全身成像三维量化评估二尖瓣反流体积与实时三维超声心动图及常规超声心动图的对比研究

【摘要】[背景]二尖瓣反流(mitralregurgitation,MR)是常见的瓣膜疾患,如果不施加干预,最终可进展为不可逆转的心力衰竭,导致很高的死亡率,因此及时诊断并准确评估MR的严重程度,对于患者的临床治疗决策尤为重要；但是常规超声心动图评估MR的严重程度仍旧充满挑战。二尖瓣反流体积是评估MR严重程度的重要指标,近来有研究以核磁共振测量的二尖瓣反流体积为标准,发现实时三维超声心动图(real-time3-dimensionalechocardiography,RT3DE)测量二尖瓣有效反流口面积(effectiveregurgitantorificearea,EROA)乘以MR速度时间积分(velocitytimeintegral,VTI)得出的二尖瓣反流体积与其相关性良好,且一致性分析未见两种方法有明显差异。随着超声探头技术及软件技术的进展,全身成像三维量化(GeneralImaging3-dimensionalQuantification,GI3DQ)使得直接测量二尖瓣反流体积成为可能。[目的]①以RT3DE测量的EROA乘以MR-VTI计算的二尖瓣反流体积作为标准,探讨GI3DQ直接测量二尖瓣反流束体积,用以评估二尖瓣反流体积的可行性和准确性；②同常规超声心动图方法：近端血流等速面(proximalisovelocitysurfacearea,PISA)法及多普勒法测量的二尖瓣反流体积作比较,旨在为临床上评估二尖瓣反流体积寻找一种更为可靠简便的方法。[方法]①入选93例不同程度的MR患者,其中功能性二尖瓣反流患者61例,器质性二尖瓣脱垂患者32例；根据二尖瓣反流血流束方向,又将患者分为中心性反流41例,偏心性反流52例。②RT3DE测量EROA:在心尖四腔切面采集二尖瓣反流实时三维彩色血流图像,在二尖瓣反流束最大时停帧,调整三维图像上横断切面,使其垂直于二尖瓣反流束,然后自心尖向心底平移切割,直至显示最小二尖瓣反流束横截面,在该横截面的enface切面上手动勾画二尖瓣反流束彩色多普勒信号边缘,得到EROA,然后乘以MR-VTI得出二尖瓣反流体积。③GI3DQ直接测量二尖瓣反流束体积：进入GI3DQ插件,选择实时三维二尖瓣反流血流图像,在反流束最大时停帧,从二尖瓣反流起点到二尖瓣反流终点连线,将二尖瓣反流束分为15等份等厚度薄切片平面,在每一切片的横截面上手动勾画二尖瓣反流束彩色多普勒信号边缘,勾画完15个横截面后,二尖瓣反流束体积计算值将出现在结果中。④PISA法评估二尖瓣反流体积：在心尖四腔切面,将近端血流汇聚区用ZOOM模式局部放大；在20-40cm/s范围内调节Nyquist极限速度,以尽量获取半球形的近端血流等速面形态；冻结图像后,应用回放功能逐帧查看,选择收缩中期最满意的半球形近端血流等速面；测量第一层血流混叠区边缘距反流口的轴向距离得到PISA半径,应用公式：EROA=(2π×r2×Va)/PkVreg得出EROA,式中r指P工SA半径,Va指Nyquist极限速度,PkVreg指连续多普勒测量的MR峰值速度；二尖瓣反流体积由EROA乘以连续多普勒测量的MR-VTI得到。⑤多普勒法评估二尖瓣反流体积：二尖瓣前向血流体积由二尖瓣环前向血流速度时间积分乘以二尖瓣环横截面积得到；主动脉前向血流体积由左室流出道前向血流速度时间积分乘以左室流出道横截面积得到。脉冲多普勒测量前向血流速度时间积分时,取样容积分别放置于二尖瓣环水平和紧邻主动脉瓣下左室流出道水平；左室流出道直径在紧邻主动脉瓣下测量,假设左室流出道为规则的圆形,应用公式πr2/4求出左室流出道横截面积,式中r为左室流出道直径。二尖瓣环直径分别在四腔心切面和两腔心切面测量,由于二尖瓣环几何形态的特殊性,分别假设其为规则的圆形,应用公式πa2/4求出二尖瓣环横截面积,式中a指四腔心切面二尖瓣环直径；假设其为椭圆形,应用公式πab/4求出二尖瓣环横截面积,式中a指四腔心切面二尖瓣环直径,b指两腔心切面二尖瓣环直径；二尖瓣前向血流体积减去主动脉前向血流体积即为二尖瓣反流体积。[结果]1.G13DQ测量的二尖瓣反流体积与参考方法RT3DE计算的二尖瓣反流体积结果比较。在所有二尖瓣反流患者中,GI3DQ测量的二尖瓣反流体积与参考方法RT3DE计算的二尖瓣反流体积相关性良好：r=0.921,p<0.0001,但是一致性分析发现,与RT3DE计算的二尖瓣反流体积比较,GI3DQ法存在低估,平均低估约6.07ml。在功能性二尖瓣反流组中,GI3DQ测量的二尖瓣反流体积与参考方法RT3DE计算的二尖瓣反流体积相关性更好：r=0.948,p<0.0001,但一致性分析发现,GI3DQ测量二尖瓣反流体积依然存在低估,平均低估约3.18ml。在器质性二尖瓣脱垂组中,两种方法的相关性为：r=0.911,p<0.001,一致性分析发现,GI3DQ在测量这组二尖瓣反流体积时存在严重低估,平均低估约11.56ml；该组分析结果类似于偏心性二尖瓣反流组中两种方法的比较结果：r=0.914,p<0.0001,平均低估约10.55ml。在中心性二尖瓣反流组中,GI3DQ与RT3DE在测量二尖瓣反流体积时的相关性最好：r=0.956,p<0.0001,虽然一致性分析显示GI3DQ存在轻微低估,平均低估约0.38ml,但无统计学意义(p=0.1114>0.05)。2.PISA法计算的二尖瓣反流体积与参考方法RT3DE计算的二尖瓣反流体积结果比较。在所有二尖瓣反流患者中,PISA法计算的二尖瓣反流体积与参考方法RT3DE计算的二尖瓣反流体积相关性良好：r=0.911,p<0.0001,但是一致性分析发现,与RT3DE计算的二尖瓣反流体积比较,PISA法在总体人群存在低估,平均低估约4.64ml。在偏心性二尖瓣反流组中,两种方法的相关性为：r=0.871,p<0.001,一致性分析发现,PISA法在测量该组二尖瓣反流体积时存在明显低估,平均低估约7.58ml。在中心性二尖瓣反流组中,PISA法与RT3DE在评估二尖瓣反流体积时的相关性最好：r=0.964,p<0.0001,虽然一致性分析显示PISA法在该组人群存在轻度低估,平均低估约0.92ml,但无统计学意义(p=0.5062>0.05)。3.多普勒法计算的二尖瓣反流体积与参考方法RT3DE计算的二尖瓣反流体积结果比较。①假设二尖瓣环几何形态为圆形：在所有二尖瓣反流患者、偏心性二尖瓣反流组及中心性二尖瓣反流组,多普勒法计算的二尖瓣反流体积与参考方法RT3DE计算的二尖瓣反流体积相关性较好,分别为：r=0.813,r=0.759,r=0.725；p值均小于0.0001；一致性分析发现,与RT3DE计算的二尖瓣反流体积比较,多普勒法在这三组人群存在不同程度的高估,平均高估分别约9.82ml、12.79ml、6.06ml:p值均小于0.05。②假设二尖瓣环几何形态为椭圆形：在所有二尖瓣反流患者、偏心性二尖瓣反流组及中心性二尖瓣反流组,多普勒法计算的二尖瓣反流体积与参考方法RT3DE计算的二尖瓣反流体积相关性良好,分别为：r=0.906,r=0.889,r=0.844；p值均小于0.0001；一致性分析发现,与RT3DE计算的二尖瓣反流体积比较,多普勒法在这三组人群均存在轻微的高估,平均高估分别约1.34ml、1.64ml、0.96ml;但未见有明显统计学意义(p值均大于0.05)。4.G13DQ法测量的二尖瓣反流体积与PISA法及多普勒法计算的二尖瓣反流体积结果比较。①G13DQ与PISA法：在所有二尖瓣反流患者、偏心性二尖瓣反流组及中心性二尖瓣反流组,配对t检验结果显示,两种方法的测量结果均未见明显差异,p值均大于0.05；一致性分析显示,在前两组人群,GI3DQ较PISA法测量结果存在低估,分别平均低估约1.43ml、2.97m1、但无统计学意义(p>0.05)。在中心性二尖瓣反流组,一致性分析显示,GI3DQ较PISA法测量结果轻微高估约0.54ml,但无统计学意义(p=0.0587>0.05)。②GI3DQ与多普勒法(椭圆形模型)：在所有二尖瓣反流患者及偏心性二尖瓣反流组,配对t检验结果显示,两种方法的测量结果有明显差异,p值均小于0.0001；一致性分析显示,在这两组人群,GI3DQ较多普勒法测量结果存在明显低估,分别低估约12.19ml。12.19ml,p值均小于0.0001。在中心性二尖瓣反流组,配对t检结果显示,两组方法的测量结果未见明显差异,p=0.3649>0.05；一致性分析显示,GI3DQ较多普勒法测量结果轻微低估约1.34ml,但无统计学意义(p=0.0564>0.05)。[结论]GI3DQ量化评估二尖瓣反流体积是可行的,且与RT3DE法测量的二尖瓣反流体积相比,二者相关性良好。应用GI3DQ法评估中心性二尖瓣反流体积是准确可行的,在与RT3DE法、PISA法及多普勒法的测量结果比较中,未发现这几种方法有明显差异。
【作者】王吴刚；
【导师】王浩；
【作者基本信息】北京协和医学院，影像医学与核医学，2013，博士
【关键词】全身成像三维量化；实时三维超声心动图；二尖瓣反流；近端血流等速面；

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