实时三维超声心动图在三尖瓣反流中的应用

陈蓓绮， 孔德红， 董丽莉

复旦大学附属中山医院心超室，上海 200032

65%～85%正常人群会发生轻微至轻度的三尖瓣反流(tricuspid regurgitation, TR)[1]，称为生理性TR。而病理性TR的反流程度通常较严重，一般为中度以上，与瓣叶异常和/或瓣环扩张有关，可分为原发性和继发性。原发性TR是由三尖瓣本身的先天性或获得性病变引起的，包括先天性畸形、外伤、放射治疗、药物、起搏器放置、感染性心内膜炎、风湿热和黏液性变性等，占所有TR的8%～10%[2]。继发性TR也称功能性TR，比原发性TR更为常见，主要继发于右心压力和/或容量超负荷，进而引起右心室和/或右心房扩张，导致三尖瓣变形，包括左心病变和慢性心房颤动。一些病因未明的孤立性病变也被归入功能性TR的范畴。

中度以上的病理性TR可引起患者死亡。其中重度且孤立的原发性TR预后较差，继发性TR的预后则与原发病相关。但不管是原发或继发病变，其病死率均与TR的严重程度正相关[3]，以往研究[4]认为，原因是TR可引起右心功能障碍和肺高压。但最近研究[5]发现新结论：重度TR患者，无论是否患有严重肺高压，其病死率相似且均处于较高水平；在合并TR的右心功能障碍患者中，右心容量超负荷可引起进行性右房右室扩张，进一步导致心房颤动，出现快速性心律失常、腹水、肝功能障碍和心输出量降低等一系列临床症状，这些症状均可引起患者病死率升高。而在单纯右心功能障碍患者中，上述并发症则较少见。这都说明TR与病死率升高相关，是一种独立的预后判断指标，与心功能不全、是否存在肺高压、心房颤动或窦性心律等无关，而在心功能不全、肺高压、心房颤动的患者中，TR的存在可提高病死率[6]。

因此，及早诊断TR并进行定量分析，在早期阶段获得有效治疗十分重要。右心导管历来被认为是定量反流程度的最可靠手段[7]，但它是有创的，且在右心瓣膜上放置导管还可能会导致人为的医源性TR，一般不作为首选检查方法。超声心动图作为一项无创且简便的检查方法，不仅能显示三尖瓣的结构，观察瓣叶是否异常，瓣环是否扩张，还能借助彩色多普勒技术定性定量评价反流严重程度，是临床上诊断TR的首选方法。本文主要综述实时三维(three-dimensional, 3D)超声心动图在诊断TR中的应用。

1 实时3D超声心动图在评估瓣膜形态中的应用

三尖瓣的解剖结构分为4个部分：瓣环、瓣叶(前叶、隔叶和后叶)、乳头肌和腱索。正常的瓣环是三角形、卵圆形或鞍形，且可随血流动力学变化而变化。三尖瓣的面积可达7～9 cm2，是4个心脏瓣膜中最大的。通常前叶是3个瓣叶中最长、面积最大且运动幅度最大，隔叶是最短且运动范围最小的瓣叶[8]。当出现先天性畸形如Ebstein畸形或瓣叶脱垂、腱索断裂等异常时，二维(2D)超声心动图可清楚地显示病变情况。但由于角度和探头的限制，它无法在一个切面中同时完整地显示瓣环及3个瓣叶。实时3D超声心动图则能克服这一缺陷，更清楚地显示三尖瓣的结构，有助于TR的诊断[9]。

原发性TR可引起单纯的右心室容量负荷过重，因此在经胸实时3D超声心动图上通常表现为瓣环的环形扩张。继发性TR在右心室和/或右心房扩张过程中，三尖瓣环最初仅在其游离壁扩张。随着右心室和右心房的进一步扩大，瓣环开始向室间隔和房间隔方向扩张，三尖瓣逐渐变得越来越平坦[2,10]。经食管实时3D超声心动图进一步证实，TR患者的瓣环大小、形状和方向均发生改变。尤其是在心房颤动引起的继发性TR患者中，后叶瓣环扩张极为常见，且扩张程度与反流严重程度呈正比[11]。有些情况下，实时3D超声心动图对三尖瓣形态的立体成像能帮助鉴别诊断病因[12]，例如在伴随左心风湿性病变的TR反流患者中，如果观察到三尖瓣的风湿样改变，那么TR很可能是原发性风湿性病变累及三尖瓣造成的；如果观察到瓣环扩张，而三尖瓣形态正常，那么TR更有可能是继发于风湿性心脏病导致的心房颤动。

2 2D超声心动图在诊断TR中的应用

超声心动图除能直接显示三尖瓣的结构，帮助诊断TR外，彩色多普勒的应用还有助于定性定量评价TR。大多数用于二尖瓣反流的多普勒方法，如射流面积、缩流颈宽度(vena contracta width, VCW)、近端等速表面积(proximal isovelocity surface area，PISA)等在评估TR严重程度时都可直接应用。但除了在极端肺高压的情况下，如肺动脉压力等于全身压力时，通常情况下右心室收缩压都小于全身动脉压，使得TR的射流比二尖瓣反流的压力和流速低[13]。

如果只用射流大小评估TR，需要综合多个切面进行分析，包括心尖四腔心切面、胸骨旁长轴切面、短轴切面和肋下切面[14]。一般来说，反流束到达右心房远端，和反流束仅出现在三尖瓣小叶周围相比，到达右心房远端的反流束反流更严重。但实际上，这只适用于中心型TR的评估，在偏心重度的TR评估上仍然不够准确。严重的偏心型TR血流会撞击右房侧壁，而彩色多普勒只能显示和探头方向一致的血流，使得尽管右心房中央的血流只占反流束的少部分，但在成像上，比大部分两侧偏心的血流成像更明显，再加上其产生的涡旋会使血流粘附在右房壁上，因此往往会低估TR的严重程度[15]。此外，设备的设置会影响成像，如彩色增益、组织优先级及速度范围等[16]。

2D超声对TR进行定量或半定量的指标包括VCW、PISA半径、使用PISA量化的有效瓣口反流面积(effective regurgitant orifice, EROA)和反流量(R Vol)及使用脉冲多普勒的肝静脉血流图[15]。≥7 mm的VCW、>9 mm的PISA半径、EROA≥40 mm2、R Vol≥45 mL和PW测得肝静脉收缩期血流逆转均支持重度TR的诊断。在没有三尖瓣狭窄的情况下，三尖瓣早期充盈峰值(E速度)与TR的程度成正比。E峰峰值速度≥1 m/s，也表示TR较严重[17]。

但这些方法都具有各自的局限性。三尖瓣由3个瓣叶组成，任意2个瓣叶间出现脱垂或对合不良，都会导致TR。因此TR可以是瓣环扩张导致的单个中心型TR，也可以是瓣叶损坏引起的多个偏心型TR。对于VCW而言，当TR的反流口不止1个时，测量会出现较大误差。以往研究[18]也表明，体外实验中不同设备所测得的VCW值之间存在统计学差异。PISA半径的测量及PISA法所得到的EROA和R Vol则可用于偏心型TR的测量，测量不受原发性或继发性因素的影响，也不受血流动力学因素的影响。这些方法要求血流基线的速度调整为20～30 cm，可使血流汇聚的成像更加明显。但PISA法受反流口形状的影响，帧频数不足时，难以通过反流流量得到相应图像。且PISA法与测量者的关系较大，在基于PISA半径测量的EROA和R Vol中PISA半径的平方计算会放大该误差。肝静脉的收缩期血流逆转测量极为方便，但缺乏特异性，在右心房和/或右心室顺应性异常、心房颤动及任何引起的右房压升高的情况下，该方法受限[19]。三尖瓣早期充盈峰值(E速度)也与肝静脉血流逆转相似，测量简便但不宜应用于右房压升高和心房颤动患者。

3 实时3D超声心动图在诊断TR中的应用

随着技术的发展，实时3D超声心动图弥补了2D超声的部分缺陷。2D PISA法是建立在几何模型假设的基础上，假设反流束近端速度呈半球对称性分布。而实时3D超声心动图能对血流会聚流动区进行完整的3D可视化成像，避免了几何模型假设，以此测量实际确定的PISA。

与传统的2D PISA相比，3D PISA更准确，尤其在偏心型TR中[20]，实时3D超声心动图的出现还使得测量缩流颈面积(vena contracta area，VCA)来定量TR成为可能。三尖瓣的3个瓣叶使反流束的缩流颈形成复杂几何形状，导致VCW随切面角度变化而变化，而VCA则受角度的影响较小。既往研究[21]发现，3D VCA与EROA之间具有良好的相关性，其中中心型TR的3D VCA和2D EROA的相关性较偏心型TR更高，在原发性TR患者中的相关性又比功能性TR患者高。与传统2D超声的定量和半定量参数相比，实时3D超声心动图所测定的VCA在诊断重度TR及确定其截断值方面更有价值[21]。目前，VCA被公认为定量分析三尖瓣反流最新且最有发展意义的参数。而且，其他方法中，容量负荷对彩色血流成像产生的影响可导致最终结果不准确，但对VCA影响较小，更适合临床随访[22-23]。当患者经过常规2D超声检查后，被诊断为临界重度TR时，可根据3D VCA量化TR严重程度，对患者及早进行干预。

时间分辨率有时会影响VCA帧频选择的精度。通常根据2D连续多普勒推算的TR速度峰值，在收缩期至收缩期末期之间选择最大的VCA。实时3D超声心动图的彩色多普勒技术要求平均帧速率约为10帧/s，这种速度下在收缩期只能评估约4帧的图像，这种情况下不一定能准确得到最大的VCA。呼吸频率也会导致偏心型TR患者难以获得完整图像。此外，VCA在很大程度上取决于实时3D超声心动图彩色多普勒中色彩增益的设置,不同设备的设置会造成VCA测量值的系统性误差[20]。目前还不明确不同设备设置上的不一致性会多大程度地影响VCA的测量。因此，VCA若要广泛地应用于临床和科研来指导TR的定量分析，还需要解决如何调整参数才能达到不同设备之间VCA测量一致性这一目标。

4 实时3D超声心动图在治疗TR中的应用

TR的治疗有多种方式，病因不同，选择也不同，可药物保守治疗，也可手术治疗。手术治疗包括三尖瓣修复、三尖瓣置换及经导管的三尖瓣治疗等。药物治疗对功能性TR有效，因此功能性TR往往选择药物治疗。但近年来研究[24]发现，在左心瓣膜病变引起的TR中，手术只处理二尖瓣或主动脉瓣而不处理三尖瓣，会有相当一部分患者出现TR的进展，进而导致右心衰。此时若单独进行三尖瓣手术，患者病死率会显著升高[25]。因此功能性TR更倾向于三尖瓣修复，药物治疗仅作为术前的辅助治疗。美国和欧洲的指南[26-27]均建议在进行左心手术患者中同时处理三尖瓣。对于原发性TR，一般选择手术治疗，但根据不同病因选择不同的治疗方式很重要。例如：当TR是由起搏器植入导线本身干扰瓣叶闭合引起时，重新放置导线就可改善TR症状；当TR是由瓣叶穿孔引起时，则需进行三尖瓣修复或置换。在大部分原发性TR患者中，瓣膜损伤的程度决定了瓣膜是否可以修复，对于复杂病变，瓣膜置换的治疗效果可能优于修复。实时3D超声心动图可评估三尖瓣的形态和功能，分析TR的反流程度，早期、准确地发现病变，并指导治疗。

随着越来越多的左心瓣膜疾病采用经导管疗法，TR的经导管治疗也逐渐受到关注。指南[26-27]没有明确建议对功能性TR进行单独的三尖瓣手术，因此经导管的三尖瓣治疗成为一种新的治疗手段。其不仅能有效处理病变，还能降低手术风险。与开胸治疗相比，实时3D超声心动图在操作方面的实时指导更必要，其在术前能评估可能出现的定位障碍，如乳头肌、肌小梁或腱索，可通过确定TR的位置和严重程度来帮助选择最佳定位点。而且术中的连续成像，能够帮助术者不中断地确认导管位置，将导管引导至理想位置，最大化地降低TR。

综上所述，实时3D超声心动图在TR的诊断和治疗中的作用都至关重要。实时3D超声心动图的出现弥补了2D超声成像技术上的不足，并随着技术的发展和更新，在临床上的应用范围不断扩大。现有技术仍有许多不足，也仍有许多新方法未得到充分实践，实时3D超声心动图作为一种无创且简便的检查手段，在TR的诊断和治疗中仍有较大发展空间。