实时三维经食管超声心动图对二尖瓣脱垂瓣器结构与反流程度的定量研究

耿佳琪，王岳恒，张佳美，杨 丽

河北医科大学第二医院心脏超声科，河北 石家庄050000

二尖瓣脱垂（MVP）是一种常见的退行性二尖瓣病变，发病人口占全球人口的1%～3%［1］，表现为二尖瓣瓣叶一个或多个亚区在收缩期超越二尖瓣瓣环连线水平脱入左心房，并伴有不同程度的偏心性反流［2］，病变类型主要包括弥漫性黏液样变性和纤维弹性缺失。瓣膜结构的变形程度决定二尖瓣反流（MR）的病程进展进而影响MVP的临床病程［3-4］。研究发现随着反流程度越重瓣环变形愈发明显，二尖瓣的马鞍环增大、扁平，瓣环所受机械应力的改变将会加重瓣叶脱垂和腱索断裂［5-7］；瓣叶面积更大，瓣叶变形更严重，瓣叶增厚和潜在的病理学改变是瓣叶变形的决定因素［8］。

既往研究仅阐明了在不同反流程度的MVP患者中二尖瓣瓣环、瓣叶的变化特点，并未指出加重二尖瓣反流程度的危险因素。实时三维经食管超声心动图（RT-3D-TEE）能够任意从心房或心室侧清晰显示二尖瓣立体结构，结合二尖瓣定量分析能够提供精准的二尖瓣参数评估。鉴于重度MR对预后的不良影响，本研究应用RT-3D-TEE结合二尖瓣定量分析软件（MVQ）评估二尖瓣脱垂病变瓣器的立体结构，探究加重二尖瓣反流程度的危险因素对风险分层与及时转诊至关重要。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取就诊我院行经胸超声心动图检查确诊为MVP伴MR的病例组患者40例及对照组10例。病例组纳入标准：CarpentierⅡ型MR患者；对照组纳入标准：无二尖瓣病变及MR 患者。排除标准：病例组排除CarpentierI型及Ⅲ型［9-11］；病例组及对照组均排除具有器质性心脏病（先天性心脏病、心肌病、冠脉粥样硬化性心脏病等）、持续性心房颤动、频发房性、室性早搏、室性心动过速等严重心律失常、二尖瓣三维图像不佳的患者。

分组标准：依据2020ACC/AHA瓣膜病管理指南［12］及ACC二尖瓣反流管理专家共识［13］中二尖瓣反流程度分级标准：（1）存在连枷瓣叶；（2）缩流颈宽度≥0.7 cm；（3）PISA等速球体半径≥1.0 cm（Nyquist 30～40 cm/s）；（4）中心性反流束面积/左房面积≥50%；（5）收缩期肺静脉血流逆转；（6）左室扩大，左室收缩功能正常。符合上述4条及以上诊断为重度，符合2～3条并且反流容积≥60 mL、反流分数≥50%、有效反流口面积≥0.4 cm²诊断为重度，并结合左心房、左心室内径综合判断，将病例组患者（n=40）分为重度反流组（n=24）及非重度反流组（n=16）。

1.2 仪器设备

使用GE Vivid E95超声心动仪，且配备6VT-D实时三维经食管矩阵探头，探头频率为2～7 Hz。

1.3 图像采集及后处理方法

1.3.1 检查前准备 TEE检查前患者进行术前准备，告知患者及家属TEE检查的风险及可能出现的并发症并签署知情同意书。嘱患者口服1%盐酸丁卡因胶浆4 g进行咽部粘膜的局麻。

1.3.2 检查具体操作步骤 连接心电图，调整图像至120°左右左室长轴切面获取包含完整二尖瓣及主动脉瓣的清晰二维图像，采用4D Zoom Prepare进行实时三维成像，使用2 click获取清晰的二尖瓣外科观三维图像并保存。

1.3.3 图像的后处理 三维图像采集后导入Echo PAC 203脱机工作站，使用4D Auto MVQ软件进行图像后处理和定量分析：设置并调整心脏收缩末期和心脏舒张末期的时间位点。对图像进行校准，调整垂直轴穿过二尖瓣的中心，水平轴平行于二尖瓣。放置标记点（两个二尖瓣环位点，两个前、后位点，瓣叶对合点和主动脉点）。放置好标记点后即可预览静态图像，点击run按钮预览动态图像，并可继续调整瓣叶描计线。点击result获得相关参数（图1）。

图1 图像后处理Fig.1 Image post-processing.

1.3.4 4D Auto MVQ参数 瓣环参数：瓣环三维面积（A3D）、瓣环二维面积（A2D）、瓣环周长（AP）、前后直径（DAP）、前外-后内侧直径（DAL-PM）、联合部直径（DC）、三角间距离（DI）、球度指数（SI）、瓣环高度（H）、非平面角度（NPA）、二尖瓣环与主动脉瓣环平面夹角、瓣高联合比（AHCWR）（图2）。

图2 瓣环参数Fig.2 Annulus parameters.

瓣叶参数：前叶面积（AAnt）、后叶面积（A Post）、前叶角度（θAnt）、后叶角度（θPost）、前叶长度（L Ant）、后叶长度（L Post）、前闭锁线长度3D（LC Ant 3D）、后闭锁线长度3D（LC Post 3D）、幕状区高度（H Tent）、幕状区容量（V Tent）（图3）。

图3 瓣叶参数Fig.3 Leaflet parameters.

自定义参数：总瓣叶面积（A Total）。计算公式：总瓣叶面积=前叶面积+后叶面积）。

1.4 统计学分析

采用SPSS21.0统计软件对数据进行分析，符合正态分布的计量资料以均数±标准差表示，非正态分布的计量资料以中位数（四分位数间距）表示。正态分布的计量资料进行方差分析，非正态分布的计量资料采用非参数Kruskal-WallisH秩和检验。以P＜0.05差异有统计学意义。将差异有统计学意义的参数进行Spearman秩相关检验和Logistic回归统计，预测导致MR程度加重的危险因素，制作危险因素的ROC曲线，获得截断值。

2 结果

2.1 临床资料比较

两组一般资料的差异无统计学意义（P＞0.05），LA、LV、EDV随MR程度增加而增大（P＜0.05）。左室射血分数随MR程度增加而减小，对照组与重度反流组之间差异有统计学意义（P＜0.05，表1）。

表1 两组一般临床资料比较Tab.1 Comparison of general clinical data between the two groups(Mean±SD)

2.2 瓣环参数的组间比较

A3D、A2D、AP、DAP、DAL-PM、NPA随反流程度增加而增大，AHCWR随反流程度增加而减小，组间差异均有统计学意义（P＜0.05）；DC、DI、SI随反流程度增加而增大，DC在对照组与非重度反流组之间的差异无统计学意义（P＞0.05），DI、SI仅在对照组与重度反流组之间差异有统计学意义（P＜0.05，表2）。3组间瓣器变化特点（图4）及非平面性变化（图5）。

图4 二尖瓣外科观Fig.4 Mitral valve surgical view.

图5 二尖瓣非平面性变化Fig.5 Mitral valve nonplanar changes.

表2 三组间二尖瓣瓣环参数比较Tab.2 Comparison of parameters of mitral annular among three groups(Mean±SD)

2.3 瓣叶参数的组间比较

A Total、A Post随反流程度增加而增大，且两两比较差异均有统计学意义（P＜0.05）。其余瓣叶参数在对照组与非重度反流组之间比较差异均无统计学意义（P＞0.05），瓣叶的显著变化主要发生在重度反流组。随着反流加重，二尖瓣瓣环面积、瓣叶面积、各径向参数值逐渐增大，瓣环马鞍形、椭圆形逐渐消失，瓣叶变形加重、对合不良（表3）。

2.4 Spearman秩相关分析

A3D、A2D、AP、DAP、A Total与反流程度呈极强相关关系（r=0.847、0.843、0.845、0.854、0.854，P＜0.05）；DAL-PM、DC、NPA、A Ant、A Post、LC Ant 3D、LC Post 3D、AHCWR与反流程度呈强相关关系（r=0.792、0.782、0.608、0.735、0.742、0.777、0.690、-0.647，P＜0.05）。

2.5 Logistic回归分析

A Total是导致重度MR发生的危险因素（P＜0.01，B=1.576，OR=4.834），说明A Total对MR加重具有正向影响作用，A Total每增加1个单位MR加重的可能性是原来的4.834倍。

2.6 ROC曲线分析

A Total（截点值=8.9 cm2）预测重度MR的敏感度为91.7%，特异性为87.5%，曲线下面积为0.948（P＜0.01，图6）。

图6 ROC曲线Fig.6 Receiver operating characteristic curve.

3 讨论

正常情况下，左室收缩开始时，乳头肌最先收缩并且通过腱索向下牵拉瓣叶，在收缩期左心室压力升高的同时保持二尖瓣始终处于闭合状态。同时二尖瓣瓣环收缩，瓣环“马鞍形”加深，从而分散来自血流的压力。黏液样变性瓣膜病患者二尖瓣瓣环的收缩能力显著下降，不利于瓣环面积的减小和“马鞍形”的加深［14］，导致瓣叶对合减少，MR加重。扁平的瓣环会增加瓣环、瓣叶和腱索的张力［15］，伴随疾病血流动力学的改变，瓣叶细胞会发生细胞外基质重塑，胶原蛋白和黏多糖的异常累积导致瓣叶组织生物力学减弱［16］，瓣环扁平化所带来的机械张力使瓣叶逐渐拉长，促进瓣叶脱垂产生，增加腱索断裂可能，使连枷和MR进一步加重。腱索断裂也会增加相邻未断裂腱索和瓣叶组织的应力［17］，瓣叶-腱索应力的增加会反过来导致瓣环扩张、扁平化［18］，这些相互作用会形成一种恶性循环，在这种互为因果的情况下，二尖瓣瓣器的机械平衡被破坏，各部分共同导致了MR的进行性加重。

LA、LV内径在MR所致的容量负荷下发生扩张，伴随而来的是EDV增大以及EF的逐渐下降。左室扩张导致乳头肌移位会继发瓣叶栓系，这会进一步加剧MR构成一个恶性循环。

瓣环参数中，A3D、A2D、AP、DAP、DAL-PM 随着MR程度逐渐增加并呈正相关关系，表明MVP患者的瓣环与健康对照组相比呈现增大的状态，瓣环的扩张在MVP引起MR的早期就会出现，且这种扩张随MR的加重而愈加明显。该结果与既往研究相同［6］，瓣环功能障碍表现为瓣环收缩减少及马鞍形扁平，在二尖瓣脱垂发展早期便可导致收缩早期反流，甚至导致更严重的全收缩期反流。DC、DI、SI同样随反流程度加重而增加，但DC和DI组间差异出现较晚的原因可能是由于二尖瓣环存在左、右纤维三角解剖结构，该结构相对固定，在MR早期不容易发生形变［19］。二尖瓣后环更具柔韧性，更易发生形变，因此当瓣环扩张时，DAP、DAL-PM相对DC和DI增大较早。二尖瓣环是连接LA与LV的重要组织［20］，瓣环增大导致MR加重，容量负荷带来的左心扩张不仅导致瓣环进一步增大，也导致SI的增加。

AHCWR与反流等级呈强负相关，NPA与反流等级呈强正相关，说明在MVP中，瓣环随着MR的加重逐渐变得扁平，这与既往研究［7］结果一致。有学者使用有限元分析证明了在AHCWR保持在15%～20%时，瓣叶维持最佳应力［21］，扁平马鞍环能够使二尖瓣叶应变增加［22］，由于二尖瓣叶暴露在更多的机械压力下，瓣膜的稳定接合被破坏从而导致MR的发生，这种机械压力还会促进瓣叶的病理改变，使瓣叶变得增厚、冗余。本研究中健康对照组AHCWR为（16.23±2.82）%，病例组的AHCWR均小于15%，愈发扁平的瓣环破坏了瓣叶的稳定接合，MR随之加剧。

瓣叶参数中，A Total、A Ant、A Post、L Ant、L Post、LC Ant、LC Post 随MR 程度逐渐增大，但除A Total、A Post以外，A Ant、L Ant、L Post、LC Ant、LC Post在对照组与非重度反流组之间差异无统计学意义。这说明瓣叶尺寸伴随着MR加重而变大，且在非重度MR向重度MR发展的过程中发挥着极其重要的作用，鉴于重度MR对预后的不良影响，脱垂瓣叶的显著病变应该在临床工作中引起重视。以往研究显示瓣叶病变的进展和二尖瓣环直径的增加是加重MR的两个独立预测因素［3］。

原发纤毛基因突变导致的细胞外基质扩张［23］和继发于机械张力增加的内皮-间充质转化［24］最终都使MVP的瓣叶组织变形，表现出以黏液样变性为主的冗余和增厚。瓣叶组织的冗余对于脱垂及反流程度的贡献是不容小觑的，扩大的瓣叶会增加瓣叶和腱索的集中应力，腱索延长会进一步降低瓣叶接合的程度，这说明MVP的发展与瓣叶和腱索的组织改变密切相关［25］。

本次研究提出的新参数A Total与传统的MVQ定量参数中代表瓣叶面积的参数A Ant、A Post相比，其作为前、后瓣叶面积总和，可以保证当存在复杂病变如双叶脱垂时，能够全面地评估两个瓣叶，而不是仅把关注点集中在前叶或后叶，它所带来的效益是1+1＞2。A Total作为加重MR的危险因子对MR加重具有正向影响作用，A Total每增加1个单位MR加重的可能性是原来的4.834倍，这体现了以黏液样变性为主的瓣叶冗余对于脱垂及反流程度的贡献，提示外科医生在二尖瓣成形术中需要从病因学的角度进行考虑。A Total的截断值8.9 cm2是诊断二尖瓣脱垂患者二尖瓣反流是否发展为重度的临界点，这一结果是对MR分级的极大补充，对MR程度的准确评估对于其适当的管理至关重要，它直接影响心脏血流动力学改变并且与预后直接相关［26］。若在未来临床工作中加入A Total≥8.9 cm2作为区分重度MR的一项指标，将具有重要参考价值。

H Tent、V Tent、θAnt、θPost在健康对照组与重度反流组之间差异有统计学意义（P＜0.05）。H Tent、θAnt、θPost的减小可能是由于MVP的瓣叶在收缩期向左房侧移位，导致瓣叶与瓣环平面之间的所形成的幕状区域高度减低，前、后瓣叶与瓣环水平之间的夹角也随MR加重逐渐减小。二尖瓣瓣环A2D的增大使V Tent的数值逐渐增加。

综上，二尖瓣瓣环大小、扁平程度、瓣叶大小与反流程度呈正相关。其中A Total是导致二尖瓣脱垂患者二尖瓣反流程度加重的危险因素，其作为新参数对二尖瓣反流程度的评估具有一定的参考价值。