經導管主動脈瓣置換術前實時三維經食管超聲自動測量主動脈瓣環徑

魏 薪，劉古月，李 茜，王 芳，馮 沅，陳 茂，唐 紅

(四川大學華西醫院心內科，四川 成都 610041)

經導管主動脈瓣置換術(transcatheter aortic valve replacement, TAVR)已成為治療有癥狀重度主動脈瓣狹窄且外科開胸高風險患者的替代方式[1-2]，適用范圍較廣[3]。TAVR術前準確評估主動脈根部解剖結構，尤其測量主動脈瓣環徑至關重要。既往研究[4-6]表明，多排CT(multi-detector CT, MDCT)和三維經食管超聲心動圖(three-dimensional transesophageal echocardiogrpahy, 3D-TEE)均較二維經食管超聲心動圖(two-dimensional transesophageal echocardiogrpahy, 2D-TEE)更具優勢，可準確測量主動脈瓣環徑；但最近研究[7-9]發現傳統3D-TEE測量主動脈瓣環徑與MDCT測值間仍存在統計學差異。本研究采用一種新的自動測量主動脈瓣環的三維超聲技術測量TAVR患者主動脈瓣環相關徑線，并與MDCT進行對比，評估其可靠性和準確性。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2016年6月—2017年6月于我院接受TAVR及術前3D-TEE的23例患者，均曾接受MDCT檢查。納入標準：重度主動脈瓣狹窄(aortic stenosis, AS)，主動脈瓣前向血流速度>4.0 m/s，平均跨瓣壓差>40 mmHg，主動脈瓣口面積<1.0 cm2。本研究經我院倫理委員會審批通過，患者均知情同意。排除2例3D-TEE圖像質量差者，共納入21例患者，男14例，女7例，年齡63～82歲，平均(72.8±6.7)歲，平均體表面積(1.64±0.25)m2，平均美國外科醫師協會評分(8.4±2.7)分；其中15例合并高血壓，2例糖尿病，3例慢性阻塞性肺疾病，6例冠心病，外周血管病、腦血管病各1例，腎功能不全4例。21例中，8例為二葉式AS，13例為三葉式AS。

1.2 儀器與方法

1.2.1 3D-TEE自動測量主動脈瓣環徑 采用Siemens SC2000超聲心動圖診斷儀，Z6Ms探頭，頻率3.0～6.3 MHz。TAVR術前即刻采集主動脈根部三維圖像。連接同步心電圖，將探頭置于食管中段，以約120°獲得主動脈長軸切面，使用局部放大模式，獲得主動脈根部(包括左心室流出道至竇管交界)的三維容積，確保幀頻在20幀/秒，采集連續3個心動周期圖像并儲存。

采用eSieValves瓣膜自動分析軟件對三維容積圖像進行在機或脫機分析。確定收縮期后，軟件對于三葉式主動脈瓣自動識別瓣葉、瓣交界以及主動脈瓣環；對于二葉式主動脈瓣，軟件不能自動識別瓣葉，但可自動識別主動脈瓣環。完成自動識別后，由2名超聲主治醫師從多個切面進行手動調節，若自動識別瓣環位置欠準確，則進行相應手動微調(圖1)，測量主動脈瓣環面積、周長、最大徑和最小徑。記錄采用3D-TEE自動測量主動脈瓣環面積、周長、最大徑及最小徑所需時間。對所獲超聲測值均重復測量3次，取平均值。

1.2.2 MDCT檢查 采用GE Revolution CT機，心電門控掃描模式。經外周靜脈注射非離子型對比劑碘海醇(370 mgI/ml)70～80 ml并跟注生理鹽水30 ml，流率0.9～2.0 ml/s，延遲時間16～19 s。將重建軸位CT圖像傳至工作站(3mensio Structural Heart軟件)，通過調節主動脈根部的冠狀位、矢狀位及軸位圖像，使軸位圖像剛好通過主動脈瓣葉附著最低點，即為主動脈瓣環測量平面，測量主動脈瓣環面積、周長、最大徑和最小徑。由2名放射科主治醫師共同分析所有CT圖像。

1.3 可重復性檢驗 隨機抽取10例患者測量3D-TEE主動脈瓣環相關徑線。由1名主治醫師間隔1周重復測量上述參數；觀察者間重復性檢驗采用另一觀察者測量相關參數。

1.4 臨床評估 根據TAVR術中所用人工瓣膜的型號，評估3D-TEE測量主動脈瓣環周長是否與術中所見(實際植入人工瓣膜型號)相符。

1.5 統計學分析 采用SPSS 17.0統計分析軟件。計量資料以±s表示，對3D-TEE所測主動脈瓣環面積、周長、最大徑、最小徑進行方差齊性檢驗。采用配對樣本t檢驗比較3D-TEE及MDCT測得主動脈瓣環相關參數，以Pearson相關分析觀察兩種測量方法的相關性。對觀察者內及觀察者間可重復性采用組內相關系數(interclass correlation coefficient, ICC)表示(ICC>0.75為可重復性良好)。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

21例均為重度AS，主動脈瓣環面積(0.54±0.16)cm2；主動脈瓣最大流速(4.83±1.22)m/s；主動脈瓣平均跨瓣壓差(51.04±14.62)mmHg。同一觀察者不同時間(ICC=0.94、0.96、0.96、0.95)、不同觀察者(ICC=0.92、0.94、0.93、0.94)采用3D-TEE測量的主動脈瓣環面積、周長、最大徑及最小徑的可重復性良好。

圖1 3D-TEE自動測量主動脈瓣環相關徑線示意圖 A.主動脈竇部橫截面; B～D.主動脈根部矢狀切面; E.主動脈瓣環水平橫截面; F.主動脈竇部橫截面; G.主動脈根部冠狀切面; H.主動脈根部三維模擬圖; 所有線和點均可進行手動調節，圖E為測量平面，若軟件自動識別瓣環位置欠準確，則進行相應的手動微調節

3D-TEE測得主動脈瓣環面積(445.74±62.60)mm2，周長(76.16±5.30)mm，最大徑(26.29±1.97)mm，最小徑(21.40±1.68)mm；MDCT測值分別為(456.85±75.70)mm2、(77.17±5.90)mm、(26.76±2.83)mm、(20.98±1.76)mm，兩者差異均無統計學意義(t=-1.46、-1.90、-1.42、1.64，P=0.16、0.07、0.17、0.12)；兩種方法測量的主動脈瓣環面積(r=0.89，P<0.01)、周長(r=0.91，P<0.01)、最大徑(r=0.85，P<0.01)、最小徑(r=0.79，P<0.01)間均呈正相關，見圖2。

采用3D-TEE自動測量主動脈瓣環軟件測量主動脈瓣面積、周長、最大徑及最小徑所需時間平均為(1.54±0.21)min。

21例均成功完成TAVR，術后即刻評估人工瓣膜功能良好，僅2例出現輕度瓣周反流，其余為微量或無瓣周反流。以實際植入人工瓣膜型號為標準，依據3D-TEE測量主動脈瓣環周長選擇人工瓣膜型號，僅1例人工瓣膜型號偏小，其余與MDCT所選型號一致。

3 討論

TAVR涉及到選擇人工瓣膜型號及球囊型號，但術中不能直視評估主動脈瓣環徑線，使得術前測量主動脈瓣環相關徑線非常重要。若人工瓣膜選擇不恰當、球囊選擇過大，可導致瓣環破裂、中度以上瓣周漏等嚴重并發癥[10-11]。隨著TAVR的開展，對主動脈瓣環解剖結構的研究漸趨深入，發現主動脈瓣環是非圓形的三維立體結構[12]。既往應用二維超聲測量主動脈瓣環徑，只能提供主動脈瓣環的一個徑線，不能滿足手術需求。有學者[4,13]采用MDCT三維技術準確測量主動脈瓣環相關徑線，發現其有利于減少瓣周漏，目前已成為TAVR術前評估的首選影像學方法。亦有研究[14-16]采用3D-TEE測量主動脈瓣環徑，并與MDCT結果對比，發現三維超聲可準確測量主動脈瓣環徑，但多采用手動描繪，其結果與MDCT測值間存在顯著差異[7-9]。本研究采用一種新的可自動測量主動脈瓣環相關徑線的3D-TEE技術，與MDCT對比其測值，以期為TAVR提供更優的術前評估手段。

圖2 3D-TEE與MDCT測量主動脈瓣環的相關性散點圖 A.面積; B.周長; C.最大徑; D.最小徑

本研究采用3D-TEE自動測量主動脈根部軟件于TAVR術前對21例患者測量主動脈瓣環面積、周長、最大徑及最小徑，發現其測值與MDCT對應測值間差異均無統計學意義，且均呈正相關。既往研究[8]發現3D-TEE測量的主動脈瓣環面積小于MDCT測值，原因可能是3D-TEE手動測量主動脈瓣環面積時描記曲線不規則，導致面積計算不準確。本研究采用的主動脈瓣環自動測量軟件系基于大量模型數據研發，可自動識別主動脈瓣環邊界，避免了上述問題。

本研究以3D-TEE自動測量主動脈瓣環相關徑線所需時間為(1.54±0.21)min，通過自動標記瓣葉交界以及瓣葉附著最低點，能快速識別主動脈瓣環水平，尤其有利于缺乏經驗的超聲醫師或介入醫師[17]。隨著急診TAVR的開展，部分患者術前來不及進行MDCT檢查，此時選擇人工主動脈瓣型號主要依賴3D-TEE，本研究所用3D-TEE自動測量主動脈瓣環技術為該類急診TAVR患者提供了更優的解決辦法。

另外，本研究所用3D-TEE自動測量主動脈瓣環相關徑線具有較好的觀察者內及觀察者間可重復性，若以之替代MDCT作為TAVR術前主動脈瓣環測量的影像學方法，臨床結果亦較好，特別是對于存在腎功能不全、碘劑過敏、心律不齊的TAVR患者，3D-TEE更具優勢。但本研究僅為單中心研究，樣本量較小，有待后期多中心大樣本研究加以驗證。

綜上所述，本研究所用3D-TEE自動測量主動脈瓣環超聲技術可準確、快速測量主動脈瓣環相關徑線，為TAVR提供可靠數據，可作為替代MDCT的影像學方法。