二维彩色血流汇聚法定量评估二尖瓣偏心性反流程度的价值

吴洋 郭应坤 彭瑛 白文娟 饶莉

二维彩色血流汇聚法定量评估二尖瓣偏心性反流程度的价值

吴洋 郭应坤 彭瑛 白文娟 饶莉

目前临床对二尖瓣反流的评估多根据彩色反流束长度、宽度、面积等参数对反流程度进行半定量评估，但对于二尖瓣偏心性反流（eccentric mitral regurgitation，EMR），因其反流束偏向左房一侧走行，二维超声难以完整呈现其全貌，半定量方法常常导致反流程度的低估。而二维彩色血流汇聚法（two-dimention proximal isovelocity surface area，2D-PISA）是建立在严格的血流动力学原理上，通过计算有效反流口面积（effectiv regurgitation orifice area，EROA）、反流容积（regurgitation volume，RV）及反流分数（regurgitation fraction，RF）来定量评估反流程度。本研究拟以心脏磁共振检查结果作为“标准”，探讨2D-PISA法定量评估二尖瓣偏心性反流程度的价值。

1 对象与方法

1.1 研究对象 本研究纳入单纯二尖瓣偏心反流（EMR）31例，男性12例、女性19例，年龄19～60（30±12）岁，病因包括：二尖瓣脱垂21例、风湿性心瓣膜病9例、感染性心内膜炎1例。纳入标准为反流血流汇聚区为类半球面的单孔二尖瓣偏心反流；合并高血压、左室收缩功能降低、心房颤动、频发早搏、轻度及以上其他瓣膜病变或者先天性心脏病、二维彩色多普勒血流图像和磁共振图像质量不佳者、多孔性二尖瓣反流及血流汇聚区形态非半球面者予以排除。31例受检者均符合纳入标准且在知情同意的情况下成功接受了超声心动图及心脏磁共振检查。

1.2 仪器

1.2.1 超声心动图使用仪器 Philips7500彩色多普勒超声诊断仪，二维探头频率1～5 MHz，三维探头频率2～4 MHz及Tom Tec 4D Cardio-View1.3三维图像处理工作站。

1.2.2 磁共振使用仪器 1.5 T超导型磁共振扫描仪（Siemens Sonata），体部相控阵线圈，胸前导联心电门控及专用心脏分析软件包（Argus）。

1.3 方法

1.3.1 2D-PISA法检查 患者取左侧卧位，将探头置于心尖部，于心尖四腔、五腔和两腔心切面观察反流束，声束方向与反流束的方向尽可能平行，按照2003年ASE指南[1]，调节Nyquist色彩翻转速度（Valiasing，Va）至汇聚区类半球形态轮廓显示清晰，Nyquist值范围为31.0～42.0（36.2±7.1）cm/s，必要时使用局部放大功能，选择此时的类半球形汇聚区测量反流口至彩色翻转截面的半径（r）（图1A）。用连续多普勒技术测量二尖瓣反流最大速度（peak regurgitant velocity，Vp）和速度时间积分（VTI）。用二维Simpon′s法测量左室收缩末期容积（end systolic volume，ESV） 和舒张末期容积 （end diastolic volume，EDV），计算出每搏输出量（stroke volume，SV）。采集反流束的动态二维或彩色图像存储后脱机在Tom Tec 4D Cardio-View三维工作站测量立体角度θ（图1B）。用下列公式计算EROA：EROA（cm2）=2π（1－cosθ/2）r2Va/Vp，再进一步计算出反流容积RV（ml）=EROA×VTI和反流分数RF（%）= RV/SV，然后根据分级标准[1,2]进行程度分级：EROAⅠ级＜0.20 cm2，Ⅱ级0.21～0.29 cm2，Ⅲ级0.30～0.39 cm2，Ⅳ级＞0.40 cm2；RVⅠ级＜30 ml，Ⅱ级＜30～44 ml，Ⅲ级45～59 m l，Ⅳ级＞60 ml；RFⅠ级＜30%，Ⅱ级30%～39%，Ⅲ级40%～49%，Ⅳ级＞50%。

图1 2D-PISA法血流汇聚区半径测量（A）及三维工作站中角度测量（B）

1.3.2 心脏磁共振法（cardiac magnetic resonance imaging，CMR） 检查 ①形态体积分析电影（Stereological Cine）CMR使用Turbo FLASH序列进行体部横断位定位扫描[3]，以获取的横断图像定位，获取平行于室间隔的左室长轴位图像；再在平行于室间隔的左室长轴图像上定位，获得垂直于室间隔的左室短轴位图像（图2A）；再进行多次屏气电影序列扫描，获取垂直于室间隔的左室短轴电影图像。扫描采用稳态进动快速成像序列，扫描参数为：TR/TE=34 ms/1.41 ms，接收带宽为1085 Hz，65°反转角（flip angle），6 mm层厚，无层间距，视野（FOV）280×280～320×320 mm，矩阵256×198，每次触发采集24条傅里叶线填充K空间，一次扫描共获得22个不同相位的图像，采集3～4次，获得9～12个层面的图像，从心底到心尖覆盖整个心脏。②相位对比（Phase Contrast）CMR采用快速小角度激励脉冲序列扫描[4]，以冠状面图像定位，在经右肺动脉中心的位置获取与主动脉垂直的主动脉测量平面（图2B）。扫描参数为：TR/TE=51ms/3.1ms，15°反转角（flip angle），5 mm层厚，320 mm视野（FOV），256×256矩阵1次激励。流速编码值为150 cm/s，每次采集7条傅立叶线填充K空间。用回顾性心电触发技术获取同一层面图像的18～24个相位图。③将扫描获取的PC-CMR图像和SC-CMR图像传输到独立工作站（Leonardo）进行分析。使用专用心脏分析软件包（Argus）分别获得左室EDV、ESV、SVLV和一个心动周期主动脉前向血流量，即左室流出道输出量（SVLVOT），而反流容积RV（ml）＝SVLV－SVLVOT，反流分数RF（%）=RV/SVLV，然后根据分级标准[5,6]进行程度分级：RVⅠ级＜30 ml，Ⅱ级30～44 ml，Ⅲ级45～59 ml，Ⅳ级＞60 ml；RFⅠ级＜15%，Ⅱ级16%～25%，Ⅲ级26%～48%，Ⅳ级＞48%。2D-PISA及CMR检查在3 d之内完成，以避免心脏血流动力学状态发生改变导致反流程度发生变化。为了解受检者检查时的血流动力学情况，检查时记录每个受检者的心率及左室射血分数，2D-PISA法射血分数由2D simpson′s法获得。为了保证研究质量，采取了以下措施保证测量数据的准确性：①排除肺气干扰大、过于肥胖等可能影响超声图像质量的因素；②本研究中超声和磁共振的图像采集及数据测量分析，分别由相关专业固定医生完成；③超声心动图数值及磁共振数值均取3次测值的平均值，以减少测量误差。

图2 CMR左室定位（A）及主动脉定位（B）

2 结果

2.1 两种方法对心率及左室射血分数的影响 超声与CMR检查中患者心率及左室射血分数见表1，将其行配对t检验，发现t均＞1.000，P均＞0.05，说明在两种检查过程中心率及左室射血分数比较未见统计学差异。

2.2 2D-PISA法和CMR法各测值 2D-PISA法测量的有效反流口面积（EROA2D-PISA）呈正态分布，为（0.19±0.07）cm2；反流容积（RV2D-PISA）呈正态分布，为（28.74±9.51）ml；反流分数（RF2D-PISA）呈正态分布，为（24.28±7.95）%。CMR法测量的反流容积（RVCMR）呈偏态分布，中位数为24.00 ml，四分位数间距为15.75 m l；反流分数（RFCMR）呈正态分布，为（35.38±14.89）%。所有病例EMR程度分级见表2。

表1 两种方法对心率及左室射血分数的影响比较（±s）

表1 两种方法对心率及左室射血分数的影响比较（±s）

方法 心率（次/min） 左室射血分数（%）超声方法 76±7 54.24±6.58心脏磁共振法 79±7 57.72±9.74 t值 0.322 0.221 P值 1.024 1.292

表2 2D-PISA法与CMR法各测值对应反流程度分级（例）

2.3 2D-PISA法与CMR法的相关性 将2DPISA法与CMR法所得参数行相关性分析，结果显示，各相关系数均＞0.60，P均＜0.01（表3、表4及图3），说明两种方法间有良好的相关性，在几组相互比较的参数中，RV2D-PISA&RVCMR相关性最好，而RF2D-PISA与RFCMR之间存在明显的直线回归关系，可建立直线回归方程（表5）。根据2D-PISA法参数与CMR法参数所绘散点图见图3。

表3 2D-PISA法参数与CMR法RV的相关性分析（spearman法）

表4 2D-PISA法参数与CMR法RF的相关性分析（pearson法）

图3 2D-PISA法参数与CMR法参数散点图

表5 2D-PISA参数与CMR法RF的直线回归方程

3 讨论

二尖瓣反流是心血管疾病中最常见的病理生理现象之一，若临床不进行干预可发展为不可逆的心力衰竭，死亡率增高[7]，因此准确定量评估二尖瓣反流程度对临床治疗方案的选择尤为重要。二尖瓣偏心性反流束因其走行特点导致传统二维彩色多普勒难以准确评估其反流程度，临床需要一种既经济便捷又能准确评估的方法。PISA法可测量瓣口近端的层流加速区血流，不受左室几何形态、计算公式假设条件的影响，属全定量指标，可准确评估EMR反流程度，且重复性好。

CMR方法具有无创性，且所得结果与心导管检查结果具有良好的相关性[8-11]，故本研究将其作为对照“标准”。本组小样本研究结果表明，2DPISA法所获得的EROA、RV和RF与CMR法所得的RV及RF均有良好的相关性，说明PISA法可较准确定量评估EMR反流程度。在几组相互比较的参数中，RV2D-PISA与RVCMR相关性最好，表明RV对EMR的程度评价较其他参数更为准确。从程度分级来看，2D-PISA法的EROA、RV和RF更能准确地评估中度及以上的EMR，而对轻度反流的评估与CMR法差异较大，可能与反流程度较轻时血流汇聚区范围较小，2D-PISA法测量该区域半径和角度时易出现误差有关。

2D-PISA法计算EROA的关键是准确计算形成血流汇聚区的表面积和最大瞬时反流流速，所以为了得到最佳半球形的血流汇聚区，需要选择合适的Nyquist速度极限值和准确测量血流汇聚区的角度 θ。本研究按照 2003年 ASE指南，采用的Nyquist速度极限值均为血流汇聚区显示为最佳半球面时的数值，并且在操作中减小彩色扇角的角度以提高彩色血流成像帧频，避免由于帧频过低而错失瞬间最大血流汇聚图像。2D-PISA法建立在假想反流血流汇聚区是一个半球面的基础之上，事实上二尖瓣前后叶之间并非一个完整半球，其空间夹角必须加以考虑，即进行角度校正。有研究者[12]提出用立体角1－cosθ/2代替假想半球面的180°角计算二尖瓣反流口面积，完善了2D-PISA法的理论基础，克服了它对瓣口面积的高估，大大提高了该方法测量二尖瓣口面积的准确性。本研究亦采用立体角度，血流汇聚区角度θ的测量是在Tom Tec 4D Cardio-View三维工作站中进行，不仅能满意显示血流汇聚区的立体角度，而且角度的测量准确度更高；因EMR沿心房壁一侧走行，在测量最大反流速度时，通过多个切面寻找能与声束平行的最大反流血流进行测量，以减小测值误差，增加准确性。

本研究也有一定的局限性：①纳入的EMR血流汇聚区均为类半球面，而实际上还存在椭圆形、半球形、长椭圆形等形态[13]，非类半球型的血流汇聚形态不适合使用2D-PISA法来定量评估。另外2D-PISA法只适用于单孔的二尖瓣反流，若二尖瓣反流为多孔则形成不规则的等速面，不能依照半球面公式计算有效反流口面积。②目前对二尖瓣反流还缺乏公认的定量评估“金标准”，本研究作为对照标准的CMR所获得的反流容积RV呈偏态分布，可能与样本量偏小及CMR图像的获得需要通过复杂的定位方式，容易导致定位和所得数据的偏差有关，但与同类研究相比，相关性分析结果未见明显差异；而反流分数RF呈正态分布，可能与RF的计算是两个测量值的比值从而减小了数据偏差有关。③2D-PISA法所得数值表示的是最大瞬时反流量，而CMR所得数值反映的是整个收缩期的反流量，因瓣膜反流是一个持续过程，以某一瞬间的反流束容积反映反流量势必造成低估。

总之，2D-PISA方法可较准确地定量评估二尖瓣偏心性反流程度，但其操作步骤较多，耗时较长，制约了其在临床实际中的应用。随着三维技术的迅猛发展，基于PISA法理论基础的新技术必将推动该方法在临床的广泛应用。

［1］ Zoghbi WA， Enriquez-Sarano M， Foster E， et al. Recommendations for evaluation of the severity of native valvular regurgitation with two-dimensional and Doppler echocardiography. JAm Soc Echocardiogr，2003，16：777-802.

［2］Lancellotti P，Moura L，Pierard LA.European Association of Echocardiography recommendation for the assessment of valvular regurgitation.Part2：mitral and tricuspid regurgitation（native valve disease）.European Journal of Echocardiography，2010，11：307-332.

［3］Myerson SG，Francis JM，Neubauer S.Direct and indirect quantification of mitral regurgitation with cardiovascular magnetic resonance，and the effect of heart rate variability.MAGMA，2010，23：243-249.

［4］Kramer CM，Barkhausen J，Flamm SD，et al.Standardized cardiovascular magnetic resonance imaging（CMR） protocols，Society for Cardiovascular Magnetic Resonance：Board of Trustees Task Force on Standardized Protocols.J Cardiovasc Magn Reson，2008，10：35.

［5］Glockner JF，Johnston DL，McGee KP.Evaluation of cardiac valvular disease with MR imaging：Qualitative and Quantitative techniques.Radiographics，2003，23：e9.

［6］Gelfand EV，Hughes S，Hauser TH，et al.Severity ofmitral and aortic regurgitation as assessment by cardiovascular magnetic resonance optimizing correlation with doppler echocardiography.J Cardiol Mag Res，2006，8：503-507.

［7］Brusi F，Enriquez-Sarano M，Nkomo VT，et al.Heart failure and death after myocardial infarction in the community：the emerging role ofmitral regurgitation.Circulation，2005，111：295-301.

［8］Lederbogen F，Rottbauer W，Krahe T，et al.Noninvasive quantification of aortic and mitral insufficiency：Comparison of dynamic magnetic resonance imaging and Doppler color echocardiography. Deutsche Medizinische Wochenschrift，1994，119：611-617.

［9］Gregory HW，Li HF，Willard JE，et al.Magnetic resonance imaging assessment of the severity of mitral regurgitation：Comparison with invasive technique.Circulation，1995，92：1151-1158.

［10］Ozdogan O，Yuksel A，Gurgun C，et al.Evaluation of the severity of mitral regurgitation by the use of signal void in magnetic resonance imaging.Echocardiography，2009，26：1127-1135.

［11］Aurigemma G，Reichek N，Schiebler M，et al.Evaluation of mitral regurgitation by cine magnetic resonance imaging. American Journal of Cardiology，1990，66：621-625.

［12］Grossmann G，Marx N，Spiess J，et al.Value of the proximal flow convergence method for quantification of the regurgitant volume in mitral regurgitation Influence of the mechanism of regurgitation，the imaging of the flow convergence region，and different calculation modalities.Z Kardiol，2004，93：944-953.

［13］Deng YB，Shiota T，Shandas R，et al.Digital computer analysis of the Doppler color flow convergence region. Circulation，1993，88：1699-1708.

2015年第二十六届长城国际心脏病学会议通知

第二十六届长城国际心脏病学会议、亚太心脏大会、国际心血管病预防与康复会议2015将于10月29日至11月1日在北京国家会议中心隆重举行。本届大会由中国国际科技会议中心、长城国际心脏病学会议组委会、中华医学会心血管病学分会、中国医师协会心血管内科医师分会、中国老年学学会心脑血管病专业委员会等联合主办，ACC、ESC、WHF、AHA/ASA、等30多个国内外著名心血管学术组织和医院单位联合协办。

本届大会将在心血管病及相关学科科研与临床展开全面的国际交流，同时鼓励我国原创研究、创新科技及理念在大会进行交流，全面提升我国心血管病学研究的国际地位。大会将邀请更多的国际著名学术组织举办联合论坛，更多知名专家参与相关领域和学科交流。与会者将获得由美国医学会颁发的继续医学教育学分8分和中国国家医学继续教育（Ⅰ类）学分10分。

Assessment of eccentricm itral regurgitation by two-dimension proximal isovelocity surface area

目的 探讨二维彩色血流汇聚法（2D-PISA）定量评价二尖瓣偏心性反流程度的价值。方法选择单纯性二尖瓣偏心性反流患者31例，用2D-PISA法定量评价二尖瓣反流相关参数，以心脏磁共振（CMR）结果为标准，分析两者的相关性，建立线性回归方程。结果 2D-PISA法有效反流口面积（EROA2D-PISA）为（0.19±0.07）cm2，反流容积（RV2D-PISA）为（28.74±9.51）ml，反流分数（RF2D-PISA）为（24.28±7.95）%；CMR法反流容积（RVCMR）中位数为24.0ml，四分位数间距为15.75ml，反流分数（RFCMR）为（35.38±14.89）%。各参数2DPISA法与CMR法间存在良好的相关性，相关系数均＞0.60，P均＜0.01；EROA2D-PISA&RFCMR间直线回归方程为Y=7.24+149.011 X，RF2D-PISA&RFCMR间直线回归方程为Y=7.216+1.16 X。结论 2D-PISA法可较准确地定量评价二尖瓣偏心性反流程度，有良好的应用前景。

二维血流汇聚； 彩色多普勒； 心脏磁共振； 二尖瓣偏心反流

Assessment of eccentric m itral regurgitation by two-dimension proximal isovelocity surface area

WU Yang，GUO Ying-kun，PENG Ying，et al.Department of Cardiology，West China Hospital of Sichuan University，Chengdu 610041，China

RAO Li，E-mail：lrlz1989@163.com

ObjectiveTo evaluate the value of two-dimension proximal isovelocity surface area（2DPISA）in quantitative diagnosis of eccentric mitral regurgitation（EMR）.MethodsThe parameter of EMR was collected with 2D-PISA in 31 patients.The results were compared with corresponding measurements obtained by cardiac magnetic resonance imaging（CMR），and analyzed their correlation and regression based on the CMR method as a“reference standard”.ResultsThe mean EROA2D-PISAwas（0.19±0.07）cm2，mean RV2D-PISAwas（28.74±9.51）ml and mean RF2D-PISAwas（24.28±7.95）%.Themedian RVCMRwas 24.00ml，the interquartile range was 15.75 ml，themean RFCMRwas（35.38±14.89）%.There was good correlation between the EMR parameter obtained by 2D-PISA method and CMR method（r＞0.60，P＜0.01）.The regression equations between EROA2D-PISA& RFCMRwas Y=7.24+149.011 X，and between RF2D-PISA&RFCMRwas Y=7.216+1.16 X.Conclusion 2D-PISA is a accuratemethod to quantitative diagnosis of EMR，itwould be widely used in clinic.

Two-dimension proximal isovelocity surface area； Color Dopple； Cardiac magnetic resonance imaging； Eccentric mitral regurgitation

四川省科技计划项目（项目编号：2014SZ0004）

作者单位：610041 四川省成都市，四川大学华西医院心内科

饶莉，E-mail:lrlz1989@163.com

10.3969/j.issn.1672－5301.2015.05.006

R542.5+1

A

1672-5301（2015）05-0405－05

2015-02-06）