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Barbara E. Stähli1, Willibald Maier1, Roberto Corti1, Thomas F. Lüscher1,2, Rolf Jenni1,2, Felix C. Tanner1,2 1Cardiology, Cardiovascular Center, University Hospital Zürich, Zürich, Switzerland; 2Center for Integrative Human Physiology, University of Zürich, Zürich, Switzerland Correspondence to: Felix C. Tanner, MD. Cardiology, Cardiovascular Center, University Hospital Zürich, Rämistrasse 100, 8091 Zürich, Switzerland. 近年来,经导管主动脉瓣植入术(transcatheter aortic valve implantation,TAVI)已经成为严重主动脉瓣狭窄(aortic stenosis, AS)高风险患者的治疗选择。经导管主动脉瓣植入术在血流动力学以及临床上都已取得了良好结果。然而,主动脉瓣返流(aorticregurgitation,AR)仍然是TAVI后的重要问题。由于超声心动图的广泛使用和低成本,因而成为评估主动脉瓣返流的影像学方法。高达70%的患者都伴有轻微主动脉瓣返流。即使是轻度的主动脉瓣返流,都会导致TAVI两年后存活率降低,因此对主动脉瓣返流进行准确评估和分级很重要。根据病理生理机制的不同可将经导管主动脉瓣返流分为三种,除了众所周知的跨瓣和瓣周返流,最近还发现第三种返流方式:瓣旁返流。彻底了解主动脉瓣返流可能有助于改良设备,改进植入技术,以克服这种并发症。本综述的目的是针对病理生理机制,对TAVI术后主动脉瓣返流的三种形式进行概述。 关键词: 经导管主动脉瓣植入术;主动脉返流;超声心动图 介绍 退行性主动脉瓣狭窄是目前西方最常见的瓣膜疾病(1,2),其在老年人中的发病率逐年升高(3)。外科主动脉瓣植入术(surgical aortic valve replacement,SAVR)仍然是严重有症状的AS患者的标准治疗(4)。十余年来,经导管主动脉瓣植入(transcatheter aortic valve implantation,TAVI)已逐渐发展为对于有开胸手术禁忌证、高手术风险、严重并发症、老年或者左室射血分数减少患者相对小创伤的治疗选择(5-8)。而且,这项新兴技术已经取得了较高的手术成功率。随机临床试验已经证实其为更好的治疗策略(6,9-11),如爱德华公司(Edwards)的SAPIEN和美敦力公司(Medtronic)的CoreValve瓣膜是目前全球应用最多的瓣膜。但手术并发症如大出血、血管并发症、中风和死亡仍是困扰经导管瓣膜植入术应用的难题(6)。然而,筛查标准、植入技术、手术后强化治疗的进展近年正逐渐减少这些并发症的发生(12-14)。 主动脉瓣返流(aortic regurgitation,AR),尤其是瓣周型AR是经导管瓣膜植入术最常见和最典型的并发症(15)。本文将从病理生理机制上对经导管瓣膜植入术后出现的不同类型AR进行概述。 经导管尖瓣膜的主动脉返流发病率 因为TAVI术后的跨瓣压梯度更佳,所以在变性的原瓣膜内经导管植入瓣膜的血流动力学结果更好。平均跨瓣压梯度和瓣膜有效瓣口面积几乎与外科植入瓣膜持平(9,16)。然而,TAVI术后的AR发生率却高于SAVR。在PARTNER试验随访1年后,TAVI组的患者有6.8%发生中到重度AR,而外科手术组只有1.9%的发生率(9)。其他研究也显示,高达70%的患者在1年后发生轻度AR,中到重度AR的发生率在4%~35%之间(9,17-21)。英国TAVI注册的870位患者中,不同程度的瓣周AR发生率为61%,中到重度的发生率为13.6%(21)。欧洲经导管主动脉瓣植入注册研究的4,500例患者,出院前超声心动图显示2级AR的发生率为7.7%,3级AR的发生率为1.3%)(22)。对于外科手术换瓣失败的患者行经导管主动脉瓣植入,与在原始瓣膜内行TAVI的AR发生率相当;然而这些患者的跨瓣压梯度成为一个主要问题。全球瓣内植入注册研究(Global Valve-in-Valve Registry)中,术后有5%的患者发生2级或2级以上的AR(23)。 当然外科生物瓣植入术后已有长期的随访经验,而TAVI术仅有几年的经验(24,25)。Toronto无支架猪瓣膜的患者中,报道显示5年和9年不同程度AR的发生率分别大概为97%和83%(26)。同样,报道显示所有类型的主动脉生物瓣植入术后总的不同程度AR的15年发生率约80%(27)。至今认为,TAVI术后AR的发生率和程度随时间的变化较为稳定(6,9,19)。 经导管瓣膜术后主动脉瓣返流的临床意义 TAVI术后AR已经被认为是一个全因死亡和心血管死亡的独立强预测因子(18,28,29)。越来越多的证据证实,不仅中到重度的AR,连轻度的AR也影响TAVI术后患者的结局,而AR对预后的影响至今还未评估出来(11,18)。确实,与1/4级AR或无AR的患者少于8%的在院死亡率相比, 2/4~4/4级AR的患者在院死亡率高达12%(18)。PARTNER试验的2年随访研究显示,AR对死亡率的影响与其严重程度成正比(11)。而且,TAVI术后AR的发生影响心衰症状,因此TAVI术对无或轻度AR的患者的NYHA心功能分级改善达80%,而在中到重度AR的患者中改善率仅达到60%(30)。轻度AR和TAVI术后死亡率的增加的因果关系,以及其中的病理生理机制仍亟待研究。然而这却非常重要,因为在老年TAVI术后的患者通过经胸腔超声心动图很难评估返流的严重程度,因此可能至少在一部分患者中被忽视或者漏诊。 已报道的TAVI术后AR严重程度与相关性的偏差,部分是因为诊断标准和检测并评估经导管瓣膜AR的手段和方法的差异造成的。瓣膜学研究联合会(Valve Academic Research Consortium,VARC)共识指出,已有针对TAVI患者原始瓣膜处返流的标准分类办法(31)。然而,超声心动图对于植入瓣膜尤其是经导管瓣膜的AR的识别和定量仍存在困难(32)。在同一患者中可能同时存在多种射流,偏心射流和不同类型的返流,而经食管超声可能因支架阴影形成的伪迹所遮挡而观察不到前位的射流。同样,二维的经胸腔超声心动图也不能准确评估TAVI术后AR的程度,尤其是偏心或者不规则型射流与瓣周漏相遇时更不能准确评估。推荐使用射流面积检测法提高TAVI患者超声心动图的评估价值(33)。而且,三维经胸超声心动图检测基于每搏输出量的返流分数计算的综合方法也被推荐。而后者因为能更好的观察到返流,可以提供更多关于瓣周返流的程度和位置的信息(34-36)。对于有显著或者诊断不明确的AR患者,心脏磁共振成像可能进一步细化对TAVI术后返流的分析(37)。然而,由于超声心动图的价格低和普遍应用,它仍是评估TAVI术后瓣膜返流的主要选择。 尽管TAVI术后AR的发生率很高,然而AR的评估标准仍然缺乏,而且病理生理学机制亦仍存在争议。返流机制的阐释将会改进植入技术和假体设计从而进一步改善TAVI术的结局。 不同类型的经导管主动脉瓣返流 与VARC共识和现行的超声心动图治疗相一致,TAVI后返流被分为轻度、中度和重度(31,38)。传统上将返流分为经瓣膜型(位于假体内),瓣周型(在假体和原始主动脉瓣环之间),或者复合型(图1-图2)。新命名的第三种返流称为瓣旁(supra-skirtal)返流(图1C,2C)(39)。为了了解不同经导管瓣膜的AR机制,需要将解剖学原理和操作特征进行综合分析。主动脉环是假体植入的固定位置,所以代表手术后AR进展的最关键的解剖结构(15,40)。主动脉根部由主动脉瓣环、主动脉瓣叶、瓣叶间纤维三角和Valsalva窦组成,构成左心室流出道(40)。瓣叶如皇冠样相互连接,但自身和相互之间存在大小和形状上的差异(41)。因此,主动脉根部的解剖和其与冠状动脉开口关系以及钙化的位置和程度的分析十分重要(40)。与外科手术相比,TAVI术中不能直接观察主动脉根部并测量主动脉环的大小,只能通过三维经食管超声心动图、多层螺旋CT(multislice computed tomography,MSCT)和血管造影间接的评估(42)。在大多数中心,主动脉环的测量主要依赖MSCT检查(43,44)。 图1 瓣膜植入后的返流机制(A)跨瓣返流(如箭头所示);(B)假体和主动脉瓣环之间的瓣周返流(如箭头所示);(C)瓣旁返流(如箭头所示)。改编http://www./products/transcathetervalve/Pages/sapienthv.aspx 图2 不同类型的经导管瓣膜返流。(A)TAVI后的跨瓣返流代表图像; (B)TAVI后的瓣周返流代表图像;(C)爱德华SAPIEN瓣膜植入二尖瓣后的瓣旁返流代表图像。 瓣周AR是假体不完全贴合主动脉瓣环的结果(图1B,2B)。主动脉瓣环的钙化可能是促进术后瓣周AR发生的主要原因,因为植入的假体在环内抛锚妨碍支架的完全扩张从而形成瓣周残余空间(45)。目前已证实,主动脉瓣环的括Valsalva窦和接合部位的钙化与TAVI术后的AR的发生相关(45-48)。相反主动脉瓣叶的钙化和术后AR的相关性存在争议。尽管一些研究指出TAVI术后的返流程度与瓣叶钙化的联系(17,48,49),但另外一些研究却没有发现相关性(18,42,50)。一个录入超过1,300例患者的德国前瞻性多中心TAVI注册研究显示,轻、中、重度瓣膜钙化的患者术后AR的严重性没有差异(50)。除严重的主动脉瓣环钙化外,由于假体的尺寸太小或者不完全扩张造成的器械与瓣环的不匹配也是造成术后瓣周AR的主要原因之一(15,41,51,52)。所以术前对于这些患者的主动脉瓣环大小和钙化的评估是非常重要的。与MSCT相比,超声心动图检查只能评估主动脉瓣环的大小,所以可能同时需要这两种影像学手段对患者进行TAVI术前评估(36,53-55)。较小的主动脉瓣膜区和较低的左心室射血分数都与AR发生率正相关,提示要重视这些患者术前充分的影像学检查(17,18,35,48,56,57)。与以上的参数相比,基线左室流出道和主动脉根部尺寸、平均跨瓣压梯度、术前主动脉或者二尖瓣返流以及假体大小,均与返流程度无关(17,18)。另外,有一些研究显示应用CoreValve假体的患者中到重度AR的发生率更高(21,22,58),而也有研究显示两种最常用的假体之间发生率无差异(18,59)。 跨瓣AR是由瓣叶活动受限所致,在蜷曲或者扩张过程中定型不当或者过度扩张,造成瓣叶受损(图1A,2A)(52)。因为过度的后扩张可能导致患者中心瓣叶的分离,所以较大的主动脉瓣环也是术后跨瓣AR的预测因子(17)。 第三型AR是在某些病例报道和评论中提出(图1C,2C)(12,18,39,52)。两种最常用的假体爱德华的SAPIEN和美敦力的CoreValve,都是只有假体骨架下端有套筒样裙式覆盖,而在上端无覆盖(60,61)。因此,若假体植入到主动脉的位置过低,则有可能发生非覆盖部位的渗漏。所以我们建议将此类返流称为瓣旁返流(supra-skirtal regurgitation)(39)。而通过将球囊扩张的瓣膜植入到高于常用位置之上处可以有效的预防TAVI术后的返流这个现象,也能更进一步的证实这个解释(47)。由于假体的钢骨架结构大部分有连合结构覆盖,发生瓣旁返流时,返流发生于连合结构之间且彼此接近120°。这个现象出现在一个应用爱德华SAPIEN假体植入到二尖瓣的患者身上,因此返流射血容易在左心房观察到(图2C)(39)。因为左室流出道狭窄,所以很难看到主动脉瓣膜植入后清晰的血流图。那么很有可能一部分瓣周AR实质上是瓣旁返流。 因此,患者、器械和手术相关因素都与TAVI术后AR的病理生理相关(表1)。AR的分类和潜在原因的识别对于减少经导管瓣膜的AR的发生至关重要。虽然瓣周AR主要与主动脉瓣环的钙化相关,但是瓣旁AR的主要原因却可能是假体植入位置太低。因此术后AR发生的风险至少部分可以从术前主动脉根的影像学检查中评估出;而且术前主动脉复合物的准确评估指导选择假体的尺寸和放置可以减少术后AR的发生(40)。 结论 TAVI术后AR常见且程度不一,除主动脉瓣环的钙化外,器械瓣环不匹配和假体放置不当也是术后AR发生的重要原因之一。我们推荐将经导管瓣膜的AR分为3种病理生理类型:(I)瓣周型;(II)经瓣膜型;和(III)瓣旁型返流。对于这些患者的多影像学手段评估还未被足够重视,随着对于返流机制和主动脉根部整体解剖的深入了解,将会改良设备、改进植入技术从而改善患者预后。 |
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