三維經食管超聲心動圖在經導管主動脈瓣植入術中的應用研究

趙維鵬，潘翠珍，魏 來，潘文志，周達新，舒先紅(復旦大學附屬中山醫院上海市心血管病研究所 .心超室；.心外科；.心內科 200032)

三維經食管超聲心動圖在經導管主動脈瓣植入術中的應用研究

趙維鵬a，潘翠珍a，魏 來b，潘文志c，周達新c，舒先紅a
(復旦大學附屬中山醫院上海市心血管病研究所 a.心超室；b.心外科；c.心內科 200032)

目的 探討三維經食管超聲心動圖在經導管主動脈瓣植入術中的應用價值。方法 對16例嚴重主動脈瓣病變患者分別經由兩種不同手術入徑行經導管主動脈瓣植入術(transcatheter aortic valve implantation，TAVI)，其中7例重度主動脈瓣狹窄(主動脈瓣狹窄面積<1.0 cm2，主動脈瓣口最大流速≥4 m/s，平均跨瓣壓差≥40 mmHg)和1 例人工生物主動脈瓣中重度反流患者行經股動脈TAVI，另外4例重度主動脈瓣狹窄和4例重度主動脈瓣反流患者行經心尖TAVI，術前均行常規經胸超聲心動圖檢查及三維經食管超聲心動圖檢查，術中三維經食管超聲心動圖監測，術后常規經胸超聲心動圖隨訪。結果 經股動脈TAVI組:所有患者均成功經導管植入人工生物主動脈瓣，其中1例患者術中發現心包填塞合并升主動脈夾層分離。經心尖TAVI組:所有患者均成功植入人工生物主動脈瓣，無并發癥發生。CT和經食管三維超聲心動圖測量主動脈瓣環最大徑、最小徑、瓣環面積及狹窄瓣口數據的比較，二者相關性良好，r值分別為0.99(瓣環最大徑)、0.97(瓣環最小徑)、0.98(瓣環面積)、0.99(狹窄瓣口面積)；術前連續性方程測量的狹窄瓣口面積與CT及3D-TEE比較，二者相關性良好，r值均為0.99。結論 三維經食管超聲心動圖能快速、準確地測量主動脈瓣環的大小及評價主動脈的解剖結構，并且能實時引導、監測經導管人工生物主動脈瓣的植入。

主動脈瓣；三維超聲心動圖；介入

主動脈瓣疾病是一種常見的心臟瓣膜疾病。幾十年來在體外循環下行主動脈瓣置換已經成為嚴重主動脈瓣病變的主要治療手段，但仍存在手術創傷大、高危患者手術并發癥發生率高的不足。近年來經股動脈或心尖途徑的經導管主動脈瓣植入術(transcatheter aortic valve implantation，TAVI)是介入心臟病學研究的一個新領域，為臨床主動脈瓣置換手術提供了一種嶄新的治療方法，它不僅適用于三葉主動脈瓣重度狹窄的高危患者，而且適用于先天性二葉式主動脈瓣重度狹窄的高危患者[1]。超聲心動圖在經導管TAVI術前、術中及術后均起著重要的作用，它不僅需要在介入術中進行實時引導和監測，而且在術前篩選以及術后隨訪評價中亦是不可或缺的。同時，隨著實時三維經食管超聲心動圖的出現，多方位的三維剖面能提供更詳細的主動脈瓣環解剖的信息，可以精準測量及評價主動脈瓣及相鄰解剖結構，進而可指導選擇最佳的人工瓣膜的尺寸規格[2]。本研究初步探討三維經食管超聲心動圖在TAVI術中的應用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2010年5月至2014年10月因嚴重主動脈瓣病變就診于我院的16例患者，均因常規外科開胸體外循環下行主動脈瓣置換手術風險高而選擇經股動脈或經心尖TAVI手術。其中7例重度主動脈瓣狹窄(主動脈瓣狹窄面積<1.0 cm2，主動脈瓣口最大流速≥4 m/s，平均跨瓣壓差≥40 mmHg)和1 例人工生物主動脈瓣中重度反流患者行經股動脈TAVI，另外4例重度主動脈瓣狹窄和4例重度主動脈瓣反流患者行經心尖TAVI。其中經股動脈TAVI組為2010年5月至2014年10月7例重度主動脈瓣狹窄(其中，包括先天性二葉式主動脈瓣畸形伴有重度主動脈瓣狹窄3例，主動脈瓣鈣化伴重度主動脈瓣狹窄4例及人工生物主動脈瓣中重度反流1 例在我院心內科行經股動脈TAVI術，均為男性，年齡(77±4.5)歲。經心尖TAVI組為2014年3月至2014年10月7日主動脈瓣鈣化伴重度主動脈瓣狹窄4例和主動脈瓣退行性改變伴重度主動脈瓣反流4例在我院心外科行經心尖TAVI術，其中男4例，女4例，年齡(78.2±3.62)歲。

1.2 圖像采集方法 所有患者術前均行常規經胸超聲心動圖、三維經食管超聲心動圖檢查、冠脈造影、主動脈、股動脈、髂動脈造影以及心臟計算機斷層掃描。應用Philips iE33超聲顯像儀，S5-1經胸探頭(頻率1～5 MHz)，X7-2經食管探頭(頻率2～7 MHz)，模式包括常規二維多平面顯像、彩色多普勒、頻譜多普勒顯像實時三維顯像包括實時三維(Live 3D)，實時三維聚焦放大顯像(3D Zoom)，全容積顯像(Full volume)及實時三維彩色血流顯像(Color RT 3DE)。然后將采集的資料儲存到光盤，進行在機或脫機分析。①常規經胸超聲心動圖采集 受檢者取左側臥位或平臥位，連接心電圖；應用S5-1探頭進行常規經胸超聲心動圖檢查并記錄主動脈根部內徑(AORD)，左房內徑(LAD)，左室舒張末期內徑(LVDD)，左室收縮末期內徑(LVDS)，室間隔厚度(IVSD)，左室后壁厚度(LVPWT)；左室收縮功能(LVEF由Simpson方法估測)；連續波多普勒定量主動脈瓣狹窄的峰值跨瓣壓差(AS-PGmax)、平均跨瓣壓差(AV-PGmean)及主動脈瓣的最大流速(AS-Vmax)、連續性方程估測主動脈瓣有效瓣口面積(AVA)；連續波多普勒定量肺動脈收縮壓評估肺動脈高壓的程度以及評價其他瓣膜反流程度。② 經食管超聲心動圖采集 受檢者取左側臥位，連接心電圖；患者咽喉部局麻后，應用X7-2探頭緩慢插入食管進行經食管超聲心動圖檢查并定量主動脈瓣環內徑、左室流出道內徑(LVOT)(距主動脈瓣環下1 cm處)、主動脈根部內徑、主動脈竇管交界處內徑、升主動脈近端內徑(AAO)(距主動脈瓣環上4 cm處)，主動脈瓣增厚、鈣化的程度以及瓣膜的立體形態(圖1)。并應用QLAB-3DQ軟件定量主動脈瓣環的最大徑及最小徑、主動脈瓣環面積、AVA(圖2)。所有患者在TAVI術中由經食管二維、三維超聲心動圖、透視以及造影引導和監測。當主動脈瓣嚴重狹窄時，導絲很難通過狹窄口，應用Live 3D的容積顯像方式顯示導絲和主動脈狹窄口的關系，同時應用x-Plane顯像方式同時顯示左室長軸切面及主動脈瓣水平短軸切面，指導導絲通過狹窄瓣膜口，而且經食管實時三維超聲心動圖能清晰顯示輸送導管、球囊的位置(圖3)以及球囊充氣及放氣后主動脈瓣的形態和功能；最后經食管二維、三維超心動圖引導及監測人工主動脈瓣植入以及實時監測并發癥。所有患者在TAVI術后7天進行常規超聲心動圖檢查，測量常規超聲心動圖資料及AS-Vmax、AS-PGmax、AV-PGmean、AVA以及人工主動脈瓣瓣周漏(Leak)和反流(AR)。

1.3 統計學方法 使用SPSS 17.0 統計分析軟件，兩種影像測量方法比較采用相關分析。P< 0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組手術情況 兩組患者均成功植入人工生物主動脈瓣。其中經股動脈TAVI組:術前超聲心動圖檢查提示左房增大4例，左室內徑正常上限3例，左室壁向心性肥厚6例，左室收縮功能正常6例，左室收縮功能減弱2例，見表1。本組7例主動脈瓣狹窄面積<1.0 cm2，7例主動脈瓣口最大流速> 4 cm/s，7例平均跨瓣壓差> 40 mmHg，見表2.1例患者術中發現心包填塞合并升主動脈夾層分離，治療無效3日后死亡。經心尖TAVI組:患者均成功經心尖植入人工生物主動脈瓣，無并發癥發生。術前超聲心動圖檢查提示左房增大2例，左室內徑輕度增大2例，左室內徑正常上限1例，室間隔輕度肥厚2例，左室收縮功能正常5例，左室收縮功能減弱3例。本組4例患者主動脈瓣狹窄面積<1.0 cm2，4例主動脈瓣口最大流速≥4 cm/s，4例平均跨瓣壓差≥40 mmHg；4例患者重度主動脈關閉不全(表2)。

圖1 經食管三維超聲心動圖影像改變 立體顯示二葉式主動脈瓣的形態，顯示瓣上鈣化結節(箭頭所示)

圖2 經食管實時三維超聲心動圖及QLAB-3DQ軟件定量主動脈瓣環的最大徑及最小徑(左下圖)、主動脈瓣環面積(右上圖)、主動脈瓣狹窄口面積(右下圖)

圖3 經食管實時三維超聲心動圖 左室長軸切面清晰顯示輸送導管(箭頭所示)

表1 患者術前的常規超聲心動圖資料

表2 術前患者常規超聲心動圖參數值

2.2 三維經食管超聲心動圖與CT評價主動脈瓣環比較 三維經食管超聲心動圖與CT在評價主動脈瓣環瓣環最大徑(r=0.99，P< 0.001)、瓣環最小徑(r=0.97，P< 0.001)、瓣環面積(r=0.98，P< 0.001)、狹窄瓣口面積(r=0.99，P< 0.001)；術前連續性方程測量的狹窄瓣口面積與CT及3DTEE比較相關性很好(均r=0.99，P< 0.001)，見表3。

2.3 術后患者超聲心動圖結果 兩組患者術后7天接受常規超聲心動圖檢查，結果見表4；經股動脈TAVI組術后輕中度瓣周漏2例，輕度瓣周漏2例；經心尖TAVI組術后輕中度瓣周漏2例，輕度瓣周漏1例，輕微瓣周漏1例，術后瓣膜狹窄1例，見表5。

表3 術前CT和經食管三維超聲心動圖評價主動脈瓣比較

表4 術后3天的常規超聲心動圖資料

3 討論

在TAVI術前系統的、全面的超聲心動圖檢查結合實時三維經食管超聲心動圖的補充是非常重要的，實時三維經食管超聲心動圖能準確、可重復測量主動脈瓣環直徑，并且與CT的測值相關性很好，而且能測量主動脈瓣環至冠狀動脈開口的距離，同時能立體評價主動脈瓣和根部的解剖形態[2]；在TAVI介入術中，實時三維經食管超聲心動圖能立體地顯示心腔內的裝置、引導和監測人工主動脈瓣植入的位置，同時引導和監測人工瓣膜瓣周漏、瓣膜反流及并發癥[2]。同時觀察左房及左心耳內附壁血栓的情況，如果患者發現左房及左心耳存在附壁血栓，必須華法林治療三個月后再復查食管超聲。更重要的是經食管超聲心動圖評價主動脈粥樣硬化斑塊的程度，因為主動脈的顯著粥樣硬化在經導管TAVI術中引起栓塞的主要原因，為避免這種情況發生，必須改變植入路徑由順行法或逆行法改為經心尖部的方法。

表5 術后人工主動脈瓣的彩色多普勒功能評價

N無，+輕微，++輕度，+-++，輕微至輕度，++-+++輕中度，+++中度

本研究應用經食管二維、三維超聲心動圖在TAVI術前評價左室流出道內徑、主動脈根部內徑、主動脈竇管交界處內徑、升主動脈近端內徑、主動脈瓣環最大徑、最小徑，瓣環面積以及狹窄瓣口面積，表明實時三維經食管超聲心動圖能準確定量主動脈瓣環最大徑、最小徑、瓣環面積以及狹窄瓣口面積，且與CT的測值相關性很好，與以往的文獻報道一致[2，3]。

在TAVI術中，經食管超聲心動圖可進行實時二維和三維顯像監測人工生物主動脈瓣植入過程[4～7]，而且實時三維經食管超聲心動圖可清晰顯示導絲、輸送鞘、球囊和人工生物瓣膜，進行實時引導和監測其位置，在人工生物瓣植入并打開后即刻，實時三維彩色經食管超聲心動圖能評價主動脈瓣反流的程度及反流位置，如果出現明顯的瓣周漏，需要再一次的球囊擴張有助于減少瓣周漏。本研究1例TAVI患者因人工生物主動脈瓣植入位置較低，壓迫二尖瓣前葉，致使二尖瓣反流較術前增多，于是將人工生物主動脈瓣往上提，雖然二尖瓣反流較少，但出現升主動脈夾層分離及急性心包填塞，經即刻心包穿刺，患者轉危為安。因此，實時三維經食管超聲心動圖在TAVI術中準確引導和實時監測植入的位置是很重要的。同時實時三維經食管超聲心動圖系統評價人工生物瓣的瓣葉活動，確定人工生物瓣的固定情況，并仔細觀察人工生物瓣對冠狀動脈開口的影響。

在TAVI術后，文獻報道[8，9，11～13]，50%的患者伴有輕度瓣周漏，20%的患者伴有中度瓣周漏，<10%的患者伴有重度瓣周漏。而且中度或重度瓣周漏伴有增加住院死亡率[14]。本研究應用經食管二維、三維超聲心動圖評價8例經股動脈TAVI患者(其中3例二葉式主動脈瓣伴重度狹窄，4例主動脈瓣鈣化重度狹窄，1例人工生物瓣置換后中重度反流)以及8例經心尖TAVI患者(4例主動脈瓣鈣化重度狹窄，4例主動脈瓣重度反流)，發現4例伴有輕中度瓣周漏、2例伴有輕度瓣周漏、1例伴有輕微至輕度瓣周漏。而且4例輕中度瓣周漏患者出現于重度主動脈瓣狹窄患者，僅1例輕度瓣周漏患者出現于重度主動脈瓣反流患者。原因可能如下:①緣于主動脈瓣及瓣環嚴重鈣化，致使人工瓣膜與自然主動脈瓣環之間有縫隙，從而容易產生瓣周漏；②緣于選擇人工瓣膜的尺寸較小導致瓣周漏；③緣于主動脈瓣環的形狀是橢圓形的，從而導致瓣周漏，故主張應用主動脈瓣環最大徑、最小徑的平均值選擇人工瓣膜的大小以減少瓣周漏的發生。

綜上所述，TAVI的成功與否取決于術前高質量的經胸及經食管二維、三維超聲心動圖評價、術中高質量的經食管二維、三維超聲心動圖引導與監測以及術后經胸超聲心動圖的密切隨訪。由于本研究僅對8例經股動脈TAVI患者及8例經心尖TAVI患者進行初步探討，有待進一步增加病例數，并進行多中心大規模臨床研究。

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The application value of real-time 3-dimensional transesophageal echocardiography in aortic valve implantation

ZHAOWei-peng,PANCui-zhen,WEILai,PANWen-zhi,ZHOUDa-xin,SHUXian-hong
(DepartmentofEchocardiography,ZhongshanHospital,FudanUniversity，ShanghaiInstituteofCardiovascularDiseases,Shanghai200032,China)

SHUXian-hong

Objective To investigate the application value of 3-dimensional transesophageal echocardiography in aortic valve implantation. Methods We performed transcathet aortic valve implantations (TAVI) to 16 patients with severe aortic stenosis through two different surgical accesses. Of these patients, 7 severe aortic stenosis (AVA < 1.0 cm2, peak aortic valve velocity ≥4.0m/s, and mean aortic valve pressure gradient ≥ 40mmHg) and one patient with moderate to severe prosthetic valve regurgitation were enrolled in transfemoral TAVI group. Four patients with severe aortic stenosis and four patients with severe aortic regurgitation were enrolled in transapical TAVI group. All patients

2- and 3-dimensional transthoracic and transesophageal echocardiographic examination before, during and after surgery using Philips IE33 with S5-1 and X7-2 probe. Results In the transfemoral TAVI group, procedural success was achieved in all 8 patients, but one patient died due to pericardial tamponade and aortic dissection three days after TCTAVI. In the transapical TAVI group, all patients were implanted successfully aortic valve and had no complication. The maximum and minimum diameter of aortic annulus, the area of aortic annulus and aortic valve were measured by CT and 3D TEE. All parameters had a strong correlation between CT and 3D TEE: r values were 0.99 (maximum diameter), 0.97(minimum diameter), 0.98 (the area of aortic annulus) and 0.99 (the area of aortic valve), respectively. There were a good correlation for the area of aortic valve among CT, 3DTEE and equation of continuity (all r=0.99). Conclusion 3-dimensional transesophageal echocardiography can quantify the size of aortic annular and comprehensively evaluate the anatomical structure of aorta rapidly and accurately. It can be used in guiding the implantation of aortic valve and monitoring its complications in real time.

Aortic valve； Three-dimensional transesophageal echocardiography；Intervention

R540.4+5； R654.2

A

1672-6170(2016)05-0004-07

舒先紅，女，主任醫師，教授，博士生導師。中國超聲醫學工程學會超聲心動圖專業委員會副主任委員，中國醫學影像技術研究會超聲心動圖專業委員會副主任委員，中國醫師協會超聲醫學分會超聲心動圖委員會主任委員。研究方向:心臟超聲診斷。

2016-07-19)