超声心动图测量二尖瓣狭窄瓣口面积六种方法的对比研究
作者：张园园 张 运 朱式娟 张 梅 张 薇 邢艳秋 王 勇 王 石 真
单位：250012 济南市山东医科大学附属医院心内科
关键词：超声心动图；二尖瓣狭窄；瓣口面积
中国超声医学杂志990411
摘 要 目的：对比研究主动脉血流连续性方程法(AFCE)、二维超声法(2DE)、压差减半时间法(PHT)、二尖瓣血流连续性方程法(MFCE)、近端等速表面积法(PISA)及我们晚近提出的近端球缺表面积法(PSSA)测量二尖瓣狭窄瓣口面积(MVA)的相对准确性。方法：在21例单纯二尖瓣狭窄患者，利用上述6种方法测量MVA，以AFCE测值为标准进行对比研究。结果：(1)后5种方法与AFCE测值均高度相关；(2)2DE和PISA两种方法显著高估了AFCE测值，而PSSA、PHT、MFCE三种方法与AFCE的测值无显著差异。结论：在单纯二尖瓣狭窄患者MVA的测量中，AFCE、PHT、MFCE和PSSA有较高准确性，又以PSSA法最为准确实用。
, http://www.100md.com
A Comparative Study of Six Echocardiographic Methods in Measuring
the Mitral Valve Area in Mitral Stenosis
Zhang Yuanyuan,Zhang Yun,Zhu Shijuan,et al
Affiliated Hospital of Shandong Medical University,Jinan 250012
ABSTRACT Objective:This study is to evaluate the relative accuracy of 2DE method,pressure half-time method(PHT),aortic blood flow continuity method(AFCE),mitral blood flow continuity method(MFCE),proximal isovelocity surface area method(PISA)and proximal segment surface area method(PSSA)in measuring the mitral valve area(MVA)in mitral stenosis.Methods：MVA were measured in 21 patients with pure mitral stenosis by 6 methods and the other 5 were compared with AFCE.Results:1.The correlation coefficients between the 5 other methods and AFCE all were high.2.PISA and 2DE overestimated the MVAs obtained by AFCE while there were no significant differences among values of PSSA、PHT and MFCE with AECE.Conclusion:Our data demonstrated that in assessments of MVAs in mitral stenosis,PISA and 2DE over estimate the MVAs.AFCE,PHT and MFCE are accurate but the former two may be influenced by the combined valve lesions.PSSA is the most accurate method in assessment of MVAs and its clinical utility should be extended.
, 百拇医药
KEY WORDS Echocardiography Mitral stenosis Mitral valve area
在二尖瓣狭窄的患者中，明确各种超声定量诊断方法的相对准确性，对于正确选用这些方法，指导临床治疗，具有重要的意义〔1〕。现有测量二尖瓣狭窄瓣口面积(MVA)的超声方法有常用的二维超声法(2DE)和压差减半时间法(PHT)，未在临床广泛应用的主动脉血流连续性方程法(AFCE)和二尖瓣血流连续性方程法(MFCE)，近年提出的近端等速表面积法(PISA)及我们最近提出的定量方法-二尖瓣近端球缺表面积法(PSSA)〔2〕。迄今文献中尚未见到在同一组患者中对比上述6种方法的报道。在本研究中，我们在一组单纯二尖瓣狭窄患者中进行了上述工作。
资料与方法
研究对象 21例风湿性心脏病单纯性二尖瓣狭窄患者，男7例，女14例，年龄14～54岁，平均34.4±6.9岁，均为窦性心律，心功能Ⅱ～Ⅲ级。
, http://www.100md.com
使用仪器 采用美国惠普公司SONOS 1500型彩色多普勒血流显像仪，探头频率2.5/3.5MHz。
超声心动图检查
1.2-DE法：在胸骨旁二尖瓣口水平短轴观，取舒张早期二尖瓣开放平面，沿瓣叶黑白交界处描绘瓣口内缘，仪器自动给出MVA。
2.PHT法：在心尖四腔观以CW记录二尖瓣口血流频谱，选择轮廓清晰的频谱图测量舒张早期峰值流速(VE)及减速斜率，仪器按公式MVA＝220/PHT自动给出PHT法计算的MVA。
3.AFCE法：在胸骨旁左室长轴观测量舒张末升主动脉内径(AOD)，在心尖四腔观记录主动脉收缩期血流频谱及二尖瓣口舒张期血流频谱，轨迹球勾边得出主动脉血流收缩期流速积分(SVI)及二尖瓣血流舒张期流速积分(DVI)，采用公式MVA＝π/4.AOD2.SVI/DVI计算MVA。
, 百拇医药
4.MFCE法：在心尖四腔观测得舒张早期二尖瓣环最大流速V1，二尖瓣口最大流速V2，二尖瓣环内径D1，在心尖二腔观测量舒张早期二尖瓣环内径D2，采用公式MVA＝π/4.D1.D2.V1/V2计算MVA。
5.PISA法：在心尖四腔观显示二尖瓣口左房侧血流会聚区，调整彩色增益至不出现噪声的最高水平，切面扇角在30°以下，降低彩色翻转速度(Vn)以显示尽可能大的彩色翻转平面。选取舒张早期停帧，测量血流最窄处至彩色翻转(由红变蓝)界面顶点高度r，脱机测量同一帧图像的二瓣叶夹角θ，按以下公式计算MVA＝2πr2.Vn.θ/(180.VE)。
, 百拇医药
6.PSSA法：在与PISA法同一帧图像中，测量近端等速半球的球缺高度(h)，采用MVA＝2πr.h.Vn/VE计算MVA〔2〕(见图1)。
θ为二尖瓣前后叶之间的夹角，r为半球半径，h为球缺高度，整个半球的表面积为A1＝2πr2；将θ角相对于平面角校正后的表面积为A2＝2πr2 θ/180；将θ角相对于立体角校正后的表面积为A3＝2πr2(1-cos θ/2)＝2πr2.h/r＝2πrh
图1 二尖瓣狭窄近端血流会聚区示意图
, 百拇医药
上述测量均取5个心动周期的均值。
统计学处理 各项测值均以
±s表示，以AFCE法测量的MVA为标准，将其余5种方法的测值与之进行配对t检验及直线相关分析。
结 果
2DE和PISA的测值与AFCE相比有显著差异(P分别<0.01和<0.05)，而PSSA、PHT、MFCE三种方法的测值与AFCE无显著性差异(表1)。
表1 5种超声方法与AFCE法的MVA测值比较 参 数
AFCE
2DE
PHT
, 百拇医药
MFCE
PISA
PSSA
MVA(cm2)
P值
1.14±0.67
1.38±0.66
<0.01
1.21±0.50
NS
1.28±0.65
NS
, 百拇医药
1.36±0.84
P<0.05
1.30±0.81
NS
注：NS—无显著性差异
作为被检验对象的5种超声方法与AFCE测值的直线相关分析结果见表2。PHT、PISA、PSSA三种方法均与AFCE高度相关(r分别为0.91，0.90和0.92)，其中PSSA与AFCE相关最佳，而2DE和MFCE与AFCE的相关程度较低(r分别为0.85和0.87)。由回归方程可见，与AFCE测值一致性最高的方法为PSSA。
表2 5种超声方法与AFCE法的MVA测值相关关系 方法
r
, 百拇医药
SEE
回归方程
2DE
PHT
MFCE
PISA
PSSA
0.85
0.91
0.87
0.90
0.92
0.35
, 百拇医药
0.21
0.33
0.37
0.33
y＝0.84x+0.43
y＝0.67x+0.32
y＝0.84x+0.32
y＝1.12x+0.07
y＝1.06x+0.03
讨 论
在不同的研究中，MVA测量准确性的差异反映了下列差异的总和：(1)不同方法学准确性的差异；(2)狭窄程度和心功能状态的差异；(3)联合瓣膜病变的影响；(4)心房颤动的影响；(5)对比标准的不同；(6)操作者水平的差异。为了只检验第一种差异而排除其他因素的影响，在本研究中，我们严格选择了窦性心律的单纯二尖瓣狭窄患者(包括轻、中、重度狭窄的患者)，采用同一对比标准并由经验丰富的同一操作者进行操作，从而能较真实地反映不同方法学之间准确性的差异。由于AFCE具有完备的理论基础——连续性方程原理，即舒张期二尖瓣血流量等于收缩期主动脉血流量，同时多普勒测量主动脉血流量被公认为具有高度的准确性，已有的研究显示：AFCE与心导管技术测量的MVA相关系数高达0.99〔3〕。在本研究中，我们对研究对象作了严格选择，以保证AFCE作为检验标准的可靠性。
, 百拇医药
2DE法简便直观，不受血流动力学的影响，但对图像质量要求较高，在透声条件差、声束与瓣尖平面夹角较大以及球囊成型术后等的患者，其准确性显著下降。本文所选患者图像质量均较高，但2DE与AFCE相关程度最低且前者显著高估后者，反映了2DE法有较大误差。此外，2DE测值反映舒张期二尖瓣口的最大解剖面积，而AFCE测值反映二尖瓣口缩流区的舒张期平均血流面积，这也是前者高估后者的重要原因。PHT法操作简单，测量方便，因而获得了广泛应用。与AFCE一样，PHT测量的是二尖瓣口缩流区舒张期平均血流面积，因而与AFCE高度相关且无显著性差异。然而该方法建立于经验公式的基础上，受到联合瓣膜病变以及左房和左室顺应性的影响，在球囊成型术后，PHT的准确性显著下降〔4〕。1990年我们首先提出了MFCE法，该方法不受联合瓣膜病变的影响，反映舒张早期二尖瓣口最大面积，适用范围较广泛。但测量过程复杂，涉及参数较多，未得到广泛应用。
PISA法基于血流会聚和连续性方程的原理，近年已用于测量MVA。然而，二尖瓣前后叶之间并非一半球，其空间夹角必须加以考虑。我们的理论分析证明，二尖瓣近端血流会聚区为一漏斗型结构，瓣叶间的立体角为2π(1-cos θ/2)，而其切面上的平面角为2πθ/180，以往文献中均以后者代替前者。但我们的计算表明，当0°<θ<180°，2πθ/180的数值均大于2π(1-cos θ/2)。当θ分别为90°、120°和150°时，以平面角代替立体角将分别高估71%、33%和12%，且高估程度与θ成反比〔2〕，这解释了为何在本研究中PISA法显著高估了AFCE测值。晚近，Robert等对48例风湿性二尖瓣狭窄患者的临床研究证实了我们的结论〔5〕。此外，现有的仪器中尚无计算角度的软件，手工脱机测量θ角复杂而不准确。
, 百拇医药
针对PISA的理论缺陷，我们提出了以立体角2π(1-cos θ/2)计算MVA的PSSA法，经公式推导，立体角的测量可简化为球缺高度和半球半径两条直线距离的测量，它完善了PISA的理论基础，克服了它对瓣口面积的高估，而且避免了θ角的手工测量，大大提高了血流会聚法测量MVA的准确性和实用性。
在表1中，我们可以看出解剖面积大于血流面积，舒张早期最大面积大于舒张期平均面积的规律性。
我们结论认为，在测量MVA的超声方法中，2DE和PISA法有高估现象，AFCE、MFCE及PHT具有较高的准确性，而AFCE和PHT易受到联合瓣膜病变的影响；PSSA法准确简便，且可用于联合瓣膜病变的患者，较PHT法具有更为广泛的临床用途。
参考文献
[1]Pearlman AS.Role of echocardiography in the diagnosis and evaluation of severity of mitral and tricuspid stenosis.Circulation,1991,84(Suppl I):193～197
, 百拇医药
[2]张 运，张园园，张 梅，等。以平面角代替立体角——近端血流会聚法高估血流量的重要因素.中国超声医学杂志，1997，13(Suppl I):49～50
[3]张 运.多普勒超声心动图学.青岛，青岛出版社，1988，151～168
[4]Loyd D,Asd P,Wranne B.Pressure half-time does not always predict mitral valve area correctly.Am Soc Echocard,1988,1:313～321
[5]Robert D,Rifkin,Denuis T,et al.Comparison of proximal isovelocity surface area method with pressure half-time and planimetry in evaluation of mitral stenosis.J Am Coll Cardiol,1995;26:458～465
(1998-11-05收稿), http://www.100md.com
单位：250012 济南市山东医科大学附属医院心内科
关键词：超声心动图；二尖瓣狭窄；瓣口面积
中国超声医学杂志990411
摘 要 目的：对比研究主动脉血流连续性方程法(AFCE)、二维超声法(2DE)、压差减半时间法(PHT)、二尖瓣血流连续性方程法(MFCE)、近端等速表面积法(PISA)及我们晚近提出的近端球缺表面积法(PSSA)测量二尖瓣狭窄瓣口面积(MVA)的相对准确性。方法：在21例单纯二尖瓣狭窄患者，利用上述6种方法测量MVA，以AFCE测值为标准进行对比研究。结果：(1)后5种方法与AFCE测值均高度相关；(2)2DE和PISA两种方法显著高估了AFCE测值，而PSSA、PHT、MFCE三种方法与AFCE的测值无显著差异。结论：在单纯二尖瓣狭窄患者MVA的测量中，AFCE、PHT、MFCE和PSSA有较高准确性，又以PSSA法最为准确实用。
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A Comparative Study of Six Echocardiographic Methods in Measuring
the Mitral Valve Area in Mitral Stenosis
Zhang Yuanyuan,Zhang Yun,Zhu Shijuan,et al
Affiliated Hospital of Shandong Medical University,Jinan 250012
ABSTRACT Objective:This study is to evaluate the relative accuracy of 2DE method,pressure half-time method(PHT),aortic blood flow continuity method(AFCE),mitral blood flow continuity method(MFCE),proximal isovelocity surface area method(PISA)and proximal segment surface area method(PSSA)in measuring the mitral valve area(MVA)in mitral stenosis.Methods：MVA were measured in 21 patients with pure mitral stenosis by 6 methods and the other 5 were compared with AFCE.Results:1.The correlation coefficients between the 5 other methods and AFCE all were high.2.PISA and 2DE overestimated the MVAs obtained by AFCE while there were no significant differences among values of PSSA、PHT and MFCE with AECE.Conclusion:Our data demonstrated that in assessments of MVAs in mitral stenosis,PISA and 2DE over estimate the MVAs.AFCE,PHT and MFCE are accurate but the former two may be influenced by the combined valve lesions.PSSA is the most accurate method in assessment of MVAs and its clinical utility should be extended.
, 百拇医药
KEY WORDS Echocardiography Mitral stenosis Mitral valve area
在二尖瓣狭窄的患者中，明确各种超声定量诊断方法的相对准确性，对于正确选用这些方法，指导临床治疗，具有重要的意义〔1〕。现有测量二尖瓣狭窄瓣口面积(MVA)的超声方法有常用的二维超声法(2DE)和压差减半时间法(PHT)，未在临床广泛应用的主动脉血流连续性方程法(AFCE)和二尖瓣血流连续性方程法(MFCE)，近年提出的近端等速表面积法(PISA)及我们最近提出的定量方法-二尖瓣近端球缺表面积法(PSSA)〔2〕。迄今文献中尚未见到在同一组患者中对比上述6种方法的报道。在本研究中，我们在一组单纯二尖瓣狭窄患者中进行了上述工作。
资料与方法
研究对象 21例风湿性心脏病单纯性二尖瓣狭窄患者，男7例，女14例，年龄14～54岁，平均34.4±6.9岁，均为窦性心律，心功能Ⅱ～Ⅲ级。
, http://www.100md.com
使用仪器 采用美国惠普公司SONOS 1500型彩色多普勒血流显像仪，探头频率2.5/3.5MHz。
超声心动图检查
1.2-DE法：在胸骨旁二尖瓣口水平短轴观，取舒张早期二尖瓣开放平面，沿瓣叶黑白交界处描绘瓣口内缘，仪器自动给出MVA。
2.PHT法：在心尖四腔观以CW记录二尖瓣口血流频谱，选择轮廓清晰的频谱图测量舒张早期峰值流速(VE)及减速斜率，仪器按公式MVA＝220/PHT自动给出PHT法计算的MVA。
3.AFCE法：在胸骨旁左室长轴观测量舒张末升主动脉内径(AOD)，在心尖四腔观记录主动脉收缩期血流频谱及二尖瓣口舒张期血流频谱，轨迹球勾边得出主动脉血流收缩期流速积分(SVI)及二尖瓣血流舒张期流速积分(DVI)，采用公式MVA＝π/4.AOD2.SVI/DVI计算MVA。
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4.MFCE法：在心尖四腔观测得舒张早期二尖瓣环最大流速V1，二尖瓣口最大流速V2，二尖瓣环内径D1，在心尖二腔观测量舒张早期二尖瓣环内径D2，采用公式MVA＝π/4.D1.D2.V1/V2计算MVA。
5.PISA法：在心尖四腔观显示二尖瓣口左房侧血流会聚区，调整彩色增益至不出现噪声的最高水平，切面扇角在30°以下，降低彩色翻转速度(Vn)以显示尽可能大的彩色翻转平面。选取舒张早期停帧，测量血流最窄处至彩色翻转(由红变蓝)界面顶点高度r，脱机测量同一帧图像的二瓣叶夹角θ，按以下公式计算MVA＝2πr2.Vn.θ/(180.VE)。
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6.PSSA法：在与PISA法同一帧图像中，测量近端等速半球的球缺高度(h)，采用MVA＝2πr.h.Vn/VE计算MVA〔2〕(见图1)。
θ为二尖瓣前后叶之间的夹角，r为半球半径，h为球缺高度，整个半球的表面积为A1＝2πr2；将θ角相对于平面角校正后的表面积为A2＝2πr2 θ/180；将θ角相对于立体角校正后的表面积为A3＝2πr2(1-cos θ/2)＝2πr2.h/r＝2πrh
图1 二尖瓣狭窄近端血流会聚区示意图
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上述测量均取5个心动周期的均值。
统计学处理 各项测值均以
±s表示，以AFCE法测量的MVA为标准，将其余5种方法的测值与之进行配对t检验及直线相关分析。结 果
2DE和PISA的测值与AFCE相比有显著差异(P分别<0.01和<0.05)，而PSSA、PHT、MFCE三种方法的测值与AFCE无显著性差异(表1)。
表1 5种超声方法与AFCE法的MVA测值比较 参 数
AFCE
2DE
PHT
, 百拇医药
MFCE
PISA
PSSA
MVA(cm2)
P值
1.14±0.67
1.38±0.66
<0.01
1.21±0.50
NS
1.28±0.65
NS
, 百拇医药
1.36±0.84
P<0.05
1.30±0.81
NS
注：NS—无显著性差异
作为被检验对象的5种超声方法与AFCE测值的直线相关分析结果见表2。PHT、PISA、PSSA三种方法均与AFCE高度相关(r分别为0.91，0.90和0.92)，其中PSSA与AFCE相关最佳，而2DE和MFCE与AFCE的相关程度较低(r分别为0.85和0.87)。由回归方程可见，与AFCE测值一致性最高的方法为PSSA。
表2 5种超声方法与AFCE法的MVA测值相关关系 方法
r
, 百拇医药
SEE
回归方程
2DE
PHT
MFCE
PISA
PSSA
0.85
0.91
0.87
0.90
0.92
0.35
, 百拇医药
0.21
0.33
0.37
0.33
y＝0.84x+0.43
y＝0.67x+0.32
y＝0.84x+0.32
y＝1.12x+0.07
y＝1.06x+0.03
讨 论
在不同的研究中，MVA测量准确性的差异反映了下列差异的总和：(1)不同方法学准确性的差异；(2)狭窄程度和心功能状态的差异；(3)联合瓣膜病变的影响；(4)心房颤动的影响；(5)对比标准的不同；(6)操作者水平的差异。为了只检验第一种差异而排除其他因素的影响，在本研究中，我们严格选择了窦性心律的单纯二尖瓣狭窄患者(包括轻、中、重度狭窄的患者)，采用同一对比标准并由经验丰富的同一操作者进行操作，从而能较真实地反映不同方法学之间准确性的差异。由于AFCE具有完备的理论基础——连续性方程原理，即舒张期二尖瓣血流量等于收缩期主动脉血流量，同时多普勒测量主动脉血流量被公认为具有高度的准确性，已有的研究显示：AFCE与心导管技术测量的MVA相关系数高达0.99〔3〕。在本研究中，我们对研究对象作了严格选择，以保证AFCE作为检验标准的可靠性。
, 百拇医药
2DE法简便直观，不受血流动力学的影响，但对图像质量要求较高，在透声条件差、声束与瓣尖平面夹角较大以及球囊成型术后等的患者，其准确性显著下降。本文所选患者图像质量均较高，但2DE与AFCE相关程度最低且前者显著高估后者，反映了2DE法有较大误差。此外，2DE测值反映舒张期二尖瓣口的最大解剖面积，而AFCE测值反映二尖瓣口缩流区的舒张期平均血流面积，这也是前者高估后者的重要原因。PHT法操作简单，测量方便，因而获得了广泛应用。与AFCE一样，PHT测量的是二尖瓣口缩流区舒张期平均血流面积，因而与AFCE高度相关且无显著性差异。然而该方法建立于经验公式的基础上，受到联合瓣膜病变以及左房和左室顺应性的影响，在球囊成型术后，PHT的准确性显著下降〔4〕。1990年我们首先提出了MFCE法，该方法不受联合瓣膜病变的影响，反映舒张早期二尖瓣口最大面积，适用范围较广泛。但测量过程复杂，涉及参数较多，未得到广泛应用。
PISA法基于血流会聚和连续性方程的原理，近年已用于测量MVA。然而，二尖瓣前后叶之间并非一半球，其空间夹角必须加以考虑。我们的理论分析证明，二尖瓣近端血流会聚区为一漏斗型结构，瓣叶间的立体角为2π(1-cos θ/2)，而其切面上的平面角为2πθ/180，以往文献中均以后者代替前者。但我们的计算表明，当0°<θ<180°，2πθ/180的数值均大于2π(1-cos θ/2)。当θ分别为90°、120°和150°时，以平面角代替立体角将分别高估71%、33%和12%，且高估程度与θ成反比〔2〕，这解释了为何在本研究中PISA法显著高估了AFCE测值。晚近，Robert等对48例风湿性二尖瓣狭窄患者的临床研究证实了我们的结论〔5〕。此外，现有的仪器中尚无计算角度的软件，手工脱机测量θ角复杂而不准确。
, 百拇医药
针对PISA的理论缺陷，我们提出了以立体角2π(1-cos θ/2)计算MVA的PSSA法，经公式推导，立体角的测量可简化为球缺高度和半球半径两条直线距离的测量，它完善了PISA的理论基础，克服了它对瓣口面积的高估，而且避免了θ角的手工测量，大大提高了血流会聚法测量MVA的准确性和实用性。
在表1中，我们可以看出解剖面积大于血流面积，舒张早期最大面积大于舒张期平均面积的规律性。
我们结论认为，在测量MVA的超声方法中，2DE和PISA法有高估现象，AFCE、MFCE及PHT具有较高的准确性，而AFCE和PHT易受到联合瓣膜病变的影响；PSSA法准确简便，且可用于联合瓣膜病变的患者，较PHT法具有更为广泛的临床用途。
参考文献
[1]Pearlman AS.Role of echocardiography in the diagnosis and evaluation of severity of mitral and tricuspid stenosis.Circulation,1991,84(Suppl I):193～197
, 百拇医药
[2]张 运，张园园，张 梅，等。以平面角代替立体角——近端血流会聚法高估血流量的重要因素.中国超声医学杂志，1997，13(Suppl I):49～50
[3]张 运.多普勒超声心动图学.青岛，青岛出版社，1988，151～168
[4]Loyd D,Asd P,Wranne B.Pressure half-time does not always predict mitral valve area correctly.Am Soc Echocard,1988,1:313～321
[5]Robert D,Rifkin,Denuis T,et al.Comparison of proximal isovelocity surface area method with pressure half-time and planimetry in evaluation of mitral stenosis.J Am Coll Cardiol,1995;26:458～465
(1998-11-05收稿), http://www.100md.com