王吳剛，王志斌，叢娟，李俊芳，付秀秀，王浩

全身成像三維量化法評估二尖瓣反流嚴(yán)重程度的可行性及準(zhǔn)確性

王吳剛，王志斌，叢娟，李俊芳，付秀秀，王浩

目的：探討全身成像三維量化（GI3DQ）法測量的二尖瓣反流束體積（MRvol）評估二尖瓣反流（MR）嚴(yán)重程度的可行性及準(zhǔn)確性。

方法：93例MR患者根據(jù)二尖瓣反流束方向分為兩組：中心性MR組41例，偏心性MR組52例。依據(jù)實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖（RT3DE）平面法測量MR的有效反流口面積（EROA）將MR患者分為輕度、中度、重度。GI3DQ法直接測量MRvol。

結(jié)果：中心性MR組受試者工作特征（ROC）曲線分析示：GI3DQ法測量的MRvol>16.2 ml時(shí)，曲線下面積為0.93（P<0.0001），區(qū)分輕度MR和中度MR的敏感性為96.0%、特異性為70.0%；MRvol>44.5 ml時(shí)，曲線下面積為0.96（P<0.0001），區(qū)分中度MR和重度MR的敏感性為97.6%、特異性為91.7%。偏心性MR組ROC曲線分析示：MRvol>14.2 ml時(shí)，曲線下面積為0.77（P=0.0243），區(qū)分輕度MR和中度MR的敏感性為91.8%、特異性為62.5%；MRvol>40.5 ml時(shí)，曲線下面積為0.83（P<0.0001），區(qū)分中度MR和重度MR的敏感性為82.3%、特異性為77.9%。

結(jié)論：以RT3DE平面法測量MR的EROA為參考標(biāo)準(zhǔn)，GI3DQ法直接測量MRvol可較為準(zhǔn)確地評估MR的嚴(yán)重程度，尤其在中心性MR組，區(qū)分中度MR和重度MR時(shí)，擁有更高的敏感性和特異性。

超聲心動(dòng)描記術(shù)，三維；二尖瓣閉鎖不全

(Chinese Circulation Journal, 2017, 32:660.)

二尖瓣反流（MR）是心血管疾病中最常見的病理生理現(xiàn)象之一，可進(jìn)展為不可逆轉(zhuǎn)的心力衰竭，導(dǎo)致很高的死亡率[1，2]，因此及時(shí)診斷并準(zhǔn)確評估MR嚴(yán)重程度對判斷患者病情、估計(jì)預(yù)后及選擇治療方式和時(shí)機(jī)均具重要意義[3-6]。多項(xiàng)研究表明，實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖（RT3DE）平面法測量MR的有效反流口面積（EROA）可準(zhǔn)確評估MR的嚴(yán)重程度[7，8]。隨著RT3DE及圖像處理技術(shù)的進(jìn)展，“全身成像三維量化（GI3DQ）法”使直接測量二尖瓣反流束體積（MRvol）成為可能[9-12]，為MR嚴(yán)重程度的評估提供了新的視角。因此，該研究以RT3DE平面法測量的EROA作為MR嚴(yán)重程度的分級標(biāo)準(zhǔn)，探討GI3DQ法測量的MRvol評估不同類型MR嚴(yán)重程度的可行性和準(zhǔn)確性。

1 資料與方法

研究對象：選取2010-04至2012-05在阜外醫(yī)院就診的MR患者93例，男57例，女36例；年齡18 ~ 80歲，平均（48.0±15.0）歲。排除頻發(fā)心律失常、二尖瓣狹窄、先天性心臟病、不能進(jìn)行呼吸控制及無法獲得清晰超聲圖像者。入選93例MR患者中，缺血性心臟病22例，擴(kuò)張型心肌病39例，二尖瓣脫垂32例。根據(jù)二尖瓣反流束方向分為兩組：中心性MR組41例，偏心性MR組52例。中心性MR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MR 定義為二尖瓣反流束離開反流口后黏附于二尖瓣葉，或者撞擊左心房壁[13]。該研究經(jīng)阜外醫(yī)院倫理委員會審查通過并獲得受檢者知情同意。

儀器與方法：采用Philips iE33超聲心動(dòng)圖診斷儀，探頭S5-1（頻率1 ~ 5 MHz）；探頭X3-1（頻率1 ~ 3 MHz）；圖像后處理分析應(yīng)用Q-Lab 7.1定量分析軟件。受檢者取左側(cè)臥位，同步連接心電圖。平靜呼吸狀態(tài)下，應(yīng)用S5-1探頭行常規(guī)超聲心動(dòng)圖檢查；二維超聲檢查完畢，切換至X3-1探頭，呼氣末屏氣狀態(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MR三維彩色多普勒數(shù)據(jù)集。Nyquist limits 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)彩色斑點(diǎn)，彩色幀頻調(diào)整為≥10幀。所有三維彩色多普勒數(shù)據(jù)以DICOM格式存儲，以便脫機(jī)量化分析。

圖像分析：RT3DE平面法測量MR的EROA：打開Q-Lab 7.1 工作站，選擇需要分析的MR三維彩色多普勒圖像；在反流最大時(shí)相，調(diào)整矢狀切面和冠狀切面，使其平行經(jīng)過反流束中心；然后調(diào)整橫切面，使其垂直于反流束方向，自心尖向心底方向移動(dòng)，直至顯示最小反流束橫截面積，在該橫截面的en face 切面，通過手動(dòng)勾畫反流束的彩色多普勒信號輪廓測量EROA[9]，見圖1。EROA≤0.2 cm2，MR為輕度；0.21 cm2≤EROA≤0.40 cm2，MR為中度；EROA≥0.41 cm2，MR為重度[7，14]。

GI3DQ法直接測量MRvol：在Q-Lab 7.1工作站，打開MR三維彩色多普勒數(shù)據(jù)集，進(jìn)入GI3DQ插件，選擇疊式輪廓法，在反流最大時(shí)相，自反流束起點(diǎn)和終點(diǎn)位置連線以顯示15組切片；在每個(gè)切片平面手動(dòng)勾畫反流束輪廓，15個(gè)切片平面勾畫完后，軟件算出MRvol，并對二尖瓣反流束的立體形態(tài)進(jìn)行三維重建，見圖2。

統(tǒng)計(jì)學(xué)分析：采用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)分析軟件，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（ ±s）表示；定性資料以絕對值或者百分?jǐn)?shù)表示。Pearson相關(guān)性分析用以評估EROA與MRvol之間的相關(guān)性；受試者工作特征（ROC）曲線分析GI3DQ 評估的MRvol在不同類型MR嚴(yán)重程度分級中的參考值范圍、診斷界值、敏感性及特異性。以P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

圖1 實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖平面法測量二尖瓣反流有效反流口面積

圖2 全身成像三維量化法直接測量二尖瓣反流束體積及對二尖瓣反流束形態(tài)的立體重建

2 結(jié)果

根據(jù)RT3DE平面法測量的EROA分級標(biāo)準(zhǔn)，中心性MR組41例患者中：輕度MR 10例，中度MR 25例，重度MR 6例；偏心性MR組52例患者中：輕度MR 8例，中度MR 24例，重度MR 20例。MR患者基本資料見表1。

表1 二尖瓣反流患者基本資料（±s）

中心性MR組： EROA與MRvol的相關(guān)性：r=0.796，P<0.0001。ROC曲線分析示：GI3DQ法測量的MRvol >16.2 ml時(shí)，曲線下面積為0.93（P<0.0001），區(qū)分輕度MR和中度MR的敏感性為96.0%、特異性為70.0%；MRvol >44.5 ml時(shí)，曲線下面積為0.96（P<0.0001），區(qū)分中度MR和重度MR的敏感性為97.6%、特異性為91.7%；見圖3、4及表2。

偏心性MR組：EROA與MRvol的相關(guān)性：r=0.768，P<0.0001。ROC曲線分析示：MRvol >14.2 ml時(shí)，曲線下面積為0.77（P=0.0243），區(qū)分輕度MR和中度MR的敏感性為91.8%、特異性為62.5%；MRvol >40.5 ml時(shí)，曲線下面積為0.83（P<0.0001），區(qū)分中度MR和重度MR的敏感性為82.3%、特異性為77.9%；見圖3、4及表2。

圖3 兩組二尖瓣有效反流口面積與二尖瓣反流束體積的相關(guān)性及散點(diǎn)圖分布

圖4 兩組二尖瓣反流束體積評估二尖瓣反流嚴(yán)重程度的ROC曲線分析

表2 GI3DQ法測量的MRvol評估MR嚴(yán)重程度的ROC曲線分析結(jié)果匯總

3 討論

二維彩色多普勒超聲心動(dòng)圖相關(guān)方法及指標(biāo)是2003年美國超聲心動(dòng)圖學(xué)會（ASE）[14]及2010年歐洲超聲心動(dòng)圖學(xué)會（EAE）[15]指南建議的無創(chuàng)性評估MR嚴(yán)重程度的首選方法，但存在的諸多不足，使其應(yīng)用受限。RT3DE的問世為精確評估MR嚴(yán)重程度提供了新的工具；研究表明RT3DE平面法測量的EROA可準(zhǔn)確評估MR嚴(yán)重程度[7]。隨著圖像后處理技術(shù)的進(jìn)展，GI3DQ這種圖像后處理技術(shù)使直接測量MRvol成為可能，為評估MR嚴(yán)重程度提供了新的視角。我們初期研究結(jié)果顯示，借助于RT3DE全容積成像技術(shù)，GI3DQ可準(zhǔn)確測量MRvol[9-12]，但其在MR嚴(yán)重程度分級的可行性及準(zhǔn)確性還有待進(jìn)一步探討；因此，本研究以RT3DE平面法測量的EROA作為MR嚴(yán)重程度分級標(biāo)準(zhǔn)，評價(jià)GI3DQ測量的MRvol在MR嚴(yán)重程度分級中的診斷價(jià)值。

本研究發(fā)現(xiàn)，以RT3DE平面法測量的EROA作為MR嚴(yán)重程度分級標(biāo)準(zhǔn)，在中心性MR組：MRvol >16.2 ml時(shí)，區(qū)分輕度MR和中度MR敏感性較好（96.0%），但特異性較差（70.0%）；這可能因?yàn)樵撗芯咳巳褐?，中心性MR部分來源于缺血性心臟病，而多項(xiàng)研究表明缺血性心臟病導(dǎo)致的MR：輕度和中度之間存在一定的重疊區(qū)域，這可能與其發(fā)病原因及反流機(jī)制有關(guān)[16]；因此，甚至有學(xué)者建議功能性MR應(yīng)分級為：輕度、輕-中度、中度和重 度[6]。 MRvol >44.5 ml，ROC曲線下面積0.96，區(qū)分中度MR和重度MR的敏感性和特異性均良好，分別為97.6%、91.7%。 該 研究結(jié)果提示，在中心性MR組，應(yīng)用該方法和界值區(qū)分輕度MR和中度MR時(shí)，可能需要加用其它指標(biāo)，以提高診斷準(zhǔn)確性。

在偏心性MR組，MRvol >14.2 ml時(shí)，ROC曲線下面積0.77，區(qū)分輕度MR和中度MR的敏感性和特異性分別為91.8%、62.5%；MRvol >40.5 ml，ROC曲線下面積0.83，區(qū)分中度MR和重度MR的敏感性和特異性分別為82.3%、77.9%。該研究偏心性MR組MRvol區(qū)分MR嚴(yán)重程度的ROC曲線下面積、診斷界值、敏感性和特異性均低于中心性MR組，可能與下述原因有關(guān)。GI3DQ疊式輪廓法測量MRvol時(shí)，在反流最大時(shí)相，將反流束從起點(diǎn)到終點(diǎn)分為15個(gè)等厚度的平行薄切片平面；在每一切片平面，手動(dòng)勾畫二尖瓣反流束輪廓邊緣得到該切片亞容積，而這個(gè)亞容積的大小非常依賴于勾畫反流束輪廓得到的反流束橫截面積。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 法測量二尖瓣反流束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。對于中心性MR， 反流束沖向左房中心，由于周邊無阻擋，可充分展開，因此反流束看起來往往較大；而對于偏心性MR， 由于反流血流從一開始就黏附在二尖瓣葉或左心房壁上，因此，和中心性MR同等的反流束體積，偏心性反流束看起來往往較小。在偏心性MR組，二尖瓣反流束緊緊黏附于二尖瓣葉和或左心房壁上，由于Coanda效應(yīng)的存在[17]，造成彩色多普勒血流信號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MR切片平面較小的反流束橫截面積，這些會造成對每一切片平面反流束亞容積的低估；從而最終造成偏心性MR組，GI3DQ法測量的MRvol較真實(shí)體積存在低估[9-12]。這些可能導(dǎo)致偏心性MR組GI3DQ測量的MRvol區(qū)分MR嚴(yán)重程度的診斷界值低于中心性MR組。其他原因可能還有大量MR時(shí)，反流束抵達(dá)左心房后壁發(fā)生折返，這種情況會造成反流多普勒信號的脫失及混疊，從而造成對切面平面二尖瓣反流束邊緣輪廓的識別困難[9-12]；該原因可能導(dǎo)致偏心性MR組GI3DQ測量的MRvol區(qū)分MR嚴(yán)重程度的敏感性和特異性均低于中心性MR組。

該研究的局限性：第一，目前評估MR嚴(yán)重程度沒有一個(gè)公認(rèn)的“金標(biāo)準(zhǔn)”可供使用，該研究應(yīng)用RT3DE最新研究成果作為MR嚴(yán)重程度分級參考標(biāo)準(zhǔn)；第二，該研究沒有涉及不同儀器設(shè)置對GI3DQ法測量二尖瓣反流束體積的影響；第三，該研究結(jié)果可能無法推廣到所有二尖瓣反流群體，因?yàn)槲覀兯x用的研究對象都是聲窗和彩色多普勒血流圖像較好的群體；第四，樣本量較小，研究結(jié)果對臨床MR患者的診療指導(dǎo)意義需更深入的研究和長期的隨訪數(shù)據(jù)去進(jìn)一步探索。

綜上所述，以RT3DE平面法測量的EROA作為MR嚴(yán)重程度分級標(biāo)準(zhǔn)，GI3DQ法測量的二尖瓣反流束體積可評估MR嚴(yán)重程度；尤其在中心性MR組，區(qū)分中度MR和重度MR時(shí)，擁有較高的敏感性和特異性，有望成為評估MR嚴(yán)重程度的新方法和新指標(biāo)。

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Feasibility and Accuracy for Evaluating Mitral Regurgitation Severity by General Imaging Three-dimensional Quantification

WANG Wu-gang, WANG Zhan-bin, CONG Juan, LI Jun-fang, FU Xiu-xiu, WANG Hao.
Department of Echocardiography, Qingdao University Affiliated Hospital, Qingdao (266003), Shandong, China

Corresponding Author: WANG Hao, Email: fwanghao@sina.cn

Objective: To explore the feasibility and accuracy for evaluating mitral regurgitation (MR) severity with MR jet volume (MRvol) by means of general imaging three-dimensional quantification (GI3DQ).

Methods: A total of 93 MR patients were divided into 2 groups: Central MR group, n=41 and Eccentric MR group, n=52. According to real-time three-dimensional echocardiography (RT3DE) examined planimetry of effective regurgitation orifice area (EROA), the patients were graded into mild MR, moderate MR and severe MR. MRvol was directly measured by GI3DQ.

Results: In Central MR group, ROC analysis showed that as GI3DQ measured MRvol>16.2 ml, AUC=0.93, P<0.0001, the sensitivity and specificity for distinguishing mild MR and moderate MR were 96.0% and 70.0% respectively; as MRvol>44.5 ml, AUC=0.96, P<0.0001, the sensitivity and specificity for distinguishing moderate MR and severe MR were 97.6% and 91.7% respectively. In Eccentric MR group, as MRvol>14.2 ml, AUC=0.77, P=0.0243, the sensitivity and specificity for differentiating mild MR and moderate MR were 91.8% and 62.5% respectively; as MRvol>40.5 ml, AUC=0.83, P<0.0001, the sensitivity and specificity for differentiating moderate MR and severe MR were 82.3% and 77.9% respectively.

Conclusion: Taking RT3DE examined EROA as reference, GI3DQ directly measured MRvol could more accuratelyassess MR severity especially in patients with central MR, it may distinguish moderate MR and severe MR with the higher sensitivity and specificity.

Echocardiography, three-dimentional; Mitral valve insufficiency

2016-08-19）

（編輯：漆利萍）

266003 山東省青島市，青島大學(xué)附屬醫(yī)院 心臟超聲科（王吳剛、王志斌、叢娟、李俊芳、付秀秀）；中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 國家心血管病中心 阜外醫(yī)院 超聲科（王浩）

王吳剛 主治醫(yī)師 博士 主要從事超聲心動(dòng)圖評估二尖瓣反流研究 Email:wug1983@sina.com 通訊作者：王浩 Email：fwanghao@sina.cn

R54

A

1000-3614（2017）07-0660-05

10.3969/j.issn.1000-3614.2017.07.009