主動脈瓣修復(fù)術(shù)前評價策略的研究進(jìn)展

孫境綜述，鄭哲審校

近二十年來，保留自體主動脈瓣的修復(fù)手術(shù)逐漸成為主動脈瓣人工瓣膜置換手術(shù)的一個有效替代治療方案，2020 年美國和2021 年歐洲的瓣膜病治療指南[1-2]已經(jīng)明確指出：根據(jù)瓣膜和主動脈根部的解剖結(jié)構(gòu)特征，對選定的患者在有經(jīng)驗的心臟中心進(jìn)行主動脈瓣修復(fù)術(shù)是可行的。與術(shù)前評價、術(shù)中探查及手術(shù)策略更加標(biāo)準(zhǔn)化的二尖瓣修復(fù)術(shù)不同，主動脈瓣修復(fù)術(shù)具有很高的異質(zhì)性，多數(shù)患者依賴術(shù)中探查及術(shù)者經(jīng)驗才能決定是否行手術(shù)[3]，而且目前缺少成體系的術(shù)前評價策略。在考慮主動脈瓣修復(fù)術(shù)時，了解主動脈瓣形態(tài)、主動脈瓣反流機(jī)制及主動脈根部尺寸非常重要，術(shù)前的多影像學(xué)評價可能有助于主動脈瓣修復(fù)的患者篩選，提高修復(fù)成功率和遠(yuǎn)期結(jié)果。本文旨在將近幾年主動脈瓣修復(fù)術(shù)前評價的一些研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，以期能夠促進(jìn)主動脈瓣修復(fù)術(shù)前評價策略的體系性研究。

1 主動脈根部功能解剖

傳統(tǒng)的主動脈根部概念重點(diǎn)關(guān)注的是解剖結(jié)構(gòu)，包括心室主動脈連接、瓣葉、皇冠狀的主動脈瓣環(huán)、主動脈竇、冠狀動脈、竇管交界等[4]。自Yacoub 和David 分別引入根部成形術(shù)（remodeling）和根部再植術(shù)（reimplantation）治療主動脈根部瘤以來，術(shù)者對主動脈根部解剖與主動脈瓣功能之間的關(guān)系有了更深入的理解。主動脈瓣修復(fù)術(shù)前要充分理解主動脈根部功能解剖，術(shù)前影像學(xué)評價的重點(diǎn)是發(fā)現(xiàn)患者的主動脈根部病理解剖變化，制定修復(fù)策略。

主動脈瓣功能環(huán)包括頭側(cè)的竇管交界、尾側(cè)的基底環(huán)以及皇冠狀主動脈瓣環(huán)[5]。竇管交界在頭側(cè)支撐主動脈瓣，是主動脈根部與升主動脈的分界線。對于基底環(huán)、主動脈瓣環(huán)及心室主動脈連接的概念目前業(yè)內(nèi)尚存在一些爭議[6]。心室主動脈連接是一個解剖概念，代表左心室與主動脈的移行區(qū)域，是真實(shí)存在的解剖結(jié)構(gòu)。皇冠狀主動脈瓣環(huán)代表主動脈瓣葉附著緣，是主動脈瓣置換時的縫合緣。基底環(huán)是一個虛擬的環(huán)，是三個主動脈瓣附著緣最低點(diǎn)的水平連線。超聲心動圖測量的主動脈瓣環(huán)即代表基底環(huán)，是主動脈瓣修復(fù)術(shù)中的一個重要概念。基底環(huán)與心室主動脈連接有細(xì)微的差別（圖1），特別是在右冠瓣和左右交界位置[7]，但在一些研究中將兩者視為同等概念[5]。

圖1 主動脈根部腔內(nèi)觀（白色實(shí)線代表基底環(huán)，黑色虛線代表心室主動脈連接）[7]

主動脈瓣良好功能的維系，不僅依靠瓣葉本身，還依靠主動脈根部各功能單元之間的比例協(xié)調(diào)。De Kerchove 等[5]通過測量新鮮的正常主動脈根部得到了目前通用的主動脈根部各構(gòu)件的徑線（圖2）。將瓣葉的幾何高度設(shè)為1 的話，竇管交界約為1.41，基底環(huán)約為1.28，游離緣的長度約為1.81。竇管交界與基底環(huán)的比值約為1.1，二者比例失調(diào)會導(dǎo)致主動脈瓣關(guān)閉不全，游離緣過長也會導(dǎo)致瓣葉脫垂關(guān)閉不全。主動脈瓣修復(fù)術(shù)的目的是恢復(fù)主動脈根部各構(gòu)件之間的協(xié)調(diào)比例。

圖2 正常主動脈根部各構(gòu)件之間的比例[5]

正常的主動脈瓣葉是由三個大小差不多的瓣葉（無冠瓣一般略大于左右冠瓣）組成。每一個瓣葉的功能由三個重要的徑線決定：游離緣長度、幾何高度和有效高度，游離緣的長度一般為32～34 mm，幾何高度一般大于19 mm，有效高度一般為7～12 mm[8]。主動脈瓣葉在發(fā)育過程中會出現(xiàn)畸形，形成單瓣、二瓣、四瓣甚至五瓣畸形，這其中以二瓣化畸形最常見[9]。二瓣化畸形合并主動脈瓣反流是一類適合主動脈瓣修復(fù)的群體，De Kerchove 等[10]根據(jù)兩個發(fā)育好的交界之間的角度將此類患者分為三類以區(qū)分它們之間修復(fù)的難易程度及遠(yuǎn)期預(yù)后（圖3）。

圖3 主動脈瓣二瓣化反流患者的交界角度分型[10]

其中，A 型至C 型的演變規(guī)律為兩個瓣葉由對稱逐漸變?yōu)椴粚ΨQ，交界角度逐漸減少，融合嵴長度逐漸減小而高度逐漸增高，C 型在瓣葉形態(tài)上更接近于三瓣患者。

2 主動脈瓣反流機(jī)制

主動脈瓣反流可由主動脈瓣葉本身病變、主動脈根部病變以及二者聯(lián)合病變引起。Boodhwani 等[11]參照二尖瓣反流分類在2009 年首次提出了主動脈瓣反流功能分類（表1），并以此來指導(dǎo)手術(shù)策略的選擇，該分類在2019 年進(jìn)行了更新[8]，目前已經(jīng)成為世界范圍內(nèi)公認(rèn)的分類方案。

表1 主動脈瓣反流功能分類及對應(yīng)的修復(fù)技術(shù)[8]

根據(jù)主動脈瓣葉活動度，主動脈瓣反流分為三型：Ⅰ型瓣葉活動正常，反流繼發(fā)于功能主動脈瓣環(huán)擴(kuò)張或瓣葉穿孔；Ⅱ型瓣葉脫垂；Ⅲ型瓣葉活動受限。其中Ⅰ型根據(jù)擴(kuò)張部位的不同分為四個亞型：Ⅰa型為竇管交界至升主動脈擴(kuò)張導(dǎo)致的反流；Ⅰb 型為主動脈竇部、竇管交界擴(kuò)張導(dǎo)致的反流；Ⅰc 型為心室主動脈連接擴(kuò)張導(dǎo)致的反流；Ⅰd 型為主動脈瓣葉穿孔而功能主動脈瓣環(huán)無擴(kuò)張。患者的反流可由單個或者聯(lián)合病變引起，術(shù)前通過影像學(xué)檢查明確患者的反流原因?qū)τ谥鲃用}瓣修復(fù)術(shù)至關(guān)重要。

3 術(shù)前影像學(xué)評價手段

主動脈瓣修復(fù)術(shù)具有很高的異質(zhì)性，大部分患者能否行保留主動脈瓣的手術(shù)，主要依賴術(shù)中探查及術(shù)者經(jīng)驗[3]。如果術(shù)前能夠通過多影像學(xué)檢查手段精準(zhǔn)地評價主動脈瓣及主動脈根部，明確主動脈瓣葉條件、主動脈瓣反流機(jī)制及主動脈根部尺寸，評估患者主動脈瓣的可修復(fù)性，則有助于主動脈瓣修復(fù)的患者選擇，提高修復(fù)成功率，改善遠(yuǎn)期效果。目前常用的術(shù)前影像學(xué)評價手段包括經(jīng)胸和經(jīng)食道的二維和三維超聲心動圖、心電門控的多層螺旋CT（ECG-MDCT）及心臟磁共振成像（CMR）。

3.1 超聲心動圖

超聲心動圖在主動脈瓣修復(fù)術(shù)前影像學(xué)評價中占據(jù)核心地位，不同于術(shù)中的直視觀察，它能夠為外科醫(yī)生提供實(shí)時生理狀態(tài)下的主動脈瓣及主動脈根部狀態(tài)，評價主動脈瓣反流機(jī)制，評估患者主動脈瓣的可修復(fù)性，制定相應(yīng)的手術(shù)策略。2021 的歐洲瓣膜病治療指南強(qiáng)調(diào)建立由外科和超聲科醫(yī)師組成的主動脈瓣修復(fù)心臟團(tuán)隊的重要性[2]。超聲心動圖可通過經(jīng)胸和經(jīng)食道兩種方式實(shí)現(xiàn)，經(jīng)食道超聲心動圖檢查的影像質(zhì)量明顯優(yōu)于經(jīng)胸超聲心動圖檢查。

超聲心動圖評價主動脈瓣反流的嚴(yán)重程度對于主動脈瓣修復(fù)手術(shù)時機(jī)的把握非常重要，目前有幾種評價方法，但是每一種均不是100%的準(zhǔn)確，需要結(jié)合患者的癥狀、左心室的大小等信息綜合評估[12]。應(yīng)用彩色多普勒超聲在左心室長軸切面評估反流束縮流頸和橫截面積是目前比較常用的半定量評價方法。縮流頸小于3 mm 代表輕度反流，大于6 mm 代表重度反流。縮流頸與反流口大小相關(guān)，但是當(dāng)反流口形狀不規(guī)則時（在主動脈瓣二瓣化患者中比較常見），這種方法的準(zhǔn)確性就會受到很大的影響，這種情況下大動脈短軸切面測量反流橫截面積與左心室流出道的比值相對準(zhǔn)確，一般認(rèn)為比值大于65%是重度反流。其他評價主動脈瓣反流的指標(biāo)還包括近端等速表面積（PISA）法、脈沖多普勒容積法、降主動脈舒張期血流反向等指標(biāo)。無癥狀的主動脈重度反流患者，左心功能受損到何種程度需要接受手術(shù)治療？基于主動脈瓣置換的手術(shù)指征[1]，若左心室射血分?jǐn)?shù)低于55%或左心室收縮末期內(nèi)徑大于50 mm 可考慮手術(shù)干預(yù)。對于擬行主動脈瓣修復(fù)的患者，目前缺少此類患者最佳干預(yù)時機(jī)的研究。

基于目前建立的主動脈根部功能解剖概念和主動脈瓣反流機(jī)制的理論體系，術(shù)前超聲心動圖在評價主動脈瓣反流時也有章可循。首先，需要系統(tǒng)性評價主動脈根部各部分徑線[10]（圖4），其中對于交界高度和主動脈瓣葉徑線的測量存在難度，更多的需要依賴術(shù)中測量，但是隨著三維經(jīng)食道超聲心動圖成像質(zhì)量和認(rèn)識的加深，目前這些數(shù)據(jù)的測量都可以通過三維經(jīng)食道超聲心動圖實(shí)現(xiàn)，并且準(zhǔn)確度明顯優(yōu)于二維經(jīng)胸超聲心動圖[13]。其次，需要評價主動脈瓣反流特點(diǎn)，是中心性反流還是偏心性反流。偏心性反流多由于瓣葉脫垂和窗孔樣變引起，瓣葉脫垂在超聲心動圖上主要表現(xiàn)為三種亞型[12]：連枷樣變、全瓣葉脫垂和部分瓣葉脫垂，需要在左心室長軸切面和大動脈短軸切面仔細(xì)辨別；對于窗孔樣變引起的反流辨別相對比較困難，但是當(dāng)窗孔樣變斷裂出現(xiàn)反流時，有經(jīng)驗的超聲科醫(yī)師可以根據(jù)反流位置及甩動的“腱索”進(jìn)行判斷[14]。第三，綜合評價主動脈瓣反流原因及分析主動脈瓣修復(fù)概率，只要瓣葉無明顯的增厚、攣縮和鈣化，大部分的Ⅰ型和Ⅱ型主動脈瓣反流均可考慮行修復(fù)手術(shù)。

圖4 超聲心動圖測量徑線及示意圖[10]

3.2 ECG-MDCT

相比于超聲心動圖，ECG-MDCT 在評估主動脈根部的優(yōu)勢具有很高的空間分辨率，其對于主動脈根部徑線的評估明顯優(yōu)于超聲心動圖。由于主動脈根部形態(tài)并不是完美圓形，而是不規(guī)則的橢圓形，因此在評估主動脈根部徑線時，需要根據(jù)最大徑與最小徑進(jìn)行綜合評估，并且進(jìn)行多平面的旋轉(zhuǎn)測量。Plonek 等[15]研究發(fā)現(xiàn)，ECG-MDCT 測量的最大徑線與最小徑線差異很大，最大者超過20 mm，特別是在二瓣化患者中差異更加明顯，因此超聲心動圖的單平面測量一般會低估主動脈根部徑線，這會對手術(shù)方案的制定產(chǎn)生較大的影響。目前對于根部徑線的評估，多層螺旋CT（MDCT）已經(jīng)成為金標(biāo)準(zhǔn)。

MDCT 評估主動脈根部的另外一個優(yōu)勢是對鈣化的定性和定量評估，對于主動脈瓣葉、瓣環(huán)鈣化數(shù)量和位置的精確評估可以預(yù)測修復(fù)成功率[16]。瓣尖的小鈣化可以考慮修復(fù)術(shù)，而瓣體或瓣環(huán)位置的鈣化往往需要進(jìn)行瓣葉置換。

對于主動脈瓣葉的評估是MDCT 的一個劣勢，主動脈瓣葉隨著心臟的跳動快速運(yùn)動，因此必須應(yīng)用心電門控的MDCT 才能準(zhǔn)確地評價主動脈瓣。Yang 等[17]應(yīng)用三維重建的ECG-MDCT 評價正常人的主動脈瓣葉面積，證明該方法在評價主動脈瓣葉的可行性。但是主動脈瓣功能需要瓣葉完整心動周期的運(yùn)動來維系，一般ECG-MDCT 只評價一個時相的主動脈瓣葉形態(tài)，無法準(zhǔn)確反映主動脈瓣的解剖與功能之間的關(guān)系。全心動周期CT 是將一個心動周期按照10%的R-R 間期進(jìn)行分割，進(jìn)行一個心動周期的連續(xù)評價，這極大提高了MDCT 的時間分辨率，目前全心動周期CT 在評價卵圓孔未閉的敏感性和特異性接近經(jīng)食道超聲心動圖[18]。未來全心動周期CT 評價主動脈瓣解剖及功能也將成為一個研究的熱點(diǎn)。

3.3 CMR

當(dāng)患者聲窗較差，不能很好地通過超聲心動圖評價反流量時，CMR 是一個非常好的評價手段。一般認(rèn)為反流分?jǐn)?shù)大于33%時患者需要進(jìn)行手術(shù)干預(yù)，反流分?jǐn)?shù)定義為反流量與每搏量的比值[19]。在主動脈根部徑線測量方面，若測量主動脈的內(nèi)徑，CMR與MDCT 測量的值相比差異不大。在主動脈壁厚度測量方面，CMR 測的結(jié)果要比MDCT 測量的結(jié)果準(zhǔn)確，這可能與CMR 對于主動脈壁的組織分辨率要高于MDCT 有關(guān)。

CMR 在主動脈瓣修復(fù)術(shù)前評價的主要優(yōu)勢是可以直接對主動脈內(nèi)的血流進(jìn)行力學(xué)評價。基于4D-Flow CMR 技術(shù)，可以評價主動脈內(nèi)血流及反流流線圖，動態(tài)地觀察反流束形態(tài)，評價主動脈瓣反流機(jī)制，另外還可以評價修復(fù)前后主動脈內(nèi)血液動力學(xué)變化。Lenz 等[20]通過4D-Flow CMR 對比二瓣化主動脈瓣修復(fù)術(shù)前與術(shù)后主動脈內(nèi)血流變化，發(fā)現(xiàn)修復(fù)后主動脈內(nèi)的渦流、偏心血流、血流移位及區(qū)域的血管壁剪切力均較修復(fù)前改善，主動脈瓣二瓣化修復(fù)后使瓣膜解剖更加對稱，主動脈內(nèi)血流更加合理。雖然4D-Flow CMR 的應(yīng)用還處在科研階段，相信未來其必在主動脈瓣修復(fù)術(shù)影像學(xué)評價體系中占有一席之地。

4 總結(jié)

對主動脈根部功能解剖和主動脈瓣反流機(jī)制的深刻認(rèn)識是實(shí)施主動脈瓣修復(fù)術(shù)的基礎(chǔ)。術(shù)前精準(zhǔn)的影像學(xué)評價有助于主動脈瓣修復(fù)的患者選擇，提高修復(fù)成功率和遠(yuǎn)期結(jié)果。超聲心動圖是目前應(yīng)用最廣泛、最有效的評價手段，ECG-MDCT 和4D-Flow CMR 在主動脈瓣修復(fù)術(shù)前評價具有良好的發(fā)展前景。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突