不同型号房间隔缺损封堵器能否影响左心容积和瓣环的运动：三维超声心动图评价

中国组织工程研究 ›› 2014, Vol. 18 ›› Issue (43): 7001-7006.

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不同型号房间隔缺损封堵器能否影响左心容积和瓣环的运动：三维超声心动图评价

夏普海提•阿迪力，吴治胜，穆玉明，唐琪，唐莎

新疆医科大学第一附属医院心脏超声诊断科，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830011

收稿日期:2014-09-03 出版日期:2014-10-15 发布日期:2014-10-15
通讯作者: 穆玉明，新疆医科大学第一附属医院心脏超声诊断科，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830011
作者简介:夏普海提?阿迪力，男，1988年生，新疆维吾尔自治区阿克苏市人，新疆医科大学在读硕士，主要从事超声心动图研究。并列第一作者：吴治胜，男，医师。
基金资助:
新疆医科大学一附院自然科学青年基金项目(2013ZRQN39)

Left ventricular volume and mitral annular motion under different occluders for atrial septal defect occlusion: an evaluation by real-time three-dimensional echocardiography

Xiapuhaiti Adili, Wu Zhi-sheng, Mu Yu-ming, Tang Qi, Tang Sha

Department of Echocardiography, the First Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University, Urumqi 830011, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China

Received:2014-09-03 Online:2014-10-15 Published:2014-10-15
Contact: Mu Yu-ming, Department of Echocardiography, the First Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University, Urumqi 830011, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China
About author:Xiapuhaiti Adili, Studying for master’s degree, Department of Echocardiography, the First Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University, Urumqi 830011, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China Wu Zhi-sheng, Physician, Department of Echocardiography, the First Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University, Urumqi 830011, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China
Supported by:
the Natural Science Foundation for the Youth in the First Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University, No. 2013ZRQN39

摘要/Abstract

摘要：

背景：封堵器封堵房间隔缺损具有明确的功能性、安全性和高效性等优势。
目的：运用实时三维超声心动图技术评价房间隔缺损封堵器对左心结构和二尖瓣环运动的影响。
方法：纳入37例确诊为继发孔型房间隔缺损患者，其中男20例，女17例，年龄20-60岁，根据缺损大小及边缘硬度选择对称封堵器进行封堵治疗，分别于封堵前1 d、封堵后1个月、封堵后3个月行常规及实时三维超声心动图检查。
结果与结论：选入的37例患者中，有4例因获得的三维超声图像质量欠佳未列入统计，最终33例获得满意的实时三维超声心动图图像并进入分析结果，33例术后封堵器位置均良好。封堵后1，3个月的左心室舒张末期容积、左心室收缩末期容积、左心房舒张末期容积、左心房收缩末期容积均较封堵前增加(P < 0.05)，且封堵后3个月效果更显著(P < 0.05)；3个时间点二尖瓣环位移、左心室射血分数相比无差异。封堵器型号与左心房容积变化率、左心室容积变化率呈正相关，心内膜垫残端与二尖瓣环位移无相关性。表明封堵器封堵房间隔缺损可增加左心房、左心室容量，对二尖瓣瓣环运动无影响。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

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关键词: 生物材料, 材料相容性, 房间隔缺损, 封堵术, 左心容积, 瓣环运动, 三维超声心动图

Abstract:

BACKGROUND: Occluder closure of atrial septal defect exhibits clear function, safety and efficiency advantages
OBJECTIVE: Using real-time three-dimensional echocardiography (RT-3DE) technique to evaluate the effect of atrial septal defect occlusion using different occluders on left ventricular structure and motion of the mitral annulus.
METHODS: Thirty-seven cases diagnosed as atrial septal defect underwent atrial septal defect occlusion, including 20 males and 17 females, aged 20-60 years. The occluder was chosen individually according to defect size and edge hardness. Conventional and RT-3DE examinations were performed at 1 day prior to occlusion, 1 and 3 months after occlusion.
RESULTS AND CONCLUSION: Four of 37 patients were withdrawn from the study because of poor RT-3DE results. The other 33 patients harvested good occlusion results. At 1 and 3 months after occlusion, left ventricular end diastolic volume, left ventricular end systolic volume, left atrial end diastolic volume, left atrial end systolic volume were significantly increased (P < 0.05). Moreover, the more increase in these parameters occurred at 3 months after occlusion (P < 0.05). There were no significant changes in left ventricular ejection fraction and mitral annular displacement at three different time points. Left ventricular volume change rate and left atrial volume change rate were positively correlated to the type of occluders, while there was no correlation between endocardial cushion stump and mitral annular displacement. These findings suggest that atrial septal defect occlusion can increase the volume of the left ventricle and left atrium, but exhibit no effect on the motion of the mitral annulus.

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Key words: heart septal defects, atrial, septal occluder device, echocardiography, stress

中图分类号:

R318

夏普海提•阿迪力，吴治胜，穆玉明，唐琪，唐莎. 不同型号房间隔缺损封堵器能否影响左心容积和瓣环的运动：三维超声心动图评价[J]. 中国组织工程研究, 2014, 18(43): 7001-7006.

Xiapuhaiti Adili, Wu Zhi-sheng, Mu Yu-ming, Tang Qi, Tang Sha. Left ventricular volume and mitral annular motion under different occluders for atrial septal defect occlusion: an evaluation by real-time three-dimensional echocardiography[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2014, 18(43): 7001-7006.

图/表（结果） 2

2.1 参与者数量分析纳入的37例患者中，其中有4例因获得的三维超声图像质量欠佳未列入统计，33例获得满意的三维超声图像并进入结果分析，并且术后封堵器位置均良好，其中31例无明显穿隔血流，2例仍有少量残余分流。2.2 房间隔缺损各残端测值房间隔心内膜垫侧残端9-12 mm，平均(10.0±2.4) mm；房顶部残端8-12 mm，平均(9.0±3.2) mm；大动脉侧残端0-3 mm，平均(2.0± 1.8) mm；主动脉对侧残端12-18 mm，平均(14.0± 1.8) mm；下腔静脉侧残端10-14 mm，平均(11.0± 2.2) mm；上腔静脉侧残端5-8 mm，平均(6.0±1.2) mm。

2.3 房间隔缺损封堵治疗前后左心功能的变化封堵后1个月的左心室舒张末期容积、左心室收缩末期容积、左心房舒张末期容积、左心房收缩末期容积均较封堵显著增加(P < 0.05)；封堵后3个月的左心室舒张末期容积、左心室收缩末期容积、左心房舒张末期容积、左心房收缩末期容积均较封堵前显著增加(P < 0.05)；封堵后3个月的左心室舒张末期容积、左心室收缩末期容积、左心房舒张末期容积、左心房收缩末期容积较封堵后1个月进一步增加(P < 0.05)；3个时间点二尖瓣环位移、左室射血分数比较差异无显著性意义(P > 0.05)，见表1。2.4 相关性分析左室舒张末期容积变化率与封堵器型号正相关(y=0.002 1x-0.027 9，r=0.91，P < 0.05) (图4A)，左室收缩期容积变化率和与封堵器型号正相关(y=0.002 9x- 0.016 8，r=0.79，P < 0.05) (图4B)，左房舒张末期容积变化率与封堵器型号正相关(y=0.002x-0.017 5，r=0.82，P < 0.05)(图4C)，左房收缩末期容积变化率与封堵器型号正相关(y=0.003 6x-0.024，r=0.83，P < 0.05)(图4D)，心内膜垫残端与二尖瓣环位移无相关性(y=0.011 6x+14.99，r=8.16，P > 0.05)(图5)。

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引言

20世纪60年代，Rasbkind球囊房间隔造口和Prostmann动脉导管未闭介入治疗的成功，使先天性心脏病的介入治疗得以迅速发展^[1]。20世纪90年代，Amplatzer开发了动脉导管封堵器、房间隔缺损封堵器及室间隔缺损封堵器，使置入技术和器材日趋完善，各种封堵器相继用于临床，先天性心脏病封堵器置入治疗得以广泛开展^[2]。经导管Amplatzer封堵器治疗，具有疗效可靠、创伤小、并发症少的优点，逐步在临床推广应用^[3]。Amplatzer封堵器是一种新型的适于继发孔型房间隔缺损的封堵器，与以往封堵器比较，除了其残余分流发生率低、效果可靠、适应证广等特点外，最重要的是其具有操作简便和安全性高的特点。封堵器具有良好的可调性，位置、大小不合时可完全回收，随意更换，不造成任何不良后果^[4]。封堵器作为介入治疗的植入物，用于治疗先天性心脏病，如房间隔缺损、室间隔缺损和动脉导管未闭，已在临床得到广泛应用^[5-6]，其主要原理是将左右心室间的漏洞、左右心房间的漏洞、主动脉与肺动脉之间的通道堵住。临床治疗使用的封堵器即刻及近期效果较好。经导管房间隔缺损、室间隔缺损封堵已成为目前治疗房间隔缺损、室间隔缺损最安全、有效的方法^[7-9]。封堵器介入治疗先天性心脏病有很多的优势，同时也有很多不良反应或并发症^[10-12]。Amplatzer房间隔封堵器装置的安放，均要求缺损边缘有足够的房隔组织将其固定，如固定不稳定则可能出现装置金属丝断裂、损伤瓣膜，引起血栓或心律失常等问题。房间隔缺损封堵技术具有明确的功能性、安全性和高效性^[13]，而超声心动图已成为房间隔缺损诊断、介入封堵治疗过程及术后评价的主要工具，近年来发展起来的实时三维超声心动图(real-time three-dimensional echocardiography，RT-3DE)技术无需依赖几何角度，可获取任何三维角度及方位切面，突破了二维超声对心脏显示及容积测量的限制，可定量反映左心容积和功能形态^[14-16]，因其实用性和独特的优越性已被引入到临床实践中^[17-20]。因此，本研究旨在从三维角度探讨房间隔缺损患者治疗前后左心结构与功能的变化特点，以及封堵器对二尖瓣环运动的影响。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程
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材料方法

1 对象和方法 Subjects and methods

设计：观察性试验。

时间及地点：于2012年1月至2013年3月在新疆医科大学第一附属医院心脏超声诊断科完成。

对象：

纳入标准：①经胸或经食管超声心动图确诊继发孔型房间隔回声缺失者。②经胸或经食管超声心动图示房水平左向右分流者。③经胸超声左心室心内膜缘清晰可辨者。④依从性好者。

排除标准：①经胸或经食管超声心动图示房水平右向左分流者。②中度以上三尖瓣反流及中度以上的肺动脉高压者。③心电图示心房颤动及频发期前收缩者。④合并右室心肌梗死、心肌病、瓣膜病及其他先天性畸形等心脏疾病者。⑤经胸超声透声条件差者。⑥依从性差者。

共纳入2012年1月至2013年3月于新疆医科大学第一附属医院诊断为继发孔型房间隔缺损患者37例，其中男20例，女17例；年龄20-60岁，平均(28±13)岁；缺损直径 10-38 mm，平均(25.48±5.26) mm。均实施房间隔缺损封堵治疗，根据缺损大小及边缘硬度选择对称Ampiatzer封堵器，直径14-42 mm，平均(29.8±7.9) mm。

材料：使用的封堵器为美国AGA公司生产的Amplatzer封堵器，输送鞘管为8-12F，分为18-42等多种型号。Amplatzer封堵器是一种新型的适于关闭二孔型房间隔缺损的装置，它由具有自膨胀性的双盘及连接双盘的腰部3部分组成，外观呈双盘状，由超弹性镍钛合金丝编织而成，封堵器中缝有3层聚脂片，封堵器两端受力牵拉时呈线条状，放松后可自行恢复原状。Amplatzer封堵器可自轴旋转，可回收重新放置；需附着房间隔的边缘小，直径小于40 mm者都可考虑应用Amplatzer封堵器治疗；输送鞘管小，其腰部直径与房间隔缺损直径相匹配，不易发生移位；能封堵邻近二孔边缘的多发缺损；双盘状结构恢复记忆形状后可以稳定封堵房间隔缺损的边缘部分，降低残余分流的发生率；具有高度抗疲劳能力，生物相容性较好。

仪器：应用美国PHILIPs IE33型彩色实时三维超声诊断系统，二维成像选用S5-1探头，三维成像使用X3-1实时三维矩阵探头，探头频率分别为2.5 MHz、2.7 MHz。

方法：

实时三维超声心动图检查：患者取平卧或左侧卧位，连接心电图，取胸骨左缘、心尖及剑下等声窗部位获得清晰的二维切面图像后，行常规经胸超声心动图检查并启动三维成像，以心尖四腔和两腔观作为基础切面，调整每个切面的轴心及轴线位置，确保轴线通过该切面的最大面积，行实时全容积三维超声心动图检查：①胸骨旁四腔观：了解房间隔缺损前下缘与后上缘间的距离。②大血管短轴观：了解房间隔缺损的前后径。③剑下四腔观：了解房间隔缺损距上腔静脉入口的距离。④剑下两腔观：了解房间隔缺损距下腔静脉入口的距离。术前检查明确为中央孔型的房间隔缺损，能够清晰显示房间隔缺损的周缘残端及其回声和活动情况，测量房间隔缺损残端的长度，对超声显示房间隔缺损断端回声纤细、摆动明显者，视为无效残端，去除此无效残端，测量房间隔缺损最大径线，即为参考选择封堵器大小的房间隔缺损测值。将图像存储于三维测量工作站中，运用超声诊断系统内置及外置计算机内的QLAB高级超声定量分析软件对三维图像进行测量分析，可获得左心室舒张末期容积(图1)、左心室收缩末期容积、左心房舒张末期容积(图2)、左心房收缩末期容积、左心室射血分数(等参数值。利用TMQ-ADV分析软件，二尖瓣环收缩期最大位移的定量分析采用心尖四腔图像，分别于二尖瓣瓣环侧壁、后室间隔与心尖处描记3点，系统自动算出二尖瓣环中点处收缩期最大位移(图3)。由公式容积变化率= (V₁-V₂)/V₂ (V₁表示术后容积，V₂表示术前体积)，计算得出左室舒张末期容积变化率、左室收缩期容积变化率、左房舒张末期容积变化率、左房收缩末期容积变化率，均取连续3次测量的平均值。

主要观察指标：分别于封堵前1 d、封堵后1个月、封堵后3个月进行实时三维超声心动图检查。

统计学分析：采用SPSS 19.0统计软件，计量资料采用x(_)±s表示。3个时间点间之间两两比较采用成对样本t 检验，对左心容积变化率与封堵器型号、房间隔心内膜垫残端与二尖瓣环位移进行Pearson相关系数(r)检验。以P < 0.05为差异有显著性意义。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

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讨论

房间隔缺损是最常见的先天性心脏病之一，发病率为10%-30%^[21-22]。房间隔缺损是引起慢性右心系统容量负荷过重的主要原因之一^[23]，早期为左向右分流，如处理不当可合并肺动脉高压，甚至出现艾森曼格综合征。目前，经导管房间隔缺损封堵是治疗继发孔型房间隔缺损的非外科手术方法，具有创伤小、操作简便、恢复快、安全性好、成功率高、并发症少等优点，逐渐在临床上广泛应用^[24-26]。在观察房间隔缺损患者左心系统结构和功能方面，常规二维超声心动图技术难以准确测量其容积和收缩功能，而实时三维超声心动图能够动态显示左心立体空间内的解剖和运动，不需要对左心进行几何模型假设，能够准确而快速地评价左心容积和功能^[37-38]。本研究应用实时三维超声心动图技术对房间隔缺损患者封堵前后左心容积及瓣环运动进行比较并做了定量分析，研究结果显示，房间隔缺损介入封堵治疗后左心容积有较明显变化，封堵后3个月和封堵后1个月与封堵前比较，二尖瓣环位移和左心室射血分数均无明显改变。
软缘情况是决定如何选择封堵器的关键因素之一，根据软缘的支撑力不同，选择封堵器时最大值也不相同^[29-30]。如何判断软缘的支撑力和如何选择封堵器大小是手术成功与否的关键，作者认为残端薄、回声低、摆动幅度>10 mm时，该残端为软缘，支撑力较差；如果边缘几乎无回声，只有在加大增益或利用组织谐波时才隐约可见，摆动幅度也更大，这种软缘几乎无支撑力。无支撑力的软缘在测量时把所有软缘包括在缺损内，选择封堵器时可按包括软缘在内的大小作为标准或在此基础上加2 mm左右。尽管不同切面房间隔缺损内径和软缘残端有差异，但封堵器释放后腰部内径无明显差异，表明封堵器可以重塑房间隔缺损的形态，使之成为一个近似圆形，所以在选择封堵器大小时，主要以3个切面房间隔缺损加两侧软缘之和的平均值作为参考，在3个切面中选择封堵器的大小均小于房间隔缺损大小加上两侧软缘长度之和，表明软缘是有一定支撑力的，当软缘有一定支撑力，选择封堵器时要比硬缘的房间隔缺损不同程度加大。如果软缘较短，测量时可把软缘算在缺损之内，此时的测值可作为选择封堵器的标准；如果软缘较长，测量时可把软缘的1/2或1/3算在缺损之内，测值作为选择封堵器的标准，软缘越长剔除的比例可略小；如果整个房间隔几乎均为软缘，建议用球囊测量伸展径后再选择封堵器，但一定要控制好球囊的压力，以球囊腰部切迹刚出现为宜，压力过大可能会导致房间隔撕裂。在封堵过程中，封堵器腰部的张力可以挤压房间隔残端，使周边残端卷缩，使房间隔残端与封堵器腰部之间形成一个相互之间的作用力，这个力量是决定封堵器是否牢固的首要因素。力量过小会导致封堵器在随房间隔摆动过程中出现松动，从而有封堵器脱落的危险；力量过大会使封堵器形态变形，释放后的封堵器伞盘变厚，甚至成球形，从而占据左、右心房的有效容积，影响心脏功能，同时，力量过大也有将房间隔软缘撕裂的危险。

房间隔缺损封堵后由于异常血流动力学发生逆转，原分流造成增加的右心容量负荷减低，左心发生重构^[31]，左心容量开始增加，这种容量负荷的变化导致左心系统结构随之改变，心肌为了适应增加的左心血流量，使心脏尽可能达到最佳状态，致使左房左室体积增大。心房和心室的收缩或舒张容积都是在术后随着时间的进程逐渐增大，而且这种增大是左向右分流消失后左心房和左心室自肺循环的血流量增加所致。

目前常用二尖瓣环收缩期位移来评价左心室整体收缩功能，作为评价左心功能的一个简单方法^[32]。在本研究中涉及到房间隔缺损封堵器相邻于二尖瓣的瓣环，尤其是心内膜垫残端紧邻二尖瓣环，所在观察了封堵器装置是否对瓣环的运动有影响，研究发现堵器装置对瓣环运动没有影响，封堵器下极没有触及二尖瓣，结果表明符合封堵条件的心内膜垫侧残端大小与封堵器后二尖瓣环位移无相关性。这也从另一个角度反映了左心室收缩功能在手术前后没有变化，与本研究所测左室射血分数值封堵前后的比较是一致的，室间隔心肌本身的微循环及收缩功能并没有发生障碍。尽管Giardini等^[33]研究报道了房间隔缺损术后心功能有所改善，因其研究中所纳入的病例大部分在术前都伴有左心功能减退，而本研究中的入选病例术前左心功能均在正常范围，因此房间隔封堵对二尖瓣环位移没有影响，同时它对左心功能改变也没有影响。

本研究还发现封堵器型号大小与房、室容积变化率呈正相关。封堵器的型号越大，手术后纠正的分流量和容积变化率也就越大，这可能是由于在一定范围内，封堵器越大封堵后改善的分流量也越大，即相比封堵前，封堵后流入左心的血流量就越多，左心容量增加的幅度也越大。

综上所述，房间隔缺损的临床治疗主要是封堵，而在封堵介入治疗过程中，超声心动图的应用提高了封堵介入治疗的临床效果。超声心动图能够帮助临床严格筛选实施封堵病例，通过超声心动图筛选排除不能进行封堵病例(合并重度肺动脉高压、肺静脉畸形引流、部分多发性房间隔缺损，其中缺损之间存在复杂畸形)。在封堵治疗过程中，超声心动图监测有助于选择合适封堵器，能够有效引导封堵器释放，观察封堵器的位置及形态等。在封堵后随访中，超声心动图能够观察到封堵器位置是否改变，形态是否正常，是否存在残余分流等，有助于对封堵后疗效进行评价^[34-35]。所以，超声心动图在房间隔缺损封堵术中起着重要作用，有助于封堵前病理筛选，对封堵进行全程监测，有助于封堵后病例随访和疗效评定，值得借鉴。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程
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不同型号房间隔缺损封堵器能否影响左心容积和瓣环的运动：三维超声心动图评价

Left ventricular volume and mitral annular motion under different occluders for atrial septal defect occlusion: an evaluation by real-time three-dimensional echocardiography

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