超声心动图评估二尖瓣环尺寸用于瓣环成形术环尺寸测量：一项二维与三维超声的对比临床研究

《Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia》：Echocardiographic Assessment of the Mitral Annular Dimensions for Annuloplasty Ring Sizing: A Comparative Clinical Study of Two- and Three-Dimensional Ultrasound

　　

研究人员假设，与传统的二维（2D）超声心动图相比，先进的三维（3D）超声心动图评估二尖瓣环尺寸能够更准确地预测手术植入的瓣环成形术环尺寸。该研究为前瞻性、非干预性研究，在三级学术医疗中心的手术室进行，共纳入99名患者。研究人员对接受二尖瓣修复手术的患者进行经食管超声心动图（TEE）检查，使用专用软件（4D MVA；TOMTEC Imaging Systems，德国）对二尖瓣的3D数据集进行半自动测量。此外，还利用传统2D图像以及从3D数据集的多平面重建（3D MPR）获得的图像评估二尖瓣环尺寸。比较超声心动图测量值与术中选用的瓣环成形术环尺寸之间的皮尔逊相关系数。主要结果显示，与瓣环成形术环尺寸相关性最强的是4D MVA中收缩中期的前外侧-后内侧径（r=0.706）、2D中收缩末期的前后径（r=0.600）以及3D MPR中收缩末期的前后径（r=0.662）。在整个队列中，各影像模态的最高相关系数之间无统计学显著差异（4D MVA vs. 2D；p=0.059）。然而，事后比较包括所有测量参数时，发现4D MVA与2D之间存在显著差异。此外，对Corcym Memo 4D^TM环模型的亚组分析显示，4D MVA与2D的最高相关系数之间存在显著差异（p<0.001）。结论：基于软件的3D超声心动图评估（4D MVA）二尖瓣环几何结构可能在预测合适瓣环成形术环尺寸方面优于传统2D测量，支持其在个体化决策中的作用。

研究背景与目的：二尖瓣修复术（MVR）是退行性二尖瓣疾病的首选治疗方式，其关键环节在于选择合适的瓣环成形术环，以恢复生理性瓣环几何结构并防止瓣环再扩张。传统术中环尺寸选择依赖制造商提供的尺寸测量工具及手术医生的主观经验，在心脏停跳且减压状态下进行，无法反映生理状态下二尖瓣装置的真实几何形态，导致术后可能出现残余反流或功能性二尖瓣狭窄。二维经食管超声心动图（2D TEE）虽为常规评估工具，但其平面成像特性受解剖变异和平面定位影响，存在局限性。三维（3D）TEE及专用分析软件可更全面地动态显示二尖瓣环结构。研究人员假设，基于3D超声心动图测量的二尖瓣环尺寸与术中实际选用环尺寸的相关性优于传统2D测量，且具有更好的可重复性。该研究发表于《Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia》。

关键技术方法：该研究为前瞻性非干预性研究，在德国弗莱堡大学医学中心进行，纳入99例接受二尖瓣修复术的患者。主要技术方法包括：（1）术中经食管超声心动图（TEE）采集，使用Affinity CVx超声系统及X8-2t探头（Philips）；（2）2D超声测量：在食管中段连合处切面（ME MC）和长轴切面（ME LAX）测量二尖瓣环前后径（AP）和前外侧-后内侧径（AL-PM）；（3）3D超声采集采用“3D Zoom”模式，后续使用专用软件（4D Mitral Valve Assessment, 4D MVA, TOMTEC）进行半自动量化分析，同时进行多平面重建（3D MPR）模拟2D切面并手动测量；（4）统计分析：采用Bravais-Pearson相关系数评估各测量参数与术中选用环尺寸的相关性，使用William-Steiger检验比较最高相关系数差异，并采用Fisher z变换及Kruskal-Wallis检验比较模态间整体相关系数分布，辅以Bootstrap重抽样验证。

研究结果：

- **患者与手术特征**：共纳入99例患者（男性75.8%），97%为重度二尖瓣反流，79.8%通过微创入路手术，主要使用Corcym Memo 4D^TM环（79.8%）。术后所有患者反流减轻，4例出现平均跨瓣压差≥6 mmHg提示环不匹配。

- **观察者间变异性**：对20例患者进行重复测量，所有28个参数的皮尔逊相关系数范围0.76-0.93，多数参数约0.85，Bland-Altman分析显示平均差异较小，标准差2.5-4.0 mm，三种模态间无显著差异。

- **术中超声测量与环尺寸相关性**：所有测量参数均与环尺寸显著相关。各模态中相关系数最高的参数是：4D MVA的收缩中期AL-PM径（r=0.706）、2D的收缩末期AP径（至铰链点）（r=0.600）、3D MPR的收缩末期AP径（至主动脉瓣环）（r=0.662）。在整个队列中，三种模态最高相关系数两两比较无统计学差异（4D MVA vs. 2D: p=0.059; 4D MVA vs. 3D MPR: p=0.099; 3D MPR vs. 2D: p=0.294）。

- **包含所有参数的整体比较**：当纳入每个模态所有测量参数时，4D MVA与2D之间的相关系数分布存在显著差异（p<0.001），Bootstrap分析支持该结果（95%置信区间0.152-0.371）。

- **亚组分析（Corcym Memo 4D^TM环）**：在79例使用该环的患者中，4D MVA的收缩中期AL-PM径与环尺寸的相关系数（r=0.678）显著高于2D的收缩末期AL-PM径（r=0.550）（p=0.039）。

讨论与结论：本研究表明，基于软件的3D超声心动图测量（4D MVA）以及3D数据集衍生测量（3D MPR）与术中选用的瓣环成形术环尺寸的相关性比传统2D测量更稳健。4D MVA中收缩中期AL-PM径相关性最强，体现了3D成像对二尖瓣环动态复杂几何结构的捕捉能力。但整体相关系数低于既往Ender等、Akansel等及Shi等的研究结果，可能与真实世界队列异质性、成像平面定位缺乏统一标准、以及手术医生个体化判断差异有关。值得注意的是，亚组分析显示环型号特异性效应，提示3D超声的优势可能依赖于特定环设计。研究局限性包括单中心设计、样本量相对较小、未直接评估长期临床结局（如运动跨瓣压差）、以及3D分析设备的普及性限制。结论部分翻译：本研究提示，基于软件的3D测量以及3D数据集衍生测量与植入的瓣环成形术环尺寸的关联比传统2D参数更一致。尽管在整个队列中单个相关系数未达统计学差异，但考虑所有模态时4D MVA显示出更强的相关性趋势，且Corcym Memo 4D^TM亚组分析支持其优势。这些发现表明，基于软件的超声心动图分析可能比2D技术更全面地捕捉具有临床相关性的瓣环几何结构，支持其在超声指导下的环尺寸估计中的潜在作用。