超声心动图检查瓣膜性心脏病仍无止境

张 梅，徐铭俊

(山东大学齐鲁医院超声心动图室，山东 济南 250012)

瓣膜性心脏病(valvular heart disease, VHD)是我国主要心血管疾病之一。既往风湿性心脏瓣膜病是主要病因。随着生活水平提高及寿命延长，非风湿性心脏瓣膜病如瓣膜退行性病变、缺血性心脏病引起的瓣膜关闭不全及代谢障碍引起的瓣膜损害日渐增加。近10年来介入治疗瓣膜病的新方法不断涌现，如经皮主/肺动脉瓣及三尖瓣置换和经皮二/三尖瓣成形或修复等新技术，解决了许多瓣膜病患者不能耐受外科手术的治疗问题。同时，多模态影像学技术在瓣膜病诊断、治疗及预后评估方面发挥着重要作用，其中超声心动图是诊断心脏瓣膜病的首选影像学方法。经胸超声心动图(transthoracic echocardiography, TTE)或经食管超声心动图(transesophageal echocardiography, TEE)可针对瓣膜病变所致结构、功能改变及并发症提供非常重要的信息，已成为临床选择治疗方式的重要依据。随着介入治疗瓣膜病的进展和循证医学证据的增加，治疗路径精度不断提高，对瓣膜病的诊断要求也更趋精确，需要超声医师进一步提高诊断水平，准确识别瓣膜病变结构和血流动力学改变等。适应上述需求，超声心动图诊断瓣膜病变的新技术开发和应用成为研究热点，相关进展主要表现在以下方面：

1 实时三维超声心动图技术应用研究

瓣膜结构改变是超声心动图最基本的检查内容，二维超声心动图已不能满足临床需求。应用三维超声技术可使临床医生术前直观获取瓣膜的立体结构信息，包括瓣膜病变的主要部位、增厚或钙化情况、瓣环形态、瓣膜开放及关闭情况及瓣膜附属结构等，结合定量测量瓣膜结构和血流动力学参数，为制定治疗策略提供重要依据。围术期实时三维经食管超声心动图(real-time 3D-transesophageal echocardiography, RT-3D-TEE)技术可提供更为可靠的信息，已成为经导管主动脉瓣置换术(transcatheter aortic valve replacement, TAVR)、二尖瓣及三尖瓣钳夹术等不可缺少的术前检查，并可在术中实时指导和监测手术过程，引导器械放置、观测即刻疗效、早期发现并发症及评估心脏血流动力学状态等，辅助指导临床决策；用于术后随访可提供丰富而详尽的信息，为其他技术所难以取代。本期李菁等在主动脉瓣置换术中分别于体外循环前即刻行实时二维经食管超声心动图(real-time 2D-transesophageal echocardiography, RT-2D-TEE)和RT-3D-TEE检查主动脉瓣并定量分析，发现RT-3D-TEE显示主动脉瓣瓣叶数目、瓣叶穿孔、瓣叶赘生物及风湿性主动脉瓣损害与术中探查结果诊断符合率更高；RT-2D-TEE对主动脉瓣环径、主动脉窦部和主动脉窦管交界直径、有效高度测值低于RT-3D-TEE和术中实测结果，而RT-3D-TEE与实测值更为接近，体现了RT-3D-TEE在主动脉瓣中的应用价值。手术期间应尽可能用RT-3D-TEE定性和定量评估瓣膜病变，以指导治疗和观察疗效；术后随访中则可根据临床情况进行选择。

2 超声3D打印技术显示瓣膜结构

随着3D超声心动图技术的快速发展，通过容积成像技术能在二维屏幕上显示瓣膜的3D重建图像，但尚不能完全做到从3D图像视觉信息转换到对瓣膜结构直观的外科理解。3D打印技术基于数字模型，根据离散、堆积的原理将可黏合材料分层加工、叠加成型来构造实物模型，能够直观精确地反映解剖结构，早期多用于外科领域；1988年首次应用心脏MR数据制作先天性心脏病患者的3D心脏模型，之后陆续开发了针对CT的3D技术等，并在10年中取得显著进步，现已越来越多地用于心脏病学领域的临床教学及手术决策。在显示心脏结构方面，超声3D打印技术也是目前的研究热点。本期杨远婷等以软件对正常二尖瓣、二尖瓣狭窄、二尖瓣脱垂的3D-TEE图像进行后处理后，使用铸模硅胶灌注成型方法可制作二尖瓣3D模型，据以测量的二尖瓣前外后内侧径、前后径、瓣环周长、瓣环面积及瓣膜开放幅度，发现测值与3D-TEE差异均无统计学意义，证实结合3D打印技术制作二尖瓣模型具有较高可行性，且二尖瓣3D模型更为直观、易于理解，展示出TEE的3D打印技术在二尖瓣膜病临床教学、手术决策及手术演练方面拥有广阔应用前景。对于3D打印技术还需要更深入研究，与临床医师广泛合作，以更好地显现其临床价值。

3 瓣膜病变与心肌损伤的关系

临床对于瓣膜病多注重瓣膜结构和功能改变，很少关注继发心肌损伤及其对预后的影响。随着研究深入，现已发现心肌损害对于瓣膜病发展和预后的影响不可忽略。本期中孙佳英等应用超声心动图评价偏心性主动脉瓣反流(aortic regurgitation, AR)引起的室壁冲击伤继发心脏损害，探讨其力学机制，观察主动脉瓣反流束走行方向、冲击室壁部位、局部形成涡流特点，心肌局部形变程度、室壁厚度和运动以及二尖瓣反流(mitral regurgitation, MR)情况等。心血管磁共振(cardio-vascular magnetic resonance, CMR)和心肌灌注扫描证实受冲击部位确实可出现心肌损伤，部分病例甚至可出现心肌坏死和纤维化等不可逆损伤。偏心性AR对左心室造成的冲击伤至少可导致2个严重后果：一是局部心肌运动能力下降，甚至发生不可逆性坏死和纤维化，影响左心室功能；二是靠近瓣环处的室壁扩张和运动减低与偏心性AR限制二尖瓣前叶开放、直接冲击腱索和乳头肌等共同作用从而影响二尖瓣功能，使左心室功能进一步恶化，严重时需同时处理二尖瓣，增加手术风险与成本。另外，中度以上反流引起代偿的左心室收缩期心输出量增多，血管内异常血流动力学所产生的剪切应力、牵张力和压力改变均可引起血管内弹力层损害和中层组织病理改变，使血管扩张，加剧血管内张力/管壁结构失衡，血管局部膨出可致动脉瘤形成。该研究提出了对偏心性AR对室壁造成的冲击伤分度法，认为应注意AR伴随血流动力学引起的心血管损害，且单纯根据反流程度决定治疗方法可能是不够的，对易发生继发损害的病变更应积极加以干预。

近年来，心肌应变显像技术广泛用于检测心肌缺血和各种原因所致心肌病变亚临床心肌损害，而应变显像对瓣膜病的价值尚未得到重视。瓣膜病引起血流动力学改变，如主动脉瓣狭窄(aortic stenosis, AS)使左心室排血阻力增大、收缩力增强和心肌代偿性肥厚，左心室内压力增加，较高的壁应力和受损的冠状动脉血流严重阻碍心肌尤其心内膜下心肌灌注，心脏功能可发生异常，但常规方法如左心室射血分数(left ventricular ejection fraction, LVEF)难以发现，而纵向应变(longitudinal strain, LS)可早期检测出心肌功能损伤。本期李茜等应用纵向应变评价主动脉瓣狭窄置换术后心肌功能。国内外最新前瞻性研究发现，在主动脉瓣置换术后患者中，整体LS(global LS, GLS)降低是症状发展及死亡的重要预测因子。传统外科主动脉瓣换瓣手术和TAVR均可早期改善LS，但后者更明显，可能与外科手术易引起心肌顿抑和室间隔运动异常有关。经心尖TAVR更易损害心尖应变，但其GLS与经动脉途径类似。同时，对于无症状重度AS患者，GLS可能是早期介入治疗的重要参考指标。通过评估瓣膜病术后左心房及右心室应变，可进一步判断重要并发症对心肌的影响。对于应变技术在瓣膜病中的应用价值仍需进一步扩大样本，进行多中心、前瞻性随机对照试验加以验证。

4 诊断瓣膜病并发症

多数情况下，感染性心内膜炎(infective endocarditis, IE)是瓣膜病变的严重并发症，也可为瓣膜病变的原因。IE能在数周甚至数日内严重破坏瓣膜和心肌组织，死亡风险极高，1年死亡率接近30%。EURO-ENDO前瞻性注册试验对3 116例IE患者的研究结果显示，尽管影像学诊断、抗生素治疗和早期手术治疗IE已取得进展，但仍存在住院死亡率(17%)和栓塞并发症(21%)高发等问题，如二叶主动脉瓣(bicuspid aortic valve, BAV)是常见的先天性心脏畸形，发病率0.5%～2.0%，并发IE可引起瓣膜反流、穿孔、瓣周脓肿及瘘道等。瓣膜疾病本身结构和毗邻关系复杂，经胸超声检查难以清晰准确地显示早期炎症改变、穿孔及脓肿，尤其是人工瓣的赘生物。早期准确诊断是临床诊治IE的迫切需求。本期马青艳等对BAV合并IE进行3D-TEE观察，以外科手术所见作为金标准，证实3D-TEE在检测赘生物、瓣叶穿孔、瓣周脓肿和检出瘘道等方面的敏感度和阳性预测值均高于TTE，其可视性和空间分辨率比TTE更好，诊断BAV合并IE敏感度和阳性预测值更高。3D-TEE用于瓣膜病IE不仅是为了发现赘生物，更是为了发现其复杂的病理改变，值得进一步推广。

另外，围术期并发症还包括瓣周漏、瓣膜辅助装置断裂、瓣膜中重度反流、医源性心肌穿孔、心包压塞、主动脉夹层、冠脉阻塞导致的严重左心室功能不良等，超声用于监测可即刻提供详细可靠的信息。

5 多模态影像技术的融合

瓣膜性心脏病诊治技术发展到今天，尤其对于术中应用，最大化发挥各种影像学技术的优势并将其融为一体已成为临床需求。超声技术与其他影像学技术融合的多模态影像技术是诊治瓣膜病更为理想的技术。例如，对于经导管治疗，术前TEE及CT是最基础的检查，超声可评价血流动力学及瓣膜解剖结构，CT可精确测量解剖结构径线及术中造影角度；术中采用融合技术(包括超声心动图及透视)可进一步辅助术者了解立体解剖结构，清晰观察导管等装置的空间位置和运动，监测治疗效果和并发症；遇TTE和TEE图像质量均不理想时，还可行心腔内超声，有助于在心腔内精确导航介入装置、正确放置人工瓣或支架及清晰显示瓣环等。

总之，临床需求大大促进了超声心动图技术在VHD中的发展，目前仍需加强临床医师和超声医师对超声心动图技术的认识和研究，以最大化发挥超声技术的作用和优势。