三維超聲心動圖測定機械瓣瓣口面積初步經(jīng)驗

1、    三維超聲心動圖測定機械瓣瓣口面積初步經(jīng)驗         摘要：目的觀察三維超聲心動(3DE)測定機械瓣瓣口面積的可行性。方法11例機械瓣置換病例,用任意切面(anyplane)3DE測定機械瓣瓣口有效面積,將測定值與多普勒超聲心動(DE)測定的有效瓣口面積(包括實測值和文獻報道測值)及生產(chǎn)廠商提供的離體瓣口面積比較。結(jié)果3DE測定機械瓣有效瓣口面積為(2.73±0.88) cm2與DE實測值(2.45±0.77)cm2及文獻報道DE測值(2.85

2、±0.96) cm2比較無明顯差異(P>0.05)。3DE測值與DE實測值的相關性為r=0.755,與文獻報道DE測值的相關性為r=0.919。生產(chǎn)廠商提供的離體瓣口面積為(4.06±1.09)cm2與3DE測值,DE實測值及文獻報道DE測值比較均有明顯差異(P<0.01),在本研究中3DE測定在體機械瓣瓣口平均面積僅為生產(chǎn)廠商提供的離體瓣口平均面積的(66.8±9.7)%,但二者之間相關性為0.910。對同一觀查者相隔半個月以上的兩次3DE測值進行比較,未見明顯差異(P<0.001)。結(jié)論據(jù)初步經(jīng)驗用3DE測定機械瓣瓣口面積在二尖瓣位是準確可行

3、的,在主動脈瓣位由于例數(shù)太少尚需進一步研究。超聲心動在體實測值與生產(chǎn)廠商提供的離體瓣口面積有明顯差異可能與多種因素有關。關鍵詞：超聲心動描記術,三維;心臟瓣膜,人工Primary experience on quantitative assessment of mechanical prosthetic valve area by three-dimensional echocardiographyLI Yue(Ultrasound Department of General Hospital of PLA,Beijing 100853,China)Herman FJ Mannaerts,Ot

4、to Kamp,et al.(Cardiovascnlar institute of Free university teaching hospital,Amsterdam,Natherlands)Abstract：ObjectiveTo determine the feasibility of three-dimensional echocardiography(3DE) in assessment of mechanical prosthetic valve areas.MethodsEleven patients with mechanical prosthetic valve repl

5、acement were included into the study.The effective orifice areas(EOA) of mechanical prosthetic valve were assessed by anyplane mode of 3DE and compared with EOA deriverd by Doppler echocardiography(DE,which included real measurement and published literature) and provided by manufactures.ResultsThere

6、 were no significant difference between the EOA assessed by 3DE(2.73±0.88) cm2 and derived from DE real measurement=(2.45±0.77) cm2,published literature=(2.85±0.96) cm2 (all P>0.05).A good correlation was observed between the EOA assessed by 3DE and derived from DE (r=0.755 and 0.9

7、19,all P<0.01).The EOA provided by manufacturers was (4.06±1.09) cm2,which differed significantly from the EOA assessed by 3DE and derived from DE.The percentage of the EOA assessed by 3DE to the manufacturer's orifice areas was (66.8±9.7)%.However,a good correlation was observed be

8、tween the EOA assessed by 3DE and EOA provided by manufacturers (r=0.910,P<0.01).Intraobserver study for 3DE planimetry was performed.No significant difference was found between two time measurements of 3DE (P>0.05).ConclusionsAccording to primary experiences, 3DE planimetry in replacement mit

9、ral valves is feasible and in aortic prosthetic need more study because of less case mumber.The difference between actual orifice area provided by manufactures and EOA measured in vivo by echocardiography are probably due to multiple factors.Key words：Echocardiography,three-dimensional;Heart valve p

10、rosthesis在無創(chuàng)性檢查心臟人工瓣膜結(jié)構(gòu)和血流動力學方面二維超聲心動(2DE)和多普勒超聲心動(DE)起著重要作用。在定量測定機械瓣瓣口面積方面2DE和DE均有局限性1-3。已有報道3DE作為一新的診斷技術可用于心臟瓣膜解剖結(jié)構(gòu)的觀察和瓣口面積測定。偶有報道用3DE觀察機械瓣的結(jié)構(gòu)和功能,但至今尚未見用3DE測量機械瓣瓣口面積的報道4-7。本研究擬觀察3DE測定機械瓣瓣口面積的可行性。資料與方法一、研究對象11例機械瓣置換術后瓣膜功能正常病例,女3例,男8例;年齡5077歲,平均67歲。其中8例二尖瓣置換,3例主動脈瓣置換。1例房顫心律,其余為竇性心律(表1)。表1一般情況及超聲心動檢查

11、結(jié)果病例年齡性別心律瓣齡(年)人工機械瓣有效開口面積EOA(cm2)峰值流速(m/s)峰值壓差(mm Hg)平均壓差(mm Hg)類型號碼位置3DPHT/CELM173女S9Car21A1.363.037.217.8266男S1St.23A2.0052.016.00.8371女S1St.27M3.6474男S7Med27M2.571.53.03.802.015.86.1550男S7Med29M2.601.812.65.5665女AF1St.31M3.681.613.83.877

12、4男S0.5St.33M3.481.712.14.1872女S0.1St.33M4.0977女SSt.31M3.781.814.96.61056男S0.5St.27A3.671.812.96.81163男S4St.27M3.671.914.34.2     注:Car-CarboMedics,St.-St.Jude Medical,Med-Medtronic Hall;A-主動脈瓣,M-二尖瓣,AF-房顫,S-竇性,3D-3DE測值,PHT

13、/CE-DE測值,L-文獻報道DE測值,M-廠家提供測值二、超聲心動檢查1.3DE數(shù)據(jù)的采集和處理:采用美國惠普公司HP-2500型彩色多普勒超聲診斷儀進行多平面經(jīng)食管超聲心動(TTE)檢查。探頭放置到能理想觀察二尖瓣或主動脈瓣的位置,設置探頭旋轉(zhuǎn)間隔角度為3°,調(diào)節(jié)心電和呼吸門控范圍,每心動周期采集像1025幀,平均18幀。采集的像存儲于可讀寫光盤上。用德國TomTec公司最近推出的超聲像工作站(TomTec 4.0 Echo View)對所采像進行脫機后處理。2.選3DE任意切面(anyplane)模式測定機械瓣瓣口面積:用顯示四幅像的窗口(1),其中兩幅像在切面設置模式(cut

14、 setting)下,通過調(diào)節(jié)、軸向的位置使被觀測的機械瓣處于相互垂直的長軸切面,將興趣線放在機械瓣瓣環(huán)水平得到另一幅機械瓣短軸切面。再通過平行模式(slice mode)的調(diào)節(jié),使短軸切面瓣口呈最佳顯示,當瓣口處于最大開放狀態(tài)時手動勾畫瓣口內(nèi)側(cè)輪廓線測量有效瓣口面積(2,3),取連續(xù)三次測量的平均值。半個月后由同一研究者重復上述測量以觀察3DE測量的重復性。在測量機械瓣瓣口面積之前對長軸和短軸切面上的瓣口直徑加以比較,有助于準確勾畫瓣口內(nèi)側(cè)輪廓線。右下腳是以三維坐標顯示的線框結(jié)構(gòu)模式(wireframe and texture),對選擇、調(diào)整和觀察正確切面有幫助。  &#

15、160; 3.機械瓣瓣口立體結(jié)構(gòu)的三維重建:在任意平面模式下找滿意切面后,可用計算模式(calculate surface)直接得到三維像(volume rendered image)(2)。4.2DE和DE分析:當常規(guī)診斷性TEE及經(jīng)胸超聲心動(TTE)檢查時,2DE和DE檢查結(jié)果均存錄在VHS錄像帶上備用。采用美國Nova MicroSonics Image Vue 1.5超聲心動分析系統(tǒng)脫機測量最大跨瓣血流速度(PV)、最大跨瓣壓差(PG)、平均跨瓣壓差(MG)及機械瓣有效瓣口面積(EOA)。二尖瓣位的機械瓣有效瓣口面積用壓力降半時間法(EOA-PHT)測定,主動脈瓣位的機械瓣

16、有效瓣口面積用連續(xù)方程法(EOA-CE)測定。三、對照分析及統(tǒng)計處理為避免病例數(shù)較少引起的統(tǒng)計分析誤差,除了將3DE測定機械瓣瓣口面積與DE實測結(jié)果比較外,本研究還將已發(fā)表文章中相同類型和相同號碼的機械瓣DE測量結(jié)果作為對照標準8-12。為了解機械瓣在體內(nèi)安置后超聲心動實測有效瓣口面積與瓣膜生產(chǎn)廠家提供的離體瓣口面積差別,亦對兩者進行了比較。測量數(shù)據(jù)以均數(shù)±標準差表示。在同組病例兩種測量方法或兩次測量結(jié)果之間用配對t檢驗,在多組多種測量方法之間用ANOVA檢驗,各數(shù)據(jù)之間相關關系采用Pearson相關分析。結(jié)果與TEE相比,3DE像的空間和時間分辨率均略低。11個病例中有4例瓣口內(nèi)側(cè)

17、輪廓由于像偽差影響欠清晰,但所有病例均可用任意平面3DE完成瓣口面積的測定。3DE測定的有效瓣口面積(EOA-3D)與DE測定的有效瓣口面積(EOA-PHT/CE)和文獻報道DE測定的有效瓣口(EOA-L)接近(表1),三者間相互比較均無顯著性差異(表2)。EOA-3D與EOA-PHT/CE和EOA-L間的差異分別為(0.22±0.70) cm2和(0.20±0.46) cm2,EOA-3D與EOA-PHT/CE和EOA-L間的相關性良好(4,5)。生產(chǎn)廠家提供的瓣口有效面積(EOA-M)明顯大于EOA-3D、EOA-PHT/CE和EOA-L,將EOA-M與EOA-3D、E

18、OA-PHT/CE和EOA-L比較均存在明顯差異(表2),在本研究中EOA-3D占EOA-M的(66.8±9.7)%,但EOA-M與EOA-3D之間相關性良好(表2)。將11例患者按瓣膜置換部位分組進行統(tǒng)計分析,除了在主動脈瓣置換組EOA-3D與EOA-M和EOA-L間的相關關系較差外,其余結(jié)果與11例整體統(tǒng)計分析結(jié)果一致(表1,2)。用任意平面3DE測定機械瓣有效瓣口面積的重復性檢驗在兩次測量結(jié)果間無顯著性差異(P>0.05)。              表

19、2人工機械瓣有效瓣口面積相互比較及其與三維超聲心動測定結(jié)果的相關性部位例數(shù)瓣口有效面積(cm2)與3D的相關性(r)3D*M*PHT/CE*L*MPHT/CEL全體112.73±0.884.06±1.092.45±0.772.85±0.960.9100.7550.919二尖瓣83.13±0.674.55±0.732.64±0.793.26±0.720.8940.7430.900主動脈瓣31.68±0.342.76±0.831.97±0.491.77±0.550.3540.84

20、50.151     注:瓣口面積比較采用ANOVA檢驗,*P<0.05,*P<0.01;相關性分析采用Pearson法 11例患者中7例(64%)得到滿意的機械瓣瓣口三維立體結(jié)構(gòu)重建像,此種像可連續(xù)或逐幀動態(tài)回放,有助于瓣口立體結(jié)構(gòu)觀察,余4例患者由于像偽差影響致三維立體結(jié)構(gòu)重建像扭曲。在三維立體像上目前尚不能直接進行面積測量。2DE和DE檢查未見機械瓣功能障礙。由于機械瓣瓣環(huán)和瓣葉引起的陰影及多重反射等偽差,所有病例均無法在2DE上直接測量機械瓣瓣口面積。DE檢查未見異常機械瓣反流。PV、PG和MG與EOA-3DE和EOA-M均呈負相關(

21、r=-0.46-0.76)。PV、PG和MG與瓣膜置換時間的長短呈正相關(r=0.660.71)。討論人工心臟瓣膜有效改善了心臟瓣膜病患者的存活時間和生命質(zhì)量。然而人工心臟瓣膜的使用壽命、血流動力學效果尚遠不及自體瓣膜且并發(fā)癥發(fā)生率較高。因此定期隨訪人工心臟瓣膜功能有重要的臨床意義。評價瓣膜功能的重要指標之一是有效瓣口面積,然而TTE檢查由于超聲束難以穿透機械瓣制造材料,在瓣口及其后方出現(xiàn)陰影和多重反射等偽差,難以測量機械瓣有效瓣口面積。DE被認為是最主要的評價心臟機械瓣膜功能的無創(chuàng)性方法,但它只能間接測算有效瓣口面積,其準確性受多種因素影響,有一定局限性,少數(shù)情況下DE測量結(jié)果與人工瓣膜實際

22、功能狀態(tài)相矛盾13,14。雖然TEE檢查開辟了新的觀察窗口,明顯改善了像分辨力,提高了對人工瓣結(jié)構(gòu)和功能的診斷能力,但由于不易獲得機械瓣的真正短軸切面,也難以測量機械瓣有效瓣口面積。而3DE的特點之一是在已獲取的三維成像數(shù)據(jù)范圍內(nèi),能任意選取和顯示感興趣切面,這可保證當測量機械瓣有效瓣口面積時所用的像處于人工瓣的真正短軸切面。目前把3DE根據(jù)顯示方式分為兩類:一類是二維顯示,其中包括任意切面和平行切面兩種顯示;另一類是立體結(jié)構(gòu)顯示又稱容積表達(volume rendered technique)15。前者與常規(guī)2DE的區(qū)別在于其二維像來自經(jīng)過后處理的三維數(shù)據(jù)庫,可顯示許多常規(guī)2DE不能顯示的切

23、面,更有意義的是在機械瓣瓣口顯示時,由于這種二維像并非來自常規(guī)聲窗,其陰影和多重反射等像偽差明顯減輕16。如要在常規(guī)2DE顯示機械瓣短軸切面,超聲束須垂直于機械瓣瓣環(huán)和瓣葉,由于超聲束難以穿過機械瓣合成材料,在機械瓣瓣口形成明顯陰影和多重反射等偽差,導致瓣口難以觀察。而任意切面3DE所顯示的機械瓣短軸切面,是由一系列TEE像(超聲束不垂直于機械瓣短軸切面)經(jīng)插補和平滑處理重建而成,因此多可見清晰機械瓣瓣口像。但由于成像的超聲束來自機械瓣的左房側(cè),在機械瓣的左室側(cè)可形成陰影等偽差,因此只能從人工瓣瓣口的左房側(cè)選擇三維立體結(jié)構(gòu)重建的觀察方向。在TomTec 4.0 Echo View工作站上用任意切面3DE測量人工瓣瓣口面積的另一優(yōu)越性,是可通過兩個相互垂直的人工瓣長軸切面選取真正短軸切面,有益于瓣口面積的準確測量。已有作者證明僅通過一個2DE長軸切面選取瓣口的短軸切面可能導致瓣口面積測量的誤差16。在測量機械瓣瓣口面積之前對長軸和短軸切面上的瓣口直徑加以比較,可減少多種原因(如亮度和對