王吳剛，林瓊雯，吳偉春，江勇，王浩

全身成像模式三維量化法評(píng)估二尖瓣反流體積與近端血流等速面法的對(duì)比研究*

王吳剛，林瓊雯，吳偉春，江勇，王浩

目的：探討全身成像模式三維量化（GI3DQ）法直接測量二尖瓣反流（MR）束體積用以評(píng)估二尖瓣反流體積的可行性和準(zhǔn)確性。

全身成像模式三維量化；二尖瓣反流；近端血流等速面

二尖瓣反流（mitral regurgitation, MR）是心血管疾患中最常見的病理生理現(xiàn)象之一，不施加干預(yù)，可進(jìn)展為不可逆轉(zhuǎn)的心力衰竭，導(dǎo)致很高的死亡率[1]，因此及時(shí)診斷并準(zhǔn)確評(píng)估二尖瓣反流嚴(yán)重程度對(duì)于患者的治療決策非常重要[2，3]。二維多普勒超聲心動(dòng)圖是目前無創(chuàng)性評(píng)估二尖瓣反流嚴(yán)重程度的推薦方法，二尖瓣反流體積是評(píng)估其嚴(yán)重程度及預(yù)后的重要指標(biāo)[4]。指南推薦應(yīng)用近端血流等速面（proximal isovelocity surface area , PISA）法計(jì)算有效反流口面積（effective regurgitant orifice area ，EROA），然后乘以二尖瓣反流速度時(shí)間積分（mitral regurgitation time-velocity integral，MR-TVI）計(jì)算二尖瓣反流體積[4]，但該方法為間接評(píng)估二尖瓣反流體積；隨著實(shí)時(shí)三維彩色多普勒超聲心動(dòng)圖（realtime 3-dimensional color Doppler echocardiography）的進(jìn)展，全身成像模式三維量化（General imaging 3-dimensional quantification, GI3DQ）法使得直接測量二尖瓣反流體積成為可能。因此，該研究目的是以PISA法計(jì)算有效反流口面積，然后乘以MR-VTI得出的二尖瓣反流體積作為標(biāo)準(zhǔn)，探討GI3DQ法直接測量二尖瓣反流束體積，用以評(píng)估二尖瓣反流體積的可行性和準(zhǔn)確性，旨在為臨床上評(píng)估二尖瓣反流體積尋找一種更為可靠簡便的方法。

1 材料與方法

研究對(duì)象: 2010-04至2012-05，在我院超聲科進(jìn)行心臟超聲檢查的患者中，選取不同嚴(yán)重程度二尖瓣反流患者93例，其中男57例，女36例，平均年齡為（47.9 ± 15.2）歲。對(duì)于有心房顫動(dòng)、頻發(fā)房性早搏或室性早搏、二尖瓣狹窄、主動(dòng)脈瓣反流及不能進(jìn)行很好呼吸控制的二尖瓣反流患者，予以排除。入選的93例患者中，缺血性心臟病22例，不明原因擴(kuò)張型心肌病39例，二尖瓣脫垂32例（前葉脫垂17例，后葉脫垂15例）。根據(jù)反流束方向，將患者分為兩組：中心性二尖瓣反流組41例為中心性組；偏心性二尖瓣反流52例為偏心性組。中心性二尖瓣反流定義為二尖瓣反流束離開反流口后直接進(jìn)入左心房中心，而沒有沖擊左心房壁或者二尖瓣葉；偏心性二尖瓣反流定義為二尖瓣反流束離開反流口后粘附于二尖瓣葉，或者撞擊左心房壁[5]。

儀器與圖像采集：應(yīng)用Philips iE33超聲診斷儀，配備S5-1及X3全容積矩陣型探頭。受檢者左側(cè)臥位，平靜呼吸，連接同步心電圖。應(yīng)用S5-1探頭，仔細(xì)調(diào)整超聲聲束方向與血流方向的夾角，使其小于20o，連續(xù)多普勒測量二尖瓣反流速度用以測量MR-VTI；ZOOM放大模式，在心尖四腔切面二尖瓣反流匯聚區(qū)連續(xù)采集四個(gè)心動(dòng)周期二尖瓣反流彩色多普勒血流圖像。應(yīng)用X3全容積矩陣型探頭，患者呼吸末屏氣狀態(tài)下于心尖切面，在連續(xù)心動(dòng)周期中選取7個(gè)緊密相鄰的心動(dòng)周期采集三維彩色多普勒數(shù)據(jù)集。為了避免對(duì)二尖瓣反流體積造成任何的高估或低估，依據(jù)指南及最近的文獻(xiàn)報(bào)道，將尼奎斯特（Nyquist）極限速度設(shè)定為40 ～60 cm/s，彩色增益調(diào)整為剛好在無運(yùn)動(dòng)區(qū)消除隨機(jī)的彩色斑點(diǎn)，彩色幀頻調(diào)整為大于等于10幀[4,6]。

PISA法評(píng)估二尖瓣反流體積：心尖四腔切面，將近端血流匯聚區(qū)用ZOOM模式局部放大；在20～40 cm/s范圍內(nèi)調(diào)節(jié)Nyquist極限速度，以獲取半球形近端血流等速面；凍結(jié)圖像后，選擇收縮中期最滿意的半球形近端血流等速面；測量第一層血流混疊邊緣距反流口的軸向距離得到PISA半徑，應(yīng)用公式：(2π×r2×Va)/ PkVreg得出有效反流口面積，式中r指PISA半徑，Va指Nyquist極限速度，PkVreg指連續(xù)多普勒測量的二尖瓣反流峰值速度；二尖瓣反流體積由有效反流口面積，乘以MR-VTI得到。（圖1）

圖1 近端血流等速面法評(píng)估二尖瓣反流體積

GI3DQ法直接測量二尖瓣反流束體積：在Q-Lab 7.1工作站，打開三維彩色多普勒數(shù)據(jù)集，進(jìn)入GI3DQ插件，在首選項(xiàng)設(shè)置中，將默認(rèn)切片數(shù)調(diào)整為15。在二尖瓣反流束最大時(shí)，自反流束起點(diǎn)和終點(diǎn)位置連線以顯示15組切片；對(duì)于立體圖中每個(gè)切片，在相應(yīng)的切片平面手動(dòng)勾畫二尖瓣反流束輪廓邊緣，15個(gè)切片平面勾畫完后，QLAB 軟件運(yùn)行Cineloop 序列一次，二尖瓣反流束體積計(jì)算值出現(xiàn)在結(jié)果欄中，同時(shí)二尖瓣反流束的三維形態(tài)重建結(jié)果也出現(xiàn)在三維立體圖中。（圖2）

圖2 全身成像模式三維量化法直接測量二尖瓣反流束體積

研究者之間和之內(nèi)一致性分析：從整個(gè)研究人群隨機(jī)抽取15例二尖瓣反流患者。研究者之內(nèi)一致性：讓該研究中應(yīng)用GI3DQ法測量二尖瓣反流體積的研究者在一個(gè)月后重復(fù)測量這15例患者的二尖瓣反流體積；研究者之間的一致性：讓參與該研究的另一位研究者應(yīng)用GI3DQ法測量這15例患者的二尖瓣反流體積。

統(tǒng)計(jì)學(xué)分析：應(yīng)用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件。連續(xù)性數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。Pearson’s相關(guān)性分析用以評(píng)估不同二尖瓣反流組，兩種方法評(píng)估二尖瓣反流體積的相關(guān)性；Bland-Altman一致性分析用以評(píng)估不同二尖瓣反流組兩種方法及研究者之間和之內(nèi)的一致性；配對(duì)t檢驗(yàn)用以評(píng)估兩種方法測量結(jié)果在不同二尖瓣反流組有無差異，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

中心性與偏心性組，GI3DQ法與PISA法的配對(duì)t檢驗(yàn)結(jié)果見表1。兩組差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞ 0.05）。

表1 全身成像模式三維量化法與近端血流等速面法配對(duì)t檢驗(yàn)結(jié)果

偏心性組：GI3DQ法測量的二尖瓣反流體積與PISA法得到的二尖瓣反流體積相關(guān)性：r = 0.78， P＜0.0001；Bland-Altman一致性分析： GI3DQ較PISA法平均低估約2.97 ml，95%一致性界限：-25.0～19.1 ml，P=0.8569，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（圖3）。中心性組：GI3DQ法直接測量二尖瓣反流體積與PISA法得到的二尖瓣反流體積相關(guān)性：r= 0.94，P＜0.0001；Bland-Altman一致性分析：GI3DQ較PISA平均高估約0.53 ml，95%一致性界限：-9.2～10.3 ml，P= 0.0587，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。（圖3、4）

圖3 偏心性組回歸圖與散點(diǎn)圖

圖4 中心性組回歸圖與散點(diǎn)圖

Bland-Altman一致性分析顯示：研究者之內(nèi)的一致性：兩個(gè)不同時(shí)段測量的平均差 ± 2SD (標(biāo)準(zhǔn)差)：（0.15± 5.91）ml，P=0.730；研究者之間的一致性：兩個(gè)不同測量者的平均差 ± 2SD： （0.65±8.67）ml，P=0.586；差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＞ 0.05）。

3 討論

該研究中，在偏心性組，與PISA法計(jì)算得到的二尖瓣反流體積相比，GI3DQ法通過手動(dòng)勾畫反流束輪廓直接測量二尖瓣反流體積存在輕微低估，這可能與下述原因有關(guān)。GI3DQ法測量二尖瓣反流體積時(shí)，將二尖瓣反流束從起點(diǎn)到終點(diǎn)分為15個(gè)等厚度的平行薄切片平面；在每一薄切片平面，通過手動(dòng)勾畫二尖瓣反流束輪廓邊緣得到該切面亞容積，而這個(gè)亞容積的大小非常依賴于該切面的二尖瓣反流束橫截面積。軟件通過疊加15個(gè)等厚度的二尖瓣反流束切片亞容積得到二尖瓣反流束體積。因此，GI3DQ法測量二尖瓣反流體積非常依賴于每個(gè)切片平面的二尖瓣反流束橫截面積。基于GI3DQ法測量二尖瓣反流束體積的原理，血流動(dòng)力學(xué)因素可以影響該方法對(duì)二尖瓣反流體積的測量。中心性二尖瓣反流,反流束沖向左心房中心，由于周邊無遮擋，可以充分展開；因此反流束看起來往往較大；而對(duì)于偏心性二尖瓣反流,由于反流血流從一開始就粘附在二尖瓣葉或左心房壁上，因此，對(duì)于和中心性二尖瓣反流同等的反流束體積，其反流束看起來往往較小[7]。在偏心性組，二尖瓣反流束緊緊粘附于二尖瓣葉和或左心房壁上，由于Coanda效應(yīng)，造成彩色多普勒血流信號(hào)的混疊和編碼的反轉(zhuǎn)，因而在二尖瓣反流束切片平面上，不但造成反流束邊緣輪廓較難辨別；而且造成切片平面較小的反流束橫截面積，這些會(huì)造成對(duì)每一切片平面反流束亞容積的低估[8]，從而最終造成GI3DQ法直接測量二尖瓣反流體積較真實(shí)體積存在低估。其他造成低估的原因可能包括大量二尖瓣反流時(shí)，反流束抵達(dá)左心房后壁發(fā)生折返，這種情況不但造成反流多普勒信號(hào)的脫失，還會(huì)造成多普勒信號(hào)的混疊，從而造成對(duì)切面平面二尖瓣反流束邊緣輪廓的識(shí)別困難[9]。另外，由于GI3DQ法測量二尖瓣反流體積依賴于反流束的大小，因而儀器設(shè)置如：血流增益和尼奎斯特極限可以通過影響反流束的大小而影響GI3DQ法對(duì)二尖瓣反流體積的測量[4]；但在該研究中，為了避免儀器設(shè)置對(duì)二尖瓣反流體積造成任何的高估或低估，依據(jù)指南及最近的文獻(xiàn)報(bào)道，將尼奎斯特極限設(shè)定為40～60 cm/s，彩色增益調(diào)整為剛好在無運(yùn)動(dòng)區(qū)消除隨機(jī)的彩色斑點(diǎn)，彩色幀頻調(diào)整為大于等于10幀[4,6]。對(duì)于中心性二尖瓣反流，與PISA法相比，GI3DQ法測量二尖瓣反流體積存在輕微高估，這可能與反流束沖向左心房中心，由于周邊無遮擋，可以充分展開有關(guān)。造成GI3DQ法與PISA法差異的其它原因可能還有：第一，即目前實(shí)時(shí)三維彩色多普勒技術(shù)的局限性：三維彩色多普勒顯像幀頻較低，以及觸發(fā)的采集模式可能產(chǎn)生時(shí)間上的偽差等，均可能造成血流信號(hào)的部分丟失從而引起低估。第二，GI3DQ是將二尖瓣反流束從起點(diǎn)到終點(diǎn)劃分為一系列等間距的薄切片，反流束的體積是由所有二尖瓣反流束薄切片的體積相加得出，理論上，薄切片的數(shù)目取得越多，所計(jì)算的總體積約接近于真實(shí)的反流束體積。

PISA法是利用彩色多普勒混疊顯像對(duì)血流進(jìn)行定量評(píng)估的，其假設(shè)等速度表面是一半球形，因此PISA法存在一些局限性[10]，而且其評(píng)估二尖瓣反流體積存在多步驟的運(yùn)算；GI3DQ法直接測量二尖瓣反流體積相對(duì)簡單，快捷。該研究結(jié)果證實(shí)，盡管與PISA法相比，GI3DQ法在偏心性二尖瓣反流組存在輕微低估，在中心性二尖瓣反流組存在輕微高估，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；而且在中心性二尖瓣反流組，GI3DQ法和PISA法的測量結(jié)果差異更?。ㄆ骄吖?.53 ml）。

該研究具有一定的局限性：第一，目前臨床評(píng)估二尖瓣反流體積時(shí)，沒有一個(gè)公認(rèn)的“金標(biāo)準(zhǔn)”可供使用，所有的研究只是不同方法學(xué)之間的互相比較；該研究以PISA法計(jì)算得到的二尖瓣反流體積作為參考標(biāo)準(zhǔn)；PISA法的準(zhǔn)確性已被一系列研究所證實(shí)，并且為指南首選的推薦方法。第二，該研究沒有涉及不同的儀器設(shè)置對(duì)GI3DQ法直接測量二尖瓣反流束體積的影響。最后，GI3DQ法的測量結(jié)果對(duì)臨床上二尖瓣反流患者的預(yù)后價(jià)值和指導(dǎo)意義，需要長期的隨訪數(shù)據(jù)去探索。

結(jié)論：在該研究人群，與PISA法相比，在中心性及偏心性二尖瓣反流組，GI3DQ法評(píng)估二尖瓣反流體積是可行且準(zhǔn)確的，尤其是中心性二尖瓣反流組。

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Comparative Study on Mitral Regurgitation Volume Between General Imaging 3-Dimensional Quantification Method and Proximal Isovelocity Surface Area Method

WANG Wu-gang, LIN Qiong-wen, WU Wei-chun, JIANG Yong,WANG Hao.

Department of Echocardiography, Cardiovascular Institute and Fu Wai Hospital, CAMS and PUMC, Beijing (100037), China

WANG Hao, Email: fwanghao@sina.cn

Objective: To explore the feasibility and accuracy of mitral regurgitation volume (MRvol) for quantifying MR jet volume with general imaging 3-dimensional quantif i cation (GI3DQ) method.Methods: A total of 93 MR patients were enrolled for 2 groups, Central MR group, n=41 and Eccentric MR group, n=52. MRvol was directly assessed by GI3DQ method, the effective regurgitation orif i ce area (EROA) was measured by proximal isovelocity surface area (PISA) method, then multiplied by the mitral regurgitation time-velocity integral (MRVTI), and the result was used as the reference standard of MRvol.Results: In both Eccentric MR group and Central MR group, the MRvol assessed by PISA method and GI3DQ method had the correlation of r=0.78 and r=0.94, while the coherence had no statistic difference.Conclusion: Compared with PISA method, GI3DQ method was accurate and feasible for quantifying the MRvol in patients with either central MR or eccentric MR.

General imaging 3-dimensional quantif i cation; Mitral regurgitation; Proximal isovelocity surface area (Chinese Circulation Journal, 2014,29:35.)

2013-07-30)

（編輯：常文靜）

國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（81071161）

100037 北京市，北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院 阜外心血管病醫(yī)院 超聲診斷中心

王吳剛 住院醫(yī)師 博士研究生 主要研究方向?yàn)槎獍攴戳?Email:wug1983@sina.com 通訊作者：王浩 Email:fwanghao@sina.cn

R54

A

1000-3614（2014）01-0035-05

10.3969/j.issn.1000-3614.2014.01.010

方法：入選93例二尖瓣反流患者，分兩組：偏心性二尖瓣反流52例為偏心性組；中心性二尖瓣反流41例為中心性組。GI3DQ法直接測量二尖瓣反流體積；近端血流等速面（PISA）法計(jì)算有效反流口面積（EROA），然后乘以二尖瓣反流速度時(shí)間積分（MR-VTI）得出的二尖瓣反流體積作為參考標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)果：偏心性與中心性組PISA法計(jì)算二尖瓣反流體積與GI3DQ測量二尖瓣反流體積相關(guān)性分別為：r=0.78，r=0.94；一致性分析未見兩種方法差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié)論：與PISA法相比，在中心性及偏心性二尖瓣反流中，GI3DQ法評(píng)估二尖瓣反流體積是可行且準(zhǔn)確的。