容积成像什么意思深度解读丨主动脉瓣反流的超声心动图评估：来自英国超声心动图学会的实用指南

AV可能为一个、两个或四个瓣叶（图 2）。双叶主动脉瓣（BAV）是最常见的解剖变异，患病率约为1%，具有家族倾向。BAV通常与AoR和 AscAo扩张、瓣膜过早功能障碍和主动脉夹层风险增加相关。BAV形态评估的分类不一致，常使用相似的术语来描述不同的解剖变异。本指南建议BAV 不应被描述 按“类型”分类。相反，BAV应按瓣膜方向（前后 vs 左右）描述性报告，注明瓣叶融合、有无 raphe 以及窦的数量和对称性。单叶瓣（UAV）和四叶主动脉瓣（QAV）是罕见的，患病率分别约 0.02% 和 < 0.01% 。QAV 通常与主动脉扩张和 AR 相关，而 UAV 通常表现为主动脉瓣狭窄。功能失常的AVs经常出现显著的钙化，这可能会影响解剖结构的清晰度显示。在这种情况下，应考虑使用其他成像方法来确定瓣膜的形态。无论是否存在瓣膜功能失常，所有具有变异解剖结构的患者都应接受超声心动图监测，因为疾病进展的风险很高。应密切关注主动脉尺寸，并向一级亲属提供家庭筛查。

图2 主动脉瓣的变异解剖。（A、B单叶瓣在舒张期和收缩期；C、D双叶瓣在舒张期和收缩期，3点钟方向融合嵴；E、F四叶瓣在舒张期和收缩期）

主动脉瓣反流（AR）是由于主动脉瓣叶异常、主动脉根部（AoR）扩张或两者的组合导致的。主动脉瓣关闭不全的机制分为三种亚型（表1）：I型AR的特点是在主动脉扩张或瓣叶穿孔的背景下，瓣叶运动正常；II型描述的是瓣叶过度运动，如瓣叶脱垂；III型是瓣叶受限制的结果。每种功能分类是一个有用的工具，它能帮助临床医生系统地评估瓣膜行为，并可能影响选择对瓣膜进行干预的类型。然而，在报告时，可能需要描述机制，而不仅仅是引用功能分类类型。这将确保研究结果能够有效地传达并可在超声心动图医生、转诊医生和接收医生之间传递。

表1 主动脉瓣关闭不全机制的功能分类

下文将描述对AR进行综合评估的关键超声心动图参数，并详细解释如何获取和优化这些措施。在某些情况下，反流明显轻度，此时无法定量分析，获取信息可能具有挑战性，并且其准确性值得怀疑。在这种情况下，使用多个声窗和切面确认反流的性质就足够了。在所有其他情况下，英国心脏超声学会（BSE）建议采用定量或半定量技术来评估主动脉瓣反流的严重程度，并结合佐证发现（见“患者评估方法”部分）。需要理解的是，以下各节重点讨论慢性主动脉瓣反流，急性重度反流将在指南的后续部分讨论。

连续（CW）频谱多普勒包络的强度提供了一种简单的视觉评估方法，可用于对AR的严重程度提供一个总体印象（表2）。从技术上讲，频谱多普勒信号的密度与在反流射流内流动的红细胞数量成正比：弱或微弱的信号仅表明轻度反流，而非常密集的信号与中度或重度AR一致，但不能确切地区分两者。该方法在偏心射流中不可靠，因为对齐光标可能会切割射流，从而导致低估。 相反，一个与CW多普勒束良好对齐的狭窄的反流束可能会显得密集，并高估AR的严重程度。机器设置也可能导致严重程度评估的错误。为了限制错误，调整速度标尺以增强多普勒信号、优化信号增益和抑制以减少传输伪影可能是有利的。不幸的是，像这种 定性参数容易受到操作者之间和操作者内部变异性的影响，进一步限制了其可靠性。本指南建议，CW多普勒强度仅作为评估 AR 严重程度的多参数方法的一部分使用。

表2 频谱多普勒：如何最好地评估主动脉瓣返流

近端颜色血流汇聚（CFC）是一种粗略的定性视觉方法来评估AR。其基于这样的原理：小的CFC半球和小的喷射扩张对应轻度反流，而大的CFC半球和大的喷射扩张则预测严重的AR。使用该技术有几个局限性，包括喷射动量、喷射方向和孔口的几何形状，这些因素可能导致低估或高估。在受限流汇聚区（如穿孔和瓣膜裂隙病变）和钝角流汇聚角度（如瓣叶脱垂）的环境中，使用CFC区域评估AR严重性应谨慎对待。在使用这种方法时，利用多平面函数可能会很有价值，这样CFC区域可以在两个正交平面中同时可视化（表3）。特别是对于偏心喷射，多平面成像可以优化彩色喷射三个组件的可视化，这对于测量CFC半径至关重要。对于所有喷射，应尝试缓慢扫描CFC区域，以使其在最大尺寸下被捕获，并避免由于同轴成像引起的半球失真。在需要时，还应考虑轴外成像。

表3 主动脉瓣返流的多平面成像：基于彩色血流汇聚的主动脉瓣返流严重程度分级

这是一项在胸骨旁长轴（PLAX）视窗进行的简单测量。然而，有三个重要的限制：（1）尽管由于轴向分辨率出色，左心室流出道直径（LVOTd）的测量是优化的，但喷射宽度的彩色多普勒测量可能会因喷射角度而被低估；（2）单个视图可能无法准确描述三维喷射形状；（3）在缩流远端喷射宽度的逐渐增加限制了可重复性。数值上，喷射宽度比小于25%与轻度AR一致，大于65%与重度AR一致。

表4 射流宽度/左心室流出道直径（LVOTd）比值：方法学

如果AR反流体积足够大，舒张期主动脉（Ao）的血流将会逆转（表5）。随着AR的逐渐加重，舒张期血流逆转持续时间与舒张期血流逆转持续时间成正比。在降主动脉内舒张期速度≥20cm/s 的全舒张期血流逆转对于严重AR既敏感又高度特异，而非全舒张期血流逆转则提示中度AR。腹主动脉内出现任何血流逆转虽然不常见，但却是严重AR的高特异性指标。胸骨上切迹的彩色M模式以及肋下视图在评估血流逆转持续时间和严重程度方面可能有所帮助。需要认识到，在降主动脉快速弹性回缩和/或腹部主动脉僵硬的情况下，即使没有重要的 AR，血流反流也偶尔可见。

表5 胸降主动脉和腹主动脉血流逆转的评价

反流射流有三个组成部分：流速汇聚区、缩流（VC）和射流扩张。缩流区代表射流最狭窄的部分或“颈部”，它与反流口的大小直接相关。需要理解的是，缩流区并不出现在瓣尖平面，而是在其下游立即出现：当血液通过瓣口时，射流在最初扩张之前会继续“收缩”一段时间。 解剖学瓣口是允许反流发生的原因，虽然有效瓣口较小（因为射流在扩张之前会先收缩），但有效瓣口或有效反流口面积 (EROA) 与 AR 严重程度和预后相关。当有效孔径呈圆形时，VC 宽度可作为 EROA 的替代测量值，BSE 建议在所有中度及以上 AR 患者中，尽可能对 VC 进行评估。

图3 显示三个组成部分：血流汇聚、缩流和射流扩张（蓝色箭头）。识别与有效返流口相比的真实解剖返流口（红色箭头）。

表6 缩流（VC）宽度：如何在评估主动脉瓣返流（AR）严重程度时最好地接近该参数

获取和优化缩流（VC）宽度的方法如表6所示。此措施的一个重要限制是它假定反流孔是圆形的，而在实际操作中这通常不是情况。因此，从单个二维窗口评估VC宽度可能会导致EROA的低估或高估。使用三维有可能克服这一限制，但三维彩色血流多普勒成像的时间分辨率和低帧率可能会降低测量的准确性。尽管如此，在屏气期间使用多脉冲获取，并将获取体积缩小到仅包括VC，可以允许定量的三维缩流区面积（VCA）。最近的研究表明，3D VCA 与严重 AR 相关的最佳截止值约为~0.30 mm2。尽管 BSE 目前不推荐常规使用 3D VCA，但有越来越多的证据表明其临床效用，特别是在使用经食管超声心动图时。

压差减半时间（PHT）是使用连续波（CW）多普勒来评估的，它代表了主动脉-左心室（LV）压力差降至其初始值一半所需的时间。AR越严重，压力平衡越快，AR减速斜率越陡，PHT越短（表7)。对PHT的准确评估需要完整的CW包络；因此，不良对齐的多普勒光标、偏心喷射和多个喷射将影响该测量的准确性。Ao和LV之间的典型压差将在CW多普勒上导致早期舒张期峰值速度约为4m/s。如果早期舒张期峰值速度较低，这可能表明反流病变与CW多普勒光标之间的对齐不良，使得PHT的测量不准确。

表7 使用压差减半时间（PHT）确定主动脉瓣返流严重程度时的注意事项

另一个重要的局限是，当左心室舒张期充盈压增加时，主动脉和左心室之间的压差减少，导致即使在严重主动脉瓣关闭不全（AR）不存在的情况下，PHT也很短。其他可能影响PHT的重要血流动力学因素包括搏出量（SV）、主动脉的顺应性和左心室的功能。通过降低舒张压，血管扩张剂等抗高血压治疗也可以降低主动脉-左心室梯度。本指南建议，PHT仅作为评估AR严重程度的多参数评估的一部分使用。

有效的反流口面积（EROA）是反流口大小的直接估计。这是一个与慢性重度AR预后明确相关的定量工具。本指南建议，对于所有中度以上AR的患者，应尝试计算EROA。评估EROA有两种方法。第一种是使用近端等速度表面积（PISA）方法的更直接技术，这应被视为默认方法。第二种间接方法在“反流体积”部分中有所描述，并且存在更大的误差。PISA方法需要彩色多普勒血流和频谱多普勒成像（表8）。测量CFC半球的半径以计算CFC表面积，然后乘以奈奎斯特极限，估算AR流速。奈奎斯特极限基线应沿反流方向移动至0.2至0.4 cm/s之间；这优化了半球的定义并提高了测量准确性。这不应与减少彩色标尺混淆，减少奈奎斯特极限但不会导致更清晰的等速度流半球。CFC半球的半径应在超声波束方向测量，不在反流束的方向上。使用连续波多普勒，应获得一个AR包络。通过追踪反流包络，可以同时获得速度时间积分（VTI）和AR最大速度，然后将AR流量除以AR最大速度来计算EROA。

方框1 使用近端等速表面积（PISA）法计算有效返流瓣口面积（EROA）的计算方法

表8 有效瓣口面积：如何进行测量

这种技术有一些局限性：首先，在多个AR射流的情况下，应该识别最大的射流并用于评估，尽管这可能会低估整体严重性。对于偏心射流，半径测量中的小误差成倍增加，并可能导致EROA计算中的大误差。钙化的存在，以及半椭圆形比萨的非圆形反流口（常见于BAV）都将影响准确性。

反流体积 (RVol) 是在 AR 中提供预后信息的一个有用的定量参数。与EROA 一起，它是一个提供预后信息的定量工具。有两种方法估算 RVol；PISA 方法是首选方法，而连续性方法则更困难且更容易出错。两种技术都需要高超的技能和出色的图像质量，因此可能无法进行准确的评估。

使用PISA方法计算右心室容量（RVol）时，应按照之前所述的方法推导出EROA。此外，还应获取反流波形的VTI（图4）。然后，RVol可以通过EROA和VTI的乘积来计算AR（方框2）。

方框2 概述定量用于计算反流体积（RVol）的PISA方法

图4 主动脉瓣反流的连续波多普勒描记图。返流波形的速度时间积分（VTI）已被描记。计算的VTI乘以有效返流瓣口面积估算了反流体积。值得注意的是，在某些超声系统上，VTI的测量还将提供AR射流的舒张早期峰值速度的估计。

第二种方法使用连续性原理（表9）。在正常情况下，通过二尖瓣的血流量（(SV_MVA）与通过主动脉瓣（(SV_AV）的血量相同。如果有足够大的AR体积，则SV_AV会孤立增加。使用连续性原理，主动脉瓣返流体积可以推导为：SV_AV-SV_MVA：如果存在显著的伴随二尖瓣返流（MR），则不能使用连续性方法。此外，该方法不应用于存在多普勒迹线干扰的情况，该干扰继发于AR（即，非常严重的后向AR导致MV开口受限在这种情况下，可以使用右心室流出道（RVOT）SV来代替SV_MVA。连续性方程的应用带来了与流动剖面均匀性相关的额外限制，取样体积准确性和与孔形状有关的假设。如果使用连续性方法获得RROA，则可以如方框3所示推导出EROA。

方框3 概述了使用连续性原理计算反流体积（RVol）的计算方法

图9 用连续性原理计算反流体积

反流分数（RF）是以百分比表示的反流分数与前向SV的比值（见方框4）。可以使用上述方法估计RRF和SV。有证据表明，在LV收缩功能受损或心输出量减少的情况下，RF是AR严重程度的有用评估，即使是相对较小的RRF，由于前向SV减少，也会在比例上更显著。

方框4 概述了用于计算反流分数（RF）的计算方法

在慢性AR的背景下，左心室（LV）暴露于增加的前负荷，导致适应性变化，包括进行性扩张和离心性左心室肥大（LVH）。因此，正常的LV容积指数本身几乎总是排除重度AR，除非在罕见的情况下，包括急性AR，这将在后面的章节中讨论。

随着AR进展，LV扩张最终变得不适应，此时LV功能将受损，患者可能出现症状，预后受损。因此，准确定量LV大小和功能至关重要，建议在可能的情况下，应使用Simpson双平面方法获得并报告所有患者的LV射血分数（LVEF）和LV容积指数。

BSE还建议报告非索引和索引LV线性尺寸。有大量数据支持在AR管理中使用这些参数，它们应包含在超声心动图报告中以支持患者管理。

使用斑点组织追踪获得的全局纵向应变 (GLS) 可能提供早期 LV 功能障碍的指标。与其他形式的心脏瓣膜病一样，随着 AR 疾病的进展，患者的 GLS 会减少。虽然在慢性严重 AR 中，较低的最大 GLS 值与较差的结果相关，但目前尚无接受的 GLS 阈值来提示临床管理的改变。然而，对于接受连续评估的患者，强调 GLS 的渐进性减少是合理的，因为这可能会促使更密切的临床或超声心动图监测。

在AR的背景下，对主动脉（Ao）进行综合评估是必要的。首先，因为主动脉扩张本身就是导致反流的原因（I型AR); 第二，瓣膜性解剖如二叶主动脉瓣反流（BAV）与主动脉扩张相关；最后，主动脉扩张的存在及其模式极大地改变了主动脉瓣干预的潜在方法。虽然经胸超声心动图（TTE）在评估主动脉尺寸方面提供了较好标准，但在评估整个主动脉时，需要了解该方法的局限性，特别是降主动脉近端，单独使用TTE难以观察。正如BSE之前建议的那样，主动脉根部（AoR）和升主动脉（AscAo）应从PLAX窗口在三个水平测量：主动脉窦（SoV）；心室与主动脉连接处（STJ）；以及定义为STJ上方1厘米的AsAo（表10)。为了最佳的视觉效果，可能需要更高的解剖窗口。测量应在左心室舒张末期进行，定义为体表心电图（ECG）上的QRS波群开始，采用内缘到内缘的方法，测量应垂直于主动脉的主要轴线。BSE建议报告绝对值和按身高标化的主动脉尺寸。应在报告中描述主动脉形状和轮廓以及是否存在主动脉夹层瓣，并进行适当的临床升级。

表10 主动脉根部尺寸评估

严重主动脉瓣反流（AR）的干预时机是一个临床决策。手术的最常见指征是存在心血管症状，在这种情况下，进行全面的超声心动图检查，准确评估AR的严重程度、LV功能、同时存在的瓣膜疾病以及肺动脉高压的可能性，以帮助手术计划的制定是必不可少的。

在无症状的重度AR中，几项超声心动图检查结果在确定手术资格方面起着至关重要的作用，包括标化的LV线性尺寸、LV射血分数（EF）和主动脉（Ao）尺寸。超声心动图医师了解这些特定的高风险标准并在综合超声报告的结论中强调这些标准是有用的，从而支持最佳的患者管理。

对于那些患有无症状严重 AR 的患者，确保任何 LV 大小或功能的变化都得到升级是至关重要的，因为这些发现可以预测心力衰竭的发展，并且是手术干预后生存和功能结果的重要决定因素。

就主动脉扩张而言，瓣膜形态（即二叶瓣与三叶瓣）和潜在结缔组织或遗传病的存在都在确定外科干预的阈值中起作用。所有患者的Ao或升主动脉（AscAo）尺寸≥ 55 mm都是外科手术的指征。特殊人群如马凡综合征患者，BAV或主动脉缩窄的阈值较低，范围在45-50 mm之间（很少为40 mm）。在存在严重AR的情况下，主动脉直径≥45 mm通常会在主动脉瓣介入时提示伴随AoR置换。表11概述了这些高风险超声心动图标准。

本指南建议将主动脉瓣返流（AR）分级为轻度、中度或重度。表12总结了AR超声心动图参数的严重度阈值。从轻度到中度再到重度AR的进展往往缓慢，尽管进展速度可能因瓣膜功能不全的机制和潜在病因而异。本指南建议所有中度或重度AR接受临床和超声心动图监测：中度AR应每12-24个月观察一次；每6-12个月出现一次不符合手术阈值的严重AR。如果在解剖学异常AV或AoR≥ 40 mm的情况下AR程度为轻度，随访时间应为3-5年。解剖结构正常且AoR<40 mm的患者不需要常规随访。图5概述并总结了应对慢性AR患者的超声心动图方法。

图5 指导评估主动脉瓣返流严重程度的决策辅助。如果AR视觉上表现为轻度或较轻，则应使用绿色框中列出的特定标准进行澄清。如果确认，则无需尝试进一步评估。在AR表现为轻度以上的患者中，需要进行进一步详细评估。在这种情况下，如果至少一个定量/定性特征、一个确证特征和左心室容积指数全部一致，则可以确认AR的严重性。例如：一名VC为0.7 cm、胸降主动脉全舒张期血流逆转和LV容积指数扩张的患者，明确有严重的AR。在这种情况下，重点应放在关键的预后特征上，包括LVESd指数、LV功能和主动脉尺寸。如果定量/定性特征、确证特征和LV容积指数不一致，建议进行进一步的成像，如TOE，以明确严重程度并确保患者的最佳治疗。在极少数病例中，定量评估将是不可能的，要么是因为图像质量不足，或其他因素，如瓣膜钙化，阻碍了详细的量化。在这种情况下，BSE建议进一步成像，这确保了对AR严重程度的适当分类、随访的最佳时间安排，并促进了良好的临床管理。（AR=主动脉瓣返流; LVOT=左心室流出道; Ao=主动脉; CW=连续波; PHT=压差减半时间; LV=左心室; LVOTd=左心室流出道直径; VC=缩流; EROA=有效反流口面积; LVESd=左心室收缩末期内径; LVEF=左心室射血分数; TOE=经食管超声心动图）

在许多情况下，TTE足以对AR进行全面评估。当图像质量不允许时，或在定量/定性、确证和LV体积与AR严重程度不一致的情况下（见图5），建议进行额外的成像。TOE是一种有用的辅助手段，有助于澄清瓣膜形态、返流机制和严重程度，并对可能的感染或夹层进行评估。如果患者正在接受主动脉瓣保留或修复手术，或任何经皮手术。TOE应包括2D和3D成像以及彩色和频谱多普勒模式。标准经食管BSE最小数据集应使用表13中列出的AR特定超声心动图图像进行超声心动图。

表13 经食管超声心动图（TOE）图像，补充经胸超声心动图