臨床普遍認為右心系統瓣膜(三尖瓣、肺動脈瓣)病變沒有左心系統瓣膜(二尖瓣、主動脈瓣)病變嚴重。但是,嚴重三尖瓣關閉不全可導致右心室功能損害,降低患者生存率。特別是左心系統瓣膜術后可能引起嚴重程度不一的三尖瓣關閉不全,合并瓣環不可逆擴大,使得患者再手術風險大,因此臨床工作中應高度重視三尖瓣病變。本文就三尖瓣關閉不全的流行病學特點、解剖結構、臨床診斷以及超聲心動圖及心臟磁共振成像表現進行概述。
引用本文: 陳輝, 趙艷玲, 余建群. 心臟磁共振成像聯合超聲心動圖對三尖瓣關閉不全及右心室功能的評價. 生物醫學工程學雜志, 2015, 32(4): 940-944. doi: 10.7507/1001-5515.20150168 復制
引言
心臟瓣膜病變絕大多數發生于左心瓣膜系統(二尖瓣及主動脈瓣)[1]。患者在接受左心系統瓣膜手術后,癥狀仍未得到有效改善,部分甚至病情加重[2-3],這與其繼發或伴發的右心瓣膜(三尖瓣及肺動脈瓣)病變有密切關系,以術后遠期三尖瓣關閉不全最常見[4-5]。一般的保守治療很難逆轉心臟衰竭,患者死亡率極高,所以盡管這類患者再手術風險很大,中度及以上的三尖瓣關閉不全患者仍應積極再手術治療,而術前的影像學評價[6]就顯得尤為重要。
本綜述介紹了三尖瓣關閉不全的流行病學特點、發病機制,以及如何應用心臟磁共振成像(cardiac magnetic resonance imaging,CMRI)及超聲心動圖對其有關參數進行全面評價。
1 流行病學
中、重度三尖瓣關閉不全發病率與年齡增長相關,心肌梗死及心衰病史可增加其發病率[7]。重度患者中,女性比男性高4.3倍,可能與女性壽命更長、女性更易罹患風濕性心臟病有關。1/3二尖瓣狹窄患者常伴中度及以上三尖瓣關閉不全[4];二尖瓣置換術后23%~37%患者相繼出現三尖瓣關閉不全[4]。缺血性二尖瓣反流患者術后3年約74%患者發生重度三尖瓣關閉不全[8]。
2 三尖瓣的解剖結構
三尖瓣的解剖結構比二尖瓣更復雜,變異更大。正常三尖瓣分為隔葉、前葉、后葉。瓣環呈橢圓形而非平面結構[3, 8]。隔葉起自瓣環一部分,位置相對固定。前葉和后葉游離于右室壁,向外擴張。瓣環大小隨著前、后葉在右室壁上附著位置的改變而改變[9]。正常情況下,三尖瓣三組乳頭肌的位置相對固定。
3 三尖瓣關閉不全病因學及發病機制
三尖瓣關閉不全的原因可分為:①三尖瓣空間位置改變,瓣環形態更平、更圓[8];②右心室游離壁擴大;③腱索、乳頭肌解剖結構及位置異常,如三尖瓣瓣葉卷曲和乳頭肌移位[9]。根據三尖瓣是否有基礎病變,一般將三尖瓣關閉不全分為功能性和器質性[9-10]。功能性指三尖瓣瓣葉正常,三尖瓣相對關閉不全,常見于風濕性二尖瓣疾病、左向右分流性先心病、肺動脈狹窄等。器質性指三尖瓣結構異常,如三尖瓣下移畸形、三尖瓣脫垂、三尖瓣葉裂隙、三尖瓣退行性變、風濕性三尖瓣疾病、感染性心內膜炎累及三尖瓣等[10-11]。根據三尖瓣關閉不全發生時間分為原發性和繼發性。原發性如三尖瓣下移畸形、風濕性三尖瓣疾病等;繼發性如風濕性二尖瓣和(或)主動脈瓣病變后、左心系統瓣膜術后、肺動脈高壓及右心室病變后[12]。本文重點闡述左心系統瓣膜術后繼發三尖瓣關閉不全的情況。
左心系統瓣膜病變后,左心房增大,肺靜脈淤血,肺小血管壓力增加,肺動脈壓力增加,右心室擴大及右室壁肥厚,引起三尖瓣瓣葉附著位置改變,乳頭肌移位,空間結構改變,即出現三尖瓣關閉不全[9, 13-15]。
理論上,左心系統瓣膜術后,上述通路阻斷,三尖瓣關閉不全應改善[1-3],以往亦多認為左心系統瓣膜術后三尖瓣關閉不全是功能性改變,術后會逐漸逆轉[1-3]。但文獻報道,部分患者術后三尖瓣關閉不全進一步加重或復發[3],多合并不可逆三尖瓣環擴大及乳頭肌位置異常[2, 9]。此外,術前超聲評價為無或輕度三尖瓣關閉不全患者,術中測量三尖瓣瓣環直徑明顯擴大,因此其與瓣環擴大之間并無直接因果關系,那么,哪些因素導致了三尖瓣關閉不全?
有學者認為,瓣環直徑擴大、乳頭肌移位、右心室增大和(或)左心室增大均可引起三尖瓣關閉不全[16]。而哪個為始動因素,目前學術界分歧較大。臨床工作中,對中度及以上三尖瓣關閉不全應及時手術[9]。左心系統瓣膜手術時瓣環已擴大但同期未行處理,術后三尖瓣關閉不全會逐漸加重,這類患者再手術的風險增大[4]。
4 三尖瓣關閉不全程度的評價
早期發現三尖瓣關閉不全并對其嚴重程度分級,有著重要的臨床意義。患者癥狀及體征提供的診斷價值有限,因此臨床工作中需借助影像學手段評價上述改變。常用的檢查方法包括超聲心動圖及CMRI。前者應用較廣泛,后者有較高的時間和空間分辨力,能客觀顯示心臟及瓣膜的解剖和功能,準確定量瓣膜反流。
4.1 超聲心動圖對三尖瓣關閉不全的評價
目前臨床工作中主要使用超聲心動圖診斷三尖瓣關閉不全,可直觀顯示三尖瓣環、瓣葉、隨心動周期開放閉合情況及經三尖瓣口反流入右心房的血流等。檢查技術包括經胸二維超聲、超聲多普勒血流成像、三維超聲成像等。評價指標包括三尖瓣環直徑、乳頭肌位置、反流束長度、反流束面積、面積占右心房面積比、跨瓣壓差和反流容積等。
4.1.1 經胸二維超聲
經胸二維超聲通過觀察三尖瓣環、瓣葉、腱索及右心房室大小,鑒別原發性及繼發性三尖瓣關閉不全。三尖瓣環直徑的測量方法:收縮末期從胸骨旁右心室流入道、胸骨旁大動脈短軸及心尖四腔心切面,測量相對的兩個瓣葉根部直徑,其中最大者為瓣環直徑。同時測定三組乳頭肌的位置,根據乳頭肌的移動方向,判斷病因[16-17]。因三尖瓣環呈橢圓形,經胸二維超聲不能同時顯示三個瓣葉結構,所以經胸二維超聲測量常有誤差。
4.1.2 超聲多普勒血流成像
(1)彩色多普勒。收縮期右心房內以藍色為主的彩色鑲嵌束。評價指標包括:①三尖瓣反流束長度,指反流束在右心房內延伸長度。輕度三尖瓣關閉不全:長度小于2 cm;中度:2~5 cm且收縮期不伴肝靜脈或下腔靜脈內逆行血流;重度:收縮期肝靜脈或下腔靜脈內持續存在逆行血流。但由于反流束長度受反流孔的大小、形狀及右心室功能影響,該檢查項目變異大。②三尖瓣反流束面積絕對值、反流束面積占右心房面積比:這種測量方法對距三尖瓣瓣口1 cm以內反流束面積大小進行分度。輕度三尖瓣關閉不全:面積絕對值小于2 cm2或面積比小于20%;中度:面積2~4 cm2或面積比20%~40%;重度:面積4~10 cm2或面積比≥40%。若患者三尖瓣關閉不全呈偏心性(尤其沿右心房壁走行)時,容易低估其嚴重程度。
(2)頻譜多普勒。通過收縮期三尖瓣反流頻譜,測量其峰值流速(velocity,V),正常時應小于3.0 m/s。 評價包括:①跨瓣壓差:根據峰值流速(V)與柏努利方程P=4×V2 計算跨瓣壓差。②三尖瓣反流容積:瓣葉水平反流束基底部的垂直寬度(a和b),峰值流速(V),持續時間(t),反流容積=a×b×V×t×π/18。當反流容積大于10 mL時,應立即手術。由于假設三尖瓣反流束呈球形且引入π值[18],常不能真實反映三尖瓣反流容積,該檢查仍存在不足。
二維超聲缺乏空間關系,不能真實地測量三尖瓣整個瓣環及瓣葉的形狀、周長及面積。近年來實時三維超聲心動圖(real-time three-dimensional echocardiography,RT-3DE)技術飛速發展,操作簡便,實時快速,可同步顯示立體影像,且不受心室腔形狀的改變,重復性好[16],可作為有效評價三尖瓣關閉不全的影像學檢查手段。
4.2 CMRI對三尖瓣關閉不全的評價
CMRI在診斷心臟瓣膜疾病、評估反流程度及術后隨訪中發揮著越來越重要的作用[19]。評價方法包括心室容積定量及反流分數計算、反流信號缺失的相關指標及磁共振相位編碼定量反流容積。
4.2.1 心室容積定量和計算反流分數
CMRI通過測定不同時相的心室容積,計算左、右心室每搏輸出量[20]。健康人左右心室每搏輸出量相等。若出現瓣膜反流,每搏輸出量為實際每搏輸出量與反流容量之和。左、右心室每搏輸出容量之差為反流量。反流分數=反流量/每搏輸出量×100%。反流分數可評價反流程度,輕度15%~20%,中度20%~40%,重度>40%。這項檢查能全面客觀地評價心臟不同時相的左右心室功能。但是,該方法只適合評價單一瓣膜反流,評價多個瓣膜病變時常受限。
4.2.2 CMRI半定量瓣膜反流產生的信號缺失
心臟磁共振電影序列測量信號缺失,可半定量評價三尖瓣關閉不全程度。為計算信號缺失容積,需在右心室每一層面的多個時相圖中選取信號缺失最大者用于測量與分析。具體指標為:①信號缺失長度:②信號缺失長度與右心室長徑的比值;③信號缺失面積或容積;④信號缺失面積或容積與右心室面積或容積的比值。將三尖瓣關閉不全分為微量、少量、中量、中-重及重度5個等級,對應評分分別為0、1、2、3、4[21]。由于該方法計算復雜,信號缺失處常為渦流或雜亂血流區,反流束形態和方向常隨心動周期不斷變化,因此其反流容積與實際容積并非完全一致。
4.2.3 CMRI相位編碼定量反流容積
CMRI相位編碼在定量瓣膜反流方面具有較高的臨床價值。目前可用4D流速編碼方法評估瓣膜反流[22-23]。操作者選擇與三尖瓣口平行及垂直的層面進行流速編碼電影序列掃描,在一個心動周期16~32時相的相位血流圖上測量其橫斷面內徑,計算瓣口心室收縮與舒張期的反流容積。瓣膜運動常導致渦流形成,為了減少誤差,應在瓣口兩側選擇與瓣環平行的層面進行測量,然后取平均值。
CMRI流速低于超聲心動圖,在顯示瓣膜形態、心內血流等方面尚不如超聲心動圖清晰[19-22],且CMRI需長時間屏氣,檢查費用高,一般不作為首選的檢查技術。
4.3 CMRI聯合超聲心動圖評價三尖瓣關閉不全的優勢及檢查策略
鑒于超聲心動圖與CMRI有著各自的優劣勢,我們認為不同患者應針對自身情況,選擇最優的檢查方法。超聲心動圖簡便快速,一定程度上可評估三尖瓣關閉不全嚴重程度,臨床上常作為一線檢查方法。若患者為初次檢查,或合并多個瓣膜病變,或反流峰值流速較高,或患者心功能極差不能耐受CMRI檢查時,首先考慮行超聲心動圖檢查。
CMRI不受聲窗限制,彌補了超聲心動圖盲區[17] ,可重復性操作強,常作為隨訪工具,明確三尖瓣關閉不全與預后的關系。若患者術后隨訪,或合并慢性阻塞性肺病,或需三維觀察三尖瓣形態,或術前需準確評估反流量時,應考慮行CMRI檢查。
若患者為偏心性三尖瓣不全或三尖瓣關閉不全伴右室梗阻,或反流束隨心動周期不斷變化時,應聯合CMRI及超聲心動圖對其進行評價。
5 右心室功能狀態的評價
右心室功能包括舒張及收縮功能,是評價預后及再手術風險的一個重要指標[3]。由于左心系統瓣膜術后,右心室舒張功能障礙可能先于收縮功能障礙發生[1-2],因此早期監測舒張功能具有重要的臨床意義。三維超聲心動圖在評價右心室容積和功能方面比二維超聲心動圖更加敏感[16],而CMRI可更準確地評估右心室容積[24]。
5.1 超聲心動圖對右心室功能狀態的評價
經胸二維超聲的評價指標包括:(1)右室收縮功能:包括右心室容量,每搏輸出量及射血分數。通過心尖四腔心及右室兩腔心層面,分別測量右室長徑及短徑,并采用雙平面辛普森公式計算右心室容量。正常時,右心室舒張末期容量為(91±21) mL,收縮末期容量為(48±23) mL。每搏輸出量等于舒張末期與收縮末期容量之差。由于該法未包括右室流出道,測得右心室容量常高于實際容量,且右室形態復雜,二維超聲測量常不準確。右室射血分數可矯正右心室前負荷對心搏量的影響,是定量分析右室收縮功能的較好指標。正常右室射血分數一般大于50%,40%~50%為輕度受損,30%~40%為中度受損,20%~30%為重度受損,低于20%為右心衰竭。(2)右室舒張功能:通過M型超聲心動圖評價三尖瓣血流動力學,指標包括反映快速充盈期的E波、心房收縮期的A波、E波與A波流速比值。當E波與A波流速比值小于1時,提示右室舒張功能降低。
目前超聲心動圖存在如下不足:右心室常顯示不完整,右心室容量判斷不準確,評估右心室舒張功能時易受肺動脈血流影響。而實時三維超聲可同步顯示立體影像且不依賴心室幾何形狀的假設,重復性好,可定量檢測右心室容積及射血分數[16]。
5.2 CMRI對右心室功能狀態的評價
5.2.1 右心室收縮功能
CMRI利用心功能軟件,在電影短軸圖上勾勒不同時相右心室心內膜(乳頭肌、調節束等除外),可得到舒張及收縮末期容積、射血分數、每搏輸出量、心輸出量及室壁厚度,結果較超聲心動圖精確[25]。
5.2.2 右心室舒張功能
CMRI相位編碼法可測得三尖瓣E波峰值流速、A波峰值流速、E波峰值流率、A波峰值流率。有文獻報道CMRI相位編碼法測得的最大峰值流速比值及峰值流率比值能夠正確判斷右心室舒張功能,正常情況下,該峰值流速比值與峰值流率比值均大于1[22-23]。
5.3 CMRI聯合超聲心動圖評價右心室功能狀態的優勢
超聲心動圖評價右心室功能簡單快捷,不需復雜后處理技術,常用于初診或術后早期評估右心室舒張功能。而CMRI評價右心室收縮及舒張功能較準確,常用于術后長期隨訪[26]或術前全面評估。CMRI聯合超聲心動圖可用于全面評價右心室功能,為臨床制定個性化治療方案提供可靠依據。
6 結論
左心系統瓣膜術后可繼發三尖瓣關閉不全,患者心衰發病率高,死亡率高,因此中度及以上三尖瓣關閉不全患者需外科再手術治療。術前應充分評估三尖瓣瓣環結構、三尖瓣關閉不全程度和右心室功能。超聲心動圖及CMRI作為無創的影像學檢查手段,在這方面具有較高的臨床價值。超聲心動圖多用于初診、合并多個瓣膜病變、反流峰值流速較高、心功能極差不能耐受CMRI檢查的患者;CMRI常用于術后隨訪、三維觀察三尖瓣形態、術前準確評估反流量及右心室功能的患者。此外,CMRI聯合超聲心動圖在評價三尖瓣關閉不全伴右室梗阻、反流束偏心性及反流束隨心動周期不斷變化的方面具有明顯優勢。
引言
心臟瓣膜病變絕大多數發生于左心瓣膜系統(二尖瓣及主動脈瓣)[1]。患者在接受左心系統瓣膜手術后,癥狀仍未得到有效改善,部分甚至病情加重[2-3],這與其繼發或伴發的右心瓣膜(三尖瓣及肺動脈瓣)病變有密切關系,以術后遠期三尖瓣關閉不全最常見[4-5]。一般的保守治療很難逆轉心臟衰竭,患者死亡率極高,所以盡管這類患者再手術風險很大,中度及以上的三尖瓣關閉不全患者仍應積極再手術治療,而術前的影像學評價[6]就顯得尤為重要。
本綜述介紹了三尖瓣關閉不全的流行病學特點、發病機制,以及如何應用心臟磁共振成像(cardiac magnetic resonance imaging,CMRI)及超聲心動圖對其有關參數進行全面評價。
1 流行病學
中、重度三尖瓣關閉不全發病率與年齡增長相關,心肌梗死及心衰病史可增加其發病率[7]。重度患者中,女性比男性高4.3倍,可能與女性壽命更長、女性更易罹患風濕性心臟病有關。1/3二尖瓣狹窄患者常伴中度及以上三尖瓣關閉不全[4];二尖瓣置換術后23%~37%患者相繼出現三尖瓣關閉不全[4]。缺血性二尖瓣反流患者術后3年約74%患者發生重度三尖瓣關閉不全[8]。
2 三尖瓣的解剖結構
三尖瓣的解剖結構比二尖瓣更復雜,變異更大。正常三尖瓣分為隔葉、前葉、后葉。瓣環呈橢圓形而非平面結構[3, 8]。隔葉起自瓣環一部分,位置相對固定。前葉和后葉游離于右室壁,向外擴張。瓣環大小隨著前、后葉在右室壁上附著位置的改變而改變[9]。正常情況下,三尖瓣三組乳頭肌的位置相對固定。
3 三尖瓣關閉不全病因學及發病機制
三尖瓣關閉不全的原因可分為:①三尖瓣空間位置改變,瓣環形態更平、更圓[8];②右心室游離壁擴大;③腱索、乳頭肌解剖結構及位置異常,如三尖瓣瓣葉卷曲和乳頭肌移位[9]。根據三尖瓣是否有基礎病變,一般將三尖瓣關閉不全分為功能性和器質性[9-10]。功能性指三尖瓣瓣葉正常,三尖瓣相對關閉不全,常見于風濕性二尖瓣疾病、左向右分流性先心病、肺動脈狹窄等。器質性指三尖瓣結構異常,如三尖瓣下移畸形、三尖瓣脫垂、三尖瓣葉裂隙、三尖瓣退行性變、風濕性三尖瓣疾病、感染性心內膜炎累及三尖瓣等[10-11]。根據三尖瓣關閉不全發生時間分為原發性和繼發性。原發性如三尖瓣下移畸形、風濕性三尖瓣疾病等;繼發性如風濕性二尖瓣和(或)主動脈瓣病變后、左心系統瓣膜術后、肺動脈高壓及右心室病變后[12]。本文重點闡述左心系統瓣膜術后繼發三尖瓣關閉不全的情況。
左心系統瓣膜病變后,左心房增大,肺靜脈淤血,肺小血管壓力增加,肺動脈壓力增加,右心室擴大及右室壁肥厚,引起三尖瓣瓣葉附著位置改變,乳頭肌移位,空間結構改變,即出現三尖瓣關閉不全[9, 13-15]。
理論上,左心系統瓣膜術后,上述通路阻斷,三尖瓣關閉不全應改善[1-3],以往亦多認為左心系統瓣膜術后三尖瓣關閉不全是功能性改變,術后會逐漸逆轉[1-3]。但文獻報道,部分患者術后三尖瓣關閉不全進一步加重或復發[3],多合并不可逆三尖瓣環擴大及乳頭肌位置異常[2, 9]。此外,術前超聲評價為無或輕度三尖瓣關閉不全患者,術中測量三尖瓣瓣環直徑明顯擴大,因此其與瓣環擴大之間并無直接因果關系,那么,哪些因素導致了三尖瓣關閉不全?
有學者認為,瓣環直徑擴大、乳頭肌移位、右心室增大和(或)左心室增大均可引起三尖瓣關閉不全[16]。而哪個為始動因素,目前學術界分歧較大。臨床工作中,對中度及以上三尖瓣關閉不全應及時手術[9]。左心系統瓣膜手術時瓣環已擴大但同期未行處理,術后三尖瓣關閉不全會逐漸加重,這類患者再手術的風險增大[4]。
4 三尖瓣關閉不全程度的評價
早期發現三尖瓣關閉不全并對其嚴重程度分級,有著重要的臨床意義。患者癥狀及體征提供的診斷價值有限,因此臨床工作中需借助影像學手段評價上述改變。常用的檢查方法包括超聲心動圖及CMRI。前者應用較廣泛,后者有較高的時間和空間分辨力,能客觀顯示心臟及瓣膜的解剖和功能,準確定量瓣膜反流。
4.1 超聲心動圖對三尖瓣關閉不全的評價
目前臨床工作中主要使用超聲心動圖診斷三尖瓣關閉不全,可直觀顯示三尖瓣環、瓣葉、隨心動周期開放閉合情況及經三尖瓣口反流入右心房的血流等。檢查技術包括經胸二維超聲、超聲多普勒血流成像、三維超聲成像等。評價指標包括三尖瓣環直徑、乳頭肌位置、反流束長度、反流束面積、面積占右心房面積比、跨瓣壓差和反流容積等。
4.1.1 經胸二維超聲
經胸二維超聲通過觀察三尖瓣環、瓣葉、腱索及右心房室大小,鑒別原發性及繼發性三尖瓣關閉不全。三尖瓣環直徑的測量方法:收縮末期從胸骨旁右心室流入道、胸骨旁大動脈短軸及心尖四腔心切面,測量相對的兩個瓣葉根部直徑,其中最大者為瓣環直徑。同時測定三組乳頭肌的位置,根據乳頭肌的移動方向,判斷病因[16-17]。因三尖瓣環呈橢圓形,經胸二維超聲不能同時顯示三個瓣葉結構,所以經胸二維超聲測量常有誤差。
4.1.2 超聲多普勒血流成像
(1)彩色多普勒。收縮期右心房內以藍色為主的彩色鑲嵌束。評價指標包括:①三尖瓣反流束長度,指反流束在右心房內延伸長度。輕度三尖瓣關閉不全:長度小于2 cm;中度:2~5 cm且收縮期不伴肝靜脈或下腔靜脈內逆行血流;重度:收縮期肝靜脈或下腔靜脈內持續存在逆行血流。但由于反流束長度受反流孔的大小、形狀及右心室功能影響,該檢查項目變異大。②三尖瓣反流束面積絕對值、反流束面積占右心房面積比:這種測量方法對距三尖瓣瓣口1 cm以內反流束面積大小進行分度。輕度三尖瓣關閉不全:面積絕對值小于2 cm2或面積比小于20%;中度:面積2~4 cm2或面積比20%~40%;重度:面積4~10 cm2或面積比≥40%。若患者三尖瓣關閉不全呈偏心性(尤其沿右心房壁走行)時,容易低估其嚴重程度。
(2)頻譜多普勒。通過收縮期三尖瓣反流頻譜,測量其峰值流速(velocity,V),正常時應小于3.0 m/s。 評價包括:①跨瓣壓差:根據峰值流速(V)與柏努利方程P=4×V2 計算跨瓣壓差。②三尖瓣反流容積:瓣葉水平反流束基底部的垂直寬度(a和b),峰值流速(V),持續時間(t),反流容積=a×b×V×t×π/18。當反流容積大于10 mL時,應立即手術。由于假設三尖瓣反流束呈球形且引入π值[18],常不能真實反映三尖瓣反流容積,該檢查仍存在不足。
二維超聲缺乏空間關系,不能真實地測量三尖瓣整個瓣環及瓣葉的形狀、周長及面積。近年來實時三維超聲心動圖(real-time three-dimensional echocardiography,RT-3DE)技術飛速發展,操作簡便,實時快速,可同步顯示立體影像,且不受心室腔形狀的改變,重復性好[16],可作為有效評價三尖瓣關閉不全的影像學檢查手段。
4.2 CMRI對三尖瓣關閉不全的評價
CMRI在診斷心臟瓣膜疾病、評估反流程度及術后隨訪中發揮著越來越重要的作用[19]。評價方法包括心室容積定量及反流分數計算、反流信號缺失的相關指標及磁共振相位編碼定量反流容積。
4.2.1 心室容積定量和計算反流分數
CMRI通過測定不同時相的心室容積,計算左、右心室每搏輸出量[20]。健康人左右心室每搏輸出量相等。若出現瓣膜反流,每搏輸出量為實際每搏輸出量與反流容量之和。左、右心室每搏輸出容量之差為反流量。反流分數=反流量/每搏輸出量×100%。反流分數可評價反流程度,輕度15%~20%,中度20%~40%,重度>40%。這項檢查能全面客觀地評價心臟不同時相的左右心室功能。但是,該方法只適合評價單一瓣膜反流,評價多個瓣膜病變時常受限。
4.2.2 CMRI半定量瓣膜反流產生的信號缺失
心臟磁共振電影序列測量信號缺失,可半定量評價三尖瓣關閉不全程度。為計算信號缺失容積,需在右心室每一層面的多個時相圖中選取信號缺失最大者用于測量與分析。具體指標為:①信號缺失長度:②信號缺失長度與右心室長徑的比值;③信號缺失面積或容積;④信號缺失面積或容積與右心室面積或容積的比值。將三尖瓣關閉不全分為微量、少量、中量、中-重及重度5個等級,對應評分分別為0、1、2、3、4[21]。由于該方法計算復雜,信號缺失處常為渦流或雜亂血流區,反流束形態和方向常隨心動周期不斷變化,因此其反流容積與實際容積并非完全一致。
4.2.3 CMRI相位編碼定量反流容積
CMRI相位編碼在定量瓣膜反流方面具有較高的臨床價值。目前可用4D流速編碼方法評估瓣膜反流[22-23]。操作者選擇與三尖瓣口平行及垂直的層面進行流速編碼電影序列掃描,在一個心動周期16~32時相的相位血流圖上測量其橫斷面內徑,計算瓣口心室收縮與舒張期的反流容積。瓣膜運動常導致渦流形成,為了減少誤差,應在瓣口兩側選擇與瓣環平行的層面進行測量,然后取平均值。
CMRI流速低于超聲心動圖,在顯示瓣膜形態、心內血流等方面尚不如超聲心動圖清晰[19-22],且CMRI需長時間屏氣,檢查費用高,一般不作為首選的檢查技術。
4.3 CMRI聯合超聲心動圖評價三尖瓣關閉不全的優勢及檢查策略
鑒于超聲心動圖與CMRI有著各自的優劣勢,我們認為不同患者應針對自身情況,選擇最優的檢查方法。超聲心動圖簡便快速,一定程度上可評估三尖瓣關閉不全嚴重程度,臨床上常作為一線檢查方法。若患者為初次檢查,或合并多個瓣膜病變,或反流峰值流速較高,或患者心功能極差不能耐受CMRI檢查時,首先考慮行超聲心動圖檢查。
CMRI不受聲窗限制,彌補了超聲心動圖盲區[17] ,可重復性操作強,常作為隨訪工具,明確三尖瓣關閉不全與預后的關系。若患者術后隨訪,或合并慢性阻塞性肺病,或需三維觀察三尖瓣形態,或術前需準確評估反流量時,應考慮行CMRI檢查。
若患者為偏心性三尖瓣不全或三尖瓣關閉不全伴右室梗阻,或反流束隨心動周期不斷變化時,應聯合CMRI及超聲心動圖對其進行評價。
5 右心室功能狀態的評價
右心室功能包括舒張及收縮功能,是評價預后及再手術風險的一個重要指標[3]。由于左心系統瓣膜術后,右心室舒張功能障礙可能先于收縮功能障礙發生[1-2],因此早期監測舒張功能具有重要的臨床意義。三維超聲心動圖在評價右心室容積和功能方面比二維超聲心動圖更加敏感[16],而CMRI可更準確地評估右心室容積[24]。
5.1 超聲心動圖對右心室功能狀態的評價
經胸二維超聲的評價指標包括:(1)右室收縮功能:包括右心室容量,每搏輸出量及射血分數。通過心尖四腔心及右室兩腔心層面,分別測量右室長徑及短徑,并采用雙平面辛普森公式計算右心室容量。正常時,右心室舒張末期容量為(91±21) mL,收縮末期容量為(48±23) mL。每搏輸出量等于舒張末期與收縮末期容量之差。由于該法未包括右室流出道,測得右心室容量常高于實際容量,且右室形態復雜,二維超聲測量常不準確。右室射血分數可矯正右心室前負荷對心搏量的影響,是定量分析右室收縮功能的較好指標。正常右室射血分數一般大于50%,40%~50%為輕度受損,30%~40%為中度受損,20%~30%為重度受損,低于20%為右心衰竭。(2)右室舒張功能:通過M型超聲心動圖評價三尖瓣血流動力學,指標包括反映快速充盈期的E波、心房收縮期的A波、E波與A波流速比值。當E波與A波流速比值小于1時,提示右室舒張功能降低。
目前超聲心動圖存在如下不足:右心室常顯示不完整,右心室容量判斷不準確,評估右心室舒張功能時易受肺動脈血流影響。而實時三維超聲可同步顯示立體影像且不依賴心室幾何形狀的假設,重復性好,可定量檢測右心室容積及射血分數[16]。
5.2 CMRI對右心室功能狀態的評價
5.2.1 右心室收縮功能
CMRI利用心功能軟件,在電影短軸圖上勾勒不同時相右心室心內膜(乳頭肌、調節束等除外),可得到舒張及收縮末期容積、射血分數、每搏輸出量、心輸出量及室壁厚度,結果較超聲心動圖精確[25]。
5.2.2 右心室舒張功能
CMRI相位編碼法可測得三尖瓣E波峰值流速、A波峰值流速、E波峰值流率、A波峰值流率。有文獻報道CMRI相位編碼法測得的最大峰值流速比值及峰值流率比值能夠正確判斷右心室舒張功能,正常情況下,該峰值流速比值與峰值流率比值均大于1[22-23]。
5.3 CMRI聯合超聲心動圖評價右心室功能狀態的優勢
超聲心動圖評價右心室功能簡單快捷,不需復雜后處理技術,常用于初診或術后早期評估右心室舒張功能。而CMRI評價右心室收縮及舒張功能較準確,常用于術后長期隨訪[26]或術前全面評估。CMRI聯合超聲心動圖可用于全面評價右心室功能,為臨床制定個性化治療方案提供可靠依據。
6 結論
左心系統瓣膜術后可繼發三尖瓣關閉不全,患者心衰發病率高,死亡率高,因此中度及以上三尖瓣關閉不全患者需外科再手術治療。術前應充分評估三尖瓣瓣環結構、三尖瓣關閉不全程度和右心室功能。超聲心動圖及CMRI作為無創的影像學檢查手段,在這方面具有較高的臨床價值。超聲心動圖多用于初診、合并多個瓣膜病變、反流峰值流速較高、心功能極差不能耐受CMRI檢查的患者;CMRI常用于術后隨訪、三維觀察三尖瓣形態、術前準確評估反流量及右心室功能的患者。此外,CMRI聯合超聲心動圖在評價三尖瓣關閉不全伴右室梗阻、反流束偏心性及反流束隨心動周期不斷變化的方面具有明顯優勢。