新型三维超声心动图二尖瓣反流容积定量 (AIM_3D)
本观察性研究旨在证明,一种基于人工智能的新型软件用于三维经食管超声心动图(3D CFQ)二尖瓣反流量化,比传统的二维超声心动图评估二尖瓣反流更具可重复性和准确性。 主要问题旨在回答的是,证明3D-CFQ测量的二尖瓣反流体积与心脏磁共振测量的反流体积之间的一致性,优于二维超声心动图与心脏磁共振之间的一致性。 如果这一点得到证实,我们希望测试该工具在急性情况下的准确性,例如在经导管介入治疗中用于决定后续治疗方案。
参与者将接受临床指征的经食管超声心动图检查,以确定二尖瓣反流的机制和严重程度,并进行心脏磁共振检查,作为定义二尖瓣反流严重程度的参考标准。
研究概览
详细说明
全面理解二尖瓣反流(MR)的病因对于正确诊断瓣膜功能障碍至关重要,进而确定和规划最合适的治疗途径(手术或经皮介入)。已确定MR主要有两种机制:原发性或器质性MR,由二尖瓣(MV)瓣叶和腱索的内在病变引起;继发性或功能性MR,由左心室(LV)病理导致。另一种基于瓣叶运动的二尖瓣功能障碍分类由Carpentier等人于1983年提出,至今仍广泛使用。根据该分类,I型MR定义为瓣叶运动正常,伴瓣环扩张(由LV或LA扩张引起)或瓣叶穿孔(由心内膜炎引起)。II型MR的特征是瓣叶运动过度,由退行性MV疾病伴腱索延长或断裂及冗余瓣叶引起,或由乳头肌断裂(主要源于缺血)导致。最后,III型MR可分为两个亚型:IIIa型,瓣叶运动在收缩期和舒张期均受限,与风湿性瓣膜病继发的瓣叶和腱索增厚及回缩相关;IIIb型,瓣叶运动仅在收缩期受限,由LV重塑(整体或局部)伴乳头肌移位和腱索牵拉引起。这种功能分类可通过节段性MV分析进一步细化,包括扇叶和连合部评估,从而准确定位瓣膜功能障碍。特别是在退行性MV疾病(II型MR)中,该分析能区分两种最常见形式:1. 巴洛病,MV显示多节段冗余、膨出和组织增厚;2. 纤维弹性缺乏症,典型病变为单个扇叶受累的腱索断裂。MR病因和MV功能障碍的表征主要通过超声心动图进行,对指导手术或经导管介入至关重要。标准二维(2D)经胸和经食管超声心动图均能对MV及瓣下结构进行良好的形态学分析,与手术检查相比准确率>85%。然而,对于复杂二尖瓣病变(如连合部脱垂、双瓣叶脱垂或裂缺),2D超声心动图的准确性欠佳。此外,2D超声心动图依赖操作者经验,并在提供MR严重程度定量测量(缩流颈宽度和PISA)或二尖瓣尺寸(瓣环直径、瓣叶高度等)时使用几何假设。实时三维(经食管)超声心动图的引入显著提高了诊断准确性,与手术结果的一致性>95%,并能详细描述MV功能障碍,即使在复杂病变中也能实现,有助于与外科医生或介入医师更好沟通。此外,使用3D超声心动图时,图像采集和解读更快且更少依赖操作者。最后,3D超声心动图支持无限图像平面定向,以更好理解复杂几何结构和心脏结构间的空间关系,并提供免几何假设测量的最佳对齐。
经胸超声心动图推荐作为MR评估的一线成像方式,可提供有用信息,包括瓣膜解剖、瓣膜血流动力学和血流动力学后果。当经胸超声心动图诊断价值不足或需要进一步诊断细化时,建议使用经食管超声心动图。此外,近期研究显示磁共振成像(MRI)在评估MR严重程度方面具有附加价值。
定性上,彩色血流成像最常用于评估MR严重程度。随着MR加重,反流束进入LA的大小和范围增加。存在大型偏心性射流附着、旋转并抵达LA后壁支持显著MR。MR射流的连续波(CW)多普勒包络的射流密度可作为MR严重程度的指南。密集的MR信号伴完整包络比微弱信号表示更严重的MR。在严重MR中,CW包络可能被截断,呈三角形轮廓和早期峰值速度。在50-60 cm/s的尼奎斯特极限处出现血流汇聚应警惕显著MR的存在。缩流颈宽度<3 mm表示轻度MR,而宽度≥7 mm定义为严重MR。中间值不准确区分中度与轻度或严重MR,需使用另一方法验证。肺静脉血流模式的脉冲波多普勒评估有助于分级MR严重程度。峰值E波速度>1.5 m/s提示无二尖瓣狭窄时的严重MR。相反,主导A波几乎排除严重MR。脉冲波多普勒二尖瓣至主动脉时间速度积分(TVI)比也用作器质性MR中易于测量的指标。TVI比>1.4强烈提示严重MR,而TVI比<1支持轻度MR。
定量上,血流汇聚法是最推荐的定量方法。近端等速表面积(PISA)半径在收缩中期使用首次混叠速度测量。反流量和有效反流口面积(EROA)使用标准公式获得。PISA方法基于反流病变近端速度分布半球对称的假设,这可能不适用于偏心射流、多射流或复杂或椭圆形反流口。在EACVI建议中,原发性MR若EROA≥40 mm²且反流量≥60 mL被视为严重。继发性MR中,具有预后价值的严重阈值分别为20 mm²和30 mL。2017年美国超声心动图学会关于MR评估的重点更新中,原发性和继发性MR若EROA≥40 mm²、反流量≥60 mL且反流分数≥50%均被视为严重。使用MRI评估MR合理,可提供病因和严重程度的额外信息,特别是反流量和分数的测量,而MRI评估MR机制和瓣膜可修复性的可行性尚未确定。值得注意的是,尽管MRI更可重复,但每种模态都有其潜在误差和局限性且技术要求高。最后,严重MR的存在对血流动力学有显著影响,主要作用于LV和LA。当MR超过轻度时,必须在最终超声心动图报告中提供LV直径、容积和射血分数以及LA容积和肺动脉收缩压。
这些突显了我们在临床实践中仍面临的未满足临床需求:不同方法和观察者之间分级MR的一致性低,依赖具有诸多局限性的2D超声心动图数据,评估单帧图像以推断反流量量化,以及比较3D成像技术(超声心动图和MRI)以建立反流量测量的真正金标准的数据有限。
当前技术发展允许在整收缩期对二尖瓣反流射流的汇聚区进行3D重建。该方法半自动化,将观察者操作限制在最小,从而提高了反流量测量的可重复性。3D-CFQ软件(飞利浦超声专有)已在有限患者队列中使用,与反流射流的3D缩流颈面积以及心脏磁共振衍生的反流量的比较尚未广泛评估。
本研究有两个假设:
- 与2D超声心动图量化二尖瓣反流量相比,3D-CFQ软件在从3D经食管超声心动图量化二尖瓣反流量方面与心脏磁共振有更好的一致性。
- 此外,在反流射流的3D超声心动图数据上测量的3D缩流颈面积与新型3D-CFQ软件量化的反流量之间的相关性,优于与使用近端等速表面积法量化的2D有效反流口面积的相关性。
主要目标是证明用于量化二尖瓣反流的3D-CFQ软件比使用2D超声心动图进行的传统二尖瓣反流评估更可重复和准确。
次要目标是证明3D-CFQ测量的二尖瓣反流量与心脏磁共振测量的反流量之间的一致性,优于2D超声心动图与心脏磁共振之间的一致性。
这是一项前瞻性、多中心观察性研究。将纳入因任何病因至少中度二尖瓣反流并转诊进行经食管超声心动图评估的患者。无心脏磁共振禁忌症的患者将接受此检查,以比较超声心动图数据与心脏磁共振数据,如研究中所示。
将纳入因任何病因至少中度二尖瓣反流并转诊进行经食管超声心动图评估的患者。无心脏磁共振禁忌症的患者将接受此检查,以比较超声心动图数据与心脏磁共振数据,如研究中所示。
研究类型
注册 (估计的)
联系人和位置
学习联系方式
- 姓名:Victoria Delgado, Head of Cardiovascular Imaging department, MD, PhD
- 电话号码:+34 93 497 89 15
- 邮箱:cardiologia.germanstrias@gencat.cat
学习地点
-
-
Barcelona
-
Badalona、Barcelona、西班牙、08916
- 招聘中
- Hospital University Germans Trias i Pujol
-
接触:
- Victoria Delgado, MD, PhD
- 电话号码:+34 93 497 89 934651200
- 邮箱:vdelgadog.germanstrias@gencat.cat
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参与标准
资格标准
适合学习的年龄
- 成人
- 年长者
接受健康志愿者
取样方法
研究人群
描述
纳入标准:
- 患有至少中度二尖瓣反流的任何病因患者
- 经食管超声心动图图像质量良好的患者
排除标准:
- 既往接受过经导管或外科二尖瓣介入治疗的患者
- 存在经食管超声心动图或心脏磁共振禁忌症的患者
学习计划
研究是如何设计的?
设计细节
队列和干预
团体/队列 |
干预/治疗 |
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连续患有至少中度二尖瓣反流的患者
任何病因导致至少中度二尖瓣反流且被转诊进行经食道超声心动图评估的患者将被纳入。
无心脏磁共振禁忌症的患者将接受此项检查,以按照研究指示比较超声心动图数据与心脏磁共振数据。
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当前实践中对二尖瓣反流的分析基于多种二维多普勒超声心动图参数的多参数方法,以及利用近端等速表面积法测量的二尖瓣反流量和有效反流口面积的量化。
这种基于人工智能软件的新型算法若能证明可更精确评估二尖瓣反流的严重程度,或将改变临床实践。
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研究衡量的是什么?
主要结果指标
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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3DCFQ量化二尖瓣反流的准确性
大体时间:2年
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旨在证明用于二尖瓣反流量化的3D-CFQ软件比采用二维超声心动图的传统二尖瓣反流评估方法更具可重复性和准确性
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2年
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次要结果测量
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
|---|---|---|
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3DCFQ量化二尖瓣反流的验证
大体时间:2年
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旨在证明三维彩色血流定量测量二尖瓣反流容积与心脏磁共振测量的反流容积之间的一致性,优于二维超声心动图与心脏磁共振之间的一致性
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2年
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合作者和调查者
调查人员
- 首席研究员:Carlo F Guarino, MD、Hospital University Germans Trias i Pujol
出版物和有用的链接
一般刊物
- Praz F, Borger MA, Lanz J, Marin-Cuartas M, Abreu A, Adamo M, Ajmone Marsan N, Barili F, Bonaros N, Cosyns B, De Paulis R, Gamra H, Jahangiri M, Jeppsson A, Klautz RJM, Mores B, Perez-David E, Poss J, Prendergast BD, Rocca B, Rossello X, Suzuki M, Thiele H, Tribouilloy CM, Wojakowski W; ESC/EACTS Scientific Document Group. 2025 ESC/EACTS Guidelines for the management of valvular heart disease. Eur Heart J. 2025 Nov 21;46(44):4635-4736. doi: 10.1093/eurheartj/ehaf194. No abstract available.
- Lancellotti P, Tribouilloy C, Hagendorff A, Popescu BA, Edvardsen T, Pierard LA, Badano L, Zamorano JL; Scientific Document Committee of the European Association of Cardiovascular Imaging. Recommendations for the echocardiographic assessment of native valvular regurgitation: an executive summary from the European Association of Cardiovascular Imaging. Eur Heart J Cardiovasc Imaging. 2013 Jul;14(7):611-44. doi: 10.1093/ehjci/jet105. Epub 2013 Jun 3.
研究记录日期
研究主要日期
学习开始 (估计的)
初级完成 (估计的)
研究完成 (估计的)
研究注册日期
首次提交
首先提交符合 QC 标准的
首次发布 (实际的)
研究记录更新
最后更新发布 (实际的)
上次提交的符合 QC 标准的更新
最后验证
更多信息
与本研究相关的术语
其他相关的 MeSH 术语
其他研究编号
- 3D-CFQ-MR
计划个人参与者数据 (IPD)
计划共享个人参与者数据 (IPD)?
IPD 计划说明
IPD 共享时间框架
IPD 共享访问标准
IPD 共享支持信息类型
- 研究方案
- 国际碳纤维联合会
- 企业社会责任
药物和器械信息、研究文件
研究美国 FDA 监管的药品
研究美国 FDA 监管的设备产品
在美国制造并从美国出口的产品
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