强调了瓣上结构的概念，有研究指出，功能性二瓣化畸形患者更容易合并主动脉瓣反流，同时可能会影响术中瓣膜的释放位置。本研究中根据新的分型方法共诊断10例功能性二瓣化畸形患者，利用实时三维超声心动图能够更加清晰地显示接合处数目及有无嵴结构，对TAVR术前精准评估带来新的切入点。但是对于瓣叶及瓣环重度钙化的患者，由于超声图像本身的限制，其对于瓣叶的观察会有所不足，同时实时三维超声心动图图像的清晰度也依赖于患者的声窗条件及二维图像的清晰程度，都一定程度地限制了三维超声心动图的进一步诊断，但随着经食道三维超声心动图的出现以及新的图像处理软件的进步[16]，目前对于主动脉根部结构的评价，三维超声心动图简便、实时、直观且相对准确的优势不断得到TAVR手术者的认可，其在这一方面的实用价值也还需要进一步扩充和验证。

瓣周漏是TAVR术后最常见的并发症之一[17]，多项研究指出，瓣周漏严重影响术后患者生存率，尤其是中度及以上的瓣周漏，其影响更甚[18-19]。同时由于我国主动脉瓣狭窄患者的瓣环钙化更加严重，TAVR后瓣周漏的发生率更高，也再次严重影响了手术效果。本研究发现，多数的瓣周漏是由于瓣环钙化挤压所导致的，其中以瓣叶前后缘最为常见，既往研究统计，退行性的主动脉瓣钙化也以瓣前缘居多[20]，由此可以解释本研究结果。超声心动图在发现瓣周漏中具有独特优势，甚至可以作为直接判断方法给予临床医师提示[21]，本研究中利用术中二维超声心动图发现的瓣周漏的存在，在三维超声心动图的图像中均得到有效印证，也再次提示经胸二维超声心动图结合实时三维超声心动图在判断术后瓣周漏中的价值所在，同时随着三维技术的进步，三维超声心动图可以定量评估瓣周漏血流量的多少，实现与临床医师的有效沟通，从而为患者后续决策提供更多的参考。但三维超声心动图图像的时间分辨率较传统二维超声心动图偏低，完成三维超声心动图图像的重建也相对复杂，一定程度上增加了手术时间，因此在临床实践中，更多是在二维超声心动图无法精确判断瓣周漏的位置与反流量时，如果叠加三维图像的分析，此时其对于手术的指导意义才凸显出来，从而真正实现有效、精确地评估。而利用三维超声心动图这一更加精准的瓣周漏评估手段，与术后患者并发症、生存率以及功能恢复之间建立联系，必将更好地预测TAVR后的转归与结局，这需要更大规模及长期的随访研究进一步探索。另一方面，在术后评估中最重要的便是左心室功能的变化，国内外研究均对三维超声心动图评估左心室功能予以肯定[22]，在TAVR手术中也不例外，本研究发现利用三维超声心动图不仅可以精确评估左心室容量变化，同时可以对左心室进行节段细分以评价不同节段、不同层面的一系列改变，实现对TAVR的精准医疗评价，这也需要研究者的深入探究。

综上所述，实时三维超声心动图能够更加清晰地显示主动脉瓣及瓣环的形态、有效地发现术中瓣周漏并对术后效果进行评价，具有准确、无创、便捷的特点，在TAVR前患者筛选、术中监测及术后随访中具有非常重要的作用。