心包主動脈瓣重建術臨床進展

李海洋，劉宏宇

心臟瓣膜病是心臟大血管外科的常見病，隨著人口老年化加劇和醫(yī)療水平的提升，其檢出率呈逐年增長的趨勢，尤其是主動脈瓣疾病更為顯著，對此類疾病內科治療常不能達到滿意療效，目前臨床首選治療仍為主動脈瓣置換，但因其術后存在無可避免的并發(fā)癥而影響患者的生活質量，主動脈瓣心包重建術逐漸成為研究熱點。

1 背景闡述

目前主動脈瓣疾病外科治療的金標準仍是主動脈瓣置換術，它雖能夠達到解剖學糾治，但同時可影響主動脈的原始生理功能，如主動脈管壁的彈性舒縮功能，瓣葉的延伸調節(jié)能力、限制固定主動脈瓣開口面積，然而最值得關注的是其無可避免而高發(fā)的術后并發(fā)癥。Chikwe團隊報道了生物瓣和機械瓣置換術后的長期隨訪結果，平均隨訪10.8年，術后15年累積卒中發(fā)生率為7.7%和8.6%，主要出血事件發(fā)生率分別為6.6%和13%[1]；Mazine等報道主動脈瓣置換術后每年發(fā)生出血及栓塞事件的線性化比率分別為1%～2%和1%，且20年內幾乎20%的患者會經歷一次卒中或出血事件[2]；而生物瓣雖能減少術后并發(fā)癥但使用壽命短，文獻指出老年患者平均使用壽命約15年，在年輕患者人群更易發(fā)生鈣化風險，歐洲指南推薦用于年齡大于65歲的患者，美國指南推薦年齡大于70歲[3]。由此可見，生物瓣置換適用人群較窄；對年輕患者，主動脈瓣修復與ROSS術可能是優(yōu)選，但術后再次手術發(fā)生率較高。對包含17項研究涉及2891例患者進行定量評估后得出，主動脈瓣修復術后5年無需二次手術率僅88%[4]，Klieverik團隊報道自體肺動脈瓣移植術后13年內無需再次手術率僅69%±7%[5]，也有報道16年內無需再次手術率可達74.5%±4.3%[6]，總體較于目前報道的主動脈瓣心包重建術的再次手術率要高得多，另外主動脈瓣修復術與ROSS術的實施對于術者的技術水平有較為嚴格的要求，目前ROSS術只在少數醫(yī)學中心開展。主動脈瓣心包重建術包括自體心包和商用牛心包重建術。該術式的優(yōu)勢在于不僅能使主動脈瓣病變得到解剖學糾治，又能最大化保留主動脈的原始生理功能，還能讓患者獲得良好的術后體驗，無需長期藥物抗凝、無需監(jiān)測INR，不擔心出血、卒中等不良事件發(fā)生。自體心包用于瓣葉移植在上世紀60年代由Bjoerk和Hultquist率先報道，但當時未將心包片進行特殊處理而致術后短期即出現(xiàn)了瓣葉攣縮退化，該技術隨即被擯棄[7]。直至1986年Love等[8]發(fā)現(xiàn)經0.6%戊二醛浸泡10 min后處理過的心包可有效解決這一問題，隨后AI Halees等報道了65例年輕患者運用該法處理后的心包具有良好的術后效果，平均使用年限可達16年[9]，該心包片處理辦法因此沿用至今。

2 術式簡析

2.1 依托于主動脈瓣幾何形態(tài)的瓣葉重建技術Rankin等[10]通過尸檢分析正常人主動脈瓣幾何形態(tài)得出如下結論：每個正常的主動脈竇的直徑與主動脈瓣環(huán)直徑相當，瓣葉游離緣長度約等于主動脈竇周徑的一半，可推導出瓣葉的游離緣長度=主動脈瓣環(huán)直徑乘以π/2或主動脈瓣環(huán)直徑=瓣葉的游離緣長度/1.5。此公式成功通過測量主動脈瓣環(huán)直徑，指導主動脈瓣葉重建術時進行瓣葉設計[11]，通過測量主動脈瓣瓣葉的游離緣長度，確定主動脈瓣環(huán)成形術時所需人工瓣環(huán)尺寸[12]；對于瓣葉的游離緣長度和主動脈瓣環(huán)直徑的測量，術中依賴于不同直徑的球形測量器完成；基于其先前對于主動脈瓣形態(tài)幾何學研究[13]，在進行完全主動脈瓣葉替換時，替換瓣葉需要被設計得更大，在二葉瓣替換時瓣葉游離緣長度應=2.25倍主動脈瓣環(huán)直徑，而替換三葉瓣時瓣葉游離緣長度應=1.5倍主動脈瓣環(huán)直徑，替換瓣葉的寬度=0.75倍瓣葉游離緣長度[11]。該設計方法存在的缺點：①理論依據來源于對正常人主動脈瓣形態(tài)研究，而患者主動脈瓣葉及竇形態(tài)多處于攣縮或擴張的病理狀態(tài)，測量時可產生較大誤差；②依據其報道的幾何學研究指出，右冠竇比無冠竇和左冠竇分別大12.7%和10.5%[13]，測量瓣葉游離緣長度時以不同冠竇作為參考，勢必產生較大的測量差異；③術中通過不同直徑的球形測量器對主動脈瓣環(huán)直徑進行測量，而主動脈瓣環(huán)為一橢圓形結構（短、長徑比約0.66[13]）與正圓形不匹配，而導致測量誤差；④動脈管壁有一定彈性，球形測量器表面與管壁貼服的松緊度，測量器探入的深度等都將影響其精確度；因此在該方法下測得的主動脈瓣環(huán)直徑可能存在很大測量誤差，其科學性和合理性有待進一步考證。

2.2 依托于臨床經驗指導下的瓣葉重建技術Hammer等[14]基于對56例患者進行主動脈瓣重建術超過2年的臨床經驗，認為如果在主動脈根部存在三個可清晰辨別的瓣葉交界時，則重建瓣葉的游離緣長度應比主動脈竇管交界舒張期直徑大10%～15%，并額外增加2 mm的寬度以提供1 mm的縫合邊緣。同樣運用幾何學的方法論證了該經驗的科學性。即考慮到心臟舒張期時主動脈瓣葉會下移一定角度，且心包片因其固有特性被拉伸一定長度，基于這兩方面的考慮推導出計算公式W=d/λcosψ，[W：靜息狀態(tài)下移植物游離緣寬度；d：心臟超聲心動圖所測得的心臟舒張峰值時竇管交界直徑；λ：最大舒張時心包瓣葉拉伸程度；ψ：瓣葉游離緣下移角度（約35°）]，例:正常生理狀態(tài)下心包片被拉伸10%，則λ=1.1，由此可推算出瓣葉游離緣長度約為1.1倍竇管交界直徑長度，再以此長度將心包片裁剪為半圓形作為替換瓣葉補片。該設計方法將心臟舒張期時瓣葉的拉伸與下移角度等因素考慮在內，看上去似乎更加科學，但使用超聲心動圖對于竇管交界直徑測量可因操作者技術水平，患者體位及超聲探頭角度等而存在較大誤差，臨床常見超聲心動圖結果與術中所見存在顯著差異，該設計方法僅適用于患者有清晰辨別交界的單瓣葉置換，存在明顯局限性。

2.3 依托同期處理主動脈根部的瓣葉重建技術Hahm等[15]報道了處理主動脈根部三個主要部件的主動脈瓣重建技術：瓣葉、主動脈環(huán)及竇管交界。在該報道中將主動脈根部流出道部分假想為一圓形，命名為主動脈環(huán)。對竇管交界正常的患者，可直接用一特制的竇管交界測量器測得其直徑，再匹配一內置固定環(huán)縫合于主動脈壁上，而后將與之匹配的心包片縫合于原主動脈瓣上，完成瓣葉重建。而對于可能存在竇管交界畸形的患者，則可基于主動脈環(huán)肌性部分直徑指導下，進行主動脈瓣修復重建，主動脈環(huán)肌性部分被認為不易擴張而被作為參考值。具體步驟為通過特殊的圓周測量器，測量主動脈環(huán)肌性部分長度（即起于主動脈右冠瓣和無冠瓣聯(lián)合交界處逆時針方向，至左冠瓣中點的長度），研究表明主動脈環(huán)的直徑與竇管交界的直徑比值約為1～1.2，由此可計算出竇管交界的直徑，再以年齡與體表面積作為確定此二徑的修正變量。最后依據所得的竇管交界直徑將與之匹配的內置合成環(huán)植入，同時匹配相應的模板修剪心包片為半圓梯形樣補片，將其縫合于原主動脈瓣上，置環(huán)目的在于通過限制竇管交界的活動，保護新建的心包瓣葉，而并非為了防止竇管交界在將來形成擴張。對于二瓣化畸形的患者則需將融合瓣葉劈開后重建。另外對于存在主動脈根部擴張的患者，如動脈環(huán)擴張、主動脈瘤等不但需要在纖維性動脈環(huán)外縫合一道氈片加固，在竇管交界區(qū)還需內置人工合成環(huán)和外置人工合成環(huán)，以防形成擴張。顯然該法僅適用于單純主動脈瓣返流或合并主動脈根部擴張的患者，對主動脈瓣狹窄的患者并不適用，且該方法需用到多種特殊測量器、模板、人工合成環(huán)和加固氈片等，手術難度大，移植物多，臨床實用性較低。

2.4 依托于特制模具模板的瓣葉重建技術Ozaki等[16]報道的模具化測量方式設計主動脈瓣葉顯示出其優(yōu)越性。如果為三瓣化主動脈瓣且有明顯的交界聯(lián)合點，則把病變瓣葉完全去除后，使用自主發(fā)明的不同規(guī)格的扇形測量器，分別測量各交界聯(lián)合之間所對應的瓣環(huán)內徑長度，然后匹配相應的模板，分別將處理過的心包片，修剪為如半圓梯形帶小尖端樣補片，如不是正常的三瓣而為單瓣、二瓣甚至四瓣時，則需依據冠竇和冠脈開口位置重建交界聯(lián)合，而后將修剪好的心包瓣葉縫合于主動脈瓣環(huán)上。該方法的優(yōu)勢在于：能在直視下精確測量各瓣葉交界間的長度，扇形測量器能夠精確測量出橢圓主動脈瓣環(huán)的內周長，消除如Rankin設計方法帶來的誤差，個性化設計每一個瓣葉，并將補片設計為半圓梯形帶小尖端補片，游離緣尖端可有效抵消瓣膜舒張期時，瓣葉自然下垂角度和拉伸，保留如Hammer設計方法的科學嚴謹性，最大化重建主動脈瓣的原始生理功能，該法適用于全瓣葉重建，模具化重建方法簡單易學，學習曲線短，具有極好的可復制性。另外該術式受用患者人群廣泛，各年齡段患者均已覆蓋（如80歲以上患者人群[17]，60歲以下患者人群[18]及青少年兒童患者[19]），采用組織工程牛心包作為重建材料，且適用于各病理狀態(tài)下的瓣膜重建，如二瓣化畸形[15]，單瓣畸形[20]，四瓣化畸形[21]的患者，腎臟衰竭同期行透析的患者[22]均取得良好療效，在精確性、科學性和實用性方面均有較好表現(xiàn)，值得推薦。

3 討論

主動脈瓣正常為三葉瓣，但臨床可見部分主動脈瓣發(fā)育先天畸形：單葉瓣、二葉瓣及四葉瓣等；二葉瓣畸形是最常見的先天性主動脈瓣畸形，人群發(fā)病率為1%～2.5%，男性發(fā)病常見[23,24]。主動脈瓣瓣葉重建時，對瓣膜進行原有瓣膜形態(tài)重建還是按照正常生理三瓣化形態(tài)重建，需慎重考慮。較大宗數據報道進行二瓣化重建后，早期即出現(xiàn)明顯的跨瓣壓差，平均壓差達14 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa），在隨后的病例中放棄二瓣化重建，而改用三瓣化重建[25]。Ozaki也論證了三瓣化主動脈瓣有更佳的瓣膜開閉功能[16]。對于替換瓣葉的原材料選擇上，目前常用材料有商用牛心包片和自體心包片，自體心包具有易于獲取、無免疫原性，經濟實惠等優(yōu)點，但對于心包組織薄弱狹?。ㄈ鐙胗變海⑿陌?、二次手術患者則不適用。牛心包片在此時即可作為替代物，但其耐久性可能較自體心包差。Jiang等對商用牛心包與自體心包進行對比分析，得出自體心包片具有更強的抗鈣化能力，是瓣膜成形術時的更好選擇[26]。另外自體心包片的抗拉力強度也有良好的表現(xiàn)，Yamashita等報道了經戊二醛處理后的人自體心包片極限抗拉力強度是未鈣化瓣葉的4倍，是鈣化瓣葉和脫鈣后瓣葉的10倍[27]?？梢娛褂米泽w心包片進行瓣膜重建更加合理。

Song報道了135例主動脈瓣重建術（其術式主要參考Hahm等的主動脈瓣修復重建術）后的臨床結果，5年累積存活率為98%±1.5%，5年內瓣源相關性免二次手術率為92.7%±3.6%，最后可獲得的超聲心動圖顯示：主動脈瓣無返流或細微返流者為85.9%，輕度返流11.9%，中度返流1.5%，重度0.7%，平均跨瓣壓差為10.2±4.5 mmHg，平均主動脈瓣孔面積指數1.3±0.3 cm2/m2[25]；Ozaki等報道了404例自體心包片主動脈瓣重建術后臨床結果，平均隨訪23.7±13.1個月，最長53個月，隨訪期的總體生存率為87.7%。96.2%的患者無需再次手術，未經抗凝治療也未出現(xiàn)出血及栓塞等不良事件[28]；盡管有如此良好的術后效果，但該術式在臨床運用上還存在一定問題： ①術式多樣，Ozaki教授團隊報道的模具化重建主動脈瓣方法，不僅測量較為精確，手術過程簡便，有很強的可復制性，具有較好的臨床前景。②現(xiàn)有報道15例經自體心包重建術后隨訪11.43±4.5年的臨床結果，20%的患者發(fā)生了纖維鈣化而需再次手術[29]，盡管目前短中期療效良好，但長期療效未知。③該術式對傳統(tǒng)的主動脈瓣置換術、主動脈瓣修復術、ROSS術提出了挑戰(zhàn)，無明確有力證據證實該術式較之傳統(tǒng)術式的優(yōu)勢性。④該術式對于特殊患者是否同樣適用尚無明確報道（如二次手術患者）。該術式優(yōu)點包括：①術后并發(fā)癥少，無需長期抗凝治療，降低患者出血、卒中等風險，減少了監(jiān)測INR凝血功能和抗凝藥物的費用。②對需植入帶瓣管道患者（如主動脈夾層累積瓣膜需行Bentall術者）可否用心包瓣葉將人工瓣膜替換以減少術后抗凝，降低出血等并發(fā)癥發(fā)生的風險等。

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