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心脏磁共振在经导管主动脉瓣置入术中的应用

2019-03-18

国际心血管病杂志 2019年4期
关键词:主动脉瓣心动图反流

主动脉瓣狭窄是一种进展性心血管疾病,该病潜伏期长,患者一旦出现心悸、胸痛、晕厥等临床症状,病情进展迅速[1],预后极差,若不及时干预,2年内的病死率高达50%[2]。有症状的主动脉瓣重度狭窄患者尽早手术干预,标准治疗方案为外科主动脉瓣置换术,但约40%患者因存在外科手术禁忌证、高龄、左室功能差及全身多发严重合并症等问题而无法接受外科治疗[3]。在此背景下,一种以微创介入技术为依托的瓣膜置入术——经导管主动脉瓣置入术(TAVR)应运而生。然而,由于TAVR的非直视特点,影像学评估尤需重视,主要影像学手段包括经胸超声心动图(TTE)、经食管超声心动图(TEE)、多排螺旋计算机断层摄影术(MSCT)、心导管术检查、心脏磁共振(CMR)等[4]。

CMR具有无辐射、可重复性高、空间和时间分辨率高等优势,在瓣膜病变中的应用日益广泛[5]。为获得CMR的最大影像价值,结合TAVR关键评估要点,本文介绍CMR在TAVR中的应用,为CMR磁共振扫描方案及评估模块的制定提供思路。

1 TAVR术前评估

明确主动脉瓣狭窄程度,了解主动脉根部解剖及毗邻结构,不仅可为TAVR患者筛选、人工瓣环型号选择提供参考依据,也是手术预判、避免手术严重并发症及保证TAVR手术顺利完成的关键步骤。

1.1 主动脉瓣狭窄程度评估

CMR相位流速编码电影(VEC-MR)已广泛应用于主动脉狭窄程度评估。VEC-MR相对简便、无创, 首先定位平行于血流方向的目标平面,估测合适流速编码速度,进一步在主动脉瓣部行垂直血流方向VEC-MR扫描。后处理描记感兴趣区,计算相应参数,获得主动脉跨瓣峰值流速及压力阶差以评估狭窄程度[6]。研究证实VEC-MR测得的压力阶差与超声心动图和心导管检查所测数据的相关性良好[7]。主动脉瓣口面积(AVA)评估亦是狭窄程度评判指标之一,Kupfahl等[7]采用TEE、TTE及CMR SSFP序列行AVA测量,对于AVA≤0.8 cm2的主动脉瓣重度狭窄患者,CMR检测灵敏度和特异性最高。Pouleur等[8]采用CMR 稳态自由进动序列(SSFP)测量AVA与MSCT所测数据相关性较高(r=0.98,P<0.001)。

1.2 主动脉根部解剖形态评估

主动脉根部影像评估对瓣膜型号选择尤为重要,与超声心动图相比,CMR在主动脉根部解剖测量中优势明显。尤其是二叶瓣式主动脉瓣(BAV),因瓣环呈椭圆且大小不对称、常合并升主动脉疾病等特殊解剖学特点,导致置入的瓣膜不易完全扩展、贴壁,置入后容易移位,术前判断尤为重要[9]。CMR SSFP序列可从任意角度清晰观察主动脉瓣数目、形态及活动,显示1个心动周期内瓣周及毗邻结构,显示升主动脉根部病变情况,包括左室流出道、瓣环、主动脉窦部、窦管交界、升主动脉内径,冠状动脉开口高度。Jabbour 等[10]采取 CMR及MSCT测量133例拟行TAVR的主动脉狭窄患者的主动脉瓣环、瓦式窦、窦管交界、升主动脉内径,发现两种影像手段检测结果高度一致。CMR对因存在造影剂肾病风险和肾功能不全而无法行MSCT检查的患者是良好的替代方案。非对比增强自导航3D MR序列与MDCT的评估结果接近[11]。

1.3 心功能评估

心功能的无创性评估是TAVR术前患者筛选和评估预后的重要指标。TAVR的禁忌证包括左室射血分数(LVEF)<20%及严重右室功能不全[12],术中死亡率高和手术预后差可能与术前未能精确评估心功能有关。目前,常采用超声心动图评估心功能,且LVEF是依据几何模型计算得出,对心功能评估存在偏差。CMR的高重复性及高空间分辨率,可通过电影序列对心腔内外膜逐层勾画,不依赖于几何假设,直接计算心室体积,被认为是左室容积定量评价的“金标准”,可精准提供心脏几何形状、心腔内径、心室质量、心搏出量等重要信息[13]。右心室因其形态及结构复杂,无准确几何模型,超声心动图评价较为困难,CMR电影序列同样可对右心腔多层覆盖扫描,后处理分析可获得相关心功能参数[14]。

1.4 心肌纤维化检测

主动脉狭窄因心脏压力后负荷持续升高引起心肌细胞代偿性肥大、心肌细胞凋亡和心肌间质纤维化,进一步引起心肌僵硬化程度升高,顺应性下降,继而心脏舒张和收缩功能受损[15]。多项研究表明,临床症状出现前患者心肌已发生纤维化,仅依靠临床症状而忽略心肌纤维化进展,往往错失手术最佳时机。CMR延迟强化(LGE)序列能检测心肌纤维化,既往多项研究表明LGE阳性是主动脉狭窄患者不良事件的独立预测因子[15]。Barone-Rochette等[16]对拟行TAVR患者行术前CMR检查,术后平均随访2.9年,提示LGE阳性患者术后全因死亡率和心血管相关疾病死亡率较LGE阴性患者明显增高,建议将LGE作为TAVR的危险分层指标。

心肌发生弥漫性纤维化时因缺乏正常心肌参照,难以通过LGE成像进行评估。心肌组织特性定量分析技术——MR纵向弛豫时间(T1 mapping)定量技术和心肌细胞外容积分数(ECV)应运而生,可显示心肌弥漫纤维化和心肌浸润[17]。T1 mapping成像和ECV可探测心肌早期弥漫性纤维化,ECV测得的是心肌和血池增强前后的比值,是一种更为稳定的参数指标。心肌纤维胶原含量是主动脉狭窄患者全因死亡率的独立预测因子,与TAVR术后心功能恢复呈负相关。重度主动脉狭窄患者的T1值与心肌胶原蛋白量呈正相关,有症状主动脉狭窄患者T1值升高更为明显[18]。Nadjiri等[19]对TAVR术后患者按有无并发症进行分组,比较ECV值,发现术后出现传导阻滞组ECV值较低,提出ECV可能为TAVR预后预测指标。ECV可否作为主动脉瓣狭窄病程进展的参数及TAVR术后远期生存不良事件的预测指标尚需进一步研究。

2 TAVR术中应用

有研究使用特殊定制去磁材料在CMR实时序列引导下对动物模型实行TAVR术[20]。在具备多模式影像的杂交手术室,可在TAVR术中应用CMR实时评估效果并引导手术。但是否存在安全且无磁性的导丝仍有争议。

3 TAVR术后评估

应重视TAVR术后合并症的处理和术后患者管理,探索预后指标对及时了解病情变化及手术效果评估尤为重要。

3.1 主动脉瓣反流及瓣周漏

TAVR以保留自身瓣膜并将其贴壁为术式特点,易发生主动脉瓣反流,包括瓣膜中心性反流和瓣周性反流[21]。瓣周漏是TAVR术后严重并发症之一,70%的TAVR术后患者可出现不同程度瓣周漏。研究表明TAVR术后中度及中度以上瓣周漏是近、远期死亡的独立危险因素,明显增加患者再住院率,影响心功能恢复[22]。准确评估TAVR术后主动脉瓣反流程度,对患者治疗效果评估及随访期间何时再干预尤为重要。VEC-MR序列以优于超声心动图的准确度和高重复性及对主动脉瓣反流量和反流分数的测定被广泛认可。Crouch等[23]通过CMR和TTE评估TAVR术后主动脉瓣反流,提出TTE易低估反流程度,TTE诊断的轻度主动脉瓣反流可能已达到中度或中度以上。Hartlage等[24]通过VEC-MR和TTE对TAVR术后瓣周漏患者反流程度进行测定,根据CMR测得的主动脉瓣反流分数对TTE评估的等级重新划分,发现依据CMR测得结果而划分的轻度以上瓣周漏不良事件的发生率更高。上述研究也在某种程度上解释了2015年PARTNER研究的结果[25],超声心动图评估的轻度瓣周漏患者却有较高的死亡率,进一步表明CMR在PVL评估中的预后价值。

3.2 术后心肌损伤

TAVR术后心肌损伤发生率可高达59%,心肌损伤与术后9个月患者死亡率升高相关[26]。目前延迟增强(LGE-MRI)被广泛应用于评价心肌梗死和检测疤痕组织。Kim等[27]对患者TAVR术前和术后行CMR检查,术后新发延迟强化者出院时LVEF降低,无新发延迟强化者未发现显著心功能变化。及时发现围手术期心肌损伤对制定预防策略、采取针对性治疗有重要作用,TAVR术后CMR检查也被多中心建议。

4 新序列与新技术在TAVR中的应用

4.1 组织追踪技术

基于SSFP序列发展而来的心脏磁共振组织追踪技术(CMR-TT)通过计算心肌组织在一定时间内位移并对心肌运动速度进行积分,可获得纵向、径向及周向力度参数(如应变、应变率、运动速度及扭转),从力学角度分析局部及整体心脏运动[28],与心脏超声斑点追踪技术(STE)类似,均能敏感地检测心脏运动功能异常。重度主动脉瓣狭窄患者长期左室负荷过重,导致心肌肥厚和舒张功能减低。约50%的重度主动脉瓣狭窄患者LVEF尚可维持在正常范围内,但心肌应变及应变率的下降均提示心肌功能已受损。当LVEF正常时,精确的心功能评估对选择TAVR最佳时间和术后心功能恢复有重要意义[29]。既往研究采用STE对TAVR术前及术后心脏形变进行分析,有研究表明TAVR术后左室整体纵向应变数值提升3.3%,提示患者预后良好[30]。CMR-TT较STE具有更高的重复性,但目前对TAVR的相关研究较少。

4.2 4D磁共振血流成像

4D磁共振血流成像是一种可对心脏及大血管内血流情况进行定量分析的三维三方向采集技术,可测量扫描范围内血流速度、剪切力等参数,并以彩色血流立体图展示复杂流动模式,弥补了CMR在血流动力学评估中不够直观的缺点[31],其在BAV畸形与升主动脉血流动力学关系中的评估成为热点。Hope等[32]通过4D磁共振血流成像发现BAV患者升主动脉收缩期血流成异常螺旋。张超越等[33]发现BAV患者中血流模式为右手螺旋涡流及复杂涡流时易引起升主动脉扩张。有小样本研究将4D磁共振血流成像对TAVR术后患者和健康人群的升主动脉血流模式进行对比,发现TAVR术后升主动脉以上存在明显异常螺旋涡流并伴有不对称壁面切应力[34],其是否对患者预后及术后远期并发症有预测意义,尚需进一步研究。

TAVR已日趋成熟,多模态多序列影像的术前评估是手术顺利开展的重要保障。随着影像学技术的不断完善和发展,TAVR术前影像评估将更加细致。在临床工作中,应充分应用CMR不同序列的评估指标,以实现该影像技术的最大价值。

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