10例二尖瓣成形術的經食管實時三維超聲心動圖研究

李趙歡，熊名琛，尹立雪

(1.四川省醫學科學院·四川省人民醫院超聲醫學研究所，四川 成都 610072;2.臺灣振興醫院心血管病中心，臺灣 )

二尖瓣成形術始于1956年。其后隨著人工瓣膜的出現，在相當長一段時間內，外科治療二尖瓣反流主要是利用生物或機械人工瓣膜進行二尖瓣置換。但是有臨床及實驗研究結果顯示，由于二尖瓣成形術保留了瓣膜及瓣下結構，能最大程度保護左心室功能，手術死亡率低，同時術后通常只需抗凝3個月，大大減少了血栓、出血等并發癥的發生，此外還可降低兒童瓣膜置換的高死亡率及再換瓣率［1～3］。因此，二尖瓣成形術自80年代以來重新獲得臨床重視，近年來二尖瓣成形術手術例數呈逐年增加趨勢。在二尖瓣成形術術前或術后采用經食管實時三維超聲心動圖準確判斷二尖瓣病變部位與程度并確定二尖瓣成形術效果主要評價指標及其關鍵影響因素對術前手術方式的選擇、手術方案的精確設計與實施和最大限度的避免手術可能導致的醫源性損傷具有非常重要的意義。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2008年1月至2010年4月因二尖瓣脫垂在臺灣振興醫院行二尖瓣成形術治療的患者10例，其中男5例，女5例，年齡38～71歲［(51.44±10.49)歲］。合并冠心病、高血壓、糖尿病各1例，心房纖顫5例，主動脈瓣反流5例，三尖瓣反流7例。10例患者均采用人工瓣環植入二尖瓣成形術，二尖瓣后葉脫垂者加做脫垂部位的矩形切除術，二尖瓣前葉脫垂者加做腱索折疊或轉移或人工腱索置換術。

1.2 儀器與方法

1.2.1 儀器 應用Philips IE33超聲心動圖成像儀，經食管三維超聲探頭X7-2t(頻率2～7MHz)，使用Qlab7.0MVQ軟件包。

1.2.2 方法 ①圖像采集:10例患者取仰臥位，均在手術室經全麻，連接心電圖實時監測。食管探頭插入深度距門齒30～40 cm，立即行實時三維超聲心動圖檢查。首先啟動Full Volume顯像方式，于四腔心切面采集金字塔形三維數據庫，通過旋轉、切割圖像，使需觀察的二尖瓣瓣環及瓣葉結構滿意顯示。然后再切換為color RT-3DE顯像方式，于四腔心切面或左室長軸切面采集金字塔形三維數據庫，旋轉、切割圖像，使需要觀察的收縮期二尖瓣反流束滿意顯示。在患者體外循環結束后關胸以前，再次行經食管全容積和彩色實時三維超聲檢查并采集金字塔形三維數據庫。②圖像分析:將采集的圖片導入工作站，運用Qlab7.0 MVQ軟件進行脫機定量分析二尖瓣瓣環及瓣葉，首先將右上方圖像調整為左室長軸切面(同時顯示二尖瓣及主動脈瓣)，然后選擇描記圖像的時相(舒張末期或收縮末期)，時相的確定方法根據瓣膜的啟閉狀態:舒張末期為二尖瓣閉合前一幀圖像;收縮末期為主動脈瓣閉合第一幀圖像。標記二尖瓣、主動脈瓣瓣環位置及二尖瓣瓣葉最低點，再對同一時相二尖瓣瓣環顯示的不同位置解剖結構逐一描記(成形術后人工瓣環的描記選擇瓣環內緣)，然后確定并標記二尖瓣前外、后內交界位置及瓣葉分區位置，最后對同一時相二尖瓣瓣葉顯示的不同位置的解剖結構逐一描記。軟件自動測量出二尖瓣瓣環在二維投影平面中的面積與周長、瓣環的最小三維面積與三維周長、瓣環的前外側至后內側直徑、前后直徑、環的高度、環高度與前外側至后內側直徑的比率、前后直徑與前外側至后內側直徑的橢圓率、主動脈口二尖瓣平面間角度、二尖瓣瓣葉的暴露面積、前葉面積、后葉面積、脫垂高度、脫垂容積、二尖瓣穹窿高度、穹窿容積、前外側至后內側接合直徑、前外側至后內側接合在投影平面內的弧長、投影在近似小葉表面的前外側至后內側的接合弧長、二尖瓣前葉角度、后葉角度及非平面小葉角度。計算二尖瓣對合指數及二尖瓣成形術前后二尖瓣瓣環與瓣葉各參數變化值:二尖瓣對合指數=(舒張末期二尖瓣總面積-收縮末期二尖瓣暴露面積)/舒張末期二尖瓣總面積;二尖瓣成形術前后參數變化值=二尖瓣成形術前參數測值-術后該參數的測值。

1.3 統計學方法 所有計量資料的樣本均先經正態性檢驗和方差齊性檢驗確定該樣本是否符合正態分布以及方差是否齊。所有計量資料采用均數±標準差表示。在樣本符合正態分布且方差齊的前提下，成形術前后同一指標比較采用配對t檢驗。若樣本不符合正態分布或方差不齊，則采用Wilcoxon符號秩和檢驗。二尖瓣環及瓣葉的各項指標在成形前后的變化值與二尖瓣對合指數在成形前后的變化值之間的相關關系采用多元線性回歸分析。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

經食管實時三維超聲心動圖術前再次確認10例二尖瓣脫垂患者診斷，其中6例為后葉脫垂(其中3例因腱索斷裂所致)，2例為前葉脫垂，2例為前后葉均脫垂;二尖瓣成形術前2例二尖瓣中量反流，4例二尖瓣中到大量反流，4例二尖瓣大量反流;二尖瓣成形術后3例無明顯返流，4例僅有微量返流，3例有少量返流(圖1)。

2.1 二尖瓣脫垂患者二尖瓣瓣環在成形術前后的變化 二尖瓣脫垂患者二尖瓣環在二維投影平面中的面積與周長，瓣環的最小三維面積與三維周長，瓣環的前外側至后內側直徑、前后直徑、環的高度、環高度與前外側至后內側直徑的比率在二尖瓣成形術前后的測值均存在統計學差異;而二尖瓣環的前后直徑與前外側至后內側直徑的橢圓率及主動脈口二尖瓣環平面間角度在二尖瓣成形術前后的測值差異均無統計學意義，見表1。

圖1 10例二尖瓣脫垂患者二尖瓣成形術前后二尖瓣反流程度變化情況

表1 二尖瓣成形術前后二尖瓣瓣環各項指標比較

2.2 二尖瓣脫垂患者二尖瓣瓣葉在成形術前后的變化 二尖瓣脫垂患者二尖瓣瓣葉的暴露面積、前葉面積、后葉面積、脫垂高度、脫垂容積、前外側至后內側接合直徑、前外側至后內側接合在投影平面內的弧長、投影在近似小葉表面的前外側至后內側的接合弧長、二尖瓣前葉角度、后葉角度、非平面小葉角度、二尖瓣葉對合指數在二尖瓣成形術前后的測值均存在統計學差異;而二尖瓣穹窿高度及穹窿容積在二尖瓣成形術前后的測值差異均無統計學意義，見表2。

2.3 二尖瓣成形術前后二尖瓣對合指數變化值的多元線性回歸分析 以二尖瓣成形術前后二尖瓣對合指數的變化值為因變量，二尖瓣環及瓣葉的各項指標在二尖瓣成形術前后的變化值為自變量進行多元線性回歸分析，最后進入回歸模型的有兩個參數，分別為:二尖瓣成形術前后二尖瓣前葉面積變化值(χ1)與二尖瓣成形術前后主動脈口二尖瓣環平面間角度變化值(χ2)。建立多元線性回歸模型:Y= 11.069－0.059χ1+0.530χ2(Y為二尖瓣成形術前后二尖瓣對合指數的變化值)。對模型進行方差分析的結果認為模型有統計學意義(P=0.002)，決定系數的數值(0.822)說明模型擬合的效果較好。從標準化的偏回歸系數(-0.630)可以看出成形前后二尖瓣前葉面積的變化對二尖瓣對合指數變化的影響最大，見表3。

表2 二尖瓣成形術前后二尖瓣瓣葉各項指標比較

表3 回歸模型的參數估計

2.4 二尖瓣成形術后二尖瓣不同反流程度的患者二尖瓣瓣環與瓣葉各項參數在二尖瓣成形術前后的變化值比較 按二尖瓣成形術后二尖瓣反流程度的不同將10例患者分為無反流組(3例)、微量反流組(4例)與少量反流組(3例)三組。二尖瓣成形術前后二尖瓣后葉面積變化值、前外側至后內側接合直徑變化值、前外側至后內側接合在投影平面內的弧長變化值在三組間存在統計學差異。微量反流組二尖瓣后葉面積在二尖瓣成形術前后的變化值明顯大于無反流組與少量反流組;少量反流組前外側至后內側接合直徑與前外側至后內側接合在投影平面內的弧長在二尖瓣成形術前后的變化值明顯小于無反流組與微量反流組。其余二尖瓣瓣環及瓣葉參數在二尖瓣成形術前后的變化值在三組間差異無統計學意義，見表4。

3 討論

目前二尖瓣成形術已廣泛應用于二尖瓣退行性變、先天性二尖瓣病變、缺血性二尖瓣反流、部分風濕性二尖瓣病變及感染性心內膜炎所導致的二尖瓣關閉不全。由于二尖瓣器裝置復雜，其瓣環、瓣葉及瓣下結構均可出現病變，據此Carpentier等將二尖瓣病變分為三型:I型，主要是由于瓣環擴大或瓣葉穿孔后導致中心性二尖瓣返流;Ⅱ型，主要為二尖瓣脫垂，導致二尖瓣脫垂的主要原因為腱索延長、腱索斷裂及乳頭肌斷裂;Ⅲ型二尖瓣葉運動受到明顯限制，主要原因是二尖瓣葉增厚，瓣交界發生融合或伴有腱索融合［4］。本組病例均屬于Carpentier分型中的Ⅱ型。

針對不同的二尖瓣病變采取不同的手術成形方法，有時甚至需要多種成形方法綜合運用，才能取得良好的效果。在此情況下，術前對二尖瓣病變的準確和精密把握以及術后對手術效果的即刻準確評估就顯得尤為重要。近年來，經食管超聲心動圖，尤其是經食管實時三維超聲心動圖的臨床應用已經能夠對二尖瓣形態、結構與功能直觀、準確地評價，在二尖瓣成形術的開展中發揮著來越重要的作用［5，6］。二尖瓣定量分析軟件的成功開發，更是為我們直觀定量評價二尖瓣器的結構和功能提供了可能，有望為臨床二尖瓣成形術提供更有價值的解剖和功能信息。

表4 三組間二尖瓣成形術前后瓣環與瓣葉各項參數變化值的比較

縮小瓣環是二尖瓣成形術的基礎，通過縮小瓣環可以使二尖瓣前后瓣葉相互靠攏，有利于實現有效的對合。95%以上的二尖瓣成形術需植入人工瓣環［7］，這樣可以減少瓣環的再次變形，起到支撐瓣葉的作用，術后不易再次出現二尖瓣反流。本組患者均植入了人工瓣環，使瓣環的周長、面積、前外側至后內側值徑及前后徑都明顯減小。同時環的高度減小，以及環高度與前外側至后內側直徑的比率減小導致成形術后瓣環更趨于平面化。進一步分組分析發現二尖瓣成形術對瓣環的前外側至后內側直徑減小越多者，瓣膜的反流程度越輕微，甚至無明顯反流。通過對二尖瓣后葉脫垂的矩形切除，前葉脫垂采用腱索折疊或轉移、人工腱索置換等方法使二尖瓣前后葉實現良好的對合，大大減小了瓣葉脫垂的高度和容積(圖2)。與此同時，瓣葉的面積也大大減少。已有研究表明將瓣環環縮到前瓣面積大小，二尖瓣成形術的效果較好［8］。本研究也同樣通過二尖瓣成形術使二尖瓣瓣環的面積與二尖瓣前葉面積接近［(438.86±101.12)mm2與(429.26±95.47) mm2，t=－0.342，P=0.740］，使二尖瓣反流程度明顯減輕。分組分析發現微量反流組二尖瓣后葉面積在二尖瓣成形術后減小更多，無反流組與少量反流組之間無明顯差異，考慮可能與病變的部位及范圍有關，因為微量反流組4例患者均為后葉脫垂者，導致后葉在二尖瓣成形術中損失面積較大，而另外兩組并不全是后葉脫垂患者。

圖2 二尖瓣后葉脫垂患者成形術前后二尖瓣瓣環及瓣葉的MVQ分析圖 a.二尖瓣成形術前二尖瓣后葉P1與P2區瓣葉部分脫垂，瓣環擴大;b.二尖瓣成形術后二尖瓣無脫垂，瓣葉關閉良好，瓣環縮小;Ao:主動脈，A:前面，P:后面，AL:前外側，PM:后內側

前外側至后內側接合直徑、前外側至后內側接合在投影平面內的弧長、投影在近似小葉表面的前外側至后內側的接合弧長三者從不同的角度反映二尖瓣前后葉的接合長度，后者反映了最真實的接合長度。Yamauchi等［9］研究發現二尖瓣前后葉的接合長度在成形術后明顯大于成形術前，然而本研究與潘翠珍［10］等的研究均得出成形術后二尖瓣前后葉的接合長度小于成形術前的相反結果。進一步分組分析發現二尖瓣成形術對瓣葉前外側至后內側接合在投影平面內的弧長減小越多者，二尖瓣反流程度減輕越明顯。但二尖瓣葉前外側至后內側接合在投影平面內的弧長不是二尖瓣成形術直接干預的指標，因此在手術中通過改變瓣葉前外側至后內側接合在投影平面內的弧長來控制瓣膜的反流程度，缺乏可操作性。二尖瓣前葉角度與后葉角度在成形術后明顯大于術前，非平面小葉角度在成形術后明顯小于術前，說明成形術后二尖瓣葉關閉時所形成的穹窿較術前更為膨隆，這一特征也有利于瓣膜的對合。有研究顯示［11，12］，缺血性二尖瓣反流的患者二尖瓣穹窿高度與穹窿容積隨著病變程度的加重逐漸增大。本研究則提示二尖瓣脫垂患者二尖瓣穹窿高度與穹窿容積在二尖瓣成形術前后并無明顯改變，考慮與瓣膜脫垂導致脫垂高度與脫垂容積增大，抵消了因瓣環擴大所致瓣膜穹窿高度與穹窿容積增大的部分有關，所以采用穹窿高度與穹窿容積來評價二尖瓣成形術效果并不可靠。

雖然在二尖瓣成形手術時會根據不同的瓣膜病變和條件選用不同的術式，但各種術式最終的目標和外科醫師最關注的是能不能達到一個有效而合理的對合面積［13］。經食管實時三維超聲心動圖的二尖瓣定量評價系統為準確、直接、定量評價二尖瓣的對合面積及對合指數提供了技術手段。二尖瓣對合指數指二尖瓣前后葉粗糙部對合面積占瓣葉總面積的百分比，正常情況下一般約為20% ～40%［14］。本研究中二尖瓣成形術前病例的對合指數僅為(5.82%±4.46)%，明顯低于正常水平，而術后對合指數顯著提高，達到了(34.00%±19.84)%。通過對二尖瓣成形術前后瓣環及瓣葉各項指標的變化值與對合指數的變化值進行多元線性回歸分析，發現二尖瓣前葉的面積與主動脈口二尖瓣環平面間角度在二尖瓣成形術前后的變化情況對二尖瓣成形術前后二尖瓣對合指數的改變有影響。這種影響具體指二尖瓣前葉面積改變越小，二尖瓣的對合指數增加越多;主動脈口二尖瓣環平面間角度減小越多，二尖瓣的對合指數增加越多。反過來即是說，若二尖瓣成形術要獲得更大的對合指數，應盡量保存二尖瓣前葉的面積，減小主動脈口二尖瓣環平面間角度。作為二尖瓣關閉的主件，盡量保存前葉的完整性已成為二尖瓣成形術公認的原則［15］，本研究通過二尖瓣定量評價手段進一步驗證了這一原則。從心臟流體力學角度看，二尖瓣葉的關閉過程與左心室內的血流流體狀態密切相關，主動脈口與二尖瓣環平面間夾角增大或減小都會造成二尖瓣前向血流方向在不同方向上偏移，引起左心室腔內血流動力學的紊亂最終導致二尖瓣葉的關閉過程異常。Dagum等［16］通過動物試驗還發現，主動脈口二尖瓣環平面間角度過小可導致左室流出道變窄，前向血流加速，可通過Bernoulli效應引起SAM現象。因此我們認為，二尖瓣成形術對主動脈口二尖瓣環平面間角度的改變應在確保二尖瓣有效對合指數的前提下盡可能使其接近正常的解剖角度。

本研究采用經食管實時三維超聲心動圖對10例二尖瓣脫垂患者成形術前后二尖瓣環及瓣葉的三維結構進行了定量分析，并從中找出了與二尖瓣成形效果密切相關的評價參數—對合指數的改變情況及其影響因素，使二尖瓣成形術對二尖瓣瓣環及瓣葉形態結構改變的情況有了更為精確的描述，為即刻、定量評價成形術效果提供了手段，同時對把握手術關鍵點提供了依據。本研究的局限性在于樣本量偏少，二尖瓣成形術效果的主要評價指標及其關鍵影響因素的全面揭示尚有待大樣本全面深入的研究探討。

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