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多模态超声技术评估人工心脏瓣膜功能的研究进展

【摘要】对存在严重心脏瓣膜病的患者实施瓣膜置换手术是常见的一线治疗方案,超声心动

图是诊断和评估人工心脏瓣膜功能的首选成像方式,特别是对于疑似人工瓣膜功能障碍的患

者,需要选取多模态超声成像技术确定瓣膜功能障碍的机制及其严重程度,为后续制定个性

化治疗策略、预测手术风险以及术后随访管理等提供医学依据。笔者就多模态超声成像技术

在人工心脏瓣膜功能的诊断及评估方面的研究进展进行综述,以期为超声技术的进一步发展

和临床应用提供有益的参考与指导。

【关键词】超声心动描记术;多模态成像;人工心脏瓣膜

心脏瓣膜病是一类常见的心脏疾患,瓣膜置换手术已成为临床治疗晚期心脏瓣膜病成熟

且有效的手段。据统计,全球每年有30万枚人工心脏瓣膜(prostheticheartvalves,PH

V)通过外科植入,随着人工瓣膜的使用增多以及预期寿命的延长,预计到2050年,这个数字

将增加到85万枚[1]。超声心动图作为一种无创、经济、便捷且实时成像的诊断方法,成为

PHV功能及其并发症评估的一线成像手段,基于不同原理的多模态超声成像技术在全面评估

PHV血流动力学及其他心脏结构等方面发挥了重要的作用[2]。笔者就多模态超声成像技术

评估PHV功能的研究进展进行综述,以提高其诊断准确性和临床应用价值,为进一步推动超

声技术的发展和临床应用提供实践指导。

一、PHV多模态超声成像方式的概述

多模态超声成像技术包括经胸超声心动图(transthoracicechocardiography,TTE)、

经食管超声心动图(transesophagealechocardiography,TEE)、多普勒超声心动图、对比

超声心动图、负荷超声心动图、心腔内超声心动图(intracardiacechocardiography,IC

E)等各种技术,其中TTE、TEE涵盖二维(2D)、三维(3D)超声,多普勒超声涵盖彩色和频谱多

普勒超声。研究指出TTE是PHV功能评估和随访的关键性无创成像方式[2],指南建议PHV

置换术后6周至3个月进行TTE检查以便为后续评估建立基线对比资料,临床有任何怀疑PH

V功能障碍时应进行超声心动图检查,即使患者无症状也建议术后5年及以后每年各进行一

次复查[3]。对经导管主动脉瓣植入术(transcatheteraorticvalveimplantation,TAVI)

患者建议术后4周及以后每年进行一次TTE检查。

超声心动图包括多个视窗的全面形态学以及血流动力学的评估。TTE虽被证实是评估人

工瓣膜首选的筛查手段,但受人工瓣膜声影及混响伪影的干扰,TTE评估PHV瓣叶形态、瓣膜

反流以及瓣周漏(paravalvularleak,PVL)存在一定的局限性,TEE特别是3D-TEE作为TT

E的辅助手段大大增加了影像学的评估信息。2023年由欧洲心血管成像协会和欧洲心脏病学

会联合发布的临床共识认为3D-TEE成像是观察PHV反流、PVL定位以及瓣周异常肿块的极

佳成像工具[4]。3D-TEE可以创建具有高质量解剖细节的心脏图像,虽然也受到超声伪影的

影响,但是通过使用不同色调的蓝色/青铜色或者不同位置的虚拟光源改善深度感知可以进

行识别,因此获取3D数据也应成为TEE检查的标准部分。

彩色和频谱多普勒常规用于评估瓣膜狭窄和反流程度。频谱多普勒超声又包括脉冲和连

续多普勒。通过对人工瓣膜流速、压差、多普勒速度指数(dopplervelocityindex,DVI)、

射流频谱轮廓、加速时间(accelerationtime,AT)和有效瓣口面积(effectiveorifice

area,EOA)等参数确定瓣膜功能情况,当然这也受到患者体表面积(bodysurfacearea,

BSA)和瓣膜尺寸的影响。评估前应记录包括植入瓣膜的类型及其尺寸、手术日期、血压、

心率和BSA。

人工瓣膜的速度取决于通过瓣膜的流量、瓣膜尺寸和瓣膜种类。一般说来,双叶机械瓣

以及笼球瓣的跨瓣压差增高比生物瓣更常见,特别是小尺寸瓣膜和高心排出量状态下。使用

连续方程式得出的EOA比单独的跨瓣压差更能反映瓣膜功能,需要注意的是左心室流出道直

径的准确测量[5]。研究表明,主动脉瓣DVI≤0.35提示外科置换术后不良结局[6]。人工主

动脉瓣和二尖瓣均能发生人工瓣膜与患者不匹配(prosthesis-patientmismatch,PPM)。据

报道,外科主动脉瓣置换术(surgicalaorticvalvere