2022, Vol. 29
2. 复旦大学附属中山医院心脏超声诊断科, 上海市心血管病研究所, 上海市影像医学研究所, 上海 200032;
3. 复旦大学附属中山医院厦门医院心外科, 厦门 361015;
4. 复旦大学附属中山医院心外科, 上海市心血管病研究所, 上海 200032
2. Department of Echocardiography, Zhongshan Hospital, Fudan University, Shanghai Institute of Cardiovascular Diseases, Shanghai Institute of Medical Imaging, Shanghai 200032, China;
3. Department of Cardiac Surgery, Zhongshan Hospital (Xiamen Branch), Fudan University, Xiamen 361015, Fujian, China;
4. Department of Cardiac Surgery, Zhongshan Hospital, Fudan University, Shanghai Institute of Cardiovascular Diseases, Shanghai 200032, China
每年全球有300~400万例人工瓣膜植入[1]，其中人工主动脉瓣植入是最常见的心脏手术之一，相关围手术期死亡率不超过2.5%[2]。人工瓣膜功能障碍的原因可分为内源性和外源性，内源性原因包括人工瓣结构损伤和功能异常，而外源性的常见原因包括人工瓣膜感染性心内膜炎（prosthetic valve endocarditis，PVE）、瓣周漏、瓣膜血栓形成或血管翳过度生长[3]，其中血管翳是指一种与非免疫性炎症反应有关的侵入机械瓣膜孔的纤维组织的过度生长。
目前对于人工机械主动脉血管翳引起的梗阻，外科手术方式有血管翳清除术和人工机械主动脉瓣再次置换术，但对于这2种手术的选择存在争议。本研究通过对比2种手术方式围手术期临床结果及术前、术后TTE指标，探讨2种手术方式的安全性、有效性及TTE在机械主动脉瓣置换术随访中的应用。
1 资料与方法 1.1 研究对象纳入2019年9月至2022年3月复旦大学附属中山医院心外科收治的人工机械主动脉瓣功能障碍二次手术患者67例。外科手术中证实5例（7.5%）为单纯血栓形成；21例（31.3%）为PVE及瓣周漏；41例（61.2%）为血管翳引起的人工机械主动脉瓣梗阻，其中4例伴血栓形成。纳入标准：人工机械主动脉瓣功能障碍再次手术术中证实病因为血管翳过度增生。排除标准：人工机械主动脉瓣功能障碍再次手术术中证实病因为血栓形成、PVE及瓣周漏。
本研究通过复旦大学附属中山医院伦理委员会批准（B2021-675R），所有患者均知情并签署知情同意书。
1.2 观察指标通过查询病史记录及外科手术记录，收集41例机械主动脉瓣血管翳再次手术患者的人口学资料，围手术期相关临床结果及术前、术后TTE指标。临床指标：术中体外循环时间、主动脉夹闭时间、术中输血情况、术后第1天cTnT及WBC。TTE参数：跨瓣峰值流速（transvalvular peak velocity, Vmax）、跨瓣峰值压差（transvalvular peak pressure gradient, PGmax）、跨瓣平均压差（transvalvular mean pressure gradient, TMPG）、左心室舒张末期内径（left ventricular end-diastolic diameter, LVEDD）、左心室收缩末期内径（left ventricular end-systolic diameter, LVSDD）及左心室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF），并随访围手术期的并发症及住院期间死亡率。
1.3 手术适应征人工机械主动脉瓣再次手术的手术指征为（1）人工机械主动脉瓣重度狭窄：TTE连续多普勒测得人工机械主动脉瓣TMPG≥40 mmHg；（2）二尖瓣或三尖瓣病变需要外科手术，同时人工机械主动脉瓣TMPG≥20 mmHg；（3）人工机械主动脉瓣体开闭活动明显受限[4]。
1.4 分组方法术中观察血管翳情况如下采用瓣膜再次置换：（1）血管翳广泛累及机械瓣枢轴，导致血管翳无法单纯切除；（2）首次瓣膜置换为单叶瓣，考虑仅切除血管翳术后再次形成血管翳造成机械瓣梗阻的可能性大；（3）首次瓣膜置换手术瓣膜型号过小导致的患者人工瓣膜不匹配（patient-prosthesis mismatch，PPM），需通过瓣环扩大以置换较大型号瓣膜；（4）术前或术中考虑人工瓣膜血管翳伴有PVE或瓣周漏者。针对血管翳主要位于瓣下左室面呈环状分布，可安全切除血管翳不伴有原始人工瓣损伤的患者，采用单纯血管翳清除术17例（血管翳清除组，n=17），24例患者采取人工机械主动脉瓣再次置换术（再次置换组，n=24）。
1.5 统计学处理采用SPSS20.0软件进行统计学分析，对于服从正态分布且方差齐的计量资料以x±s表示，组间采用独立样本t检验；计数资料采用n（%）形式表示，组间比较采用Fisher确切概率法；对于偏态分布的计量资料以M（P25, P75）表示，组间采用非参数检验（Mann-Whitney检验）；偏态分布的计量资料相关性分析采用Spearman相关性分析。检验水准（α）为0.05。
2 结果 2.1 一般资料分析结果（表 1）显示：共纳入人工机械主动脉瓣血管翳引起梗阻患者41例，其中女性31例（75.6%）；体表面积为（1.70±0.15）m2（95%CI 1.65~1.75）；主动脉瓣瓣环内径为（19.73±1.80）mm（95%CI 19.16~20.30）；首次瓣膜置换到出现人工机械瓣膜梗阻间隔时间均数为（179.05±71.03）个月（95%CI 157.53~202.37）；在既往基础疾病中房颤患者20例（48.8%）；首次手术伴二尖瓣置换患者29例（70.7%）；术前血管翳清除组与再次置换组间年龄、性别、体表面积、首次瓣膜置换到出现人工机械瓣膜梗阻间隔时间、主动脉瓣瓣环直径及基础疾病，2组间差异均无统计学意义。
| 指标 | 总数(n=41) | 血管翳清除组(n=17) | 再次置换组(n=24) | P值 |
| 年龄/岁 | 54.37±13.05 | 56.12±12.38 | 53.13±13.63 | 0.476 |
| 女性n(%) | 31(75.6) | 11(64.7) | 20(83.3) | 0.270 |
| 体表面积/m2 | 1.70±0.15 | 1.74±0.16 | 1.66±0.17 | 0.799 |
| 首次换瓣至功能障碍间隔时间/月 | 179.95±71.03 | 188.76±65.12 | 173.71±75.67 | 0.146 |
| 主动脉瓣瓣环内径/mm | 19.73±1.80 | 19.88±1.69 | 19.63±1.90 | 0.672 |
| 既往疾病史n(%) | ||||
| 高血压 | 11(26.8) | 4(23.5) | 7(29.2) | 0.736 |
| 糖尿病 | 1(2.4) | 0 | 1(4.2) | 1.000 |
| 冠心病 | 1(2.4) | 0 | 1(4.2) | 1.000 |
| 房颤 | 20(48.8) | 7(41.2) | 13(54.2) | 0.530 |
| 肺动脉高压 | 7(17.1) | 2(11.8) | 5(20.8) | 0.679 |
| 首次手术联合手术方式n(%) | ||||
| MVR | 29(70.7) | 13(76.5) | 16(66.7) | 0.729 |
| TVR | 1(2.4) | 0 | 1(4.2) | 1.000 |
| TVP | 4(9.8) | 1(5.9) | 3(12.5) | 0.629 |
| MVR：二尖瓣置换术；TVR：三尖瓣置换术；TVP：三尖瓣成形术。 | ||||
结果（表 2）显示：术前TTE检测人工机械主动脉瓣Vmax、PGmax、TMPG、LVEDD、LVSDD及LVEF，2组之间差异无统计学意义，但2组TMPG均达到手术指征（TMPG≥40 mmHg）。再次置换组在术前TTE评估中机械二尖瓣血栓或血管翳形成（平均压差≥10 mmHg）6例，自体二尖瓣发现有中度及重度反流患者2例，而血管翳清除组人工机械二尖瓣及自体二尖瓣无明显瓣膜功能障碍。2组间NYHA分级为Ⅲ级或Ⅳ级患者，2组间LVEF差异均无统计学意义。
| 指标 | 血管翳清除组(n=17) | 再次置换组(n=24) | P值 |
| Vmax/(m·s－1) | 4.42±0.53 | 4.58±0.63 | 0.388 |
| PGmax/mmHg | 79.82±18.84 | 86.00±22.65 | 0.363 |
| TMPG/mmHg | 44.94±12.44 | 49.71±14.93 | 0.288 |
| LVEDD/mm | 41.18±4.69 | 47.13±6.02 | 0.977 |
| LVSDD/mm | 31.29±4.92 | 30.92±5.07 | 0.813 |
| LVEF/% | 61.47±7.63 | 62.88±4.84 | 0.475 |
| 机械二尖瓣血栓或血管翳形成(TMPG≥10 mmHg) n(%) | 0 | 6(25) | 0.033 |
| 自体二尖瓣中度或重度反流n(%) | 0 | 2(8.3) | 0.502 |
| 中度或重度三尖瓣反流n(%) | 9(52.9) | 8(33.3) | 0.335 |
| NYHA分级Ⅲ/Ⅳ n(%) | 16(94.1) | 19(83.3) | 0.382 |
| Vmax：跨瓣峰值流速；PGmax：跨瓣峰值压差；TMPG：跨瓣平均压差；LVEF：左心室射血分数；LVEDD：左心室舒张末期内径；LVSDD：左心室收缩末期内径。 | |||
结果（表 3）显示：术后1周复查TTE，2组患者术后人工机械主动脉瓣跨瓣Vmax、PGmax、TMPG及LVEF差异无统计学意义，且2组TMPG均低于20 mmHg。术后住院期间再次置换组出现脑梗死、肺部感染、严重心律失常、胸腔积液及多功能脏器损伤并发症的患者10例（41.6%），住院期间死亡4例（16.7%），而血管翳清除组出现并发症仅4例（23.5%），未出现住院期间死亡。
| 指标 | 血管翳清除组(n=17) | 再次置换组(n=24) | P值 |
| 术中有输血制品n(%) | 10(58.8) | 19(79.2) | 0.158 |
| 联合手术n(%) | |||
| MVR | 0 | 5(20.8) | 0.065 |
| TVP | 4(23.5) | 4(16.7) | 0.698 |
| TVR | 1(5.9) | 4(16.7) | 0.382 |
| Euroscore评分 | 5.53±2.07 | 6.17±2.68 | 0.416 |
| APACHEⅡ评分 | 11.12±5.77 | 9.54±5.46 | 0.379 |
| 术后并发症n(%) | |||
| 脑梗死 | 2(11.8) | 1(4.2) | 0.560 |
| 肺部感染 | 2(11.8) | 4(16.7) | 1.000 |
| 高度房室传导阻滞并起搏器植入 | 0 | 1(4.2) | 1.000 |
| 胸腔积液 | 0 | 2(8.3) | 0.502 |
| 多脏器功能衰竭 | 0 | 2(8.3) | 0.502 |
| 术后复查心超指标 | |||
| Vmax/(m·s－1) | 2.65±0.43 | 2.63±0.44 | 0.897 |
| PGmax/mmHg | 20.00±10.58 | 27.21±10.14 | 0.594 |
| TMPG/mmHg | 15.00±5.03 | 15.52±6.39 | 0.787 |
| LVEDD/mm | 45.44±4.97 | 45.96±4.24 | 0.119 |
| LVSDD/mm | 30.44±4.63 | 30.46±3.81 | 0.467 |
| LVEF/% | 58.25±11.05 | 61.12±7.35 | 0.328 |
| 围手术期死亡n(%) | 0 | 4(16.7) | 0.128 |
| MVR：二尖瓣置换术；TVR：三尖瓣置换术；TVP：三尖瓣成形术；Vmax：跨瓣峰值流速；PGmax：跨瓣峰值压差；TMPG：跨瓣平均压差；LVEF：左心室射血分数；LVEDD：左心室舒张末期内径；LVSDD：左心室收缩末期内径。 | |||
结果（图 1）显示：血管翳清除组较再次置换组，术中体外循环时间及主动脉夹闭时间显著缩短（P＜0.01；图 1A、B），且术后第1天复查WBC，再次置换组患者WBC明显增加（P＜0.05；图 1C）。
|
| 图 1 2组术中体外循环时间（A）、主动脉夹闭时间（B）及术后第1天WBC（C）比较 |
结果（图 2）显示：术后cTnT与体外循环时间中等正相关（r=0.543, P＜0.001）。
|
| 图 2 体外循环时间与术后第1天cTnT相关性 |
人工瓣膜功能障碍再次手术的主要原因是血管翳和PVE，发生率高达84.3%[5]。Ellensen等[6]发现每年约0.07%的人工瓣膜置换患者发生血管翳。本研究中血管翳及PVE共62例（92.5%），其中血管翳41例（61.2%），与既往研究[5-6]相符。血管翳是起源于人工瓣环型的周围组织新生内膜，形成原因可能与人工瓣膜假体的设计、首次瓣膜置换手术技术、长期心功能差呈低输出量状态、人工瓣湍流状态、病程中PVE、人工瓣瓣环小、风湿性心脏病、双瓣置换状态及术后抗凝不足等诱发人工瓣膜的非免疫性慢性炎症反应有关[7]，使得患者血浆中TGF-β1、蛋白C及蛋白S水平升高刺激肉芽组织过度生长[8]。组织学上，它主要由胶原蛋白和弹性纤维组织组成，并伴有内皮细胞、慢性炎症细胞浸润和肌成纤维细胞[9]。
Milewski等[10]发现较小的瓣膜尺寸（小于21 mm）和体表面积小的女性可能与远期人工机械主动脉血管翳形成并引起人工机械瓣梗阻有关。本研究中人工机械主动脉瓣血管翳再手术患者中女性31例（75.6%）；瓣环内径小于21 mm者23例（56%）；体表面积为（1.70±0.15）m2（95%CI 1.65~1.75），与既往研究[10]相符。首次手术联合二尖瓣置换术的患者29例（70.7%），这可能与双瓣置换后人工机械二尖瓣的植入使得左室流出道的血流动力学发生改变，引起人工机械主动脉瓣下组织的慢性炎症有关。在既往疾病史中，房颤患者多见，共20例（48.8%），近期研究[11]也证实房颤可作为人工机械瓣膜血栓形成的独立影响因子。
目前对于血管翳造成的人工瓣膜梗阻的最佳手术治疗方式仍存在争议。早在1973年，由Bjork首次提出单纯人工机械主动脉瓣血管翳清除术[12]。本研究中再次置换组较血管翳清除组体外循环时间及主动脉夹闭时间明显延长，且2组差异有统计学意义（P＜0.001），体外循环时间与术后第1天复查cTnT水平呈中等正相关关系，可见较长体外循环时间及主动脉夹闭时间可增加术后心肌损伤。Vitale等[13]认为，再次人工瓣膜置换术可能引发患者新的更强烈的炎症反应，本研究结果中也发现术后第1天复查血常规，再次置换组白细胞明显高于血管翳清除组（P＜0.05）。追踪患者术后住院期间并发症发生率及死亡率，发现再次置换组住院期间发生并发症10例（41.6%），其中包括2例严重的多器官功能障碍，住院期间死亡4例（16.7%），而血管翳清除组发生并发症仅4例（23.5%），无围手术期死亡。血管翳清除术手术方式相对简单、手术时间短，再次瓣膜置换术手术时间延长，增加出血风险，围手术期死亡率也升高[14]。2组患者术后首次复查TTE评价2种手术方式治疗效果，2组手术方式患者人工机械主动脉跨瓣Vmax、PGmax、TMPG及LVEF差异无统计学意义，且TMPG均降低至20 mmHg以下，表明2种手术方式对于解除人工机械主动脉瓣血管翳引起的梗阻均可达到理想的手术治疗效果。另外，Roudaut等[15]提出对于人工机械主动脉瓣下广泛的环型血管翳患者，血管翳过度生长与假体瓣膜表面紧密连接，清除血管翳存在损伤假体的风险，术后血栓及血管翳复发较再次瓣膜置换术发生率升高，在这方面再次置换可能优于单纯的血管翳清除，但两者的差异尚无统计学意义。
TTE是最常用评价人工瓣膜功能的影像技术，可了解人工瓣膜功能障碍的病因，有助于指导治疗、风险分层和监测随访[16]。在人工瓣膜置换后4~6周，患者伤口愈合，人工瓣膜血流动力学稳定，建议进行第1次基线TTE检查，对于植入使用寿命不确定新型瓣膜；手术中存在主动脉扩张及伴有二尖瓣置换，需观察三尖瓣及右心室功能的患者，每年需常规TTE随访[17]。一方面，在人工瓣膜监测随访中TTE对于人工瓣膜梗阻术前筛查灵敏度高，同一患者的2次TTE连续多普勒超声心动图检查之间的TMPG增加20 mmHg或更多，TMPG≥40 mmHg，则考虑人工瓣膜存在病理性梗阻[18]。本研究中血管翳清除组及再次置换组在术前TTE评估中人工机械主动脉瓣跨瓣Vmax、PGmax和TMPG均符合人工瓣膜病理性梗阻的诊断，且2组间差异无统计学意义。另一方面，TTE有助于人工瓣膜梗阻原因识别，人工瓣膜病理性梗阻的原因包括患者人工瓣膜不匹配（patient-prosthesis mismatch，PPM），血栓形成或血管翳过度生长。PPM的识别需参照TTE基线检查排除瓣膜自身内在功能障碍，结合TTE算得的有效瓣口面积（effective orifice area，EOA）校正值来诊断[17]。而血栓及血管翳在TTE及二维超声图像上表现不同，血栓多呈低回声、球形、有活动度；血管翳多呈高回声、固定不活动、与瓣膜装置相连。但血管翳可诱发血栓形成，加之人工瓣膜回声干扰，TTE对于血栓与血管翳鉴别困难，目前可用实时三维经食管超声心动图、荧光透视技术和多模态影像技术联合鉴别诊断[19]。
本研究存在的局限性：（1）为回顾性研究，在TTE检测过程未提前拟定采图标准，无法提供完整全面的TTE检测数据；未能获得每例患者术中观察血管翳具体的形态、分布范围与人工瓣关系的具体记录，将在未来的前瞻性队列研究中补充。（2）对手术患者仅进行围手术期的随访，对于血管翳清除术远期复发率及死亡率需进一步随访。（3）样本量较小。
综上所述，血管翳是人工机械主动脉瓣梗阻的重要原因之一。主动脉瓣瓣环内径小于21 mm、体表面积小的女性、首次手术联合人工二尖瓣置换及既往有房颤病史都有可能加剧血管翳形成。血管翳清除术较再次置换术，手术方式简单、耗时短，对术后心功能及炎症反应影响小，术后并发症发生率及围手术期死亡率低。TTE在人工机械主动脉瓣术后随访中，可以初步筛查、诊断及鉴别诊断人工机械主动脉瓣梗阻病因，筛查是否符合人工机械主动脉瓣梗阻再次手术指征，评估不同手术方式治疗效果。TTE是人工机械主动脉瓣置换术后人工机械瓣血管翳常规筛查的影像学方法。
利益冲突：所有作者声明不存在利益冲突。
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