引用本文： 孫曉寧, 張紅強, 趙維鵬, 王春生. 4D 經食管超聲心動圖評估心臟瓣膜修復. 中國胸心血管外科臨床雜志, 2017, 24(6): 485-487. doi: 10.7507/1007-4848.201607005 復制
20 世紀 80 年代，二維經食管超聲心動圖（2D-TEE）的應用對手術治療二尖瓣病變產生了革命性影響。2D-TEE 提供了高品質的二尖瓣影像，使術前能夠評估瓣膜，術前制定修復策略，也可以在術后馬上評估修復效果。近年，四維經食管超聲心動圖（4D-TEE）使得瓣膜修復又到了一個新的階段。4D-TEE 跳過了心臟超聲專科醫生對二維圖像的解讀和外科醫生對于解讀的再重構步驟，更直觀和完整地顯示了瓣膜形態和動態，可以通過它來進行更有效的手術決策。
1 臨床資料與方法
2016 年 1 月我院對 3 例行二尖瓣修復和 1 例行主動脈瓣修復的患者進行了 4D-TEE 的術前術后評估，其中男 2 例，女 2 例，年齡 38～59 （48.0±10.5）歲。四維心臟超聲采用西門子 SC2000（Siemens SC2000），經食道探頭采集數據。二尖瓣修復術中，臨床診斷 1 例為感染性心內膜炎，1 例退行性病變，1 例 Barlow’s 綜合征。主動脈瓣膜修復術為 1 例女性主動脈夾層患者，手術方式為 David Ⅰ 型手術（reimplantation 技術）。對照組為同期臨床診斷為二尖瓣退行性病變的 12 例患者，1 例馬凡氏綜合征行 David Ⅰ 型主動脈瓣膜修復術的患者，其中男 8 例、女 5 例，年齡 43～67（56.4±7.5）歲。常規 2D-TEE 檢測采用飛利浦彩色超聲 IE33。
2 結果
2D-TEE 可以觀察二尖瓣瓣膜的形態變化，可測量瓣葉活動、瓣口面積和跨瓣壓差，同時也可動態觀察瓣葉和瓣下結構的形態、功能。對二尖瓣關閉不全，能明確關閉不全的程度（輕、中、重度），可以初步判斷瓣葉損害及其程度，有無瓣葉脫垂及其程度和原因（腱索斷裂、延長）、病變部位、瓣膜和瓣下結構的改變，可以明確感染性病變和贅生物的位置。
4D-TEE 可提供二維心臟超聲的基本參數如二尖瓣瓣葉質地，冗長累贅、脫垂部位，反流程度（輕、中、重）以外，還可實時顯示瓣葉的各個細分部位參數如 P1、P2、P3、A1、A2、A3 的瓣葉高度、交界區面積，瓣葉面積，對合面的大小等信息（圖 1），還可以通過內置軟件自動評估二尖瓣瓣膜對合面積和追蹤乳頭肌的運動。
圖1
二尖瓣的 4D-TEE 實時采集的信息，實時顯示瓣葉的各個細分部位參數
對于主動脈瓣膜成形患者，4D-TEE 可提供二維心臟超聲的基本參數外，還可實時顯示瓣膜大小、面積、交界、主動脈瓣環面積、大小、竇管交界大小、瓣膜運動形態、主動脈管壁位移等信息（圖 2）。可根據內置軟件建立個性化的瓣膜幾何模型，動態模擬瓣膜啟閉并直觀呈現。基于三維圖像建立的模型輸入患者的解剖學數據，通過計算生物力學，直觀呈現修復后瓣膜的幾何形狀和計算出瓣葉的應力分布和瓣葉不同部位應力大小。
圖2
主動脈瓣膜成形：4D-TEE 模擬計算分析修復瓣膜 的幾何形狀和參數，模擬瓣膜啟閉并直觀呈現
3 討論
我們在使用過程中體會到，4D-TEE 可以從不同方向、角度觀察二尖瓣的形態、瓣口大小、瓣葉鈣化、腱索融合程度等，還可立體觀察反流起源，分布范圍，能更精確地測量、計算反流程度。模擬瓣膜的幾何形狀和運動的四維圖像非常直觀，獲取瓣膜詳細信息已經成為全自動化。自動化減少了解釋圖像數據的時間，減少不同專家之間對結果判定的差異，更好地支持二尖瓣修復結果，而以前分析這些圖像需要耗費大量人工時間，不同專家之間的解釋也不盡相同[1-3]。四維心臟超聲配備真實臨床病例的數據庫，自動識別解剖結構和標志，完成自動測量和計算，在指導手術決策方面會發揮越來越重要的作用。Chandra 等[4]的研究表明，4D-TEE 提高二尖瓣診斷的準確度，更好地制定個體化的修復策略。從 4D-TEE 分析得出量化的形態特征可以有效區分退行性二尖瓣病變的病因。巴洛氏病和彈力纖維缺乏癥，往往很難區分，修復復雜性也不相同，如果術前能夠區分可以在不同水平醫生之間的分診，將手術難度與手術醫生匹配可避免不必要的瓣膜置換術。手術修復的風險評估可以幫助確定患者更適合瓣膜置換還是修復，從而減少二尖瓣關閉不全的修復失敗數量。Levack 等[5]確定了源于 4D-TEE 的二尖瓣瓣葉受限指數，其可預測缺血性二尖瓣關閉不全的治療結果，缺血性二尖瓣關閉不全具有很高的早期（<6 個月）中重度復發反流。
4D-TEE 通過計算生物力學分析可預測修復術的近期和遠期結果。精確的反流定量還可以對術后隨訪提供嚴格的對比方法。基于三維圖像建立的二尖瓣模型可以輸入特定患者的解剖學數據，精確計算生物力學，分析修復后瓣膜的幾何形狀或估計二尖瓣瓣葉的應力分布。例如，Mansi 等[1]從 4D-TEE 圖像建立個性化的二尖瓣幾何模型，并用這些模型進行有限元分析，模擬瓣膜啟閉。該模型預測能力的評價通過對患者接受 MitralClip 修復的實際結果和預測結果來對照。這樣的工具可用于在將來進行操作規劃和執行虛擬手術。還可以自動評估二尖瓣瓣膜對合面積和追蹤乳頭肌的運動，這些因素在既往的超聲中不能提供，而它們對于瓣膜成形的遠期效果至關重要[6-7]。4D-TEE可以優化成形手術。Zhang等[8]通過門控 CMRI 獲得 4D 血流信息，以評估不同成形環的幾何形狀對左心室血流動力學的影響。因為受損的左心室功能與二尖瓣關閉不全息息相關，了解成形后左心室的血流動力學變化可能幫助對缺血性二尖瓣關閉不全患者的治療。
4D-TEE 提供了更新的數據和視角審視瓣膜成形，進一步的研究一定能夠推動瓣膜成形術的發展[9]。
20 世紀 80 年代，二維經食管超聲心動圖（2D-TEE）的應用對手術治療二尖瓣病變產生了革命性影響。2D-TEE 提供了高品質的二尖瓣影像，使術前能夠評估瓣膜，術前制定修復策略，也可以在術后馬上評估修復效果。近年，四維經食管超聲心動圖（4D-TEE）使得瓣膜修復又到了一個新的階段。4D-TEE 跳過了心臟超聲專科醫生對二維圖像的解讀和外科醫生對于解讀的再重構步驟，更直觀和完整地顯示了瓣膜形態和動態，可以通過它來進行更有效的手術決策。
1 臨床資料與方法
2016 年 1 月我院對 3 例行二尖瓣修復和 1 例行主動脈瓣修復的患者進行了 4D-TEE 的術前術后評估，其中男 2 例，女 2 例，年齡 38～59 （48.0±10.5）歲。四維心臟超聲采用西門子 SC2000（Siemens SC2000），經食道探頭采集數據。二尖瓣修復術中，臨床診斷 1 例為感染性心內膜炎，1 例退行性病變，1 例 Barlow’s 綜合征。主動脈瓣膜修復術為 1 例女性主動脈夾層患者，手術方式為 David Ⅰ 型手術（reimplantation 技術）。對照組為同期臨床診斷為二尖瓣退行性病變的 12 例患者，1 例馬凡氏綜合征行 David Ⅰ 型主動脈瓣膜修復術的患者，其中男 8 例、女 5 例，年齡 43～67（56.4±7.5）歲。常規 2D-TEE 檢測采用飛利浦彩色超聲 IE33。
2 結果
2D-TEE 可以觀察二尖瓣瓣膜的形態變化，可測量瓣葉活動、瓣口面積和跨瓣壓差，同時也可動態觀察瓣葉和瓣下結構的形態、功能。對二尖瓣關閉不全，能明確關閉不全的程度（輕、中、重度），可以初步判斷瓣葉損害及其程度，有無瓣葉脫垂及其程度和原因（腱索斷裂、延長）、病變部位、瓣膜和瓣下結構的改變，可以明確感染性病變和贅生物的位置。
4D-TEE 可提供二維心臟超聲的基本參數如二尖瓣瓣葉質地，冗長累贅、脫垂部位，反流程度（輕、中、重）以外，還可實時顯示瓣葉的各個細分部位參數如 P1、P2、P3、A1、A2、A3 的瓣葉高度、交界區面積，瓣葉面積，對合面的大小等信息（圖 1），還可以通過內置軟件自動評估二尖瓣瓣膜對合面積和追蹤乳頭肌的運動。
圖1
二尖瓣的 4D-TEE 實時采集的信息，實時顯示瓣葉的各個細分部位參數
對于主動脈瓣膜成形患者，4D-TEE 可提供二維心臟超聲的基本參數外，還可實時顯示瓣膜大小、面積、交界、主動脈瓣環面積、大小、竇管交界大小、瓣膜運動形態、主動脈管壁位移等信息（圖 2）。可根據內置軟件建立個性化的瓣膜幾何模型，動態模擬瓣膜啟閉并直觀呈現。基于三維圖像建立的模型輸入患者的解剖學數據，通過計算生物力學，直觀呈現修復后瓣膜的幾何形狀和計算出瓣葉的應力分布和瓣葉不同部位應力大小。
圖2
主動脈瓣膜成形：4D-TEE 模擬計算分析修復瓣膜 的幾何形狀和參數，模擬瓣膜啟閉并直觀呈現
3 討論
我們在使用過程中體會到，4D-TEE 可以從不同方向、角度觀察二尖瓣的形態、瓣口大小、瓣葉鈣化、腱索融合程度等，還可立體觀察反流起源，分布范圍，能更精確地測量、計算反流程度。模擬瓣膜的幾何形狀和運動的四維圖像非常直觀，獲取瓣膜詳細信息已經成為全自動化。自動化減少了解釋圖像數據的時間，減少不同專家之間對結果判定的差異，更好地支持二尖瓣修復結果，而以前分析這些圖像需要耗費大量人工時間，不同專家之間的解釋也不盡相同[1-3]。四維心臟超聲配備真實臨床病例的數據庫，自動識別解剖結構和標志，完成自動測量和計算，在指導手術決策方面會發揮越來越重要的作用。Chandra 等[4]的研究表明，4D-TEE 提高二尖瓣診斷的準確度，更好地制定個體化的修復策略。從 4D-TEE 分析得出量化的形態特征可以有效區分退行性二尖瓣病變的病因。巴洛氏病和彈力纖維缺乏癥，往往很難區分，修復復雜性也不相同，如果術前能夠區分可以在不同水平醫生之間的分診，將手術難度與手術醫生匹配可避免不必要的瓣膜置換術。手術修復的風險評估可以幫助確定患者更適合瓣膜置換還是修復，從而減少二尖瓣關閉不全的修復失敗數量。Levack 等[5]確定了源于 4D-TEE 的二尖瓣瓣葉受限指數，其可預測缺血性二尖瓣關閉不全的治療結果，缺血性二尖瓣關閉不全具有很高的早期（<6 個月）中重度復發反流。
4D-TEE 通過計算生物力學分析可預測修復術的近期和遠期結果。精確的反流定量還可以對術后隨訪提供嚴格的對比方法。基于三維圖像建立的二尖瓣模型可以輸入特定患者的解剖學數據，精確計算生物力學，分析修復后瓣膜的幾何形狀或估計二尖瓣瓣葉的應力分布。例如，Mansi 等[1]從 4D-TEE 圖像建立個性化的二尖瓣幾何模型，并用這些模型進行有限元分析，模擬瓣膜啟閉。該模型預測能力的評價通過對患者接受 MitralClip 修復的實際結果和預測結果來對照。這樣的工具可用于在將來進行操作規劃和執行虛擬手術。還可以自動評估二尖瓣瓣膜對合面積和追蹤乳頭肌的運動，這些因素在既往的超聲中不能提供，而它們對于瓣膜成形的遠期效果至關重要[6-7]。4D-TEE可以優化成形手術。Zhang等[8]通過門控 CMRI 獲得 4D 血流信息，以評估不同成形環的幾何形狀對左心室血流動力學的影響。因為受損的左心室功能與二尖瓣關閉不全息息相關，了解成形后左心室的血流動力學變化可能幫助對缺血性二尖瓣關閉不全患者的治療。
4D-TEE 提供了更新的數據和視角審視瓣膜成形，進一步的研究一定能夠推動瓣膜成形術的發展[9]。
