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室间隔完整的肺动脉闭锁:术前生理、影像学和处理

 医学abeycd 2023-08-07 发布于湖北

第一作者/通讯作者:Sathish M. Chikkabyrappa, MD

第一单位:Seattle Childrens Hospital, University of Washington, Seattle, WA,USA

杂志:Semin Cardiothorac Vasc Anesth

摘要

肺动脉闭锁伴室间隔完整(PA-IVS)是一种罕见的具有不同形态变异的复杂紫癜性先天性心脏病。产前诊断允许制定一个分娩和产后管理的安全计划。虽然经胸超声心动图可以详细描绘心脏解剖结构,额外成像方式如计算机断层扫描,磁共振成像,和插管可能是表的,以进一步描绘心脏解剖,特别是冠状动脉解剖的特征。三尖瓣的大小和右心室容积以及右心室的存在——依赖冠状动脉循环有助于区分双心室修复和单心室姑息或心脏移植,以及预测预期生存。这些特征的描述和理解有助于制定药物和手术管理。

关键词:导管支架,室间隔完整的肺动脉闭锁,肺动脉瓣切开术,右心室依赖性冠脉循环,体-肺动脉分流术

正文

PA-IVS是有着多种变异形态的罕见复杂先天性心脏病。该畸形的独特特征是右心室(RV)进入肺动脉干的出口缺乏,伴有不同程度的三尖瓣和RV发育不良。其还伴有着冠脉循环异常,如形式-冠状动脉链接,楼管,冠状动脉狭窄,或闭锁。PA-IVS中有着大约9%-34%患者有着右心室依赖的冠脉循环(RVDCC)。伴或不伴RVDCC的冠状动脉畸形现状可以增加发病率和死亡率

在PA-IVS的设置中,肺循环是导管依赖性的,且这种病变常常在未确诊的婴儿出现紫癜,迫切要求建立肺血流检测手段。手术方式(双心室修复 vs 单心室姑息治疗或心脏移植)在这些婴儿中的结果主要由三尖瓣和RV大小,和RVDCC的存在或不存在。在该综述,我们探讨术前生理、解剖和功能评估,和这些患者的治疗。

流行病

PA-IVS是罕见的先天性心脏畸形,在所有的先天性心脏病中大概占3%。大约每10万个活产儿中有4-8个婴儿患有紫癜性先天性心脏病,是第三种常见的先天性心脏病。PA-IVS的发病率毫无疑问在胎儿中是更高的,由于这些患者中的一部分,特别是那些有着严重三尖瓣返流,可能会死于胎儿死亡,其他患者则被选择性终止。男性更易患PA-IVS,男女比是1.5:1.同样值得注意的是在兄弟姐妹中,冠心病复发风险高达25%

胚胎学

Kutsche和Van Mierop假设,以肺动脉闭锁合并室间隔缺损相比,PA-IVS是在妊娠后期获得的。他们描述说,随着心室间交通的闭合,肺动脉瓣在发育后期变得闭锁,该发现是有发育良好的肺动脉干形成的。长期观察报告指出,从主动脉进入的动脉导管的起始角度也与肺动脉闭锁的发生时间相关。有着室间隔缺损合并肺动脉闭锁或有着严重三尖瓣和右心室发育不良PA-IVS患者普遍有着动脉导管,在主动脉弓上插入会比正常更近端的锐角。该群体经常包括那些心室-冠状动脉连接者。相比之下,那些有着PA-IVS和三尖瓣和RV发育良好的患者有着更正常的动脉导管位置,与主动脉起始的角度也更钝。随着电子显微镜的出现,流出道的发育和发育不良得到进一步阐明。曾经被描述为从“圆锥”到“主干”,现在被更好地描述为从3个组成部分而来;近端(瓣膜下流出道),中间流出道(主动脉瓣)和远端流出道(心包内大动脉)。然而,PA-IVS的确切形态仍未清楚。据报道,有证据表明肺动脉瓣闭锁并非刺激性损害而是冠状动脉发育异常导致。

抛开形态学上的考虑不谈,这些患者通常发生三尖瓣返流或冠状动脉瘘,可以减轻右心室的高压。另外,瓣膜闭锁(膜性闭锁)和整个流出道闭锁(肌性闭锁)的区别很重要。流出道闭锁通常与心室-冠脉连接和冠脉开口狭窄有关,这预示着更糟糕的结局。然而,肺动脉瓣膜性闭锁通常与冠状动脉异常无关,可以采用侵入性小的方法,如经皮肺动脉瓣穿孔和球囊血管成形术。

血液动力学与生理学

在宫内,患有PA-IVS的胎儿发展为严重的三尖瓣返流,可以出现明显的积水和继发于低压、严重发育不良和右心室压缩的宫内死亡。那些三尖瓣和右心室大小正常的胎儿通常不会出现积水,且普遍出生时血流动力学正常。

出生后,动脉导管仍是唯一的肺血流来源。产前诊断可指导早期使用前列腺素E1(PGE1),以维持出生后动脉导管作为肺血流的稳定来源,然后在生命最初几周进行手术或姑息治疗。心房交通是必要的,以允许全身静脉回流的右向左回流,在心脏左侧完全混合,导致预期的青紫。在这个肺静脉和全身静脉血液完全混合的功能性单心室生理学中,全身和肺静脉血流的分布依赖于相关的相对的肺和体循环的阻力。如在该组所见,主动脉和肺动脉的氧饱和度是相等的。因此,动脉饱和度由三个主要变量决定:肺血流量:体血流量(Qp:Qs),体静脉饱和度,和肺静脉饱和度(图1)。

三尖瓣功能正常和RV高压的亚组患者发生各种冠脉畸形的风险增加,如室冠脉连接,冠脉开口狭窄和闭锁。这些患者也更有可能患RVDCC。在这些患者里,心肌灌注在很大程度上依赖于RV的灌注压,因此,他们有心肌缺血和梗死的风险,特别是在高压RV的情况下。

影像

胎儿诊断

标准化的流出道成像,正如2013年美国妇产科医师协会胎儿影像指南所概述的那般,有着提高产前胎儿先天性心脏病探查的作用。对于孕周约在18-24周怀疑有先天性心脏病的患者行完整的胎儿超声心动图,美国超声心动协会在标准指南上这般描述胎儿超声心动图。

PA-IVS的产前诊断有助于风险分层和选择最理想的姑息或矫正方法。风险分层和选择的姑息或矫正方法是基于三尖瓣形态,RV形态,肺动脉瓣闭锁形式(膜性 vs 肌性),和RVDCC的存在或不存在。

因为这些原因,产前诊断有助于更多针对患者的咨询。据报道,可以预测双心室修复策略的特定胎儿特征包括三尖瓣Z值>-3,没有明显三尖瓣返流,没有心室-冠脉连接,以及没有主动脉瓣下狭窄。虽然RVDCC明确预示不良预后,它同时也是在子宫内严重三尖瓣返流患者的亚组,常常合并三尖瓣Ebstein畸形或三尖瓣发育不良,随着而来的是明显的RV扩张和在胸片上所见的所谓的“壁对壁心脏”,它的预后月极其差。PA-IVS患者里大约有六分之一是这些患者。其他预测因子包括通过三尖瓣对右心房压的直接评估,和心房连接和静脉导管Doppler。虽然产前诊断在帮助家庭早期咨询方面肯定是无价的,它没有显示减低了死亡率。

正如先前提到的那般,功能性单心室生理学上要求无限制的心房交通,以允许血液从右心向左心流出,以获得足够的全身心输出量。椭圆形孔洞或椭圆形窝底部的缺失在这些患者中是很常见的,然而,胎儿内对这种交通的评估是谨慎的,因为这种交通很少需要在紫癜型婴儿中解决,甚至在胎儿生活中也已经解决过。对于那些三尖瓣发育不良,右心室高压和膜性PA-IVS患者,更常见,但经验有限的专门的、高容量中心的胎儿心脏干预可考虑采用肺动脉球囊瓣膜成形术。这些胎儿干预在非随机观察研究中的经验都很有限,只有短期随访,因此在狭窄很难得出结论。

产后术前影像检查

经胸超声心动图是描绘PA-IVS解剖结构的主要方式;然而,由于冠脉畸形搞的多种形式,特别是当怀疑RVDCC时,心导管检查或CT常常是必要的。

房间隔:详细评估房间隔以确保心房交通的充分性是至关重要的,虽然这些患者普遍存在卵圆孔未闭或卵圆窝底部缺损。通过心房交通的雪休方向可以用彩色多普勒显示,而通道口应该用频谱多普勒定量。超声心动图引导下球囊房间隔造口术在心房交通受限的情况下可能是必要的;然而,然而,这可以常常在最初的外科手术或干预过程实施而非作为一个紧急手术过程。新生儿房间隔在肋骨下的长轴和短轴平面下成像效果最佳。心房的大小应该被记录下来,有明显三尖瓣返流的患者亚群通常有右心房扩张。

三尖瓣:如前所述,PA-IVS中预后的主要预测因子是三尖瓣大小。瓣环的测量应在心尖4腔和胸骨旁长轴切面获得。三尖瓣Z值大概<-2~-3时是一个分界点,指导单心室修复手术策略(图2)。另外,三尖瓣装置的形态和功能必须被描述。Ebstein畸形在PA-IVS患者中有10%都有所提及,而且当尝试双心室修复时,其在定义和手术处理时非常重要。应用频谱和彩色多普勒(图3)来评估三尖瓣狭窄和返流的存在和程度。 三尖瓣返流射流通过连续波多普勒探头估算右心室压力。

右心室:在结构正常的心脏里,RV由入口、心尖小梁和出口三部分组成。PA-IVS患者中,RV仍是字面意义上的三部分。然而,根据右心室肥厚程度,腔被“挤出”,在功能形态上形成三部分、两部分或单部分心室(图4)。这个概念,既PA-IVS中的RV在解剖学上总是三分的(与右心室双入口或三尖瓣闭锁的不完全RV形成对比),是很重要的,因为PA-IVS手术后RV的生长和功能的预测是不可预测的。然而,RV和TV在修复后都显示出显著生长的能力,这在很大程度上是因为随着而来的壁肥厚消退。即便如此,定义RV的功能性结构仍然很重要,因为,这可以显示相关的预后。一项大型多中心研究显示功能性三部分RV的五年存活率是74%,而功能性单心室RV是22%。右室压常常过大,伴有不同程度的右心室壁肥厚。肥厚程度常常与右室血流形式有关,其可能以显著的三尖瓣返流或可能通过心室-冠脉连接。在三尖瓣返流严重的情况下,右心室有薄壁和扩张的倾向,右心室明显扩张。在这些情况下,右心室可能表现为心内膜弹力纤维增生症。相比之下,右心室伴有心室-冠脉连接有着严重肥大和发育不良,三尖瓣发育不良。这些特征,以及右室收缩功能的评估,应该在所有超声行动图平面上进行评估。

右室流出道和肺动脉闭锁:肺动脉瓣闭锁的类型(膜性闭锁 vs 肌性闭锁)定义在决定干预和治疗上是很重要的,前者可能允许在没有RVDCC的情况下通过插管进行初步干预。右室流出道可在所有平面上评估,但最好在肋骨下和胸骨旁短轴平面上评估。肺动脉闭锁亚型可以在胸骨旁的短轴或长轴平面上确定(图5)。肺动脉分支通常发育良好,可在胸骨旁短轴确定。彩色多普勒在低Nyquist限制的右室流出道探查将显示是否有功能性肺动脉闭锁(由存在肺返流提示)和解剖性肺动脉闭锁。导管依赖新病变中动脉导管未闭血流大小和方向,预计只能是从左到右,可以在胸骨旁的高度短轴上确定,左胸骨旁切开,和胸骨上切迹的二维成像和彩色多普勒检查。动脉导管的彻底描绘是很重要的,特别是对于正在经历导管支架置入术以建立更可靠的肺循环患者。

冠状动脉:如前所述,冠状动脉的分布对于预测和治疗决定非常重要。在PA-IVS中常见的冠状动脉异常包括心室-冠脉连接和冠脉狭窄和闭锁。在PA-IVS患者的亚型中,很大一部分冠脉灌注可能是右心室室上性压力逆行而来。在这个队列中,右室减压可能是有害的,因为降低右室压力将导致冠状动脉灌注减少。RVDCC最常在冠脉狭窄或闭锁的时候发生,在心室-冠脉连接处。在这些PA-IVS患者中,RVDCC的发生率从3%~34%不等。因为不同机构的RVDCC变量的定义不同,该差异也就不稀奇了。已接受更统一定义的较大的多中心研究表明患病率为5%~9%。Boston组定义RVDCC为存在心室-冠脉连接,冠脉造影显示至少2条主要冠脉存在严重狭窄,完全性主动脉-冠状动脉闭锁,或左心室大部分心肌由右心室供血的情况。在有RVDCC患者右室减压后不良结局的别提出的机制与舒张期从主动脉经冠脉进入右心室,从冠脉循环中流走,导致心肌缺血和梗死。

近端冠脉解剖和心室-冠脉连接的存在可以被超声心动图描绘,用标注的胸骨旁短轴和长轴切面,通过二维成像和财社多普勒评估起源。使用彩色多普勒成像的低Nyquist限值在多个平面上扫描右室心肌,,以识别这种连接。冠状动脉的双向血流也应该增加心室-冠脉连接的怀疑(图6)。

如果怀疑冠脉畸形,但超声心动图未能明确,冠脉造影术与CT血管造影术的对比研究是很有必要的(图7)。

虽然心导管检查可能更常用,但随着技术的改进,在低于标准诊断性导管检查程序的辐射剂量下,计算机断层扫描血管造影术可以获得良好的冠状动脉轮廓,应该考虑在这类患者群体中使用。了解这些冠脉异常的含义,最近设计的一种评分系统是基于冠脉造影对冠脉顺行灌注良的评估而提出的。这一主动脉灌注评分被发现具有良好的敏感性和特异性,可以预测心脏移植的需要或死亡的发生。这一概念支持Boston小组定义的RVDCC的定义及其对预后的影响,以及彻底定义这些异常的重要性。

术前处理

及时开始前列腺素治疗对于这种导管依赖性病变的生存至关重要,应该在产后怀疑PA-IVS的情况下立即给予治疗。随后的插管和机械通气可能是必要的,因为前列腺素输注可能导致呼吸暂停。患有PA-IVS的新生儿应该被转移到配备有复杂先天性心脏病患者的三级护理中心。在功能性单心室生理学的组中,QP:QS、体静脉饱和度和肺静脉饱和度的操作将决定由此产生的动脉饱和度。

介入和外科治疗

一旦PA-IVS确诊,三尖瓣、右室、肺动脉亚型和冠状动脉的形态将有助于确定介入或外科治疗策略。手术或介入治疗通常在出生后第一周内进行。基于现有证据,我们提出了图8中概述的一般指导方针。

经皮球囊房间隔造口术

在非姑息性PA-IVS的组中必须有从右向左的强制性分流,这意味着无限制的心房交通是必要的。有时,心房交通会受到限制,在这种情况下,可能需要进行经皮球囊房间隔造口术或外科间隔切开术,作为最初姑息手术的一部分。如果体肺分流包括最初的外科治疗,保留功能性单心室生理学,这一点尤其正确。事实上,在一项对PA-IVS患者的大型多中心研究中,患者接受了最初的体动脉到肺动脉在没有进行过气囊房间隔造口术的情况下,大约四分之一的这些患者最终需要在以后进行房间隔造口或隔膜切开术,因为担心心房交通受限。虽然这种手术很少在紧急情况下需要,但如果心房交通的充分性有问题,在最初的姑息手术中应该考虑这种手术,并且儿童将继续进行功能性单心室生理检查。

经皮肺瓣膜切开术

在没有RVDCC的膜性PA-IVS中,使用金属丝、激光或射频能量进行肺动脉瓣穿孔,然后对瓣膜进行球囊扩张,是一种可行的初步姑息治疗方案。动脉导管当时可能被支架植入,也可能不被支架置入。

通过经导管介入建立双心室循环需要无RVDCC以及大小足够的三尖瓣和右心室来支持肺循环。这种以导管为基础的介入并不是没有风险的。对30名患者的回顾显示,心肌穿孔的患病率为17%。此外,在同一项研究中,62%的患者需要随后的某种形式的外科干预来增加肺血流量。因此,详细的解剖学评估可能会导致更好的患者选择,并可能改善介入治疗的结果。

Alwi等比较了接受射频消融和球囊扩张的PA-IVS婴儿与外科瓣膜切开术和随后的体肺动脉分流术的结果,报告说干预组的结果有所改善。除了增加并发症和死亡率外,他们还报告说,接受初次手术的患者介入更多地需要后续的基于导管的介入来进一步解决RVOT。55研究得出结论,对于具有适当解剖基底的患者,经导管介入是一个极好的选择.

外科修复与姑息治疗

当手术入路被认为是最合适的时,前面讨论的形态学特征将有助于决定是双心室入路还是单心室入路。不管具体的手术策略是什么,总的目标是建立一种更明确的肺血流供应方式,并优化右心室和三尖瓣的生长潜力。外科治疗的一般指南如下

扩大的、大小正常的或轻度发育不良的右心室

在轻度发育不良的右室(右室大小为正常的三分之二或更大,三尖瓣Z积分为0至−2)的患者中,常有发育良好的右室流出道伴膜性肺动脉闭锁。在这些患者中,可以考虑外科肺动脉瓣切开加右心室流出道重建术。右室往往僵硬和不顺从,使得这些患者在没有完全合格的肺动脉瓣的情况下也能做得相对好。如果认为需要额外的肺血流来源,则放置体动脉到肺动脉分流术以增加肺血流量,并结扎未闭的动脉导管也可能是合适的。这些患者在手术修复后可能由于不顺从的、肥大的RV而保持不饱和状态,尽管从长远来看,这些婴儿中的大多数可以耐受双心室修复。

严重右心室发育不良

在右室和三尖瓣严重发育不良的情况下,通常也会有心室-冠状动脉连接。在这些病例中,功能性单心室姑息治疗通常是必要的。最初的姑息治疗包括体动脉到肺动脉分流,通常是改良的Blalock-Thomas-Taussig分流术,或动脉导管未闭支架置入术,然后是双向Glenn和随后的Fontan吻合术。此外,动脉导管支架成形术或改良的Blalock-Thomas-Taussig分流术可以作为最初的缓解策略,在PA-IVS患者(如RVDCC患者)中过渡到心脏移植或目的地治疗。RVDCC患者的早期死亡率似乎与最初缓解时的冠状动脉缺血有关;然而,在没有冠状动脉开口闭锁或坦率心肌缺血的情况下,对这些患者进行功能性单心室姑息治疗可获得出色的长期疗效。鉴于PA-IVS合并冠状动脉开口闭锁的死亡率很高,据报道,在一家大容量机构的经验中,这类患者中有100%的人主张进行初次心脏移植,而不是接受姑息治疗。

术后管理

术后的主要问题与心肌灌注和随后的缺血有关,RVDCC患者更常在RV减压后发生,更具体地说在那些冠状动脉口闭塞的患者中。然而,正如大约30年前的一项尸检研究所揭示的那样,即使没有RVDCC的患者也面临术后心肌缺血的风险,该研究显示,在没有RV冠状动脉瘘或冠状动脉发育不良的PA-IVS患者中,大约50%的患者在RV流出道重建或置入体-肺动脉分流术后死亡。通过这些异常连接,导致从冠状动脉床到右室的血流被“窃取”,导致双心室心肌灌注受损和心肌缺血。

长期随访

最初的治疗策略是什么,这些患者都需要一位专门从事冠心病治疗的心脏病专家进行终生随访。虽然PA-IVS患者的存活率显著提高,大多数死亡发生在术后第一年内,所有PA-IVS亚型患者的15年存活率据报道在58%到87%之间,但40名成年后的患者可能需要再次干预或死于迟发性心律失常。

结论

PA-IVS 显然包括一组异质性的患者,这需要准确的形态学和功能评估,以适当地预测和分为双心室修复与单心室姑息治疗策略。 术前管理需要对单心室生理学有透彻的了解,包括无限制性心房交通和动脉导管未闭的必要性。 产前和产后超声心动图是准确术前诊断和形态学评估的主要手段,包括冠状动脉造影在内的横断面成像通常是准确定义常见相关和临床相关冠状动脉异常(包括 RVDCC)所必需的。 对这些概念的理解有助于改善这些患者的管理决策和结果

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