瓣膜性心脏病威胁着全球超过1亿人群的健康，这一数字仍在增长，主要与人口老龄化导致退行性瓣膜病的发生率增加和发展中国家风湿性心脏病的高发病率有关。在过去的50年里，施行了大约万例人工心脏瓣膜(PHV)置换术，瓣膜置换术仍然是大多数严重心脏瓣膜病患者的最终治疗手段。预测到年大约每年进行85万例心脏瓣膜置换术。
本文就多种影像学技术在PHV功能评价中的应用进行推荐。主要内容包括人工心脏瓣膜的类型、超声心动图评价、其他影像学技术、PHV功能与特征、PHV功能障碍、随访与监测、人工瓣膜的具体评价方法等，本文仅就超声心动图评价、其他影像学技术做主要阐述，有需要读者可进一步阅读全文。超声心动图评价
2D和多普勒超声心动图测量对于植入PHV患者的初始评价和随访非常重要。PHV的超声检测与自然心脏瓣膜的原则相同，但PHV的测量更具有挑战性。在对PHV进行超声心动图检查时，需要了解及记录以下信息：1)进行超声心动图检查的原因；2)患者的症状；3)PHV的类型和型号；4)手术的日期；5)血压和心率；6)患者的身高、体重和体表面积(表4)。如果出现新的心脏杂音或可能与PHV相关的症状时，需要进行全面的超声心动图综合评价。出院后近期进行的超声评价，可作为PHV的基线特征("指纹")。
12D超声心动图检查2DTTE是评价PHV首选的影像学检查方法。2DTOE检查更多用于对PHV的结构及相关并发症的评价。对于所有PHV功能障碍的患者均推荐进行TOE检查。
PHV系统完整的超声心动图检查包括多切面观察(传统的胸骨旁及心尖部TTE切面、或经食管中段二腔、三腔和四腔、瓣膜联合部和经胃底的TOE切面及其他离轴切面)以确定人工瓣膜的类型，明确瓣叶/阀体的形态与运动是否正常，检查缝合环的完整性与稳定性(任何摇摆运动)，识别PHV任何部分的钙化及结构异常，评价心腔大小、LV壁厚度及质量、LV收缩及舒张功能指标、以及肺动脉收缩压(SPAP)。对于主动脉瓣PHV还需测量主动脉根部及升主动脉内径。
放大的实时2D图像有利于更清晰显示PHV。M型超声可更好地评价瓣膜运动(瓣叶的快速开放与关闭、阀体的运动度)和对应的时间间隔以及对快速运动的识别。对于二尖瓣位置人工碟瓣运动的评价效果更佳，因为TTE和TOE可在77%和%的患者中清晰显示二尖瓣的开放和关闭角度。而对于主动脉瓣位置的人工瓣膜，TTE和TOE对单叶碟瓣的开放角度(非关闭角度)的辨识率仅为40%和77%，对双叶机械性瓣膜则仅为13%和35%。由于机械性瓣膜功能障碍间歇性或非周期性出现(间歇性的跨瓣压差升高)，因此建议采用连续多个心动周期仔细检测跨瓣压差及碟瓣动度。
2多普勒超声心动图PHV的跨瓣血流评价原则与自体瓣膜的评价类似，包括多平面扫查、调整多普勒声束与血流方向平行。记录多普勒信号时扫描速度应设为mm/s。窦性心律时应测量1～3个心动周期。在心房颤动时，应尽量在心室率65～85次/min下测量并取5个心动周期的均值。由于有效瓣口面积(EOA)和多普勒速度指数(DVI)的计算需要在不同心动周期中获得测值，建议所采用不同心动周期的R-R间期变异度小于10%。多普勒图像采集应在平静呼吸或者呼气中段屏住呼吸时进行。多普勒图像采集通常首选TTE，当图像采集存在技术困难时可采用TOE。
3彩色多普勒超声心动图彩色多普勒评价需采用多平面检查和合适的彩色多普勒参数设置(Nyquist极限大约50～60cm/s)。彩色多普勒可区分生理性与病理性血流，以及人工瓣膜的瓣内和(或)瓣周反流。应对血流束的起源与方向进行评价。瓣周反流的定位通常比较困难，需要经胸多个部位包括离轴切面进行探测。在这种情况下常常需TOE检查，特别是对于人工二尖瓣膜和人工三尖瓣膜，TOE要优于TTE。TOE是评价瓣周反流必不可少的技术。反流束有可能被人工瓣膜声影遮挡。
43D超声心动图实时3D超声心动图，尤其是3DTOE检查对PHV的评价可提供比2D超声心电图更多的信息。3D超声心动图面向瓣膜的外科切面对评价PHV功能非常有帮助，可识别反流束的存在、起源、方向及反流程度。瓣周漏在3D超声上表现为缝合环外侧的回声失落，并可通过彩色多普勒进一步证实。3D超声可更好地显示PHV的结构如瓣叶、瓣环及其支撑结构。3D超声还用于评价血栓形成、血管翳及人工瓣膜开裂。尤其当2D超声由于声影遮挡而造成图像质量差时，3D对于机械性二尖瓣及主动脉瓣的评价更具优势。2D超声不能显示的人工二尖瓣的心室面，通过3D超声可以显示。
在经标准2D显像确定PHV最佳显示切面后，进行缩小扇角、3D放大和有或无彩色多普勒的全容积采集(心电图门控的单个心动周期或多个心动周期)。3D数据采集完成后，对图像任意切割以最优化显示心脏结构。通常将从LA面显示的二尖瓣图像旋转，使主动脉瓣位于12点位置、左心耳位于9点位置。左、右冠状动脉窦之间的瓣叶联合处置于5点位置，而右冠窦与无冠窦之间的瓣叶联合处则置于8点位置。主动脉瓣瓣周漏常发生在右冠瓣与无冠瓣的交界区。
3D显像存在某些限制性，如心脏前部结构显示较差、时间分辨率较差、心律失常患者心电图触发不良导致的图像质量欠佳以及组织回声失落等。通常在需要牺牲时间分辨率、帧频小于10Hz的情况下，采用3D放大成像模式可获得较高的空间分辨率。但这不利于对快速运动结构的观察，如赘生物、二尖瓣环的运动。由于心脏前部结构如主动脉瓣和三尖瓣结构距离TOE探头位置较远，不如心脏后部结构如二尖瓣后叶等显示清晰。
5负荷超声心动图负荷超声心动图是评价PHV血流动力学的重要手段，特别是当患者的症状表现与PHV血流动力学不相符时。对于无症状、有轻度或症状模棱两可的患者，优选运动负荷试验超声心动图。半仰卧位蹬车运动试验比直立位或者平板运动试验技术上更容易些，尤其是需要对运动峰值时的多个负荷指标进行评价时。对中、重度症状的患者或不能进行运动试验的患者可选用低剂量多巴酚丁胺(最大剂量为20μg·kg－1·min－1)负荷超声心动图，具体方案可参照相关文献。
要点：2DTTE被推荐为评价PHV的一线影像学方法。TTE亦作为记录多普勒图像的首选方法。对于疑似PHV功能障碍的患者需结合TTE和TOE进行全面系统的评价。3D超声心动图，尤其是3DTOE可提供更多信息，因此其临床应用日益增加。TTE和TOE均需采用多角度和多平面进行探测，以保证更加全面地显示瓣膜及瓣周结构。TTE/TOE检测人工二尖瓣的瓣膜运动比人工主动脉瓣更具敏感性。对于PHV反流的评价，TOE对人工二尖瓣和人工三尖瓣更具优势，而TTE对人工主动脉瓣显示更佳。TOE，特别是与3D显像相结合时，对于瓣周反流的评价更具优势。
其他影像学技术
1荧光透视成像荧光透视成像对于机械性PHV的评价简便、易行且无创，主要用于跨瓣压差异常升高的患者。该技术可正确识别植入瓣膜的类型并评价其功能。通过合适的投影可评价瓣叶运动、瓣环运动、瓣膜各部位的破裂或移位。瓣环根部异常的倾斜或者摇摆提示广泛的瓣叶开裂。但该检查不能进行血流动力学的评价，也不能提示瓣叶动度减低的原因。
通常情况下，荧光透视成像时患者取仰卧位。在三个主要投影观察PHV：a)后前位(0°)及侧位(90°)投影来识别瓣膜的"原位"方向；b)"侧位"投影(射线束与瓣环及碟瓣的倾斜轴相平行)有助于计算瓣膜开放和关闭的角度；c)"正面"投影(射线束与瓣膜流出道相平行)仅用于人工二尖瓣的评价。由于手术的人工瓣膜方位不同，常常需要仔细调整患者的体位和采用头－尾向成角的方法进行观察。值得注意的是，在评价主动脉瓣瓣叶动度方面荧光透视成像优于超声心动图。
每一个体位均需记录一动态图像(大约10个心动周期)，从中选择图像帧对瓣膜的运动距离进行评价和测量。在人工瓣膜完全开放和完全关闭时两个瓣叶之间的距离为开放角和关闭角(图1A，图1A和图1B)。对于人工单叶碟瓣，开放角定义为瓣膜完全开放时罩与碟瓣间的距离，而对于人工双叶碟瓣，开放角为完全开放时两个碟瓣之间的距离(图1B)。尽管对某些机械性瓣膜X线穿透度较差，但仍经常采用荧光透视成像法进行评价。
图1A采用荧光透视成像(A和B)和心脏CT(相对于瓣口环平面的瓣叶角度)(C和D)评价机械性双叶瓣膜的关闭(A和C)与开放角度(两个碟瓣处于完全开放和关闭位置时的夹角)(B和D)
图1B显示荧光透视成像下机械性侧倾碟瓣的开放(A)和关闭角度(B)值得注意的是，当探测到组织瓣膜钙化时可诊断为瓣膜退行性变，但无法评价钙化所产生的血流动力学影响。
2心脏CT心脏CT通常不作为常规检查，主要用于疑似心脏瓣膜功能障碍或其他并发症时。CT可对瓣膜运动、整体性、瓣膜或瓣周病变(如心内膜炎、瘤样扩张或其他周围组织受累)提供额外的诊断信息。CT可替代荧光透视成像用于测量机械性PHV的开放/关闭角(图1A，图1C和图1D)，以及用于TOE不能明确的生物瓣瓣叶显像(如瓣叶增厚、钙化或血栓形成)。CT可显示瓣叶对合不良，在某些病例可定量测量反流口面积。也有可能识别瓣周反流，这取决于病变的大小及瓣环的荧光透视成像程度。动态CT重建时发现瓣环的摇摆运动有助于瓣环开裂的诊断。CT可鉴别血栓形成和血管翳，并可通过测量解剖瓣口面积(几何学瓣口面积，GOA)来定量人工生物瓣膜的狭窄程度。瓣膜的梗阻性或者反流性功能障碍所导致的形态学改变可表现为心室或心房的扩大或超声增强剂显示的血流淤滞。在再次手术术前准备时，心脏CT可用于评价冠状动脉情况或冠脉桥血管的通畅情况，尤其适用于非退行性瓣膜性心脏病的年轻患者。术前CT可估测胸骨及RV之间的距离，有助于避免胸骨切开术时的意外创伤。由于左回旋支紧邻瓣环可能导致损伤(尽管较为少见)，可采用冠脉CT血管造影进行评价。
采用心电图同步采集或重建，可在自由呼吸状态下(取决于时间分辨率)在任意切面获取或重建亚毫米级别的均质空间分辨率图像。如果获取的是整个心动周期的数据，则可用于重建连续心脏时相的图像，有助于评价瓣膜结构位移。与实时超声心动图不同的是，动态CT重建仅显示单个心动周期。与荧光透视成像类似，透射线较好的机械性瓣膜动态评价不需要注射造影剂。与冠脉CT血管造影类似，心脏CT可能需要药物控制心率。PHV在瓣膜完全开放或者完全关闭时显示最佳，正常开放角度取决于PHV的类型，有时亦取决于瓣膜植入的位置(表6)。右心瓣膜尤其是人工三尖瓣的造影增强显像，常因造影剂由上腔静脉进入心腔的不均质混叠而显示欠佳。这时可以选择在再循环过程中采集图像，或者是在合适的时间、按适当比例从上、下肢血管同时注入造影剂可改善右心造影剂的均质化。
心脏CT的不足之处是应用碘造影剂及存在电离辐射。按照扫描仪器的类型、选择的扫查流程及对单相或多相图像的要求不同，照射剂量范围为1～20mSv。心脏CT另一限制性是不能评价血流及血流动力学。虽然瓣环周边的填充材料的密度略高于造影剂增强的血流，但也有可能被误诊为反流。
3心血管磁共振已经证实CMR在PHV患者中应用是安全的，常用于评价伴随的主动脉病变。CMR在评价心腔容积和血流方面非常具有优越性，在评价PHV功能亦有价值，特别是可作为TTE无法明确诊断而又无法行TOE检查时，CMR具有很好的补充诊断价值。CMR的稳态自由运动(SSFP)序列可用于对人工瓣膜的分析评价，该技术可精确区分血液与组织。采用SSFP很容易显示通过反流口的涡流(质子运动时旋转相移产生信号缺失)。通过获取标准短轴切面、二腔、三腔、四腔长轴切面并结合与瓣膜关闭线垂直的斜长轴切面来显示PHV的解剖结构。可识别瓣叶动度受限并测量生物瓣膜的几何学瓣口面积(GOA)。尚无应用CMR评价血管翳或血栓形成的研究报道。在某些情况下，通过应用SSFPCMR描绘与瓣膜平面平行且与反流束垂直的反流口面积来评价解剖学反流口面积。而且通过相位－对比速度成像技术可获得血流及速度信息。因此，CMR在评价PHV反流中具有很高的价值，特别适用于肺动脉瓣置换术后的随访。尽管越来越多的研究证实了CMR在自体瓣膜反流定量评价中的价值，亦有少量研究评价CMR在经导管主动脉瓣植入术(TAVI)中的作用，而对外科手术植入PHV评价的资料仍非常有限。即使有时不能测量瓣膜角度，CMR仍可显示PHV梗阻导致的异常偏心血流束。钆延迟增强CMR(在注射造影剂10～20min后采集图像)常用于各种心肌病患者的心脏纤维化评价。在PHV患者中，CMR可用于评价瓣膜置换对心肌结构的影响。对于迄今为止测试过的心脏瓣膜，CMR相关的瓣膜热化并不明显。此外，尽管CMR可提供PHV相关的血流特征与速度信息，仍需更多的研究来提供用于区分正常与病理状态的诊断参考值。
4心脏核素显像核素显像技术在PHV评价中的应用较为局限。近来的研究热点是围绕应用18F-FDG的PET技术识别PHV心内膜炎，这不在本文的阐述范围内。其他研究提示应用18F-氟化钠的PET/CT技术能在自体主动脉瓣狭窄患者中检出活动性的组织钙化并能预测疾病的进展。尚需进一步的研究证实该项技术是否能够识别人工生物瓣膜组织的钙化并据此预测结构性瓣膜退行性变的风险。
要点：非超声影像技术通常不作为评价PHV的常规手段，适用于怀疑瓣膜功能障碍或存在其他并发症时。可提供瓣膜完整性和瓣膜/瓣周病理性改变的更多信息。荧光透视成像可补充性评价机械性PHV的瓣膜活动度和瓣环结构。心脏CT可辅助显示人工生物瓣膜钙化、退行性变、血管翳或血栓形成、以及评价机械性瓣膜阀体的运动情况。CMR尚未常规用于PHV的评价，但其应用日益增多。核素显像在评价PHV方面应用有限，仅适用于可疑感染性心内膜炎的情况。
本文来源：节选自《中华超声影像学杂志》,,26(03):-.
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