潘怡君 單 艷△ 汪詠蒔 李 軍 徐鵬舉 林 江 曾蒙蘇

（1上海市影像醫(yī)學研究所 上海 200032；2復旦大學附屬中山醫(yī)院放射科，3心臟超聲診斷科，4心臟外科 上海 200032）

先天性二葉式主動脈瓣（bicuspid aortic valve，BAV）是最常見的先天性心臟畸形，發(fā)病率約1%～2%[1-2］。BAV 常伴有主動脈瓣狹窄（aortic stenosis，AS）、主動脈瓣關閉不全（aortic insufficiency，AI）、主動脈瘤及主動脈夾層[3-4］。 雖然目前對于引起B(yǎng)AV 患者主動脈壁彈性變化的機制仍存在爭議，但BAV 患者表現出的異常血流動力學模式長期作用于主動脈壁，使主動脈彈性下降，最終導致主動脈瘤和主動脈夾層形成是被證實的機制[5］。

早期、準確評估主動脈彈性的變化可以為了解BAV 患者主動脈壁重塑和BAV 相關主動脈病提供更多信息[6］。主動脈擴張度是指一個心動周期內，在動脈血壓壓力變化的作用下，主動脈橫截面積的相對變化[7］。主動脈擴張度可以通過磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）直接獲得，且在一次掃描中可以同時獲得中段升主動脈（middle ascending aorta，mid-AA）和近端降主動脈（proximal descending aorta，PDA）的彈性參數。

對于正常三葉式主動脈瓣（tricuspid aortic valve，TAV）者，有研究表明升主動脈擴張是導致主動脈彈性減低的重要因素[8］。此外，目前已研究證實，主動脈瓣功能正常的BAV 患者就可存在主動脈彈性減退，且減退程度在BAV 伴升主動脈擴張者中更加明顯[8-9］。然而，對于伴有升主動脈擴張的BAV 患者，主動脈瓣功能障礙是否會加速主動脈壁重塑、導致其順應性進一步下降，目前尚不清楚。我們的研究假設是升主動脈擴張和主動脈瓣功能障礙會影響B(tài)AV 患者的主動脈彈性，目的是利用MRI 測量mid-AA 和PDA 的直徑、面積和擴張度，比較BAV伴升主動脈擴張和/或AS/AI 的患者與健康對照組間兩段主動脈的彈性差異。

資料和方法

研究對象前瞻性選取復旦大學附屬中山醫(yī)院門診2019年10月至2021年3月經臨床和超聲診斷為BAV 的患者130例。根據升主動脈直徑和主動脈瓣功能，將BAV 患者分為4 組：BAV 伴正常或輕度瓣膜功能障礙且升主動脈不擴張組（BAVCTL，n=30）；BAV 伴正常或輕度瓣膜功能障礙且升主動脈擴張組（Dilated BAV-NF，n=40）；BAV 伴中重度主動脈瓣狹窄且升主動脈擴張組（Dilated BAV-AS，n=30）；BAV 伴中重度主動脈瓣關閉不全且升主動脈擴張組（Dilated BAV-AI，n=30）（圖1B～E）。4 組配對內容包括：年齡、性別、體表面積、收縮壓、糖化血紅蛋白水平和血清總膽固醇水平。診斷標準為：MRI 上測得升主動脈直徑≥40 mm 定義為主動脈擴張。根據美國心臟協(xié)會/美國心臟病學會指南，主動脈瓣輕、中、重度狹窄者，平均跨瓣壓差分別為＜20 mmHg、20～40 mmHg、＞40 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa，下同）；主動脈瓣輕、中、重度關閉不全者，反流分數分別為＜30%、30%～49%、≥50%[10］。排除標準：（1）同時存在中重度主動脈瓣狹窄和關閉不全；（2）主動脈縮窄和/或其他形式的先天性心臟??；（3）馬方綜合征或馬方綜合征家族史；（4）既往心血管手術史；（5）有MRI 檢查禁忌證。另外選取本院體檢合格的30 名TAV 志愿者作為健康對照組（TAV-CTL，n=30）（圖1A）。本研究獲得復旦大學附屬中山醫(yī)院倫理委員會的批準（倫理號：B2020-232R）。所有參與者簽署本研究的書面知情同意書。

圖1 TAV 和BAV 各組主動脈瓣形態(tài)和中段升主動脈直徑Fig 1 Aortic valve morphology and diameter of mid‐AA in TAV and BAV subjects

超聲檢查采用Philips iE33 彩色多普勒超聲診斷儀對所有受試者進行常規(guī)超聲心動圖檢查。BAV 可根據瓣膜融合形態(tài)分為：左右冠狀竇融合型（left and right cusp fusion type，LR），右無冠狀竇融 合 型（right and non-coronary cusp fusion type，RN）和左無冠狀竇融合型（left and non-coronary cusp fusion type，LN）[11］（圖1）。 本次試驗未納入LN型BAV患者。左心室容積通過Teichholz 校正公式計算。

磁共振檢查采用3.0T（Verio，德國Siemens Medical Systems 公司），磁共振穩(wěn)態(tài)自由進動序列（steady-state free precession sequence，SSFP），8 通道體部線圈，常規(guī)胸腹部定位掃描。在橫斷位、冠狀位、矢狀位定位圖基礎上，取右肺動脈平面，心電門控，屏氣采集，獲取一個心動周期mid-AA 和PDA橫斷位圖像（圖2、3）。TR 45.3 ms，TE 2.4 ms，反轉角12°，層厚6 mm，視野276 mm×340 mm，矩陣156×192，時間分辨率26～32 ms。

圖2 健康對照組主動脈擴張度測定Fig 2 Aortic distensibility calculation in a TAV‐CTL

觀察指標TAV 及BAV 各組mid-AA 和PDA直徑、橫截面積及主動脈擴張度。應用Syngo MR B14 工作站，測量mid-AA 和PDA 的直徑以及舒張期和收縮期的主動脈橫截面積（圖3）。結合動脈血壓，根據公式[7］：[（Amax-Amin）/Amin］/（SBPDBP），得到主動脈擴張度。Amax 和Amin 分別為主動脈收縮期的最大橫截面積和舒張期的最小橫截面積，SBP 和DBP 分別為所測得的肱動脈收縮壓和舒張壓。

圖3 TAV 和BAV 各組中段升主動脈和近端降主動脈的最大（上排）和最小橫截面積（下排）Fig 3 The maximum（top）and minimum（bottom）aortic cross‐sectional area of mid‐AA and PDA in TAV and BAV subjects

在MRI 檢查前測得受試者右臂肱動脈收縮壓和舒張壓。

統(tǒng)計學分析采用SPSS 20.0 統(tǒng)計軟件進行數據處理。采用Shapiro-Wilk 檢驗、直方圖和Q-Q 圖對連續(xù)型變量進行正態(tài)性檢驗。連續(xù)型變量以±s或中位數（四分位數）表示，分類型變量以數值（百分比）表示。服從正態(tài)分布的連續(xù)型變量采用Student’st檢驗，不符合正態(tài)分布則采用Mann-Whitney U 檢驗。分類型變量用卡方檢驗或Fisher 精確檢驗。對mid-AA 和PDA 擴張度的前后兩次測量值采用組內相關系數分析（intraclass correlation coefficient，ICC）進行比較。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

結果

患者基本情況表1 顯示了TAV 和BAV 受試者的臨床信息。BAV 患者各組間在年齡、性別、體表面積、心率、共存疾病、用藥情況以及瓣膜亞型上差異均無統(tǒng)計學意義。Dilated BAV-AI 患者舒張壓 較Dilated BAV-AS患者小（F=4.682，t=2.685，P=0.010），脈壓差較Dilated BAV-NF（F=18.196，t= -2.141，P=0.040）和Dilated BAV-AS 大（F=8.852，t=-2.783，P=0.008），左心室容積和左心室容積指數較Dilated BAV-NF（左心室容積：F=40.774，t=-6.563；左心室容積指數：F=43.250，t=-6.703；P均＜0.001）和Dilated BAV-AS 大（左心室容積：F=18.851，t=-6.320；左 心 室容積指數：F=17.890，t=-6.302；P均＜0.001）。 Dilated BAV-AS患者平均跨瓣壓差較Dilated BAV-NF（F=28.697，t=-11.181，P＜0.0001）和Dilated BAV-AI 患者大（F=24.761，t=11.351，P＜0.001）。

表1 TAV 對照組和BAV 患者的臨床特征Tab 1 Baseline characteristics of BAV patients and TAV volunteers

動脈直徑、面積和擴張度TAV-CTL 和BAV-CTL 兩組間主動脈直徑、升降主動脈橫截面積和擴張度差異均無統(tǒng)計學意義。與BAV-CTL 組相比，Dilated BAV-NF 組的mid-AA 直徑和橫截面積增大（直徑：Z=-6.275；最大橫截面積：Z=-6.210；最小橫截面積：Z=-6.084；P均＜0.001），mid-AA 擴張度明顯降低（Z=-2.854，P=0.004），而PDA直徑、橫截面積和擴張度差異均無統(tǒng)計學意義。 與Dilated BAV-NF相比，Dilated BAV-AI 患 者mid-AA 橫截面積較大（最大橫截面積：Z=-2.454，P=0.014；最小橫截面積：Z=-2.933，P=0.003），mid-AA擴張度增加（Z=-2.737，P=0.006），PDA 直徑和橫截面積增大（直徑：Z=-4.936；最大橫截面積：Z=-4.881；最小橫截面積：Z=-4.362；P均＜0.001），PDA 擴張度稍增高（Z=-2.238，P=0.024）。與Dilated BAV-AS 相 比，Dilated BAV-AI患者mid-AA 最小橫截面積稍大（Z=-2.020，P=0.043），mid-AA 擴張度增加（Z=-2.282，P=0.022），PDA 直徑和橫截面積增大（直徑：Z=-5.198；最大橫截面積：Z=-5.026；最小橫截面積：Z=-4.471；P均＜0.001），PDA 擴張度稍增高（Z=-2.468，P=0.014）。 Dilated BAV-NF 和Dilated BAV-AS 兩組在主動脈直徑、橫截面積及擴張度上差異均無統(tǒng)計學意義（表2，圖4）。

圖4 TAV 對照組和BAV 患者中段升主動脈（A）和近端降主動脈（B）擴張度的差異Fig 4 Distensibility of mid‐AA（A）and PDA（B）in TAV controls and BAV patients

表2 TAV 對照組和BAV 患者的MRI 檢查指標比較Tab 2 Comparison of MRI parameters in BAV patients and TAV volunteers

BAV 各組中LN 型和RN 型患者中段升主動脈和近端降主動脈直徑、橫截面積及擴張度差異均無顯著統(tǒng)計學意義（圖5）。

圖5 BAV 患者LR 型和RN 型中段升主動脈（A）和近端降主動脈（B）擴張度的差異Fig 5 Distensibility of mid‐AA（A）and PDA（B）in LR‐BAV and RN‐BAV patients

重復性分析隨機選取40 個受試者的MRI 圖像，由兩名測量者獨立測量主動脈橫截面積且計算主動脈擴張度，其中一名間隔1 周重復測定。mid-AA 和PDA 擴張度在觀察者內和觀察者間均具有良好的一致性，mid-AA 擴張度觀察者內的差異性ICC 為0.971（95%CI：0.939～0.986），觀察者間的差異性ICC 為0.989（95%CI：0.960～0.997），PDA 擴張度觀察者內的差異性ICC 為0.962（95%CI：0.921～0.981），觀 察 者 間 的 差 異 性ICC 為0.965（95%CI：0.933～0.996）。

討論

BAV 常伴隨大血管病變和主動脈瓣病變，其相關主動脈病的病因機制復雜，近年來愈來愈成為國內外研究的熱點。既往文獻報道[12-13］，主動脈壁重塑與年齡、血壓、主動脈直徑等相關，但目前對于合并升主動脈擴張和主動脈瓣病變的BAV 患者主動脈彈性特征鮮有報道。本研究在匹配年齡、血壓等臨床資料后，采集了130例BAV 患者主動脈MRI 圖像，以探討不同并發(fā)癥下BAV 患者主動脈彈性特點。對比超聲檢查，MRI 具有無創(chuàng)、軟組織分辨率高、操作者依賴性小、視野大、可動態(tài)觀察主動脈形態(tài)變化、精確顯示管腔情況等特點，對研究BAV 相關主動脈病的價值更高。

主動脈作為主要的彈性血管，可將心室的間斷性射血轉變?yōu)檠涸谘苤械倪B續(xù)流動，減少心動周期中血壓的波動幅度。主動脈順應性減低意味著其對血壓緩沖能力減弱，是反映主動脈結構和功能受損的重要指標。 與既往的MRI 研究結果一致[8-9］，我們發(fā)現BAV-CTL 患者與TAV-CTL 主動脈擴張度無明顯差異，而Dilated BAV-NF 組中段升主動脈擴張度顯著降低，這提示主動脈直徑大于40 mm 可能是主動脈彈性受損的重要標志。組織學研究表明BAV 患者主動脈中層易發(fā)生囊變壞死，膠原纖維增加，彈性纖維裂解，導致主動脈管壁擴張、彈性減弱[14-15］。此外，隨著主動脈直徑增加，升主動脈內皮功能損傷，管壁炎性反應和氧化應激反應增加，引起主動脈壁發(fā)生重塑[9］。反之，升主動脈彈性減弱也是導致主動脈進一步擴張的重要因素之一[8，13］，有研究認為和馬方綜合征相似[16］，主動脈彈性可以作為BAV 患者升主動脈擴張的獨立預測因子[17］。另外，我們發(fā)現PDA 彈性受到主動脈瓣膜形態(tài)或升主動脈擴張的影響不大，這說明BAV 患者中主動脈彈性受損可能具有位置局限性。PDA和mid-AA 平滑肌細胞起源不同可能是導致這一現象產生的原因[18］。BAV 相關的主動脈疾病，如主動脈瘤、主動脈夾層等多發(fā)生在升主動脈，進一步證實了BAV 患者具有主動脈區(qū)域性重塑的特征[4，19］。

為了解主動脈瓣膜功能障礙對主動脈彈性的影響，我們比較了在主動脈直徑大于40 mm 時，BAV 伴AS 和AI 的 患 者mid-AA 和PDA 的擴張度。我們觀察到Dilated BAV-AS 和Dilated BAV-NF兩組間主動脈擴張度無明顯差異，而Dilated BAV-AI患者mid-AA 和PDA 擴張度相對更高，左心室容積指數更大。與之前的超聲研究結果一致[20-21］，主動脈管壁重塑與AS 無顯著相關性，這可能與中重度AS 的患者心臟收縮期射血量明顯減少有關。 相反，當伴有中重度AI 時，患者的心臟射血量和左心室后負荷增加[13］，同時，患者的收縮壓升高，舒張壓降低，脈壓差明顯增大。為了適應左心室容積增加所引起的變化，主動脈通過提高管壁順應性作為早期的調節(jié)機制[22］。另外，血壓變化對主動脈可產生連續(xù)的、整體性的影響，因此除了mid-AA 外，PDA擴張度也相應有所升高。然而，有研究對兒童BAV伴升主動脈不擴張的患者進行了超聲檢查，發(fā)現伴有AS 者主動脈彈性增加，而伴有AI 者主動脈彈性受損更嚴重[23］。和該研究不同的是，我們選取了升主動脈擴張且伴有瓣膜功能障礙的BAV 成年人作為研究對象，采用MRI 檢查探討在主動脈彈性功能已經出現損傷的基礎上，主動脈瓣功能障礙是否加速主動脈重塑的過程。

有研究證明肱動脈血壓和有創(chuàng)方法所測得的中心動脈血壓有良好的一致性[24］，并且肱動脈測量血壓作為一種無創(chuàng)的檢查手段，可常規(guī)應用于臨床工作。本研究采用了肱動脈血壓代替中心動脈壓來計算主動脈擴張度。另有研究顯示，LR 型BAV和RN 型BAV 在升主動脈擴張部位上表現出一定的差異性，LR 型以主動脈根部擴張為主，RN 型以遠端升主動脈和主動脈弓部擴張為主[25-26］。本研究的局限性為：（1）為橫斷面研究，未來需要對患者進行長期隨訪，監(jiān)測主動脈壁彈性的動態(tài)變化，以確定導致主動脈彈性降低的真正因素。（2）只測量和計算了mid-AA 和PDA 的直徑和擴張度，主動脈根部和主動脈弓等多部位主動脈彈性差異需要進一步研究。

綜上，主動脈擴張和AI 是影響B(tài)AV 患者主動脈彈性的重要因素。主動脈擴張對主動脈彈性的影響局限于升主動脈，而AI 對主動脈彈性的影響范圍更廣。在對BAV 患者進行長期隨訪過程中，定量評估主動脈彈性可能有助于了解BAV 相關主動脈病的發(fā)生，并對其進行及時干預。

作者貢獻聲明潘怡君 研究設計，數據整理，統(tǒng)計分析，論文撰寫。單艷 實驗設計和指導，數據采集，論文修訂。汪詠蒔 論文構思，數據采集。李軍 病例搜集。徐鵬舉，林江，曾蒙蘇 實驗設計和指導，論文修訂和審閱。

利益沖突聲明所有作者均聲明不存在利益沖突。