10例二尖瓣成形术的经食管实时三维超声心动图研究

李赵欢，熊名琛，尹立雪

(1.四川省医学科学院·四川省人民医院超声医学研究所，四川 成都 610072;2.台湾振兴医院心血管病中心，台湾 )

二尖瓣成形术始于1956年。其后随着人工瓣膜的出现，在相当长一段时间内，外科治疗二尖瓣反流主要是利用生物或机械人工瓣膜进行二尖瓣置换。但是有临床及实验研究结果显示，由于二尖瓣成形术保留了瓣膜及瓣下结构，能最大程度保护左心室功能，手术死亡率低，同时术后通常只需抗凝3个月，大大减少了血栓、出血等并发症的发生，此外还可降低儿童瓣膜置换的高死亡率及再换瓣率［1～3］。因此，二尖瓣成形术自80年代以来重新获得临床重视，近年来二尖瓣成形术手术例数呈逐年增加趋势。在二尖瓣成形术术前或术后采用经食管实时三维超声心动图准确判断二尖瓣病变部位与程度并确定二尖瓣成形术效果主要评价指标及其关键影响因素对术前手术方式的选择、手术方案的精确设计与实施和最大限度的避免手术可能导致的医源性损伤具有非常重要的意义。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2008年1月至2010年4月因二尖瓣脱垂在台湾振兴医院行二尖瓣成形术治疗的患者10例，其中男5例，女5例，年龄38～71岁［(51.44±10.49)岁］。合并冠心病、高血压、糖尿病各1例，心房纤颤5例，主动脉瓣反流5例，三尖瓣反流7例。10例患者均采用人工瓣环植入二尖瓣成形术，二尖瓣后叶脱垂者加做脱垂部位的矩形切除术，二尖瓣前叶脱垂者加做腱索折叠或转移或人工腱索置换术。

1.2 仪器与方法

1.2.1 仪器 应用Philips IE33超声心动图成像仪，经食管三维超声探头X7-2t(频率2～7MHz)，使用Qlab7.0MVQ软件包。

1.2.2 方法 ①图像采集:10例患者取仰卧位，均在手术室经全麻，连接心电图实时监测。食管探头插入深度距门齿30～40 cm，立即行实时三维超声心动图检查。首先启动Full Volume显像方式，于四腔心切面采集金字塔形三维数据库，通过旋转、切割图像，使需观察的二尖瓣瓣环及瓣叶结构满意显示。然后再切换为color RT-3DE显像方式，于四腔心切面或左室长轴切面采集金字塔形三维数据库，旋转、切割图像，使需要观察的收缩期二尖瓣反流束满意显示。在患者体外循环结束后关胸以前，再次行经食管全容积和彩色实时三维超声检查并采集金字塔形三维数据库。②图像分析:将采集的图片导入工作站，运用Qlab7.0 MVQ软件进行脱机定量分析二尖瓣瓣环及瓣叶，首先将右上方图像调整为左室长轴切面(同时显示二尖瓣及主动脉瓣)，然后选择描记图像的时相(舒张末期或收缩末期)，时相的确定方法根据瓣膜的启闭状态:舒张末期为二尖瓣闭合前一帧图像;收缩末期为主动脉瓣闭合第一帧图像。标记二尖瓣、主动脉瓣瓣环位置及二尖瓣瓣叶最低点，再对同一时相二尖瓣瓣环显示的不同位置解剖结构逐一描记(成形术后人工瓣环的描记选择瓣环内缘)，然后确定并标记二尖瓣前外、后内交界位置及瓣叶分区位置，最后对同一时相二尖瓣瓣叶显示的不同位置的解剖结构逐一描记。软件自动测量出二尖瓣瓣环在二维投影平面中的面积与周长、瓣环的最小三维面积与三维周长、瓣环的前外侧至后内侧直径、前后直径、环的高度、环高度与前外侧至后内侧直径的比率、前后直径与前外侧至后内侧直径的椭圆率、主动脉口二尖瓣平面间角度、二尖瓣瓣叶的暴露面积、前叶面积、后叶面积、脱垂高度、脱垂容积、二尖瓣穹窿高度、穹窿容积、前外侧至后内侧接合直径、前外侧至后内侧接合在投影平面内的弧长、投影在近似小叶表面的前外侧至后内侧的接合弧长、二尖瓣前叶角度、后叶角度及非平面小叶角度。计算二尖瓣对合指数及二尖瓣成形术前后二尖瓣瓣环与瓣叶各参数变化值:二尖瓣对合指数=(舒张末期二尖瓣总面积-收缩末期二尖瓣暴露面积)/舒张末期二尖瓣总面积;二尖瓣成形术前后参数变化值=二尖瓣成形术前参数测值-术后该参数的测值。

1.3 统计学方法 所有计量资料的样本均先经正态性检验和方差齐性检验确定该样本是否符合正态分布以及方差是否齐。所有计量资料采用均数±标准差表示。在样本符合正态分布且方差齐的前提下，成形术前后同一指标比较采用配对t检验。若样本不符合正态分布或方差不齐，则采用Wilcoxon符号秩和检验。二尖瓣环及瓣叶的各项指标在成形前后的变化值与二尖瓣对合指数在成形前后的变化值之间的相关关系采用多元线性回归分析。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

经食管实时三维超声心动图术前再次确认10例二尖瓣脱垂患者诊断，其中6例为后叶脱垂(其中3例因腱索断裂所致)，2例为前叶脱垂，2例为前后叶均脱垂;二尖瓣成形术前2例二尖瓣中量反流，4例二尖瓣中到大量反流，4例二尖瓣大量反流;二尖瓣成形术后3例无明显返流，4例仅有微量返流，3例有少量返流(图1)。

2.1 二尖瓣脱垂患者二尖瓣瓣环在成形术前后的变化 二尖瓣脱垂患者二尖瓣环在二维投影平面中的面积与周长，瓣环的最小三维面积与三维周长，瓣环的前外侧至后内侧直径、前后直径、环的高度、环高度与前外侧至后内侧直径的比率在二尖瓣成形术前后的测值均存在统计学差异;而二尖瓣环的前后直径与前外侧至后内侧直径的椭圆率及主动脉口二尖瓣环平面间角度在二尖瓣成形术前后的测值差异均无统计学意义，见表1。

图1 10例二尖瓣脱垂患者二尖瓣成形术前后二尖瓣反流程度变化情况

表1 二尖瓣成形术前后二尖瓣瓣环各项指标比较

2.2 二尖瓣脱垂患者二尖瓣瓣叶在成形术前后的变化 二尖瓣脱垂患者二尖瓣瓣叶的暴露面积、前叶面积、后叶面积、脱垂高度、脱垂容积、前外侧至后内侧接合直径、前外侧至后内侧接合在投影平面内的弧长、投影在近似小叶表面的前外侧至后内侧的接合弧长、二尖瓣前叶角度、后叶角度、非平面小叶角度、二尖瓣叶对合指数在二尖瓣成形术前后的测值均存在统计学差异;而二尖瓣穹窿高度及穹窿容积在二尖瓣成形术前后的测值差异均无统计学意义，见表2。

2.3 二尖瓣成形术前后二尖瓣对合指数变化值的多元线性回归分析 以二尖瓣成形术前后二尖瓣对合指数的变化值为因变量，二尖瓣环及瓣叶的各项指标在二尖瓣成形术前后的变化值为自变量进行多元线性回归分析，最后进入回归模型的有两个参数，分别为:二尖瓣成形术前后二尖瓣前叶面积变化值(χ1)与二尖瓣成形术前后主动脉口二尖瓣环平面间角度变化值(χ2)。建立多元线性回归模型:Y= 11.069－0.059χ1+0.530χ2(Y为二尖瓣成形术前后二尖瓣对合指数的变化值)。对模型进行方差分析的结果认为模型有统计学意义(P=0.002)，决定系数的数值(0.822)说明模型拟合的效果较好。从标准化的偏回归系数(-0.630)可以看出成形前后二尖瓣前叶面积的变化对二尖瓣对合指数变化的影响最大，见表3。

表2 二尖瓣成形术前后二尖瓣瓣叶各项指标比较

表3 回归模型的参数估计

2.4 二尖瓣成形术后二尖瓣不同反流程度的患者二尖瓣瓣环与瓣叶各项参数在二尖瓣成形术前后的变化值比较 按二尖瓣成形术后二尖瓣反流程度的不同将10例患者分为无反流组(3例)、微量反流组(4例)与少量反流组(3例)三组。二尖瓣成形术前后二尖瓣后叶面积变化值、前外侧至后内侧接合直径变化值、前外侧至后内侧接合在投影平面内的弧长变化值在三组间存在统计学差异。微量反流组二尖瓣后叶面积在二尖瓣成形术前后的变化值明显大于无反流组与少量反流组;少量反流组前外侧至后内侧接合直径与前外侧至后内侧接合在投影平面内的弧长在二尖瓣成形术前后的变化值明显小于无反流组与微量反流组。其余二尖瓣瓣环及瓣叶参数在二尖瓣成形术前后的变化值在三组间差异无统计学意义，见表4。

3 讨论

目前二尖瓣成形术已广泛应用于二尖瓣退行性变、先天性二尖瓣病变、缺血性二尖瓣反流、部分风湿性二尖瓣病变及感染性心内膜炎所导致的二尖瓣关闭不全。由于二尖瓣器装置复杂，其瓣环、瓣叶及瓣下结构均可出现病变，据此Carpentier等将二尖瓣病变分为三型:I型，主要是由于瓣环扩大或瓣叶穿孔后导致中心性二尖瓣返流;Ⅱ型，主要为二尖瓣脱垂，导致二尖瓣脱垂的主要原因为腱索延长、腱索断裂及乳头肌断裂;Ⅲ型二尖瓣叶运动受到明显限制，主要原因是二尖瓣叶增厚，瓣交界发生融合或伴有腱索融合［4］。本组病例均属于Carpentier分型中的Ⅱ型。

针对不同的二尖瓣病变采取不同的手术成形方法，有时甚至需要多种成形方法综合运用，才能取得良好的效果。在此情况下，术前对二尖瓣病变的准确和精密把握以及术后对手术效果的即刻准确评估就显得尤为重要。近年来，经食管超声心动图，尤其是经食管实时三维超声心动图的临床应用已经能够对二尖瓣形态、结构与功能直观、准确地评价，在二尖瓣成形术的开展中发挥着来越重要的作用［5，6］。二尖瓣定量分析软件的成功开发，更是为我们直观定量评价二尖瓣器的结构和功能提供了可能，有望为临床二尖瓣成形术提供更有价值的解剖和功能信息。

表4 三组间二尖瓣成形术前后瓣环与瓣叶各项参数变化值的比较

缩小瓣环是二尖瓣成形术的基础，通过缩小瓣环可以使二尖瓣前后瓣叶相互靠拢，有利于实现有效的对合。95%以上的二尖瓣成形术需植入人工瓣环［7］，这样可以减少瓣环的再次变形，起到支撑瓣叶的作用，术后不易再次出现二尖瓣反流。本组患者均植入了人工瓣环，使瓣环的周长、面积、前外侧至后内侧值径及前后径都明显减小。同时环的高度减小，以及环高度与前外侧至后内侧直径的比率减小导致成形术后瓣环更趋于平面化。进一步分组分析发现二尖瓣成形术对瓣环的前外侧至后内侧直径减小越多者，瓣膜的反流程度越轻微，甚至无明显反流。通过对二尖瓣后叶脱垂的矩形切除，前叶脱垂采用腱索折叠或转移、人工腱索置换等方法使二尖瓣前后叶实现良好的对合，大大减小了瓣叶脱垂的高度和容积(图2)。与此同时，瓣叶的面积也大大减少。已有研究表明将瓣环环缩到前瓣面积大小，二尖瓣成形术的效果较好［8］。本研究也同样通过二尖瓣成形术使二尖瓣瓣环的面积与二尖瓣前叶面积接近［(438.86±101.12)mm2与(429.26±95.47) mm2，t=－0.342，P=0.740］，使二尖瓣反流程度明显减轻。分组分析发现微量反流组二尖瓣后叶面积在二尖瓣成形术后减小更多，无反流组与少量反流组之间无明显差异，考虑可能与病变的部位及范围有关，因为微量反流组4例患者均为后叶脱垂者，导致后叶在二尖瓣成形术中损失面积较大，而另外两组并不全是后叶脱垂患者。

图2 二尖瓣后叶脱垂患者成形术前后二尖瓣瓣环及瓣叶的MVQ分析图 a.二尖瓣成形术前二尖瓣后叶P1与P2区瓣叶部分脱垂，瓣环扩大;b.二尖瓣成形术后二尖瓣无脱垂，瓣叶关闭良好，瓣环缩小;Ao:主动脉，A:前面，P:后面，AL:前外侧，PM:后内侧

前外侧至后内侧接合直径、前外侧至后内侧接合在投影平面内的弧长、投影在近似小叶表面的前外侧至后内侧的接合弧长三者从不同的角度反映二尖瓣前后叶的接合长度，后者反映了最真实的接合长度。Yamauchi等［9］研究发现二尖瓣前后叶的接合长度在成形术后明显大于成形术前，然而本研究与潘翠珍［10］等的研究均得出成形术后二尖瓣前后叶的接合长度小于成形术前的相反结果。进一步分组分析发现二尖瓣成形术对瓣叶前外侧至后内侧接合在投影平面内的弧长减小越多者，二尖瓣反流程度减轻越明显。但二尖瓣叶前外侧至后内侧接合在投影平面内的弧长不是二尖瓣成形术直接干预的指标，因此在手术中通过改变瓣叶前外侧至后内侧接合在投影平面内的弧长来控制瓣膜的反流程度，缺乏可操作性。二尖瓣前叶角度与后叶角度在成形术后明显大于术前，非平面小叶角度在成形术后明显小于术前，说明成形术后二尖瓣叶关闭时所形成的穹窿较术前更为膨隆，这一特征也有利于瓣膜的对合。有研究显示［11，12］，缺血性二尖瓣反流的患者二尖瓣穹窿高度与穹窿容积随着病变程度的加重逐渐增大。本研究则提示二尖瓣脱垂患者二尖瓣穹窿高度与穹窿容积在二尖瓣成形术前后并无明显改变，考虑与瓣膜脱垂导致脱垂高度与脱垂容积增大，抵消了因瓣环扩大所致瓣膜穹窿高度与穹窿容积增大的部分有关，所以采用穹窿高度与穹窿容积来评价二尖瓣成形术效果并不可靠。

虽然在二尖瓣成形手术时会根据不同的瓣膜病变和条件选用不同的术式，但各种术式最终的目标和外科医师最关注的是能不能达到一个有效而合理的对合面积［13］。经食管实时三维超声心动图的二尖瓣定量评价系统为准确、直接、定量评价二尖瓣的对合面积及对合指数提供了技术手段。二尖瓣对合指数指二尖瓣前后叶粗糙部对合面积占瓣叶总面积的百分比，正常情况下一般约为20% ～40%［14］。本研究中二尖瓣成形术前病例的对合指数仅为(5.82%±4.46)%，明显低于正常水平，而术后对合指数显著提高，达到了(34.00%±19.84)%。通过对二尖瓣成形术前后瓣环及瓣叶各项指标的变化值与对合指数的变化值进行多元线性回归分析，发现二尖瓣前叶的面积与主动脉口二尖瓣环平面间角度在二尖瓣成形术前后的变化情况对二尖瓣成形术前后二尖瓣对合指数的改变有影响。这种影响具体指二尖瓣前叶面积改变越小，二尖瓣的对合指数增加越多;主动脉口二尖瓣环平面间角度减小越多，二尖瓣的对合指数增加越多。反过来即是说，若二尖瓣成形术要获得更大的对合指数，应尽量保存二尖瓣前叶的面积，减小主动脉口二尖瓣环平面间角度。作为二尖瓣关闭的主件，尽量保存前叶的完整性已成为二尖瓣成形术公认的原则［15］，本研究通过二尖瓣定量评价手段进一步验证了这一原则。从心脏流体力学角度看，二尖瓣叶的关闭过程与左心室内的血流流体状态密切相关，主动脉口与二尖瓣环平面间夹角增大或减小都会造成二尖瓣前向血流方向在不同方向上偏移，引起左心室腔内血流动力学的紊乱最终导致二尖瓣叶的关闭过程异常。Dagum等［16］通过动物试验还发现，主动脉口二尖瓣环平面间角度过小可导致左室流出道变窄，前向血流加速，可通过Bernoulli效应引起SAM现象。因此我们认为，二尖瓣成形术对主动脉口二尖瓣环平面间角度的改变应在确保二尖瓣有效对合指数的前提下尽可能使其接近正常的解剖角度。

本研究采用经食管实时三维超声心动图对10例二尖瓣脱垂患者成形术前后二尖瓣环及瓣叶的三维结构进行了定量分析，并从中找出了与二尖瓣成形效果密切相关的评价参数—对合指数的改变情况及其影响因素，使二尖瓣成形术对二尖瓣瓣环及瓣叶形态结构改变的情况有了更为精确的描述，为即刻、定量评价成形术效果提供了手段，同时对把握手术关键点提供了依据。本研究的局限性在于样本量偏少，二尖瓣成形术效果的主要评价指标及其关键影响因素的全面揭示尚有待大样本全面深入的研究探讨。

［1］Kouchoukon NT，Blackstone EH，Doty DB，et al.Cardiac surgery［M］.3ed.New York:Churchill Livingstone，2003:483-553.

［2］Oppido G，Davies B，McMullan M，et al.Surgical treatment of congenital mitral valve disease:Midterm results of a repair-oriented policy［J］.J Thorac Cardiovasc Surg，2008，135(6):1313-1320.

［3］Murala JS，Wolfenden HD，Youssef GS，et al.Finger fracture mitral valvuloplasty:a tribute to the pioneers of cardiac surgery［J］.Med J Aust，2007，186(11):605.

［4］Letsou GV.Mitral valve repair and the anterior leaflet［J］.Curr Opin Cardiol，2002，17(2):179-182.

［5］Kwak J，Andrawes M，Garvin S，et al.3D transesophageal echocardiography:a review of recent literature 2007-2009［J］.Curr Opin Anaesthesiol，2010，23(1):80-88.

［6］Pedrazzini GB，Klimusina J，Pasotti E，et al.Complications of percutaneous edge-to-edge mitral valve repair:the role of real-time three-dimensional transesophageal echocardiography［J］.J Am Soc Echocardiogr，2011，24(6):706.e5-7.

［7］华琨，杨秀滨.成形术治疗二尖瓣关闭不全的研究进展［J］.实用临床医药杂志，2010，14(3):84-88.

［8］卢聪，朱平，吴若彬，等.二尖瓣成形术631例临床分析［J］.南方医科大学学报，2009，29(3):556-558.

［9］Yamauchi T，Taniguchi K，Kuki S，et al.Evaluation of the mitral valve leaflet morphology after mitral valve reconstruction with a concept“coaptation length index”［J］.J Card Surg，2005，20(5):432-435.

［10］潘翠珍，舒先红，王春生，等.实时三维经食管超声心动图定量评价二尖瓣成形术效果的初步探讨［J］.中国超声医学杂志，2008，24(12):1125-1128.

［11］Vergnat M，Jassar AS，Jackson BM，et al.Ischemic mitral regurgitation:a quantitative three-dimensional echocardiographic analysis［J］.Ann Thorac Surg，2011，91(1):157-164.

［12］Ryan L，Jackson B，Parish L，et al.Quantification and localization of mitral valve tenting in ischemic mitral regurgitation using real-time three-dimensional echocardiography［J］.Eur J Cardiothorac Surg，2007，31(5):839-844.

［13］何怡华，李治安，韩建成，等.超声检测二尖瓣对合指数可行性研究及初步结果［J］.中华医学超声杂志 (电子版)，2009，6(3): 476-481.

［14］孟旭.现代成人心脏外科二尖瓣修复理念［M］.北京:北京出版社，2005:69.

［15］汪曾炜，刘维永，张宝仁.手术学全集:心脏血管外科卷［M］.北京:人民军医出版社，1995:554-561.

［16］Dagum P，Green GR，Glasson JR，et al.Potential mechanism of left ventricular outflow tract obstruction after mitral ring annuloplasty［J］.J Thorac Cardiovasc Surg，1999，117(3):472-480.