周 磊，魏海燕，葛亞力，丁正年，史宏偉

1南京醫(yī)科大學(xué)附屬常州婦幼保健院麻醉科，江蘇 常州213003；2南京醫(yī)科大學(xué)附屬南京醫(yī)院（南京市第一醫(yī)院）麻醉科，江蘇 南京210006；3南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院麻醉科，江蘇 南京210029

二尖瓣人工瓣膜置換術(shù)后，由于局部解剖改變和人工瓣膜偽影干擾等因素，二維超聲心動(dòng)圖直接測(cè)量二尖瓣口舒張期最大開(kāi)放面積的方法存在使用限制，尤其對(duì)于一些人工瓣膜存在毀損的情況下更難以判斷實(shí)際瓣口面積［1-4］。平衡方程法常被用于輔助判斷瓣口有效面積（EOA），該方程在臨床和實(shí)驗(yàn)研究中都得到了很好的驗(yàn)證［3,5-7］。

根據(jù)平衡方程法方程原理，在無(wú)明顯主動(dòng)脈瓣和二尖瓣返流以及心內(nèi)分流的情況下，通過(guò)主動(dòng)脈瓣和左室流出道的血流應(yīng)等于通過(guò)二尖瓣的血流，故可通過(guò)測(cè)量左室流出道的血流推導(dǎo)計(jì)算二尖瓣瓣口面積［5］。左室流出道橫截面積的測(cè)量在計(jì)算中尤其重要［5］，目前歐洲和美國(guó)相關(guān)指南中推薦的測(cè)量方法為二維法測(cè)量左心室流出道（LVOT）直徑，這種計(jì)算基于左室流出道橫截面是一個(gè)圓形的假設(shè)，故可使用一個(gè)單一的直徑，以獲得一個(gè)估計(jì)面積［8］。然而近期研究顯示，在很大一部分患者群體中，左室流出道截面積并不是圓形的，而是橢圓形的，存在長(zhǎng)軸和短軸［9］。如使用三維經(jīng)食管超聲心動(dòng)圖（3D TEE）技術(shù)描記左室流出道橫截面，可以通過(guò)軟件直接描記計(jì)算左室流出道橫截面積［10-14］。兩種方法測(cè)量左室流出道橫截面積的結(jié)果在用于平衡方程計(jì)算的基礎(chǔ)上，可能導(dǎo)致人工二尖瓣的EOA結(jié)果差異。

因此，本研究的主要目的是測(cè)量和比較二尖瓣置換術(shù)后患者應(yīng)用二維和三維兩種方法測(cè)量計(jì)算人工二尖瓣有效瓣口面積的一致性，比較兩種方法的結(jié)果差異，期望為臨床二尖瓣置換患者提供更為精確和有效的人工瓣膜瓣口有效面積評(píng)估方法。

1 資料和方法

1.1 納入標(biāo)準(zhǔn)和排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)：選擇2019年3～6月南京市第一醫(yī)院胸心血管外科擇期行單純二尖瓣置換術(shù)（MVR）患者，美國(guó)麻醉醫(yī)師學(xué)會(huì)ASA分級(jí)Ⅱ～Ⅲ級(jí)，NYHA心功能分級(jí)Ⅱ～Ⅲ級(jí)，

排除標(biāo)準(zhǔn)：排除急診手術(shù)、既往心臟瓣膜手術(shù)、主動(dòng)脈瓣中度以上返流、術(shù)后二尖瓣中度以上返流、需行聯(lián)合手術(shù)（如主動(dòng)脈瓣置換或升主動(dòng)脈手術(shù)）以及術(shù)中未接受三維超聲心動(dòng)圖檢查或者3D圖像質(zhì)量不佳的患者。

共納入患者36人，排除2人，余34人，排除原因?yàn)?D圖像質(zhì)量不佳。

1.2 一般資料

進(jìn)入研究患者34例，平均年齡57.3±9.9歲，男性34%（n=12），女性66%（n=22），BSA 為1.35～1.82 m2，患者基線(xiàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有患者簽署同意書(shū)。

表1 患者基線(xiàn)數(shù)據(jù)Tab.1 Demographic characteristics of the patients [Mean±SD/N(%)n=34]

1.3 方法

1.3.1 麻醉方法與監(jiān)測(cè) 患者于麻醉誘導(dǎo)實(shí)施前30 min行肌肉注射苯巴比妥鈉0.1 g和東莨菪堿0.3 mg；入室后開(kāi)放靜脈通路監(jiān)測(cè)心電圖，監(jiān)測(cè)血氧飽和度并選擇左側(cè)橈動(dòng)脈穿刺以監(jiān)測(cè)動(dòng)脈血壓。麻醉誘導(dǎo)采用間隔給予咪達(dá)唑侖0.05～0.1 mg/kg，丙泊酚1.5～2.0 mg/kg，舒芬太尼1 μg/kg，羅庫(kù)溴銨0.6～1.0 mg/kg；麻醉維持：丙泊酚4～6 μg/(kg·min)，瑞芬太尼0.2～0.4 μg/kg·min，順苯磺酸阿曲庫(kù)銨2 μg/(kg·min)，七氟烷0.5～1.0 MAC；多功能氣體濃度監(jiān)護(hù)儀監(jiān)測(cè)呼末二氧化碳分壓（PetCO2）和七氟烷吸入濃度，并于CPB前后適量追加舒芬太尼，氣管插管后經(jīng)右頸內(nèi)靜脈穿刺置入Swan-Ganz漂浮導(dǎo)管監(jiān)測(cè)中心靜脈壓（CVP）、肺毛壓血管壓（PAOP），連接連續(xù)心排量監(jiān)護(hù)儀（vigi1ance Edwards Lifesciences）監(jiān)測(cè)連續(xù)心排血量（CCO）。術(shù)中監(jiān)測(cè)鼻咽溫和尿量，維持麻醉深度指數(shù)Bis值40～60［15-16］。

1.3.2 數(shù)據(jù)采集 術(shù)中采用Phi1ips IE-33 超聲系統(tǒng)和X7-2T 探頭（Phi1ips Hea1thcare,Andover,MA）進(jìn)行經(jīng)食管超聲心動(dòng)圖檢查，本實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵數(shù)據(jù)采集時(shí)點(diǎn)為手術(shù)關(guān)胸后患者血壓平穩(wěn)狀態(tài)。

遵循二維超聲操作指南，首先進(jìn)行二維數(shù)據(jù)采集［17］。從食道中段左心室長(zhǎng)軸切面（120°～150°）獲得左室流出道圖像，留存圖像后測(cè)量收縮中期主動(dòng)脈瓣環(huán)以下5 mm處的左心室流出道（LVOT）直徑，左室流出道橫截面積CSALVOT計(jì)算公式為π×（LVOT直徑/2）2，由機(jī)器軟件自動(dòng)導(dǎo)出。然后通過(guò)胃深部長(zhǎng)軸切面獲得左室流出道圖像并應(yīng)用脈沖波多普勒測(cè)量LVOT 的收縮期速度時(shí)間積分VTILVOT，左室每搏量SV計(jì)算公式為VTILVOT×CSALVOT。人工二尖瓣瓣口速度-時(shí)間積分VTIPMV則通過(guò)食管中段左房左室切面PW進(jìn)行測(cè)量記錄。

3D TEE數(shù)據(jù)測(cè)量與2DTEE同時(shí)在相同的系統(tǒng)下進(jìn)行，并使用3D 幾何量化軟件（Q-Lab Version 8.1.2 Advanced U1trasound Quantifification Software,Phi1ips Hea1thcare）離線(xiàn)分析所有體積圖像。測(cè)量方法：應(yīng)用3D TEE全容積成像模式獲取LVOT 圖像，多平面重建，在LVOT 短軸切面測(cè)量收縮中期LVOT 橫截面最小內(nèi)徑（D1）及最大內(nèi)徑（D2）；多平面重組平面對(duì)齊，顯示左室流出道和主動(dòng)脈瓣的三個(gè)幾何正交視圖，包括收縮中期的矢狀面、冠狀面和橫切面（圖1），應(yīng)用平面幾何法）測(cè)量收縮中期左室流出道橫截面積（CSAp1animetry）。3D 法左室每搏量SV 計(jì)算公式為VTILVOT×CSAp1animetry。

所有操作均由兩名具有5年以上TEE考試和TEE高級(jí)資格認(rèn)證經(jīng)驗(yàn)的高級(jí)主任醫(yī)師進(jìn)行。操作方法與標(biāo)準(zhǔn)檢查程序一致。手術(shù)后將三維圖像從超聲設(shè)備中傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，一名研究人員對(duì)獲取的三維數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，該研究人員對(duì)術(shù)中情況并不知曉。

圖1 3D超聲LVOT多平面重組幾何正交視圖Fig.1 Multi-planar reformatting planes are aligned orthogonally to each other to obtain an accurate enface view of the left ventricular outflow tract,sagittal plane(A), coronal plane (B), transverse plane (C), and the shape of 3D planimetered LVOT area (D). In this case, the left ventricular outflow tract has an elliptical shape. D1: Minor axis diameter. D2: Major axis diameter. LA: Left atrium. LV:Left ventricle.

兩種方法使用的VTILVOT和VTIpmv值相同，用平衡方程計(jì)算人工二尖瓣的EOA，計(jì)算公式為EOA=SV/VTIpmv。故EOA-2D=VTILVOT×CSALVOT/VTIpmv；EOA-3D=VTILVOT×CSAp1animetry/VTIpmv［6,8］。

1.3.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 所有數(shù)據(jù)均采用SPSS 20.0.0進(jìn)行分析，正態(tài)分布資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，非正態(tài)分布資料用中位數(shù)M及四分位數(shù)P25～P75表示；對(duì)于2個(gè)連續(xù)變量的比較，采用雙側(cè)配對(duì)t檢驗(yàn)或mann-whitney u檢驗(yàn)。兩種方法測(cè)量的EOA-2D 與EOA-3D進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn)后采用B1and-A1tman PLOT檢驗(yàn)進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，定量描述采用一元直線(xiàn)回歸方程，以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義［18］。

2 結(jié)果

2.1 二維和三維法EOA數(shù)值比較和一致性檢驗(yàn)

對(duì)于人工二尖瓣的EOA數(shù)值使用二維法測(cè)量小于三維法（2.22±0.71 cm2vs 2.35±0.70 cm2,P＜0.001）。

EOA-2D 與EOA-3D數(shù)據(jù)分布符合正態(tài)分布，一致性較好，其差值均數(shù)為（-0.14±0.20 cm2），95%一致性界限為（-0.53，0.25 cm2）（圖2）。

2.2 二維和三維法測(cè)量LVOT橫截面積比較

二維法CSALVOT與三維法中描記所得LVOT橫截面積CSAp1animetry有顯著差異（2.95±0.87 cm2vs 3.12±0.83 cm2,P＜0.001）。

圖3 兩種方法測(cè)得EOA相關(guān)性分析Fig.3 Correlation between EOA estimated by 2D and 3D measurements(R2=0.919,P＜0.001).

2.3 二維和三維法EOA數(shù)值回歸分析

EOA-3D和EOA-2D的回歸方程為y=0.27+0.94×x，相關(guān)程度較好（圖3）。

3 討論

圖2 兩種方法測(cè)得EOA一致性分析Fig.2 Comparison of EOAs estimated by the two methods with Bland-Altman analysis.

人工瓣膜EOA的計(jì)算是臨床的一個(gè)難點(diǎn)，特別是當(dāng)人工瓣膜發(fā)生損傷或血栓時(shí)，另外由于人工瓣膜支架超聲偽影等不利因素，超聲下直接測(cè)量人工瓣膜EOA存在困難［2,11］，而人工瓣膜EOA的實(shí)際值對(duì)于判斷手術(shù)結(jié)果和處理路徑存在重要意義［5,19］。

本研究首次比較了二尖瓣置換術(shù)后患者通過(guò)二維和三維食管超聲圖像進(jìn)行基于平衡方程的二尖瓣人工瓣膜EOA計(jì)算結(jié)果差異［2-3,11］。

按照目前臨床指南中推薦的計(jì)算假體二尖瓣EOA的方法，如采用平衡方程法，首先需要計(jì)算左室每搏量，每搏量的測(cè)定目前建議使用二維超聲心動(dòng)圖測(cè)定左室流出道直徑［8,20］。三維超聲可以直接描記左室流出道橫截面的實(shí)際大小，理論上應(yīng)該較二維法更為精確［12,21-22］。兩種方法測(cè)量結(jié)果的一致性值得進(jìn)行檢驗(yàn)。

本研究中兩種方法所測(cè)得的結(jié)果差值均數(shù)為（-0.14±0.20 cm2），95%一致性界限為（-0.53，0.25 cm2），結(jié)合臨床意義判斷，在本研究中兩種方法具有較好的一致性。但兩組EOA數(shù)值存在顯著性差異，二維法測(cè)量結(jié)果均數(shù)小于三維法。分析其原因，使用平衡方程計(jì)算人工二尖瓣的EOA，可能會(huì)受到不同測(cè)量方法評(píng)估左室流出道橫截面積的影響［11-13,15-16,23］。二維方法是基于單軸直徑，然而在很大比例的患者中，左室流出道橫截面不是圓形的，而是橢圓形的，有長(zhǎng)軸和短軸。故二維超聲心動(dòng)圖對(duì)于左室流出道實(shí)際橫截面積可能低估或高估，這取決于使用的是哪一個(gè)直徑（即大或小）。二維短軸切面所取得的左室流出道直徑，假設(shè)流出道為圓形，依據(jù)此數(shù)據(jù)計(jì)算的左室每搏量，即可能被低估或高估。二維法中使用左室流出道橫截面直徑，平衡方程中所使用直徑減半到半徑，然后進(jìn)行平方，可能會(huì)導(dǎo)致誤差放大［24-25］。

在本研究中，與三維法所描記左室流出道橫截面積相對(duì)應(yīng)，二維法計(jì)算過(guò)程中所使用的CSALVOT會(huì)導(dǎo)致左室每搏量較三維法同時(shí)點(diǎn)測(cè)量結(jié)果低估6%。本研究的結(jié)果也與其他研究中左心室流出道橢圓結(jié)構(gòu)影響主動(dòng)脈瓣口面積的計(jì)算和觀察結(jié)果報(bào)告基本一致，我們的研究顯示左室每搏量的低估程度略低于其報(bào)告的10%［25］。原因可能來(lái)自不同的手術(shù)方式和觀察時(shí)間點(diǎn)，我們的觀察時(shí)點(diǎn)位于瓣膜置換術(shù)后，心臟每搏量較正常狀態(tài)略低，可能是結(jié)果差異的一個(gè)因素［12,26］。

本研究的意義存在局限性，首先是樣本量有限，因此未來(lái)需要更大數(shù)量的的樣本研究；本次研究中僅關(guān)注了二尖瓣置換患者，研究結(jié)果僅用于指導(dǎo)人工二尖瓣EOA的判斷［7,27-28］。

本研究中置換的人工瓣膜有機(jī)械瓣膜和生物瓣膜，兩種不同的瓣膜種類(lèi)可能對(duì)停機(jī)后的血流動(dòng)力學(xué)有不同的影響［2,8,14,23,27,29-30］；與機(jī)械瓣膜相比，生物瓣膜有更好的血流動(dòng)力學(xué)性能［1,26］；針對(duì)不同類(lèi)型瓣膜EOA的計(jì)算是否需要矯正，期望在后期研究中進(jìn)行闡述。

針對(duì)3D描記的左室流出道面積，我們需要使用專(zhuān)用軟件對(duì)（矢狀位、冠狀位和水平位）幾何正交視圖的三維數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，由于需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的后期分析，在臨床工作可能無(wú)法常規(guī)進(jìn)行。另外值得指出的是，三維分析中如果存在描記部分的鈣化，所描記的左室流出道橢圓形狀面積需要進(jìn)一步研究確定，故在某些特殊情況下，二維面積測(cè)量方法可能更為可靠［8,20］。

綜上所述，在使用平衡方程計(jì)算人工二尖瓣EOA時(shí)，TEE二維和三維描記兩種方法測(cè)量計(jì)算人工二尖瓣有效瓣口面積存在較好的一致性。但由于臨床中很大比例患者左室流出道橫截面的橢圓形狀，二維法測(cè)量左室流出道橫截面積可能會(huì)低估左室每搏量，與三維測(cè)量的結(jié)果相比，僅使用短軸二維法進(jìn)行左室流出道橫截面積計(jì)算可能導(dǎo)致對(duì)人工二尖瓣的EOA估計(jì)偏低。