柳磊丨文献学习丨主动脉根部扩大术何时及如何实施2021

河北医科大学第三医院心脏外科文献学习

原文

Massias SA, Pittams A, Mohamed M, Ahmed S, Younas H, Harky A. Aortic root enlargement: When and how. J Card Surg. 2021;36(1):229-235. doi:10.1111/jocs.15175

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摘要

主动脉瓣置换术是治疗重度主动脉瓣狭窄的有效方法。手术过程中，可以使用主动脉根扩大（ARE）来有助于植入合适尺寸的假体瓣膜。这是为了预防患者瓣膜不匹配（PPM），PPM会导致左心室流出道梗阻。有四种主要技术用于进行ARE，即Nicks、Manouguian、Nunez（改进的Manouguian）和Kanno-Rastan手术。它们各自通过不同的切口切开不同的解剖结构，并允许植入多种瓣膜尺寸。研究证明ARE有效地降低了PPM的发生率。此外，它们显示ARE与围手术期死亡率或其他并发症之间没有明确的联系。目前缺乏探讨每种手术技术比较结果的文献。因此，需要进一步研究以充分比较这些技术。本综述旨在总结围绕ARE的现有文献，涉及三个主要问题。（1）ARE的适应症是什么，（2）哪些外科技术可以进行ARE，以及（3）当采用这些外科技术时，患者结局是否存在显着差异？

关键词：主动脉，主动脉夹层，心脏手术，夹层，手术，外科技术

1引言

主动脉根扩大（ARE）是一种技术，用于协助在接受主动脉瓣替换手术（AVR）治疗瓣膜疾病的患者中植入合适尺寸的人工瓣膜。如果不扩大主动脉根，接受AVR手术的患者可能需要植入小型瓣膜人工瓣膜，因为他们的瓣口较小。使用小型瓣膜可能导致术后左心室流出道阻塞，这被称为患者-瓣膜不匹配（PPM）。最早提出的ARE技术是Nicks技术。这通过延长无冠脉窦的主动脉切口并插入补片来处理小瓣环，从而使得能够放置更大的瓣膜，降低PPM的风险。

这使得通过无冠状窦延长主动脉切口来处理小瓣环成为可能，并插入一个补片来扩大瓣环4，从而允许放置更大的瓣膜并降低PPM的风险。自首次提出以来，对Nicks技术进行了几次改进，1979年，Manouguian方法被开发出来。Manouguian技术与Nicks技术不同，因为前者涉及贯穿主动脉的切口，从而在瓣环中创造更大的直径，并有助于植入更大的瓣膜。Manouguian技术的改良和演变导致了Nunez技术和Konno-Rastan技术的提出，也被称为主动脉心室成形术。这些将在本综述中讨论。

2 | 主动脉根部扩大的指征

在患有严重主动脉瓣疾病的患者中，主动脉瓣置换术（AVR）可以降低左心室压力和容量负荷，缓解症状，并改善患者的生存率。8 然而，一些患者在术后出现高跨瓣压力梯度，尤其是那些相对于体格大小来说植入的人工瓣膜较小的患者；这导致患者-假体不匹配（PPM，patient‐prosthesis mismatch）。8 PPM这个术语由Rahimtoola在1978年首次提出，它存在于“在置入患者体内后的人工瓣膜有效瓣口面积，小于正常人类瓣膜的面积”时。2 PPM及其导致的持续性左心室流出道梗阻，与较差的临床结果显著相关。2,8 首先，Del Rizzo等人9和Tasca等人10都观察到PPM与左心室肥厚逆转不良之间存在强烈的关系，但这一发现却有争议。11,12 尽管如此，文献中一致观察到的不良结果是PPM与术后显著降低的心脏指数相关，特别是随着PPM严重程度的增加。13 其他作者也报告了PPM与远期心脏事件之间存在独立的关系，此外还有充血性心力衰竭。14,15 最后，也许最重要的是，PPM对死亡率的影响，这是由于PPM增加了本已很脆弱的左心室的血流动力学的负担16,17（表1）。

为尽可能降低患者-假体不匹配（PPM），在主动脉瓣置换术（AVR）期间进行外科主动脉根部扩大（ARE，Aortic root enlargement），允许将更大的假体植入瓣膜中。10,18 尽管关于ARE的风险存在很多争议，这些将在本文后面的部分详细讨论，但通常尝试进行ARE是为了尽量降低瓣膜压力梯度，减少左心室肥厚，并增加AVR的益处。19 然而，扩大主动脉根部以允许植入同一类型的更大假体并不是处理PPM的唯一选择。17 植入不同类型的更大假体（例如，主动脉移植、无支架假体或机械假体）也是一个选择，或者根据患者的合并疾病，接受PPM作为最佳选择。17 因此，这些选择之间取决于患者的状态和每种治疗的风险与收益比。例如，一个久坐的患者，如果有良好的左心室功能，可能会因ARE所增加的手术风险而受到显著伤害，他从手术中获得的益处会比有严重PPM或左心室功能不良的患者少。17 因此，ARE的主要指征是可能影响心脏功能的显著PPM。然而，在未来，ARE也可能被用来处理需要进行瓣中瓣TAVR的患者，以允许使用更大的经皮瓣膜。20

主动脉根部扩大（ARE）的另一个指征是主动脉瓣环过于狭窄，以至于无法进行经导管主动脉瓣植入术（TAVI；一种常用于治疗主动脉瓣狭窄的手术，通常用于老年患者）。在这种情况下，可以扩大主动脉根部以便于植入这种类型的瓣膜。21 另一方面，在患有左心室流出道梗阻的儿童中，行保留瓣膜的手术（Ross 手术）允许儿童继续生长，然而却增加了手术的复杂性。22 因此，重要的是在不损害心肌功能的情况下推迟瓣膜置换，可以通过扩大主动脉根部来实现；通常在主动脉结构尺寸较小时，即Z分数（一种考虑到体表面积的实际替代原始直径的方法23）小于-2.5至-3.0时，会进行此操作。24 然而，如果主动脉根部太小，则可能阻碍安全的冠状动脉移植，这可能会抵消随后自体移植的优势。22

3 | 主动脉根部扩大技术

主动脉瓣植入时有几种外科技术用于扩大主动脉根部。这些技术包括Nicks、Manouguian以及改良Manouguian技术，它们是后部扩大技术，还有Konno-Rastan/主动脉心室成形术，用于前部扩大。Nicks技术是这些技术中最早的，在1970年开创的，2 而Manouguian技术是在1979年不久后开发的，并且自那以后已经经历了几次改进。25 其中一种修改是Nunez技术6（表2）。

主动脉根部扩大无论选择哪种技术，开始的方式都是相同的。26 通过胸骨正中切开和心包切开来获得对心脏和大血管的通路。5 通过升主动脉的动脉插管和右心耳的静脉插管启动心肺转流。4 还向主动脉根部或升主动脉以及冠状窦插入插管，以分别便于顺行性和逆行性心脏停跳液的注入。4 对左心插管引流可以使心脏排气，防止左心室过度扩张。4 然后进行近端主动脉阻断，接着进行主动脉切开，暴露主动脉瓣；这有助于瓣叶切除和去除钙化，为瓣环扩大做好准备。5

作为Nicks技术的一部分，主动脉斜切口继续斜向并穿过无冠窦，直至到达但不进入二尖瓣的起点（图1）。这样做保留了左心房的完整性，因此不需要进行相心房修复。另外，Manouguian技术包括横向主动脉切口，并将此横向切口延伸至无冠窦和左冠窦之间的瓣环（图2）。解剖左心房顶部，并将主动脉切口延伸至二尖瓣的前叶。5 因此，与Nicks技术相比，Manouguian手术需要适当的左心房修复，以防止主动脉-左心房瘘的形成。通常，在Nicks手术中，主动脉切口有单一补片修复，而在Manouguian手术中，主动脉和左心房切口需要双片法修复。这两种技术都能扩大主动脉瓣环的直径，从而能够根据患者的体表面积植入合适尺寸的瓣膜假体。27 然而，Manouguian的切口比Nicks的大，因此提供了更大的瓣环直径扩大空间。然后使用异种心包或合成移植物材料来修复缺陷。缝合从主动脉切口的顶点开始，并以连续的方式进行，直到切口被关闭。5

Nunez技术是对Manouguian技术的改进。在这种技术中，依然会切开无冠窦和左冠窦之间的交界，但是主动脉切口只延伸到心室间纤维三角（中心纤维体）、左心房壁和二尖瓣环的汇合处（图2）。这样做避免了左心房顶部的重建，并确保二尖瓣的完整性。

Konno-Rastan手术，也被称为主动脉心室成形术，是一种根部前部扩大技术，如果需要更显著地扩大主动脉根部直径时可能会使用。7 在升主动脉的前侧进行切开并延伸到右冠窦，并保持在右冠窦和左冠窦之间的交界处附近，以防止对传导系统的损害。这个切口穿过主动脉瓣环，并深入到心室间隔。在肺动脉瓣下方的右心室自由壁上进行一个相应的切口；这扩大了右心室流出道（图3）。然后进行双片法修复。第一块补片放置在心室间隔切口内，直到主动脉瓣环的水平。第二块补片用于重建右心室流出道。然后两块补片在主动脉瓣环的水平上连接起来。

选择外科技术的部分依据是根据需要扩大的主动脉瓣环直径；Nicks和Manouguian手术分别用于增加一个和两个尺寸。3,25 Manouguian技术通常保留给那些需要二尖瓣置换的患者，因为它涉及到前二尖瓣叶的切口。25 那些已经接受过二尖瓣置换的患者可能会更适合主动脉心室成形术，因为在这些患者中，Nicks或Manouguian手术在技术上将具有挑战性。29 主动脉心室成形术手术风险大，因为它需要修复室间隔缺损和右心室切开。30 这导致左前降动脉的室间隔支和传导系统的损伤风险显著增加，以及心腔之间形成瘘的风险。

然而，主动脉心室成形术提供了最大程度的根部扩大。通常手术偏好和经验会影响技术的选择。

4 | 扩大还是不扩大

在Sá等人的元分析中，29 研究了2002年到2018年间10项研究中的13,174名患者。共有2819名（21.4%）患者接受了带主动脉根部扩大（ARE）的主动脉瓣置换术（AVR），而10355名（78.6%）患者接受了不带ARE的AVR。报告的带和不带ARE的AVR围手术期死亡率的优势比（OR）为1.506（95% CI，1.209-1.875，p <.001）。29 虽然这个统计数据对ARE看似批评，但当数据针对同时进行的手术进行调整时，这种趋势就不明显了。这些手术包括二尖瓣置换术（MVR）和冠状动脉旁路移植术（CABG）等。因此，无法确定围手术期死亡率的明显增加是由于ARE还是其他手术如MVR或CABG。元分析中包含的研究之一证明，围手术期死亡仅与纽约心脏病学会功能分类、充血性心力衰竭和植入较小瓣膜有关；单独的ARE并没有增加风险。30

Yu等人31支持ARE与围手术期死亡率无关的论点，他们对来自九项观察性研究的8561名患者进行了元分析。此外，他们报告说，ARE与长期死亡率之间没有联系；在五项研究中，患者平均随访了7.8年。两项完全关注老年主动脉瓣狭窄和小主动脉根部患者的研究同样发现，当患者接受ARE时，短期或长期死亡率的风险没有增加。

Sá等人29报告称主动脉根部扩大（ARE）不会增加围手术期心肌梗死、中风、完全性心脏传导阻滞以及因出血而再次手术的风险。这些发现得到了Tam等人34的支持，他们也证明了没有增加输血的风险。Coutinho等人35也发现ARE并没有增加住院时间。所有这些发现表明，ARE并没有延长患者的恢复时间，这对ARE手术来说是一个积极的反映。然而，一项对4120名患者的回顾性研究发现，在接受了带ARE的AVR的患者中，与接受了不带ARE的AVR的患者相比，即使在数据匹配了呼吸衰竭（RF）风险因素之后，术后呼吸衰竭的发生率有所增加（18.3% 对比 9.5%，p=.0028）。36 尽管这项研究没有报告两组之间死亡率的显著差异，但他们确实确定RF是死亡率的一个独立风险因素。36 这一发现还有待其他文献的支持。总的来说，除了可能增加围手术期死亡率和RF（这仍然是有争议和多因素的）之外，施行ARE是否有其他不利因素还不确定。大多数文献认为ARE是AVR的一个安全的附加手术。

Sá等人29显示了两组之间PPM（患者-假体不匹配）发生率的显著变化；在接受“带ARE的AVR”的患者与接受“不带ARE的AVR”的患者中，出现 PPM的比值比（OR）为0.472（95% CI，0.295-0.796，p=.002）。此外，两组之间的有效瓣口面积指数（iEOA）的差异，在“带ARE的AVR”组中平均高出0.066平方厘米/平方米（95% CI，0.029-0.103，p<.001）。

图3展示了Konno技术。29 Yu等人31支持这些发现，并补充说，与中度PPM（iEOA < 0.85平方厘米/平方米）相比，严重PPM（iEOA < 0.65平方厘米/平方米）的发生率通过ARE进一步降低。31 这些统计数据表明，ARE通常能够安装更大型号匹配的假体，减少PPM的风险。

因此，根据有关PPM重要性的文献，11-13 ARE可能会改善心脏指数，并减少包括充血性心力衰竭在内的晚期心脏事件的发生率。

总结来说，在决定是否扩大时，外科医生必须权衡安装较大瓣膜以防止PPM的好处，与术后呼吸衰竭和死亡率的风险。

5 | 不同外科技术结果的比较分析

Vural等人37对86名患者进行了横断面研究，比较了Nicks手术（n=46）与Manouguian手术（n=40）各自的结果。来自12个月随访的结果表明，与Nicks技术相比，Manouguian技术与更高的术后iEOA（有效瓣口面积指数）相关（1.28平方厘米/平方米对比1.17平方厘米/平方米，p=.001）。37 这表明Manouguian手术可能与较低的PPM（患者-假体不匹配）风险相关。这得到了Losenno等人38的支持，他们发现只有Manouguian、改良Bentall和主动脉心室成形术技术能够显著扩大假体尺寸。这一发现对Nicks技术并不一致。38 统计数据表明，Manouguian手术在减少PPM方面可能比Nicks手术更有效。这很令人惊讶，因为Nicks技术往往是外科医生中最流行的。39

此外，Vural等人37发现在接受Nicks手术或Manouguian手术的患者之间，死亡率、射血分数或室间隔厚度没有显著差异。文献表明，iEOA（有效瓣口面积指数）和PPM风险是唯一受ARE技术选择影响的因素（表3）。

不幸的是，没有进一步的比较研究来调查这些结果。虽然进一步比较四种ARE技术是不可能的，但它们的使用在文献中已有充分记录。因此，可以提出每种手术的利弊作为未来研究的基础。

Nicks技术已被证明是ARE的安全选择。40 Borracci等人41声称，该技术可以在“短暂的学习曲线”后由外科医生施行。尽管如此，Nicks技术已被证明只能提供最低程度的瓣环扩大。38 因此，当需要安装更大的假体时，它可能不是最佳选择。临床医生已经将Nunez技术与AVR结合使用，发现它是安全的。42,43 这些患者通常在随访中显示出色的左心室改善。42 Zhong等人43提到，在Nunez技术提供的ARE不足的情况下，切口可以轻松扩展到Manouguian技术。虽然Manouguian手术提供了所有后路途径中最大程度的ARE，但已有该技术并发症的记录。这些包括二尖瓣脱垂44和主动脉-左心房瘘形成。45 Konno-Rastan手术已知比后路途径能扩大更大的瓣环直径；然而，这种益处伴随着增加对传导系统、室间隔穿支动脉损伤的风险，并可能导致心腔内瘘。40 一项研究报告了26名接受Konno-Rastan手术的患者中有5例短暂心脏传导阻滞。46 达成共识的是，这种手术可能比后路技术有更高的并发症发病率，但需要更多的研究来证明这一点。最后，Konno-Rastan手术是最复杂的，可能需要更有经验的外科医生。40

目前，手术技术的选择在很大程度上取决于外科医生的偏好，因为上述所有手术程序已被证明可以有效减少PPM（患者-假体不匹配）。到目前为止，数据只告诉我们哪些技术能提供更好的主动脉瓣环扩大。缺乏重要数据来调查手术技术对患者死亡率和发病率的影响，这意味着我们不确定哪种技术最合适。

6 | 未来研究

总体而言，目前缺乏足够的证据基础来提供关于主动脉根部扩大（ARE）技术的比较性概述及其有效性。大多数文献基于单一中心研究的数据，样本量小，并且通常缺乏对不同ARE技术及其结果的直接比较。这些因素，加上ARE的某些争议性声音，由于关于ARE对死亡率结果影响的研究结果相互矛盾，仍使一些外科医生不愿施行该手术。

因此，需要建立更多的证据基础，特别是需要更多的多中心研究来提高数据的普遍适用性，以及元分析提供每种ARE技术临床结果之间更彻底的比较。虽然由于研究间在患者人口统计学和样本大小方面的高变异性，这种比较分析可能难以进行，但这样的分析可以作为有效的指导，帮助外科医生在个体化基础上选择最合适的技术。

某些技术的有效性也可能需要进一步审查。例如，研究表明Nicks技术在增加有效孔口面积（EOA）方面可能不如先前认为的那样有效。38 总的来说，ARE研究大多限于观察性研究，因此在未来的研究会中引入一定程度的盲法和随机化可能会有助于减少观察者和分配偏差。

近年来，经导管主动脉瓣置换（TAVR）已成为治疗主动脉瓣狭窄的既定替代方法。将TAVR与外科AVR进行比较的研究发现，TAVR中PPM的发生频率低于外科AVR。47,48 因此，TAVR的兴起可能导致ARE手术使用的减少。同样，无缝合瓣膜的使用，允许更大的EOA，也可能更受青睐，特别是在老年和高风险患者的情况下。49,50 然而，在这两种情况下，都需要更多的研究来确定有无ARE的瓣膜置换技术的长期血流动力学结果，从而根据患者的变量确定ARE的具体指征。

7 | 结论

需要进行更大规模的多中心比较研究，重点关注个别主动脉根部扩大技术。大多数已发表的研究表明，与Nicks手术相比，Manouguian技术与更高的iEOA（有效瓣口面积指数）相关。总体而言，没有证据表明主动脉根部扩大与围手术期死亡率的增加有关，因为当数据针对同时进行的手术进行调整时，明显的趋势并不存在。因此，需要进一步的研究。

END