缺血性二尖瓣反流（IMR）是冠狀動脈粥樣硬化性心臟病心肌梗死常見并發癥之一，增加患者心力衰竭和死亡的發生率。IMR 的形成機制復雜，目前研究尚未達成共識，導致IMR 治療措施不完善及標準。隨著三維超聲技術日趨成熟，實時三維超聲心動圖（RT3DE）將矩陣探頭、三維空間定位和高通道的數據處理系統3 種先進技術結合，不依賴任何幾何形態的假設，全面獲得心臟三維立體結構及動態改變。RT3DE 對深入研究IMR 發病機制，探討有效的臨床治療方法，評估病情進展、判斷治療效果、評價長期預后有重要臨床價值，可作為臨床評價IMR的首選方法。
引用本文： 劉佳霓, 白文娟, 唐紅. 實時三維超聲心動圖評價缺血性二尖瓣反流的研究進展. 華西醫學, 2016, 31(5): 978-981. doi: 10.7507/1002-0179.201600264 復制
缺血性二尖瓣反流（IMR）是指排除二尖瓣瓣葉及瓣下結構本身的病變后，因冠狀動脈部分狹窄或閉塞繼發心肌缺血，導致心室結構及功能改變，造成的二尖瓣關閉不全[1]。IMR是心肌梗死常見并發癥之一，其發病率在心肌梗死患者中可高達40%，且IMR的出現提示患者預后不良[1-3]。近年來實時三維超聲心動圖（RT3DE）開始應用于IMR的研究中，可觀察二尖瓣裝置形態、反流束形態，并可進行三維定量。此外，還可用于評價左心室整體及局部的收縮功能及運動同步性。現就其研究進展進行綜述。
1 IMR患者二尖瓣形態學評估
二尖瓣裝置是一個復雜的三維立體結構，主要由瓣環、瓣葉、腱索和乳頭肌等構成。常規二維超聲采用幾何假設，測量瓣環的各徑線，近似計算二尖瓣環周長、面積及面積變化率等，難以精確評價二尖瓣裝置整體結構和功能，且依賴操作者的成像切面和圖像質量，重復性較差。RT3DE能即時快速采集二尖瓣三維圖像而無需三維重建，直觀地顯示二尖瓣前后葉形態大小、瓣環的立體解剖位置關系和前后葉關閉接縫處形狀長度。而經食管RT3DE可更清晰地顯示二尖瓣的三維結構。再通過二尖瓣結構定量分析軟件獲得二尖瓣瓣環、瓣葉、乳頭肌精細的量化參數，評價IMR患者的二尖瓣形態和運動功能。最常用評估二尖瓣三維結構的定量軟件是Mitral Valve NavigatorA.I. （MVNA.I.，也即MVQ）和 4D-MV Assessment。
二尖瓣環是二尖瓣復合裝置的重要組成部分，二維超聲難以在平面上準確顯示其馬鞍形構型。通過RT3DE和配套軟件可獲得二尖瓣環定量參數，包括：瓣環長徑、瓣環短徑、瓣環周長、瓣環面積及面積變化率、瓣環高度及瓣環非平面角度等。國內外的研究都發現，IMR患者的二尖瓣環空間形態及運動功能均發生明顯變化，形態上失去正常二尖瓣“馬鞍型”三維結構，二尖瓣環擴大扁平，瓣環成角加大，瓣環高度降低，各徑線、周長及面積擴大；瓣環的運動和舒縮能力在心動周期中也降低[4-6]。
心肌長期缺血也可導致二尖瓣葉結構重構。RT3DE可獲得二尖瓣瓣葉參數包括：前葉及后葉的長度、面積及夾角，瓣葉穹隆的高度及容積，其中三維穹窿容積（TnV）是評估瓣葉穹隆較好的指標。研究結果顯示，IMR患者二尖瓣前葉及后葉夾角、瓣葉穹隆高度及容積等參數較正常組增大。TnV在心臟周期中的變化趨勢與有效反流口面積（EROA）相似，收縮前最大，收縮末期最小，且受左心室收縮功能的影響[7-8]。有研究進行的動物實驗比較了二尖瓣穹窿高度、面積及容積與IMR反流程度之間的關系，發現TnV與IMR程度相關性最好[9]。
腱索和乳頭肌不僅維持瓣膜正常運動，還維持左心室的幾何形狀及功能。二尖瓣關閉是左心室收縮關閉力與乳頭肌牽張力的共同作用結果，乳頭肌牽張力的變化對二尖瓣關閉產生一定影響。RT3DE可測量乳頭肌及腱索的三維定量參數有：收縮期前外側乳頭肌牽張長度、后內側乳頭肌牽張長度以及乳頭肌位置等。有研究發現有二尖瓣反流的擴張型心肌病與心肌梗死患者，兩者乳頭肌牽張長度均大于正常組，前者乳頭肌牽張長度及其位置發生對稱性改變，而后者發生非對稱性改變。提示擴張型心肌病患者的左室壁發生對稱性重構，而IMR患者左室壁發生局部重構[10]。
RT3DE還可獲得反映二尖瓣對合情況的相關定量參數，包括二尖瓣閉合線兩端點直線距離、閉合線高度、對合面積、對合指數等。有研究發現功能性二尖瓣反流狀態下二尖瓣閉合線可變得不規則，相對正常狀態下有顯著差異，這與瓣環形狀改變和瓣下牽拉狀態異常有關[11]。有動物實驗亦發現RT3DE獲得的二尖瓣對合指數與實體測值具有良好的相關性（r=0.76），再對二尖瓣對合指數進行受試者工作特征曲線分析，發現截斷值為19.89%時，診斷二尖瓣中度以上反流的靈敏度為81.25%，特異度為92.0%[12]。
2 IMR反流量的評估
準確評估IMR患者的反流程度對制定臨床決策、評估病情進展及判斷治療效果具有重要作用。三維彩色多普勒血流顯像（RT3D-CDFI）可立體顯示反流束，使檢查者更直觀地從不同角度與方位全面觀察反流束的整體形態，無需血流動力學假設。
2.1 RT3D-CDFI近端等束表面積法（PISA）測量EROA
EROA是被公認為評估反流程度最精確的參數之一，但PISA法計算EROA的前提是假設反流匯聚形狀為立體半球形，而實際上反流的匯聚形狀不可能是理想的立體半球。有研究發現二尖瓣的病變形式會影響PISA形態，IMR患者的PISA形態較二尖瓣脫垂患者的更細長和扭曲[13]。Song等[14]進一步發現功能性二尖瓣反流患者的PISA形態是多種多樣的。所以，用三維PISA法評價二尖瓣反流反流量優于二維，可在3個平面直接測量PISA的寬度、長度及半徑，但仍需對二尖瓣反流幾何形態進行假設。有2項研究發現通過三維重建可獲得PISA面積，均費時耗力不適用于臨床檢查[13, 15]。亦有研究采用新的應用軟件自動測量PISA面積，但其準確性需要臨床實驗進一步的證明[16]。
2.2 RT3D-CDFI測量二尖瓣反流最小截面面積（VCA）
RT3D-CDFI測量VCA的優勢是無需幾何學假設，將二尖瓣反流反流束的RT3D-CDFI彩色多普勒圖像進行切割后，直接描繪反流束最小截面的彩色多普勒反流信號。此技術特別適用于IMR，因為多數IMR反流口為非圓形或不規則形，而二維超聲是利用幾何假設模型代入二尖瓣反流最小截面寬度（VCW）計算VCA，其準確性不及三維法。有研究比較了三維經胸和經食管測量VCA的準確性均高于二維法測量VCW[17-18]。有的研究發現RT3D-CDFI可準確測量中心性或偏心性二尖瓣反流的VCA，且重復性高[19]。也有研究用二維和三維方法定量評價83例中度以上二尖瓣反流患者，將VCA＞41 mm2 定為重度二尖瓣反流，靈敏度為82%，特異度為96%[20]。
2.3 RT3D-CDFI測量解剖反流口面積（AROR）
將RT3D-CDFI圖像在短軸切面重建解剖反流口，用平面法測量AROR，評估二尖瓣反流。有研究比較經食管測量的三維AROR和二維EROA方法，二者相關性良好（r=0.81），其中與偏心性二尖瓣反流的相關性低于中心性二尖瓣反流（r=0.73，0.87）[21]。也有研究進一步比較了經食管測量的三維AROR和經胸三維EROA方法，二者相關性更好（r=0.96），還發現EROA與呈圓形的AROR的相關性高于非圓形的AORA（r=0.99，0.94）[22]。
2.4 二尖瓣反流反流束容積（RVol）及反流分數（RF）
RT3DE評估二尖瓣RVol可采用EROA、VCA、AROR分別乘以二尖瓣反流速度時間積分（VTI）。RF為RVol除以二尖瓣前向血流容積。更新穎的方法是基于RT3D-CDFI量化評估左心室博出量，RVol為二尖瓣與左室流出道前向血流容積之差。Thavendiranathan等[23]采用此方法與MRI測量對比，發現兩者的相關性系數均高達0.99。王吳剛等[24]采用全身成像三維量化（GI3DQ）直接測量二尖瓣反流反流束容積；與PISA法測量二尖瓣反流反流束容積相比，與偏心性二尖瓣反流組相關性為（r=0.78），GI3DQ法存在低估現象（平均低估2.97 mL）；而與中心性二尖瓣反流組相關性為（r=0.94），GI3DQ法存在輕微高估（平均高估 0.53 mL）。
雖然RT3D-CDFI評估二尖瓣反流反流量準確性高于二維，仍存在一定的局限性 ：① 三維圖像的獲取需要多心動周期拼接；② RT3D-CDFI測量VCA及AROA需要研究者選擇測量時相；③ RT3D-CDFI圖像采集時一定程度受心律、呼吸運動和探頭移動等因素的影響。但隨著三維技術的進步和臨床研究的深入，三維法精確定量評估瓣膜反流將有重要的應用前景。
3 超聲對左心室功能的定量評估
超聲可以評價左心室整體和局部收縮功能，對于IMR的診斷和預后判斷有重要意義。負荷超聲可準確評價冠狀動脈粥樣硬化性心臟病患者左心室整體收縮功能，有研究發現中重度IMR患者在使用低劑量多巴酚丁胺[10 μg/（kg·min）]后心肌收縮力改善，且隨著心功能改善IMR嚴重程度降低[25]。臨床常用二維Simpson法測量左心室容積，但對于節段性室壁運動異常或室壁瘤的患者，應用受到限制。RT3DE測量左心室容積按照左心室的實際形狀，可以在左心室心內膜采集多點計算，準確性高于二維超聲。
心肌梗死導致的左心室收縮的不協調也可引起二尖瓣反流，其機制可能是心肌機械活動非同步的激動乳頭肌，造成了二尖瓣瓣葉結構的改變，增加瓣葉的牽拉力，再加上左心室機械收縮不同步與左心室重構互相影響，減少了左心室的收縮和關閉力[10-11]。既往研究多采用組織多普勒成像技術評價左心室機械同步性，此技術存在角度依賴性，僅能評左心室基底段和中間段心肌的收縮運動。RT3DE可在同一個心動周期內獲得左心室各節段的時間-容積曲線，定量分析左心室整體、左心室基底及中部、左心室基底部內是否存在機械收縮不同步。文利等[26]的動物實驗發現RT3DE結合小劑量的多巴酚丁胺[5～20 μg/（kg·min）]能較敏感地評估慢性缺血導致的左心室收縮同步性異常。
4 結語
IMR形成機制復雜，包括二尖瓣復合體裝置形態及功能改變、左心室整體和局部重構及功能減低、左心室運動失同步等多種因素。隨著三維超聲技術日趨成熟，其對深入研究其發病機制、探討有效的臨床治療方法、評估長期預后有重要作用，可作為臨床評價IMR的首選方法。
缺血性二尖瓣反流（IMR）是指排除二尖瓣瓣葉及瓣下結構本身的病變后，因冠狀動脈部分狹窄或閉塞繼發心肌缺血，導致心室結構及功能改變，造成的二尖瓣關閉不全[1]。IMR是心肌梗死常見并發癥之一，其發病率在心肌梗死患者中可高達40%，且IMR的出現提示患者預后不良[1-3]。近年來實時三維超聲心動圖（RT3DE）開始應用于IMR的研究中，可觀察二尖瓣裝置形態、反流束形態，并可進行三維定量。此外，還可用于評價左心室整體及局部的收縮功能及運動同步性。現就其研究進展進行綜述。
1 IMR患者二尖瓣形態學評估
二尖瓣裝置是一個復雜的三維立體結構，主要由瓣環、瓣葉、腱索和乳頭肌等構成。常規二維超聲采用幾何假設，測量瓣環的各徑線，近似計算二尖瓣環周長、面積及面積變化率等，難以精確評價二尖瓣裝置整體結構和功能，且依賴操作者的成像切面和圖像質量，重復性較差。RT3DE能即時快速采集二尖瓣三維圖像而無需三維重建，直觀地顯示二尖瓣前后葉形態大小、瓣環的立體解剖位置關系和前后葉關閉接縫處形狀長度。而經食管RT3DE可更清晰地顯示二尖瓣的三維結構。再通過二尖瓣結構定量分析軟件獲得二尖瓣瓣環、瓣葉、乳頭肌精細的量化參數，評價IMR患者的二尖瓣形態和運動功能。最常用評估二尖瓣三維結構的定量軟件是Mitral Valve NavigatorA.I. （MVNA.I.，也即MVQ）和 4D-MV Assessment。
二尖瓣環是二尖瓣復合裝置的重要組成部分，二維超聲難以在平面上準確顯示其馬鞍形構型。通過RT3DE和配套軟件可獲得二尖瓣環定量參數，包括：瓣環長徑、瓣環短徑、瓣環周長、瓣環面積及面積變化率、瓣環高度及瓣環非平面角度等。國內外的研究都發現，IMR患者的二尖瓣環空間形態及運動功能均發生明顯變化，形態上失去正常二尖瓣“馬鞍型”三維結構，二尖瓣環擴大扁平，瓣環成角加大，瓣環高度降低，各徑線、周長及面積擴大；瓣環的運動和舒縮能力在心動周期中也降低[4-6]。
心肌長期缺血也可導致二尖瓣葉結構重構。RT3DE可獲得二尖瓣瓣葉參數包括：前葉及后葉的長度、面積及夾角，瓣葉穹隆的高度及容積，其中三維穹窿容積（TnV）是評估瓣葉穹隆較好的指標。研究結果顯示，IMR患者二尖瓣前葉及后葉夾角、瓣葉穹隆高度及容積等參數較正常組增大。TnV在心臟周期中的變化趨勢與有效反流口面積（EROA）相似，收縮前最大，收縮末期最小，且受左心室收縮功能的影響[7-8]。有研究進行的動物實驗比較了二尖瓣穹窿高度、面積及容積與IMR反流程度之間的關系，發現TnV與IMR程度相關性最好[9]。
腱索和乳頭肌不僅維持瓣膜正常運動，還維持左心室的幾何形狀及功能。二尖瓣關閉是左心室收縮關閉力與乳頭肌牽張力的共同作用結果，乳頭肌牽張力的變化對二尖瓣關閉產生一定影響。RT3DE可測量乳頭肌及腱索的三維定量參數有：收縮期前外側乳頭肌牽張長度、后內側乳頭肌牽張長度以及乳頭肌位置等。有研究發現有二尖瓣反流的擴張型心肌病與心肌梗死患者，兩者乳頭肌牽張長度均大于正常組，前者乳頭肌牽張長度及其位置發生對稱性改變，而后者發生非對稱性改變。提示擴張型心肌病患者的左室壁發生對稱性重構，而IMR患者左室壁發生局部重構[10]。
RT3DE還可獲得反映二尖瓣對合情況的相關定量參數，包括二尖瓣閉合線兩端點直線距離、閉合線高度、對合面積、對合指數等。有研究發現功能性二尖瓣反流狀態下二尖瓣閉合線可變得不規則，相對正常狀態下有顯著差異，這與瓣環形狀改變和瓣下牽拉狀態異常有關[11]。有動物實驗亦發現RT3DE獲得的二尖瓣對合指數與實體測值具有良好的相關性（r=0.76），再對二尖瓣對合指數進行受試者工作特征曲線分析，發現截斷值為19.89%時，診斷二尖瓣中度以上反流的靈敏度為81.25%，特異度為92.0%[12]。
2 IMR反流量的評估
準確評估IMR患者的反流程度對制定臨床決策、評估病情進展及判斷治療效果具有重要作用。三維彩色多普勒血流顯像（RT3D-CDFI）可立體顯示反流束，使檢查者更直觀地從不同角度與方位全面觀察反流束的整體形態，無需血流動力學假設。
2.1 RT3D-CDFI近端等束表面積法（PISA）測量EROA
EROA是被公認為評估反流程度最精確的參數之一，但PISA法計算EROA的前提是假設反流匯聚形狀為立體半球形，而實際上反流的匯聚形狀不可能是理想的立體半球。有研究發現二尖瓣的病變形式會影響PISA形態，IMR患者的PISA形態較二尖瓣脫垂患者的更細長和扭曲[13]。Song等[14]進一步發現功能性二尖瓣反流患者的PISA形態是多種多樣的。所以，用三維PISA法評價二尖瓣反流反流量優于二維，可在3個平面直接測量PISA的寬度、長度及半徑，但仍需對二尖瓣反流幾何形態進行假設。有2項研究發現通過三維重建可獲得PISA面積，均費時耗力不適用于臨床檢查[13, 15]。亦有研究采用新的應用軟件自動測量PISA面積，但其準確性需要臨床實驗進一步的證明[16]。
2.2 RT3D-CDFI測量二尖瓣反流最小截面面積（VCA）
RT3D-CDFI測量VCA的優勢是無需幾何學假設，將二尖瓣反流反流束的RT3D-CDFI彩色多普勒圖像進行切割后，直接描繪反流束最小截面的彩色多普勒反流信號。此技術特別適用于IMR，因為多數IMR反流口為非圓形或不規則形，而二維超聲是利用幾何假設模型代入二尖瓣反流最小截面寬度（VCW）計算VCA，其準確性不及三維法。有研究比較了三維經胸和經食管測量VCA的準確性均高于二維法測量VCW[17-18]。有的研究發現RT3D-CDFI可準確測量中心性或偏心性二尖瓣反流的VCA，且重復性高[19]。也有研究用二維和三維方法定量評價83例中度以上二尖瓣反流患者，將VCA＞41 mm2 定為重度二尖瓣反流，靈敏度為82%，特異度為96%[20]。
2.3 RT3D-CDFI測量解剖反流口面積（AROR）
將RT3D-CDFI圖像在短軸切面重建解剖反流口，用平面法測量AROR，評估二尖瓣反流。有研究比較經食管測量的三維AROR和二維EROA方法，二者相關性良好（r=0.81），其中與偏心性二尖瓣反流的相關性低于中心性二尖瓣反流（r=0.73，0.87）[21]。也有研究進一步比較了經食管測量的三維AROR和經胸三維EROA方法，二者相關性更好（r=0.96），還發現EROA與呈圓形的AROR的相關性高于非圓形的AORA（r=0.99，0.94）[22]。
2.4 二尖瓣反流反流束容積（RVol）及反流分數（RF）
RT3DE評估二尖瓣RVol可采用EROA、VCA、AROR分別乘以二尖瓣反流速度時間積分（VTI）。RF為RVol除以二尖瓣前向血流容積。更新穎的方法是基于RT3D-CDFI量化評估左心室博出量，RVol為二尖瓣與左室流出道前向血流容積之差。Thavendiranathan等[23]采用此方法與MRI測量對比，發現兩者的相關性系數均高達0.99。王吳剛等[24]采用全身成像三維量化（GI3DQ）直接測量二尖瓣反流反流束容積；與PISA法測量二尖瓣反流反流束容積相比，與偏心性二尖瓣反流組相關性為（r=0.78），GI3DQ法存在低估現象（平均低估2.97 mL）；而與中心性二尖瓣反流組相關性為（r=0.94），GI3DQ法存在輕微高估（平均高估 0.53 mL）。
雖然RT3D-CDFI評估二尖瓣反流反流量準確性高于二維，仍存在一定的局限性 ：① 三維圖像的獲取需要多心動周期拼接；② RT3D-CDFI測量VCA及AROA需要研究者選擇測量時相；③ RT3D-CDFI圖像采集時一定程度受心律、呼吸運動和探頭移動等因素的影響。但隨著三維技術的進步和臨床研究的深入，三維法精確定量評估瓣膜反流將有重要的應用前景。
3 超聲對左心室功能的定量評估
超聲可以評價左心室整體和局部收縮功能，對于IMR的診斷和預后判斷有重要意義。負荷超聲可準確評價冠狀動脈粥樣硬化性心臟病患者左心室整體收縮功能，有研究發現中重度IMR患者在使用低劑量多巴酚丁胺[10 μg/（kg·min）]后心肌收縮力改善，且隨著心功能改善IMR嚴重程度降低[25]。臨床常用二維Simpson法測量左心室容積，但對于節段性室壁運動異常或室壁瘤的患者，應用受到限制。RT3DE測量左心室容積按照左心室的實際形狀，可以在左心室心內膜采集多點計算，準確性高于二維超聲。
心肌梗死導致的左心室收縮的不協調也可引起二尖瓣反流，其機制可能是心肌機械活動非同步的激動乳頭肌，造成了二尖瓣瓣葉結構的改變，增加瓣葉的牽拉力，再加上左心室機械收縮不同步與左心室重構互相影響，減少了左心室的收縮和關閉力[10-11]。既往研究多采用組織多普勒成像技術評價左心室機械同步性，此技術存在角度依賴性，僅能評左心室基底段和中間段心肌的收縮運動。RT3DE可在同一個心動周期內獲得左心室各節段的時間-容積曲線，定量分析左心室整體、左心室基底及中部、左心室基底部內是否存在機械收縮不同步。文利等[26]的動物實驗發現RT3DE結合小劑量的多巴酚丁胺[5～20 μg/（kg·min）]能較敏感地評估慢性缺血導致的左心室收縮同步性異常。
4 結語
IMR形成機制復雜，包括二尖瓣復合體裝置形態及功能改變、左心室整體和局部重構及功能減低、左心室運動失同步等多種因素。隨著三維超聲技術日趨成熟，其對深入研究其發病機制、探討有效的臨床治療方法、評估長期預后有重要作用，可作為臨床評價IMR的首選方法。