全瓣下結構保留下不同人工瓣膜下游血流動力學指標比較＊

張 滸，張桂敏，王 鈺，段冰松，白向鋒，陶 杰△

（昆明醫學院第一附屬醫院：1.心血管外科；2.心臟內科彩超室，昆明650032）

保留二尖瓣全瓣下結構能夠改善術后心功能［1－3］。近年來越來越多的患者選擇生物瓣。但是，目前尚未發現國內外有關于保留全瓣下結構的機械瓣與生物瓣人體內下游血流動力學對比研究的報道。為此，本研究采用多普勒超聲結合計算機圖像分析，通過比較保留瓣下結構二尖瓣置失（MVR）術后3種人工瓣膜下游血流動力學指標，明確保留瓣下結構下人工瓣膜構型對下游血流動力學的影響，為臨床醫師在保留瓣下結構時選擇人工瓣膜提供參考依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2011年1月至2012年1月在本院心血管外科患者18例，其中男10例，女8例，年齡40～59歲，平均（50.0±6.2）歲。按照人工心臟瓣膜類型不同分為3組，單葉瓣組（n＝5）、雙葉瓣組（n＝7）、生物瓣組（n＝6）。診斷標準：有活動后氣促、心悸、乏力咳嗽等癥狀。心臟彩超顯示二尖瓣瓣葉增厚、僵硬，回聲增強，鈣化。舒張期狹窄呈魚嘴樣或收縮期前后瓣葉不能對合。納入標準：60歲以下，術前心臟彩超檢查二尖瓣明確有病變，有行MVR手術指征。排除標準：60歲以上；聯合瓣膜病變；心房纖顫。所有患者及家屬對實驗知情同意，經醫院倫理委員會批準，符合醫學倫理學標準。3組病例在左室舒末徑、心功能、心胸比和轉流時間差異無統計學意義（P＞0.05），具有可比性。

1.2 方法

1.2.1 麻醉、體外循環、手術方法 全部患者均采用靜吸復合全身麻醉，全量肝素化（3mg／kg），采用人工心肺機平流灌注。常規建立體外循環，采用淺低溫心臟停跳體外循環，術中鼻咽溫度維持在31℃左右，主動脈根部順灌，每30分鐘重復灌注1次。經右房－房間隔徑路，切除二尖瓣前葉無腱索區，保留腱索附著處，然后翻轉保留的前瓣葉靠近后瓣環，采用間斷水平褥式將后瓣葉及保留的前瓣葉折疊縫合在后瓣環上，其固定于后瓣環前方，并用該組縫線直接穿過人造瓣膜縫合環置入人工瓣膜，從而使后瓣葉及殘留前瓣葉時折疊在后瓣環與人工瓣膜縫合環之間。根據患者術前意愿分別采用單葉單葉機械瓣、雙葉機械瓣、生物瓣進行MVR。

1.2.2 檢測指標 常規指標：PGmen、Qmv；流場均勻性指標：Vmax、ΔVmax；TSS指標：四腔心切面（FCV）核心點（Lc）、外側點（Ll）、內側點（Lm）和二腔心切面（TCV）下核心點（Lc），前外側點（Lal），后內側點（Lpm）上5個心動周期E峰與A峰處相應的TSS、Irel的均值。

1.2.3 檢測方法 （1）常規指標檢測方法：采用通用公司VIVID 7型超聲心動圖儀，探頭頻率2.5～3.5MHz。患者左側臥位，在彩色多普勒血流圖像（CDFI）引導下在FCV切面以頻譜多普勒獲取二尖瓣前向跨瓣血流頻譜，人工勾勒頻譜外緣輪廓，自動測算出PGmean與時間速度積分（VTI），按壓差降半時間法測量有效瓣口面積（EOA），根據公式即可計算出Qmv。（2）流場均勻性指標檢測方法：在CDFI引導下，分別于FCV和TCV將頻譜多普勒取樣容積（1.5mm）置于二尖瓣下游距瓣尖0.5～2.0cm區域，根據流型特點和頻譜信號定位跨瓣血流核心測速點，記錄最大速度頻譜，測量峰值流速Vmax。繼而在同一切面，借助血流宏觀流型、色彩組合及頻譜信號所反映出射流邊界湍流區低速高擾動的特點，準確定位各邊界點，以頻譜多普勒測量跨瓣血流內與外、前外與后內點峰值流速。計算出各切面ΔVmax作為流場均勻性定量指標。（3）TSS指標：分別于FCV和TCV切面，在已確定的血流核心與邊界各測速點上，以頻譜多普勒記錄5個二尖瓣跨瓣血流速度頻譜，然后將速度頻譜圖數字化，通過圖像分析軟件，得到TSS和Irel。

1.3 統計學處理 采用SPSS11.5統計軟件進行分析，計量資料以表示，組間比較單因素方差分析，檢驗水準α＝0.05，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 3組 PGmen、Qmv、Vmax、ΔVmax比較 PGmen、Vmax、ΔVmax，HancockⅡ組低于St Jude組，St Jude組低于GK－Ⅱ組（P＜0.05）；QmvSt Jude組高于GK－Ⅱ組，HancockⅡ組高于 GK－Ⅱ組（P＜0.05），見表1。

2.2 3組TSS比較 在周圍邊界各位點TSS HancockⅡ組低于St Jude組，St Jude組低于GK－Ⅱ（P＜0.05），見表2。

表1 3組PGmen，Qmv，Vmax，ΔVmax比較±s）

表1 3組PGmen，Qmv，Vmax，ΔVmax比較±s）

a：P＜0.05，與 GK－Ⅱ組比較；b：P＜0.05，與St Jude組比較。

組別 PGmen（kPa） Qmv（mL） Vmax（m·s－1） ΔVmax（m·s－1）±0.16 1.52±0.09 St Jude組 0.95±0.08a 71.4±6.5a 1.22±0.06a 1.26±0.13a 1.00±0.08a 1.00±0.08a HancockⅡ組 0.44±0.05ab 74.1±6.3a 0.77±0.07ab 0.81±0.10ab 0.57±0.07ab 0.58±0.06 FCV TCV GK－Ⅱ組 1.62±0.65 56.0±7.2 1.70±0.16 1.78±0.22 1.61 FCV TCV ab

表2 3組TSS比較±s，N·m－2）

表2 3組TSS比較±s，N·m－2）

組別FCV LcE LcA LmE LmA LlE Ll A 73.8±23.8 171.8±22.9 St Jude組 48.0±9.7 49.4±10.4 137.2±20.1a 142.0±16.4a 138.6±18.4a 138.3±17.6a HancockⅡ組 43.3±7.0 44.2±7.0 112.5±13.8ab 114.0±13.0ab 114.4±13.8ab 116.6±14.0 GK－Ⅱ組 50.7±10.9 50.3±11.6 171.4±27.0 172.6±27.3 1 ab

續表2 3組TSS比較±s，N·m－2）

續表2 3組TSS比較±s，N·m－2）

a：P＜0.05，與GK－Ⅱ組比較；b P＜0.05，與St Jude組比較。

組別TCV LcE LcA LalE LalA LpmE Lpm A 4.8±22.1 143.2±18.1 St Jude組 49.1±8.2 50.1±9.3 142.1±18.1a 139.7±16.7a 138.3±17.9a 115.2±16.8a HancockⅡ組 46.3±7.0 46.5±5.6 119.0±12.7ab 116.9±14.1ab 119.7±11.7a 120.4±16.0 GK－Ⅱ組 50.3±10.4 49.7±9.6 168.5±23.5 167.0±26.0 17 a

表3 3組Irel比較（%）

續表3 3組Irel比較（%）

2.3 3組Irel比較 在周圍邊界各位點Irel HancockⅡ組低于St Jude組，St Jude組低于GK－Ⅱ（P＜0.05），見表3。

3 討 論

保留瓣下結構的MVR術患者，低心排發生率與病死率明顯低于未保留者［4］，5年生存率分別為 92%、80% （P＝0.001）［5］。但保留瓣下結構有可能引起人工二尖瓣下游梗阻。因此，本實驗采用多普勒超聲結合計算機圖像分析［6－7］檢測人工二尖瓣下游TSS等流體力學指標，從瓣膜流體力學的角度來比較瓣下結構保留下不同構型人工瓣膜下游血流動力學的特征。

在完全保留瓣下結構時，檢測指標在3組間差異有統計學意義（P＜0.05），顯示生物瓣血流動力學性能最優，雙葉機械瓣次之，單葉機械瓣最差。就其原因分析，3種人工瓣膜下游血流動力學的差異是由其構型在設計上的不同所決定的，偏小的瓣口面積使其下游血流擾動性及能耗相對較大，流道大小的不均勻使瓣膜下游血流穩定性較差［8］，在前、后瓣下結構存在的情況下，增加了血流分離擾動的傾向，使出瓣處血流速度梯度與湍流度增大，流場均勻性變差［9］。

保留的瓣下結構對跨瓣血流產生的干擾以及在一定程度上增加的人工瓣膜狹窄效應，使人工瓣膜下游血流擾動性增加，流場均勻性變差，湍流剪應力增大，這一影響在置換單葉機械瓣時最明顯，置換生物瓣時較小。全瓣下結構同時保留雖然可使術后心功能的改善優于單純保留后瓣瓣下結構［10－12］，但其對下游血流動力學產生的不利影響也相應增大，從術后遠期療效看，增大的湍流剪應力除了增加溶血與血栓生成等并發癥外，對心內膜的長期作用有可能成為左室流入道狹窄不可忽視的原因。研究顯示TSS會引起體外培養的平滑肌細胞出現增生［13］。TSS的長期作用是否會引起內皮細胞和心肌細胞增生還有待進一步的研究，但左室流入道在TSS作用下發生應力應變性結構變化，出現增厚導致左室流入道狹窄的可能性還應引起臨床醫生的高度重視，因此，對于心功能較差，有必要保留全瓣的患者，若條件允許，可考慮盡量使用生物瓣以減輕瓣下結構對人工心瓣下游血流動力學產生的不良影響。

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