全瓣下结构保留下不同人工瓣膜下游血流动力学指标比较＊

张 浒，张桂敏，王 钰，段冰松，白向锋，陶 杰△

（昆明医学院第一附属医院：1.心血管外科；2.心脏内科彩超室，昆明650032）

保留二尖瓣全瓣下结构能够改善术后心功能［1－3］。近年来越来越多的患者选择生物瓣。但是，目前尚未发现国内外有关于保留全瓣下结构的机械瓣与生物瓣人体内下游血流动力学对比研究的报道。为此，本研究采用多普勒超声结合计算机图像分析，通过比较保留瓣下结构二尖瓣置失（MVR）术后3种人工瓣膜下游血流动力学指标，明确保留瓣下结构下人工瓣膜构型对下游血流动力学的影响，为临床医师在保留瓣下结构时选择人工瓣膜提供参考依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料 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，年龄40～59岁，平均（50.0±6.2）岁。按照人工心脏瓣膜类型不同分为3组，单叶瓣组（n＝5）、双叶瓣组（n＝7）、生物瓣组（n＝6）。诊断标准：有活动后气促、心悸、乏力咳嗽等症状。心脏彩超显示二尖瓣瓣叶增厚、僵硬，回声增强，钙化。舒张期狭窄呈鱼嘴样或收缩期前后瓣叶不能对合。纳入标准：60岁以下，术前心脏彩超检查二尖瓣明确有病变，有行MVR手术指征。排除标准：60岁以上；联合瓣膜病变；心房纤颤。所有患者及家属对实验知情同意，经医院伦理委员会批准，符合医学伦理学标准。3组病例在左室舒末径、心功能、心胸比和转流时间差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

1.2 方法

1.2.1 麻醉、体外循环、手术方法 全部患者均采用静吸复合全身麻醉，全量肝素化（3mg／kg），采用人工心肺机平流灌注。常规建立体外循环，采用浅低温心脏停跳体外循环，术中鼻咽温度维持在31℃左右，主动脉根部顺灌，每30分钟重复灌注1次。经右房－房间隔径路，切除二尖瓣前叶无腱索区，保留腱索附着处，然后翻转保留的前瓣叶靠近后瓣环，采用间断水平褥式将后瓣叶及保留的前瓣叶折叠缝合在后瓣环上，其固定于后瓣环前方，并用该组缝线直接穿过人造瓣膜缝合环置入人工瓣膜，从而使后瓣叶及残留前瓣叶时折叠在后瓣环与人工瓣膜缝合环之间。根据患者术前意愿分别采用单叶单叶机械瓣、双叶机械瓣、生物瓣进行MVR。

1.2.2 检测指标 常规指标：PGmen、Qmv；流场均匀性指标：Vmax、ΔVmax；TSS指标：四腔心切面（FCV）核心点（Lc）、外侧点（Ll）、内侧点（Lm）和二腔心切面（TCV）下核心点（Lc），前外侧点（Lal），后内侧点（Lpm）上5个心动周期E峰与A峰处相应的TSS、Irel的均值。

1.2.3 检测方法 （1）常规指标检测方法：采用通用公司VIVID 7型超声心动图仪，探头频率2.5～3.5MHz。患者左侧卧位，在彩色多普勒血流图像（CDFI）引导下在FCV切面以频谱多普勒获取二尖瓣前向跨瓣血流频谱，人工勾勒频谱外缘轮廓，自动测算出PGmean与时间速度积分（VTI），按压差降半时间法测量有效瓣口面积（EOA），根据公式即可计算出Qmv。（2）流场均匀性指标检测方法：在CDFI引导下，分别于FCV和TCV将频谱多普勒取样容积（1.5mm）置于二尖瓣下游距瓣尖0.5～2.0cm区域，根据流型特点和频谱信号定位跨瓣血流核心测速点，记录最大速度频谱，测量峰值流速Vmax。继而在同一切面，借助血流宏观流型、色彩组合及频谱信号所反映出射流边界湍流区低速高扰动的特点，准确定位各边界点，以频谱多普勒测量跨瓣血流内与外、前外与后内点峰值流速。计算出各切面ΔVmax作为流场均匀性定量指标。（3）TSS指标：分别于FCV和TCV切面，在已确定的血流核心与边界各测速点上，以频谱多普勒记录5个二尖瓣跨瓣血流速度频谱，然后将速度频谱图数字化，通过图像分析软件，得到TSS和Irel。

1.3 统计学处理 采用SPSS11.5统计软件进行分析，计量资料以表示，组间比较单因素方差分析，检验水准α＝0.05，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 3组 PGmen、Qmv、Vmax、ΔVmax比较 PGmen、Vmax、ΔVmax，HancockⅡ组低于St Jude组，St Jude组低于GK－Ⅱ组（P＜0.05）；QmvSt Jude组高于GK－Ⅱ组，HancockⅡ组高于 GK－Ⅱ组（P＜0.05），见表1。

2.2 3组TSS比较 在周围边界各位点TSS HancockⅡ组低于St Jude组，St Jude组低于GK－Ⅱ（P＜0.05），见表2。

表1 3组PGmen，Qmv，Vmax，ΔVmax比较±s）

表1 3组PGmen，Qmv，Vmax，ΔVmax比较±s）

a：P＜0.05，与 GK－Ⅱ组比较；b：P＜0.05，与St Jude组比较。

组别 PGmen（kPa） Qmv（mL） Vmax（m·s－1） ΔVmax（m·s－1）±0.16 1.52±0.09 St Jude组 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组 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组 1.62±0.65 56.0±7.2 1.70±0.16 1.78±0.22 1.61 FCV TCV ab

表2 3组TSS比较±s，N·m－2）

表2 3组TSS比较±s，N·m－2）

组别FCV LcE LcA LmE LmA LlE Ll A 73.8±23.8 171.8±22.9 St Jude组 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组 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组 50.7±10.9 50.3±11.6 171.4±27.0 172.6±27.3 1 ab

续表2 3组TSS比较±s，N·m－2）

续表2 3组TSS比较±s，N·m－2）

a：P＜0.05，与GK－Ⅱ组比较；b P＜0.05，与St Jude组比较。

组别TCV LcE LcA LalE LalA LpmE Lpm A 4.8±22.1 143.2±18.1 St Jude组 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组 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组 50.3±10.4 49.7±9.6 168.5±23.5 167.0±26.0 17 a

表3 3组Irel比较（%）

续表3 3组Irel比较（%）

2.3 3组Irel比较 在周围边界各位点Irel HancockⅡ组低于St Jude组，St Jude组低于GK－Ⅱ（P＜0.05），见表3。

3 讨 论

保留瓣下结构的MVR术患者，低心排发生率与病死率明显低于未保留者［4］，5年生存率分别为 92%、80% （P＝0.001）［5］。但保留瓣下结构有可能引起人工二尖瓣下游梗阻。因此，本实验采用多普勒超声结合计算机图像分析［6－7］检测人工二尖瓣下游TSS等流体力学指标，从瓣膜流体力学的角度来比较瓣下结构保留下不同构型人工瓣膜下游血流动力学的特征。

在完全保留瓣下结构时，检测指标在3组间差异有统计学意义（P＜0.05），显示生物瓣血流动力学性能最优，双叶机械瓣次之，单叶机械瓣最差。就其原因分析，3种人工瓣膜下游血流动力学的差异是由其构型在设计上的不同所决定的，偏小的瓣口面积使其下游血流扰动性及能耗相对较大，流道大小的不均匀使瓣膜下游血流稳定性较差［8］，在前、后瓣下结构存在的情况下，增加了血流分离扰动的倾向，使出瓣处血流速度梯度与湍流度增大，流场均匀性变差［9］。

保留的瓣下结构对跨瓣血流产生的干扰以及在一定程度上增加的人工瓣膜狭窄效应，使人工瓣膜下游血流扰动性增加，流场均匀性变差，湍流剪应力增大，这一影响在置换单叶机械瓣时最明显，置换生物瓣时较小。全瓣下结构同时保留虽然可使术后心功能的改善优于单纯保留后瓣瓣下结构［10－12］，但其对下游血流动力学产生的不利影响也相应增大，从术后远期疗效看，增大的湍流剪应力除了增加溶血与血栓生成等并发症外，对心内膜的长期作用有可能成为左室流入道狭窄不可忽视的原因。研究显示TSS会引起体外培养的平滑肌细胞出现增生［13］。TSS的长期作用是否会引起内皮细胞和心肌细胞增生还有待进一步的研究，但左室流入道在TSS作用下发生应力应变性结构变化，出现增厚导致左室流入道狭窄的可能性还应引起临床医生的高度重视，因此，对于心功能较差，有必要保留全瓣的患者，若条件允许，可考虑尽量使用生物瓣以减轻瓣下结构对人工心瓣下游血流动力学产生的不良影响。

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