P?le de Recherche Cardiovasculaire, Institut de Recherche Expérimentale et Clinique, Université Catholique de Louvain and Divisions of Cardiology, Cliniques Universitaires Saint-Luc, Brussels, Belgium
Correspondence to: Jean-Louis Vanoverschelde, MD, PhD. Division of Cardiology, Cliniques Universitaires Saint-Luc, Avenue Hippocrate 10-2881, B-1200 Brussels, Belgium.
1 引言
超聲心動(dòng)圖用成像的方法評(píng)估主動(dòng)脈瓣修復(fù)術(shù)治療主動(dòng)脈返流(aortic regurgitation，AR) 的效果。這篇文章將討論超聲心動(dòng)圖在主動(dòng)脈瓣返流的嚴(yán)重程度、血流動(dòng)力學(xué)和機(jī)制方面評(píng)估的作用。除此之外，我們將討論超聲心動(dòng)圖對(duì)主動(dòng)脈瓣修復(fù)術(shù)圍術(shù)期評(píng)估的作用。
2 主動(dòng)脈瓣和主動(dòng)脈根部的超聲心動(dòng)圖檢查
主動(dòng)脈瓣和主動(dòng)脈根部可以通過(guò)經(jīng)胸超聲心動(dòng)圖(transthoracic echocardiograms，TTE) 或者經(jīng)食管超聲心動(dòng)圖(transesophageal echocardiograms，TEE) 來(lái)評(píng)價(jià)。雖然經(jīng)胸超聲心動(dòng)圖在評(píng)估主動(dòng)脈瓣返流嚴(yán)重程度時(shí)很有用，經(jīng)食管超聲心動(dòng)圖因其出色的圖像質(zhì)量對(duì)主動(dòng)脈瓣返流的機(jī)制評(píng)定更加有用。或者也可選用心臟核磁共振和多層計(jì)算機(jī)斷層掃描評(píng)估主動(dòng)脈根部。
由于主動(dòng)脈瓣的方向傾斜，瓣膜的多維評(píng)估是很有用的，這樣就可以利用超聲波使瓣膜平面排成一行。使用經(jīng)胸超聲心動(dòng)圖，要求通過(guò)多維超聲窗口成像，優(yōu)先選擇胸骨旁長(zhǎng)軸圖和短軸圖。使用經(jīng)食管超聲心動(dòng)圖，需要將中段食管主動(dòng)脈瓣長(zhǎng)軸圖和短軸圖、經(jīng)胃部視圖和經(jīng)胃深部長(zhǎng)軸圖相結(jié)合，以獲得對(duì)主動(dòng)脈瓣形態(tài)學(xué)和主動(dòng)脈瓣返流的機(jī)制分析的全面評(píng)價(jià)。
主動(dòng)脈瓣的分析應(yīng)當(dāng)用一種系統(tǒng)的方式來(lái)展現(xiàn)。 不管是胸骨旁還是中段食管視角，圖像應(yīng)該從長(zhǎng)軸圖開(kāi)始。長(zhǎng)軸圖( 通過(guò)多平面經(jīng)食管超聲心動(dòng)圖獲得的圖像角度旋轉(zhuǎn)到約120° ) 可以看到左心室流出道，主動(dòng)脈瓣環(huán)，主動(dòng)脈瓣，主動(dòng)脈竇，竇管結(jié)合部(sino-tubular junction，STJ) 和升主動(dòng)脈的前幾厘米( 圖1)。這些測(cè)量值是在舒張末期經(jīng)測(cè)徑器測(cè)量不同結(jié)構(gòu)的內(nèi)緣獲得的。對(duì)于升主動(dòng)脈，測(cè)量值與竇管結(jié)合部有±1 cm 的差別。瓣葉接合面在舒張末期也能被測(cè)量到。長(zhǎng)度( 從底部到對(duì)合尖部) 和接合高度( 類似于用測(cè)徑器測(cè)量的從主動(dòng)脈瓣環(huán)到對(duì)合尖部，術(shù)中測(cè)量的有效高度) 應(yīng)當(dāng)測(cè)量( 圖1)。要注意的是不管用胸骨旁視圖還是中段食管視圖，只有右冠瓣尖前面和無(wú)冠瓣尖或者左冠瓣尖后部( 根據(jù)探針旋轉(zhuǎn)角度) 之間的對(duì)合面可以測(cè)得到。TEE 順時(shí)針旋轉(zhuǎn)可以識(shí)別右瓣和無(wú)冠瓣之間瓣尖的對(duì)合面，而逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)可以測(cè)量右冠瓣和左冠瓣瓣尖的對(duì)合面。通常長(zhǎng)度>4~5 mm，而對(duì)合面高度是4~10 mm( 通常投射到主動(dòng)脈竇中部)。以此看來(lái)，彩色血流成像不僅確保了起因的分析，更重要的是讓我們知道了返流的方向。
圖1 TEE 食管中段長(zhǎng)軸視圖可以在舒張末期顯示主動(dòng)脈瓣及主動(dòng)脈瓣根部。分別在主動(dòng)脈環(huán)[1]、主動(dòng)脈竇[2] 和竇管結(jié)合部測(cè)量[3]。有效高度[b] 下的長(zhǎng)度[a] 也能夠測(cè)量。
TEE 短軸視圖用于分析瓣尖的對(duì)稱性 ( 圖2) 和彩色多普勒中返流的原因。為主動(dòng)脈瓣修復(fù)術(shù)制定方案時(shí)，確定返流原因很重要，位于中央、接合處、沿著接合線、還是在瓣尖的中央必須明確。二尖瓣對(duì)于手術(shù)策略有重要影響。超聲心動(dòng)圖還可以用來(lái)確定中縫是否存在及其數(shù)量，確定整個(gè)瓣尖的幾何結(jié)構(gòu)，是否有瓣尖脫垂及瓣葉運(yùn)動(dòng)受限與鈣化的程度。
圖2 食管中段短軸TEE 視圖顯示了主動(dòng)脈瓣的關(guān)閉與開(kāi)放。NCS，無(wú)冠竇；LCS，左冠竇；RCS，右冠竇。
TTE 經(jīng)心尖三腔或者五腔視圖，TEE 經(jīng)胃長(zhǎng)軸和胃深部長(zhǎng)軸視圖也能看到主動(dòng)脈根部，并能對(duì)主動(dòng)脈返流進(jìn)行評(píng)估。傳感器能旋轉(zhuǎn)0° ~160°，這大概是依據(jù)心臟解剖位置而定的( 圖3)。然而由于主動(dòng)脈瓣位置較深，進(jìn)行詳細(xì)的解剖學(xué)評(píng)定常常很困難，返流的嚴(yán)重程度可能會(huì)被低估。
圖3 左心室流出道在0°和120°的經(jīng)胃深部TEE 視圖。LV，左心室；LA，左心房；Ao，主動(dòng)脈根部。
3 主動(dòng)脈瓣返流的超聲心動(dòng)圖評(píng)估
目前有好幾種方法可以評(píng)定主動(dòng)脈瓣返流的嚴(yán)重程度。因?yàn)闆](méi)有哪一種方法百分之百正確，所以主動(dòng)脈瓣返流嚴(yán)重程度的評(píng)定需要在檢查中通過(guò)綜合全面的方法收集所有信息。
3.1 彩色多普勒超聲
彩色多普勒超聲可以對(duì)主動(dòng)脈瓣返流的嚴(yán)重程度進(jìn)行半定量分析。雖然在幾乎任何一個(gè)成像窗口都可以觀察到主動(dòng)脈瓣返流，但是TTE 或者是中段食管TEE 在頂端視圖或者是經(jīng)胃視圖常作為首選，因?yàn)樗鼈冇懈玫妮S向分辨率。
采用彩色返流束的面積和長(zhǎng)度測(cè)量主動(dòng)脈瓣返流嚴(yán)重度時(shí)，效果并不令人滿意。因?yàn)椴噬盗魇拿娣e和長(zhǎng)度依賴負(fù)載，所以不推薦采用。盡管如此，它們對(duì)主動(dòng)脈瓣返流機(jī)制的鑒別是有所幫助的，比如，異常返流束常常與主動(dòng)脈瓣尖端脫垂或者穿孔相關(guān)。
彩色返流束開(kāi)口處的直徑和橫斷面面積是判斷主動(dòng)脈瓣返流嚴(yán)重度的更好指標(biāo)。彩色返流束的最大直徑( 寬度)，在主動(dòng)脈瓣下( 左心室流出道和主動(dòng)脈環(huán)的交界處) 于心臟舒張期測(cè)量，并且采用胸骨旁長(zhǎng)軸視圖觀察，返流束寬度與返流孔大小相稱。 然而如果返流孔是不規(guī)則的，例如在二葉式主動(dòng)脈瓣中，彩色返流束的寬度和返流的程度就不太相關(guān)了。通過(guò)左心室流出道的直徑劃分返流束的寬度可以提高這個(gè)方法的準(zhǔn)確度。胸骨旁短軸視圖橫斷面面積及橫斷面對(duì)左心室流出道面積的比值也都是評(píng)定主動(dòng)脈瓣返流嚴(yán)重程度的指標(biāo)。雖然這些測(cè)量值在觀察者之間變異度較高，但是返流束寬度比值>65% 是證明嚴(yán)重主動(dòng)脈瓣返流的有力證據(jù)。
3.2 射流緊縮口寬度
對(duì)于主動(dòng)脈瓣返流，射流緊縮口寬度最好從胸骨旁或者中段食管長(zhǎng)軸視圖獲得( 圖4)。為了正確地鑒別射流緊縮口，必須觀察到返流束的三個(gè)要素( 近端會(huì)聚面積，射流緊縮口和返流束面積)。射流緊縮口代表了在左心室流出道主動(dòng)脈瓣的最小血流直徑，位置緊靠血流會(huì)聚區(qū)域下方。射流緊縮口寬度<3 mm="" 表明有輕度主動(dòng)脈瓣返流，而當(dāng)寬度="">6 mm 時(shí)表明有嚴(yán)重的主動(dòng)脈瓣返流了。射流緊縮口的概念的前提條件是返流孔是圓形的。很遺憾，在許多病例中( 特別是二葉型主動(dòng)脈瓣的患者)，返流孔是橢圓形或者不規(guī)則的。3D彩色多普勒超聲已被證明是觀察返流孔形狀、測(cè)量射流緊縮口的有效手段。目前已經(jīng)提出了，采用3D 彩超有效返流瓣口面積(effective regurgitant orifice area，EROA) <20 mm2="" 和eroa="">60 mm2 分別定義為輕度主動(dòng)脈瓣返流和重度主動(dòng)脈瓣返流。然而有三個(gè)界值需要在以后的研究中確定。
圖4 食管中段TEE 灰度(A) 和彩色血流(B) 長(zhǎng)軸視圖顯示了主動(dòng)脈瓣返流束三個(gè)不同的要素：血流會(huì)聚區(qū)域( 箭頭處)，射流緊縮口( 箭頭) 和返流束寬度( 三角)。
3.3 血流會(huì)聚(PISA 法)
血流會(huì)聚的圖像可以通過(guò)胸骨旁長(zhǎng)軸視圖或者右上胸骨旁視圖的經(jīng)心尖三腔或者五腔視圖獲得。在TEE 中，中段食管長(zhǎng)軸視圖和胃深部視圖可以使用。PISA 計(jì)算法在圖5 中可見(jiàn)。這一方法可以提供返流量(regurgitant volume，RV)和返流面積(EROA) 可靠的估計(jì)，但血流會(huì)聚呈鈍角的患者( 例如升主動(dòng)脈瘤擴(kuò)大患者) 或者血流會(huì)聚區(qū)域狹窄的患者( 例如，縫合處漏液) 除外。主動(dòng)脈瓣返流嚴(yán)重程度分為：輕度，EROA <15 mm2="" 和="" rv=""><30 ml；中度，eroa="" 等于15~30="" mm2="" 和rv="" 等于30~60="" ml；重度，eroa="" ≥30="" mm2="" 和/="" 或="" rv="" ≥60="">
圖5 胃深部長(zhǎng)軸TEE 彩色血流視圖用于主動(dòng)脈瓣返流會(huì)聚區(qū)域時(shí)，可以計(jì)算跨返流孔的血流速度，混疊速度降到了36 cm/s ( 紅藍(lán)交界處的速度) 可以增加血流會(huì)聚的半徑(r)。這來(lái)計(jì)算返流血液(= 2 × π × r2 × Valiasing)。
3.4 脈沖多普勒容量法
脈沖多普勒血流儀計(jì)算主動(dòng)脈瓣返流量，與左右心室的心搏量有所不同。而且這種方法對(duì)于術(shù)中來(lái)說(shuō)很耗時(shí)且不現(xiàn)實(shí)。
3.5 升主動(dòng)脈中舒張期血液倒流
主動(dòng)脈瓣返流造成了主動(dòng)脈舒張期血液倒流。 在近降主動(dòng)脈處使用脈沖多普勒能有最好的成像。輕度主動(dòng)脈瓣返流會(huì)有短暫、舒張?jiān)缙谘旱沽?。重度主?dòng)脈瓣返流中會(huì)產(chǎn)生全舒張期倒流(R 波峰值時(shí)舒張末期速度超過(guò)20 cm/s)。
3.6 主動(dòng)脈瓣返流束中連續(xù)頻譜多普勒的應(yīng)用
連續(xù)頻譜多普勒測(cè)量主動(dòng)脈瓣返流束可以反映舒張期主動(dòng)脈和左心室之間的壓力差。主動(dòng)脈瓣返流的嚴(yán)重程度可以通過(guò)舒張期返流束的減速率和壓力半衰期測(cè)量( 圖6)。隨著主動(dòng)脈瓣返流的加重，主動(dòng)脈舒張壓降低，左心室舒張末期壓力升高，壓力半衰期縮短。壓力半衰期<200 ms="" 意味著重度主動(dòng)脈瓣返流，而="">500 ms 意味著輕度主動(dòng)脈瓣返流。然而有一點(diǎn)值得注意：壓力半衰期除了跟心室壓力有關(guān)之外還受到心室順應(yīng)性的影響。
圖6 連續(xù)彩色多普勒測(cè)量主動(dòng)脈瓣返流的嚴(yán)重程度和壓力半衰期。
4 主動(dòng)脈瓣返流血流動(dòng)力學(xué)影響的超聲心動(dòng)圖評(píng)估
重度主動(dòng)脈瓣返流引起的左心室慢性容量超負(fù)荷可能會(huì)導(dǎo)致左心室逐漸擴(kuò)張和不可逆性的損傷。無(wú)癥狀的重度主動(dòng)脈瓣返流患者，當(dāng)左心室射血分?jǐn)?shù)≤50% 和/ 或左心室收縮末期直徑>50 mm，或者>25 mm/m2 時(shí)，提示應(yīng)進(jìn)行手術(shù)。
5 主動(dòng)脈瓣返流機(jī)制和預(yù)后的超聲心動(dòng)圖評(píng)估
5.1 主動(dòng)脈瓣返流的功能解剖學(xué)
主動(dòng)脈瓣和主動(dòng)脈根部的損傷根據(jù)已頒布的外科手術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類。可以將主動(dòng)脈瓣返流的機(jī)制分為以下三種類型：類型1，主動(dòng)脈根部的擴(kuò)張；類型2，瓣膜過(guò)度活動(dòng)( 包括瓣膜脫垂和游離緣穿孔)，瓣膜組織良好；類型3，瓣膜組織損壞( 包括瓣膜收縮，瓣膜廣泛鈣化和/ 或心內(nèi)膜炎)。瓣膜脫垂可被進(jìn)一步分為三類：連枷瓣( 瓣膜外翻到左心室流出道)；瓣膜局部或末端脫垂；全瓣膜脫垂。
用超聲心動(dòng)圖評(píng)估主動(dòng)脈瓣返流的機(jī)制遵循同樣的原理：
類型1：功能異常是主動(dòng)脈根部所有部分的擴(kuò)張?jiān)斐傻?，包括主?dòng)脈環(huán)，主動(dòng)脈竇和竇管結(jié)合部( 圖7)。升主動(dòng)脈單獨(dú)擴(kuò)張而主動(dòng)脈根部正常不會(huì)造成主動(dòng)脈瓣返流。
圖7 類型Ⅰ中主動(dòng)脈瓣功能紊亂患者的中段食管灰階圖像( 左圖)和彩色多普勒( 右圖) 長(zhǎng)軸TEE 視圖。
類型2：功能異常的原因是由于主動(dòng)脈瓣脫垂和瓣膜穿孔，從而產(chǎn)生了異常的主動(dòng)脈瓣返流束。當(dāng)主動(dòng)脈瓣的一個(gè)或者一個(gè)以上游離緣超過(guò)主動(dòng)脈環(huán)平面就可以定義為主動(dòng)脈瓣脫垂。在超聲中可以辨認(rèn)出三種主動(dòng)脈瓣脫垂的子類型：連枷瓣，全瓣膜脫垂和局部瓣膜脫垂。連枷瓣完全外翻到左心室流出道( 圖8A)。局部瓣膜脫垂是瓣膜末端脫出到左心室流出道，長(zhǎng)軸位視圖中可以觀察到這常與瓣膜體的彎曲相關(guān)( 圖8B)。在短軸視圖中，瓣葉彎曲可以造成近瓣膜游離緣顯現(xiàn)出小圓形或橢圓形的結(jié)構(gòu)。全瓣膜脫垂絕大多數(shù)發(fā)生在二葉形主動(dòng)脈瓣中，當(dāng)瓣膜游離緣超過(guò)主動(dòng)脈環(huán)平面并且整個(gè)瓣膜體脫入左心室流出道時(shí)可以作出診斷( 圖8C)。當(dāng)存在異常主動(dòng)脈瓣返流束，并且沒(méi)有瓣膜脫垂跡象的時(shí)候可以診斷為瓣膜游離緣穿孔。長(zhǎng)軸位灰階圖像和彩色多普勒的詳細(xì)檢查顯現(xiàn)受影響瓣膜近游離緣的細(xì)小缺損( 圖8D)。
圖8 類型Ⅱ主動(dòng)脈瓣返流損害的4 個(gè)子類型TEE 例證。(A) 連枷瓣；(B) 中段彎曲的瓣膜部分脫垂；(C) 全瓣膜脫垂；(D) 游離緣穿孔。
類型3：功能異常表明存在僵硬、增厚而相對(duì)于主動(dòng)脈環(huán)較小的主動(dòng)脈瓣或者存在感染性心內(nèi)膜炎。這可以在四瓣葉主動(dòng)脈瓣患者中觀察到( 圖9)。嚴(yán)重的瓣膜鈣化也包括在此類型中。
圖9 類型3 主動(dòng)脈瓣功能不全的四瓣葉主動(dòng)脈瓣患者圖像。中段食管灰階圖像( 左半邊圖像) 和彩色血流圖( 右半邊圖像) 長(zhǎng)軸TEE( 上列)和短軸TEE( 下列)。
5.2 主動(dòng)脈瓣可修復(fù)性的評(píng)估
除了嚴(yán)重的瓣膜鈣化，大多數(shù)類型1 和類型2 的主動(dòng)脈返流瓣膜損傷在采用瓣膜保留手術(shù)± 瓣膜修復(fù)術(shù)后，應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是潛在可修復(fù)的。在中度瓣膜鈣化中，需要考慮鈣化點(diǎn)定位。如果鈣化點(diǎn)局限于游離緣，主動(dòng)脈瓣修復(fù)術(shù)或許是可行的，但是，若鈣化點(diǎn)在瓣膜體上時(shí)，該術(shù)式不適用。類型3 的損傷認(rèn)為是不可修復(fù)的。
6 心臟超聲對(duì)主動(dòng)脈瓣修復(fù)術(shù)的評(píng)估作用
TEE 可以用在所有主動(dòng)脈瓣修復(fù)的步驟中，而TEE 最主要的作用之一就是直接評(píng)價(jià)瓣膜修復(fù)術(shù)的效果。預(yù)期的術(shù)后結(jié)果是瓣膜柔韌、開(kāi)合良好并且功能良好無(wú)殘余量不足。
我們制定了以下公式來(lái)評(píng)估主動(dòng)脈瓣修復(fù)術(shù)。這些評(píng)估基于回顧性分析，資料包括術(shù)中超聲心動(dòng)圖的數(shù)據(jù)、合并心肺轉(zhuǎn)流術(shù)撤機(jī)后立刻獲得的功能和形態(tài)學(xué)特征。首先，瓣膜對(duì)合平面應(yīng)當(dāng)高于主動(dòng)脈環(huán)。如果對(duì)合平面低于主動(dòng)脈環(huán)，那么主動(dòng)脈瓣返流的復(fù)發(fā)危險(xiǎn)率>70% 。理想狀態(tài)下對(duì)合的高度應(yīng)當(dāng)>9 mm 并且達(dá)到主動(dòng)脈竇的中部。其次，應(yīng)當(dāng)評(píng)估任何殘余主動(dòng)脈瓣返流的存在。如果沒(méi)有殘余的主動(dòng)脈瓣返流同時(shí)對(duì)合平面高于主動(dòng)脈環(huán)，殘余的主動(dòng)脈瓣返流幾乎是不可能存在的。最后，對(duì)于對(duì)合位置高于主動(dòng)脈環(huán)但是有殘余的主動(dòng)脈瓣返流的患者，需要測(cè)量瓣膜對(duì)合的長(zhǎng)度。如果長(zhǎng)度<4 mm，那么隨后復(fù)發(fā)嚴(yán)重主動(dòng)脈瓣返流的可能性能達(dá)到30%~40%="">
因?yàn)橹鲃?dòng)脈瓣修復(fù)對(duì)冠狀動(dòng)脈具有潛在損傷，如發(fā)生節(jié)段性室壁運(yùn)動(dòng)異常應(yīng)該盡早診斷。
因?yàn)橹鲃?dòng)脈瓣修復(fù)可以減小瓣膜口面積，所以在手術(shù)室中應(yīng)該測(cè)量平均和最高跨瓣壓差以排除明顯狹窄。平均壓差和最高壓差如果分別超過(guò)15 mmHg和30 mmHg，進(jìn)行性主動(dòng)脈瓣狹窄的危險(xiǎn)度會(huì)增加。心肺分流術(shù)后應(yīng)立即用超聲心動(dòng)圖測(cè)量出的這些壓力或高或低，因?yàn)檫@些壓力還與患者的血流條件有關(guān)。
如果修復(fù)效果不滿意，很有必要針對(duì)瓣膜行全面的超聲心動(dòng)圖評(píng)估。修復(fù)或者瓣膜置換的方案取決于主動(dòng)脈瓣返流的潛在病因、瓣膜組
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