2023年6月（总第8期）

据估计，全球每年有30万枚人工心脏瓣膜（PHV）通过手术植入，预计到2050年，这一数字将增加到85万个。PHV患者发生假体瓣膜功能障碍、退行性变及最终PHV衰败的风险也相应增加。虽然在大多数情况下这是一个隐蔽的过程，但偶尔也会迅速发病，并成为一种危及生命的疾病。TTE由于它的广泛可用性成为了PHV评估的基石，它可移至患者床边，成本相对较低，而且它允许对PHV本身和其他心脏结构进行全面的血流动力学评估。然而，仅通过超声心动图很难识别细微的病变，再加上图像质量不佳，就需要多模态成像（MMI）来识别PHV病理原因和程度。临床实践中的一个常见的挑战是何时应该考虑多模态成像，以及哪种模式更适合患者的情况。

经胸超声心动图（TTE）

TTE是人工心脏瓣膜评估和监测的关键性无创成像方式。2020年美国心脏病学会/美国心脏协会（ACC/AHA）指南的建议是在PHV置换术后6周至3个月进行TTE随访，以评估瓣膜血流动力学，并为未来的评估建立基线对比。有任何临床怀疑提示PHV功能障碍时建议进行超声心动图随访。鉴于对人工生物瓣膜耐用性的担忧，即使患者无症状也建议在瓣膜置换术后5年和10年进行TTE评估，然后每年进行一次。经导管主动脉瓣置换术（TAVR）后，建议在基线及每年进行一次TTE随访。一般机械心脏瓣膜（MHV）不需要进行常规随访，除非临床症状发生改变。超声心动图评估对PHV的评估应包括多个视窗进行全面的形态学和血流动力学的评估，通过常规使用彩色和频谱多普勒评估狭窄和反流，通过流速、梯度、多普勒速度指数（DVI）、射流速轮廓、加速时间和有效瓣口面积（EOA）的评价确定瓣膜功能。每种类型的瓣膜都有其独特的血流动力学特征，这也受到患者的体表面积（BSA）和瓣膜大小的影响。因此，还应记录包括植入瓣膜的类型及其大小、手术日期、患者的血压、心率和BSA。三维（3D）超声心动图，特别是TEE，有助于评估PHV特征，如小叶钙化、增厚、活动性以及赘生物、血栓或瓣旁漏（PVL）的检出。TTE足以评估位于前方的主动脉假体瓣膜，但是受到瓣膜声影及混响伪影的影响，且左房位于远场，空间分辨率较低，就导致了TTE评估PHV小叶、瓣膜反流和PVL的局限性。

经食管超声心动图（TEE）

TEE通常被用作TTE的辅助手段，以扩大对影像学表现的评估，特别是TTE技术有限或临床高度怀疑PHV功能障碍时。TEE更接近PHV、有更高的空间分辨率，当TTE提示高梯度或反流的证据时，可作为评估PHV功能障碍病因的主要手段。3D TEE成像是一种极好的成像工具，可用于观察PHV反流、定义瓣旁漏区域和确定潜在肿块的特征。由于TEE图像取自心脏后方，所以在评估二尖瓣和三尖瓣PHV功能障碍时特别有用。虽然TEE显示PHV肿块方面优于TTE，但是不能可靠的区分血栓和血管翳。TEE的其他局限性包括评估PHV钙化程度，准确测量瓣膜开启和关闭角度，以及对评估心内膜炎并发症的主动脉旁区的可视化。此外，由于超声束对瓣膜的倾斜扫描，在评估主动脉瓣血流动力学方面存在挑战，主动脉瓣反流会由于二尖瓣假体瓣膜或者在特别是机械瓣的主动脉瓣声影存在下可能被掩盖。

荧光透视成像

在没有心脏CT或临床不稳定的情况下，透视检查主要作为TEE的补充，用于评估机械假体瓣膜小叶/瓣架运动。由于每个机械心脏瓣膜（MHV）都有独特的透视外观，如果患者缺乏可靠的PHV手术信息，它可以帮助识别PHV类型。它也可以在质疑瓣膜开裂的情况下检测HPV缝合环的异常运动和摇摆。在某些患者中，可查出瓣叶卡住/冻结导致确定梯度增加的原因。另外透视还可以帮助确定PVL的存在。

心脏CT

当在超声心动图出现或怀疑PHV功能障碍时，心脏CT是一种补充方法。它具有良好的空间分辨率和时间分辨率。因此，对PHV进行全面的形态学和解剖学评估是可行的。注射造影剂有助于多瓣膜和其他潜在并发症的评估。CT对于经导管主动脉瓣置换术（TAVR）和经导管二尖瓣置换术（TMVR）术前的评估是必不可少的，不仅是患者的解剖适宜性，还是对评估手术植入PHV失败的机制也是必不可少的。CT的主要限制是由于射线束硬化和金属伪影导致的机械HPV评估受限。特别是在单叶瓣中，这可以通过提高管电压（最好没有剂量调制）、改善心率控制（可行时）和使用更快时间分辨率的双源CT扫描仪来克服。

心脏磁共振

当超声心动图评估不理想或需要更准确的瓣膜反流定量，但TEE不能充分评估时，心脏磁共振成像（MRI；CMR）可用于评估PHV功能障碍。对PHV功能障碍机制的评估，特别是对小叶特征的评估，由于缝合环和/或机械小叶伪影掩盖了精确的小叶评估，使CMR受到限制。与单瓣和钴铬瓣相比，双瓣和钛瓣的伪影不那么明显。与超声心动图和CT相比，CMR在定量人工瓣膜反流和评估心室大小、功能、血栓和心内肿块方面表现更好。标准的CMR PHV评估包括屏气电影稳态自由进动（SSFP）序列，在多个平行堆叠和正交视图中评估PHV形态和功能，然后是相位对比成像来评估/量化人工瓣膜血流动力学（狭窄和反流）。通过T1、T2定位和可选的晚期钆增强序列的组织特征可以提供额外的信息，但不是常规必需的，除非是否需要心脏肿块、血栓或心肌纤维化评估。CMR主要局限性是机械瓣相关的金属磁化率伪影，导致局部磁场畸变和信号空洞。

心脏核素显像

PHV的核医学使用仅限于评估感染性心内膜炎（IE）或炎症，特别是在根据Duke标准的“可能IE”的情况下。核医学评估可以用铟-111标记的WBC SPECT/CT或18F-FDG PET/CT进行，以评估PHV近期或远期感染。特别是，PET/CT可用于评估瓣旁并发症，如在TEE或CT上不明显的主动脉瓣根脓肿，以及脓毒性栓塞。核医学技术的一个主要局限性是需要经验丰富的中心和训练有素的医生，他能对核扫描采集进行恰当的患者准备，并在经胸超声心动图成像解释方面具有专业知识。

PHV梯度增加

病理性跨瓣压力梯度增加最常见的原因是人工瓣膜-患者不匹配（PPM）、瓣膜退行性变或低衰减小叶增厚的小叶运动减少（HALT/RLM）。超声心动图对疑似PHV狭窄的初步评估是非常重要的，需要从多个平面进行定量和定性的综合评估才能准确诊断。

TEE提示主动脉假体瓣膜病理性梗阻，除了高跨瓣压力梯度外，还有DVI，特别是DVI<0.25，频谱多普勒射流呈圆形，峰值较晚，加速时间延长。二尖瓣PHV评估通常需要TEE，由于远场位置且TEE上的伪影导致瓣膜小叶的可视化和功能评估变得困难。TEE显示升高的梯度和延长的压力减半时间可能提示二尖瓣假体瓣膜狭窄。3D TEE在评估二尖瓣中起着关键作用，并为评估主动脉瓣瓣旁区域提供了增量信息。

通常情况下，尽管有全面的TTE和TEE三维成像，但PHV梯度增加和/或反流的机制仍未确定。在这种情况下，功能性心脏CT具有关键作用，应被视为下一种成像方式，以表征PHV功能障碍的模式和评估潜在的并发症。

1）PPM

当PHV的EOA相对于患者的体型太小时，就会发生PPM，导致功能性狭窄，术后假体瓣膜梯度升高。高达11%的外科人工瓣膜置换术中出现严重PPM，并与死亡和心力衰竭住院风险增加1.5至2.0倍相关。由于支架材料需要空间，所以它最常见于支架生物假体瓣膜。PPM导致生物假体瓣膜衰退更快，阻碍心脏功能的改善，并导致患者功能受限。重要的是，PPM和真正的狭窄之间的区别会影响治疗选择，因为经导管瓣中瓣置换术通常对严重PPM患者没有好处，但球扩瓣膜断裂可以在一定程度上缓解这种情况。

PPM主要通过超声心动图评估。PPM通常与手术后早期出现的瓣膜梯度增加有关，并在所有后续研究中持续存在。当特定品牌、型号和尺寸的瓣膜的预计瓣口面积指数（iEOA）在二尖瓣位置<1.2 cm²/cm²，在主动脉瓣位置<0.85 cm²/cm²时则可以诊断。CT也可用于显示正常的瓣叶厚度和运动，几何瓣口面积减少，同时排除了病理性瓣膜梗阻的原因。此外，CT可用于排除HALT/RLM作为梯度增加的可逆性原因的存在，因为这在超声心动图上很难区分。

瓣膜退行性变是指假体瓣膜部件固有的永久性改变，通常指生物假体瓣膜，在10-15年内，高达30%的生物假体瓣膜发生变性。生物假体瓣膜的钙化或小叶撕裂/破裂以及机械瓣膜的结构失效或断裂可引起退变。钙化是生物瓣膜退行性变的常见原因，在5岁和8岁的猪瓣膜中，钙化发生率分别高达50%和75%，通常导致瓣膜狭窄。

在TTE中，瓣膜钙化可伴有狭窄、反流或瓣叶撕裂。由于钙化和瓣架后侧声影，TTE在评估钙化程度时往往受到限制。CT特别适合于评估瓣膜钙化和其他瓣膜变性的原因。CT在评估小叶钙化分布及其对小叶活动度的影响方面的另一个主要好处是它在确定TMVR瓣中瓣的适用性方面的重要性（图2）。

机械PHV的结构故障通常表现为小叶运动受损，可通过超声心动图定性识别。为了可靠地量化机械PHV的开闭角度，需要透视或回顾性门控心脏CT。虽然不加对比剂的回顾性门控CT可以评估PHV小叶的机械活动性，但对于需要碘化剂对比的PHV功能障碍（血栓、血管翳、瓣下冲击）机制的评估没有帮助。由于金属伪影的存在，CMR不适用于MHV组件的动态评估。

2）低衰减小叶增厚和小叶运动减少

HALT有或无RLM已被认为是经导管和外科主动脉瓣置换术后的常见发现。据报道，在TAVR后的1个月，HALT的患病率为13%，但在1年时高达27.5%。在外科主动脉瓣置换术的情况下，根据不同的研究，已显示在4-32%的患者中发生HALT。大多数病例是在无症状的患者在接受CT检查时偶然发现的，在TTE上检测到跨瓣梯度增高。

超声心动图显示，HALT/RLM与术后或经导管植入后基线梯度升高有关。TTE偶尔可以看到小叶增厚和/或RLM。TTE最重要的征象之一是多普勒显示PHV内颜色缺失。TTE的高梯度通常是第一个线索，应使用回顾性门控心脏CT进行更密切的评估和确认。HALT通常定义为CT上1-5mm的低密度小叶增厚，每个小叶应根据受累程度使用4级分级系统进行评估。HALT也可以与RLM相关联，在CT上通过视觉评估小叶偏移的减少程度来定性地确定（图3）。CMR或x线检查在评估HALT/RLM中没有作用。

PHV反流

在评估PHV反流时，了解生理性反流和程度是很重要的，以便能够识别病理性反流。在任何MHV中都有少量的反流，正常的反流量在每个心动周期2到10ml之间，这取决于MHV的类型。生物假体瓣膜的反流不应超过微量。超过预期生理范围的反流被认为是病理性的，可以是瓣膜性的也可以是瓣旁漏（PVL）。

TTE被用作评估PHV反流的一线方法，它依赖于与评估自身反流相同的定量和半定量方法，如频谱多普勒密度、压力减半时间、主动脉血流逆转。然而，由于PHV和偏心或非圆形射流产生的伪影，定量方法在PHV功能障碍中并不准确。虽然TTE通常为主动脉瓣生物假体PHV提供了足够的信息，但TEE也需要用于MHV，二尖瓣PHV和偏心反流射流。使用3D TEE是定位反流来源的最佳方法，但CT对于检测反流的实际原因仍然是必不可少的（图4）。CT也可以更好地显示、定位和确定瓣旁缺损的大小，尽管它在检测生理性反流方面表现不佳。虽然CMR在观察小缺陷方面的能力有限，但它在量化假体瓣膜反流方面非常有用，特别是偏心和/或多重反流。CMR表现优于超声心动图，当症状与影像学发现和/或基于血流动力学和体格检查的高怀疑不符时，应立即考虑。

PHV瓣旁漏（PVL）

在瓣膜置换术中，由于假体瓣膜与环之间的密封性不充分导致瓣膜周围的血流异常。大多数手术后PVL在第一年被诊断出来，通常是轻微的，良性病程。据报道，高达5%的外科置换瓣膜发生PVL，导致严重的临床后果，如溶血性贫血和心力衰竭。随着第三代裙边式TAVR装置的发展，严重PVL的发生率已经下降，目前在1.5-3%的范围内。

超声心动图PVL通常呈新月形，通过识别瓣膜缝合环周围的低回声区域来诊断。这与通过这些区域的彩色射流和信号混叠有关。三维超声心动图是评估PVL的标准，但由于瓣膜材料的声学阴影，特别是在机械瓣膜的情况下，三维彩色多普勒时间分辨率低，因此可能受到限制。多相回顾性门控心脏CTA对确定PVL的位置和经皮封闭计划非常重要。PVL的心脏CT分析需要CT图像采集的专业知识，与超声心动图的整合和规划来解释，这通常发生在大的经验丰富的中心。当计划进行手术或经导管介入治疗时，TEE和CT的结合是经常需要的（图5）。CT的一个限制是，它容易受到与机械瓣的金属材料相关的声束伪影的影响，这可能会模糊PVL。虽然CMR也容易受到金属伪影的影响，这可能会损害PVL的解剖定位，但它可以使用相衬速度成像来量化反流的严重程度（无论是瓣膜还是瓣旁）。

缝合线开裂是早期再手术最常见的原因，它在主动脉瓣位置比二尖瓣位置更常见，危险因素包括IE、退行性反流、严重的瓣环钙化、重新手术干预、患者内在组织质量和手术技术。

瓣膜开裂的TTE表现与PVL相似，但更广泛，常伴有瓣膜倾斜/摇摆；彩色多普勒检查发现大量瓣旁漏。TEE通常在TTE怀疑有裂孔时进行，因为它能够更好地描绘裂孔的位置。TEE在漏的程度可视化特别有用。x线检查不是必需的，但如果患者正在进行造影，可以显示瓣膜装置的摇晃。除了TEE之外，CT也经常被用到，尤其是术前计划。通过缝合环和瓣环之间的通道，它会显示出连续的对比混浊，比PVL通常所见的更大，而PVL通常没有开裂。回顾性CT成像也会显示瓣膜的摇摆。在大多数情况下，TEE和CT结合用于明确瓣膜解剖和手术计划（图6）。

PHV肿物-血栓和血管翳

血栓是PHV的常见并发症，机械瓣中比生物瓣更常见，发生率为0.5-8%。另一方面，血管翳的形成是PHV周围产生的一种预期的生理反应。血管翳在机械瓣膜和人工瓣膜中同样常见，发生率为0.2-4.5%，在二尖瓣位置更为常见。与PHV血栓相关的梗阻可在假体瓣膜使用寿命的任何时间发生，但多发生在术后第一年，而与血管翳相关的梗阻通常发生在手术后一年以上。

临床上，急性发作的呼吸困难或抗凝不良是血栓的标志，而正常抗凝情况下出现亚急性或慢性表现的是血管翳的特征。血栓的治疗通常包括强化抗凝治疗，纤溶和手术，只适用于不稳定的患者，或有大血栓和/或对抗凝无效的梗阻症状患者。血管翳的治疗是重做手术，包括血管翳切除或重新外科手术。外科手术仅限于造成严重PHV梗阻的病例。

实际上，通过超声心动图几乎不可能准确区分血栓和血管翳。对于主动脉瓣PHV，血栓形成通常发生在瓣膜的主动脉侧，而血管翳则发生在瓣膜的心室侧。瓣膜活动性降低、跨瓣膜梯度增加和EOA降低均可见于血栓或血管翳，但血栓更可能表现为生理性反流丧失。一旦高度怀疑梗阻，TEE应评估占位性病变的存在和程度。TEE可以帮助显示附着在PHV上的心脏肿块，但不能明确区分血栓和血管翳。房颤患者经不充分抗凝治疗后出现左心耳血栓时，发生PHV血栓的可能性大于血管翳。

由于小叶运动受限是血栓形成和血管翳的标志之一，因此x线检查和CT检查均可用于评估。然而，由于CT也可以直接看到运动受限的原因，并且可以区分血栓和血管翳，因此很少使用x线检查。因此，CT对于区分这两种肿物至关重要（表1）。血栓通常表现为非强化、不规则、可移动的肿块，而血管翳通常表现为软组织增厚的强化、粘附区域。CT上也可根据软组织密度区分血栓和血栓，血栓密度较低（>145 HU），而血管翳密度较高（>145 HU），偶有内部钙化。此外，CT可能有助于预测溶栓反应，在一项回顾性研究中，当血栓密度小于90HU时，溶栓有效更常见。TEE与3D以及心脏CT的结合对于区分血栓和血管翳是至关重要的（图7）。CMR不用于评估血栓或血管翳形成。

疑似PHV IE（PVIE）

PVIE是瓣膜置换术的严重并发症，据报道发生在1-6%的瓣膜置换术患者中。虽然超声心动图被认为是诊断PVIE的参考方法，但其应用可能有限，特别是在鉴别瓣旁脓肿方面。其他成像方式，特别是CT和核成像，在这种情况下使用得越来越频繁，并证明了它们对PVIE诊断的附加价值。在2015年欧洲心脏病学会（ESC）指南中，CT和核素成像现在都被列为PVIE诊断的关键成像方式，当怀疑或确诊PVIE时，评估是否存在相关并发症（如瓣旁脓肿、假性动脉瘤、瘘管或脓毒性栓塞）是很重要的。

TTE是在怀疑有PVIE时的一线成像方式，在初步评估疾病的严重程度、栓塞的风险和监测治疗反应时至关重要。三维TEE成像在PVIE的评估中也是必须的，因为它在检测赘生物、脓肿和瓣旁病变方面具有更好的敏感性和特异性。超声心动图上，脓肿表现为在PHV附近的无回声软组织增厚。当这个坏死的组织与心脏腔室或主血管相通时，被称为假性动脉瘤。当假性动脉瘤与心脏腔室或主要血管发生第二次交通时，被称为瘘管。彩色多普勒成像可见假性动脉瘤和瘘管血流显示。由于与瓣膜材料相关的成像伪影，PVIE中TTE和TEE的准确性都比原生瓣膜IE要低。对于小脓肿、疾病早期仅为主动脉根部增厚的主动脉脓肿以及Bentall术后，诊断尤其困难。最后，TEE在真性PVIE中最初可能是假阴性的，在临床高度怀疑的情况下需要重复进行（图8）。

有或没有造影剂的心电门控心脏CT是一种能够评估瓣膜和瓣旁IE病变的成像方式。2015年ESC IE指南标准包括考虑在可能的IE或未被其他临床怀疑证实的IE病例中使用心脏CT，特别强调检测瓣旁并发症。与左侧瓣膜IE的手术相比，CT检测瓣旁病变(脓肿和假性动脉瘤)的敏感性和特异性都非常高（>95%）。心脏CT相对于超声心动图的优势在于检测瓣旁病变。主动脉根部感染的早期CT表现包括增厚至5 mm以上，软组织增强伴周围脂肪滞留。主动脉壁增厚部位的低衰减区域与脓肿相容，而与血管腔或心脏腔相通的囊状腔与假性动脉瘤一致（图9）。心脏CT也可用于术前冠状动脉解剖的无创评估，并结合全身CT可以检测PVIE的心外并发症，包括左侧PVIE的主动脉根脓肿，假体瓣膜裂开，系统性栓塞和脑并发症以及右侧脓毒性肺栓塞（图10）。CT的主要局限性是碘造影剂注射引起肾功能衰竭的风险，尤其是在使用潜在肾毒性抗生素治疗的老年PVIE患者中。

几项研究证实了正电子发射断层扫描（PET）/CT对疑似PVIE的诊断价值。氟-18氟脱氧葡萄糖（[¹⁸F]FDG） PET/CT或放射性标记白细胞SPECT/CT检测人工瓣膜植入部位周围异常活动被认为是ESC 2015 IE指南的主要标准。在一项175例疑似PVIE患者的前瞻性多中心研究中，包括把PET CT作为主要标准，通过重新分类几种可能的IE病例为明确IE，将Duke标准的敏感性从57.1%提高到83.5%（p<0.001）。当怀疑脓毒性栓塞时，PET/CT在评估患者时至关重要（图11）。18F-FDG PET/CT的局限性包括其低可用性和需要经验丰富的中心。假阳性研究与术后炎症期、与人工瓣膜置换术相关的主动脉根部移植物的生理性摄取以及心脏手术中使用的外科粘合剂有关。更重要的是，在一些正常的未感染的假体瓣膜中已经描述了某种程度的摄取，这使得区分正常和病理摄取有时很困难。因此，对18F-FDG PET/CT研究的解释需要特定的专业知识和可能混淆正常和病理性IE摄取的知识。它应该在训练有素的中心进行，在心内膜炎管理和核医学解释方面都有专业知识。

2020年ACC/AHA指南也推荐使用CT（IIa,B），在超声心动图无法明确描述解剖时，评估疑似瓣旁感染的形态/解剖。2020年ACC/AHA指南也首次建议使用[¹⁸F]FDG PET/CT分类为“可能IE”标准的患者。

MMI被证明对不断增长的PHV患者提供最佳护理至关重要。一些指导方针和工作组文件已经认识到纵向成像的重要性评估，特别是超声心动图，以更好地识别PHV功能障碍的发病及病程。MMI的应用正在不断扩大，特别是3D TEE和心脏CT整合诊断PHV功能障碍和排除其他导致梯度增加的原因（HALT、PPM等）。预计即将发布的临床指南将反映并继续扩大MMI在评估PHV功能障碍患者中的关键作用，并且MMI将成为PHV患者的常规临床实践的一部分。

多模态成像已成为评估PHV及其并发症不可或缺的手段。超声心动图仍将是用于PHV监测和疑似功能障碍的一线成像方式。然而，由于超声心动图上瓣膜和器械的声影以及对早期并发症检测的相对较低的敏感性，心脏CT越来越多地用于提供形态学和功能补充的信息。CMR在评估假体反流的量化方面具有重要的作用。疑似PVIE的心脏PET/CT最近已被纳入指南，但需要额外的经验来正确获取和解释图像。