超声测距

早在1975年，美国Naval Regional Medical Center的研究者们就比较了超声测得的主动脉根部直径，与实际外科主动脉瓣置换术中测量间的差异，结果显示两者间具有良好的相关性，并无显著差异。当年，自然采用的是二维超声，由两位操作者独立进行，于舒张末期和收缩末期采用卡尺测量，其方式如下图1。

图1 当年超声下，于舒张末期测量主动脉根部直径的方式（箭头）。AAR，主动脉根部前壁；AV，主动脉瓣；PAR，主动脉根部后壁；LA，左心房壁

当然大家要相信自己的直觉，超声测量如果这么简单，现在也不会将CT作为金标准了。2016年，以色列Hillel Yaffe Medical Center的研究者们首次比较了两种成像方式：多探测器计算机断层扫描（Multi-detector computed tomography，MDCT）（Brilliance 64， Philips）和超声心动图（Vivid I、6或7，GE），测量下的49名成年患者的主动脉尺寸，发现在六个部位的所有三种测量方式：主动脉内缘到内缘（Internal-to-internal，INT）、外缘到内缘（External-to-internal，MIX）和外缘到外缘（ External-to-external，EXT ）下，两种检查测得的平均直径均存在显著差异。六个部位包括：主动脉瓣环、瓦氏窦、窦管连接处、近端升主动脉、升主动脉最宽处和主动脉弓。INT：30.0+/-5.8mm vs 27.8+/-5.9mm；MIX： 31.5+/-5.8mm vs 30.8+/-5.8mm；EXT： 32.9+/-6.6mm vs 33.8+/-6.5mm，所有p<0.002。 （注意，该研究中MDCT采用的是常规增强胸部CT，而非心电门控CT；且所纳入的患者并不具有主动脉疾病）

图2 三种测量方式的示意图

图3 文中，超声心动图测量不同部位的示例：（A）主动脉瓣环（Aortic annulus，ANN），瓦氏窦（Sinuses of Valsalva，SIN）和窦管连接处（Sino-tuberal junction，STJ）；（B）近端升主动脉（proximal aorta，PROX），一般距离STJ 3-5cm；（C）升主动脉最宽处（Widest point in ascending aorta，MAX）；（D）主动脉弓（Aortic arch，ARCH）

该研究中，由一名资深放射科医生（超过10年经验）对MDCT图像进行测量，另一名资深心脏病专家对超声图像进行测量，两者互相对另一方的结果不知情。在首次分析3个月后，再由同一名阅读者重新分析这些图像，并由第三名经验丰富的医生重新评估患者每种成像模式下的观察者间变异。两种方式间，MIX方法在大多数测量部位的差异最小；对于升主动脉，两种方式间一致性更好的是SIN、STJ和MAX部位。

这个原因相信大家很快能想到，除了研究者们提到的不同操作者可能会采用不同的测距方式（INT、MIX、ENT）会引起误差外，M模式本身其实是一种很好的测量工具，但不同操作时超声投射的角度并不一定一致，这也是为什么理论上三维会比二维更准确的原因。

图4 垂直射入角度的不同，使得被观察对象的特征出现不同

2023年，ACC/AHA在其建议中指出，超声心动图在诊断重度主动脉瓣狭窄（Aortic stenosis，AS）时，在所审查的37项研究中，有17项（46%）报道存在测量误差，但没有一个提到可采用方法来解决这一问题。主动脉峰值流速（Peak aortic jet velosity，Vmax）的观察者间变异性位于0.9-8.3%之间，有效瓣口面积（Effective orifice area，EOA）的变异性则更高，位于7.7-12.7%，表明超声测量EOA的可靠性较低。假设左室流出道面积为圆形，则与其它面积测量方式相比，EOA的中位数低估了23%，这也使得42%的AS患者可能需被重新分类，其诊断将由重度下降至中度。这篇文章也是公开的，感兴趣的筒子们可点击文后“ 阅读原文 ”。 （理论上，临床研究中的测量，应比日常实践中的更为精确）

图5 文中提到获得AS主要超声参数所需的测量。连续多普勒用于确定主动脉峰值流速和平均跨瓣压差，有效瓣口面积则通过连续性方程计算

图6 EOA的计算方式

图7 文中所概述的，超声评估AS严重程度时，潜在误差的来源。注意包含了随机和系统误差 （计算方程所用到的参数越多，其误差可能性越大）

大部分文章中（也包括上面那篇推荐中所引用的），关于超声测量误差影响的无意义声明，都是在没有定量数据支持的情况下做出的，大家也都会提到“必须考虑误差”，但截至目前，既没有进一步的解释，也暂未有较完善标准的解决方案。在观测值可能不是真实值的情况下，当前界值应是正确的；但如果观测误差在患者间的分布不均匀，就会影响到统一的界值。理论上，还是需要识别、评估和纠正误差，所以期待着技术的不断进步与发展吧。那么，今天就说到这。