主动脉瓣狭窄和主动脉瓣反流患者的主动脉解剖学比较

白英楠 邓欣 张亚琦 李智行 潘文志 周达新 葛均波

有症状或无症状但存在左心室功能不全的主动脉瓣反流（aortic regurgitation，AR）患者自然预后差，死亡率高，行外科主动脉瓣置换术会有明显改善［1-3］。然而，因治疗手段有限，无法行外科手术的AR患者生活质量较差［4］。根据2017年欧洲心脏病学会/欧洲心胸外科学会心脏瓣膜病管理指南和2014年美国心脏协会/美国心脏病学会心脏瓣膜病患者管理指南执行摘要，经导管主动脉瓣置换术（transcatheter aortic valve replacement，TAVR）已被推荐为存在外科手术禁忌证或高风险主动脉瓣狭窄（aortic stenosis，AS）患者的优先选择［1，5］。目前，对AR患者行TAVR治疗尚未被纳入广泛认可的指南，因为部分患者的非钙化主动脉瓣无法为经导管人工瓣膜提供足够的锚定［4，6-7］。但已有一些研究力图证明在AR患者中行TAVR的可行性［8-10］。有几种瓣膜产品已被成功应用于AR患者，主要包括Jana ValveTM瓣膜（德国）［10-11］、J-valveTM瓣膜（中国）［8］和Systemic ACURATE TATM瓣膜（瑞士）［7］。因此，AR被列为TAVR适应证还需要更深入的研究和更多临床试验进行评估。本研究通过对AS和AR患者的主动脉解剖学特征进行一系列比较，以期了解术前评估能否对治疗方法和器械选择提供有价值的信息参考。

主动脉根部解剖数据（包括主动脉瓣环直径、冠状动脉开口高度、主动脉窦直径等）是筛选患者和选择TAVR瓣膜型号的重要参数［12-13］。对于行TAVR的AS患者，置入型号不合适的瓣膜可能导致严重并发症，如瓣膜直径过大可导致主动脉瓣环破裂或新发房室传导阻滞，瓣膜直径过小可导致主动脉瓣关闭不全或瓣膜移位［14-16］。本研究组认为，AR患者行TAVR也可能存在类似的潜在并发症，因此，分析AR患者主动脉根部解剖特征，有助于为TAVR瓣膜选择提供参考。目前，AS患者主动脉根部解剖特征已被广泛报道［11，17-18］，但对AR患者主动脉根部解剖特征的报道较少。因此，本研究通过多排计算机断层成像（multi-detector computed tomography，MDCT）和超声心动图比较AS和AR患者主动脉根部解剖特征，力图为TAVR治疗AR患者提供有益的信息。

1 对象与方法

1.1 研究对象

纳入2014年4月至2016年5月连续入组就诊于上海复旦大学附属中山医院，患有严重AS或AR并计划接受TAVR治疗的患者共170例，其中包括AR组57例，AS组113例。排除AS合并AR的患者。本研究符合赫尔辛基宣言原则［19］，并通过本院伦理委员会批准。

1.2 检查方法

所有患者均进行MDCT检查，采用320排MDCT（Aquilion One，东芝，日本）进行扫描，准直度为320×0.5 mm，台架旋转时间为350 ms，采用高螺距螺旋数据采集模式；管电压为100～120 kV，管电流为320～350 mA。患者采取仰卧位，以4～5 ml/s速率静脉注射80～90 ml非离子碘化对比剂（Ultravist 370，拜耳先灵医药，德国）。心脏和主动脉CT血管成像均通过单次检查获得，以30% R-R间隔重建切片厚度0.5 mm和增量0.3 mm CT血管成像。所有患者均采用GE Vivid 7（通用电气医疗系统，美国）1.7～3.4 MHz探针进行超声心动图检查。

1.3 数据测量

所有MDCT图像数据在后处理工作站（Vitrea，东芝，日本）上进行分析。研究者具有解读心脏CT的丰富经验，并对纳入患者采取盲法分析。选择心动周期的收缩中期（心电图峰值R-R间隔的30%）重建图像。瓣环平面指的是垂直短轴视图中连接所有三个尖瓣最低点的平面。自动重建主动脉根部后，在瓣环平面上测量最长直径（the longest diameter，LD）、最短直径（the shortest diameter，SD）、面积、周长（图1A），计算平均直径以及椭圆指数（LD/SD）。主动脉窦平面指的是垂直于显示最大瓣叶尺寸中心线的平面，测量该平面中主动脉窦周长（图1B），并以周长计算平均直径。升主动脉平面指的是垂直于主动脉窦平面上方40 mm的平面，测量该平面中升主动脉周长（图1C），并以周长计算平均直径。在相应视图中测量左、右冠状动脉开口高度（冠状动脉开口下边界和瓣环平面的距离，图1D）。为评估瓣叶钙化容积，采用Fluoro CT软件（由Pascal Thériault-Lauzier和Nicolo Piazza开发）测量钙容量。本研究中，二叶式主动脉瓣（bicuspid aortic valve，BAV）瓣膜为2个畸形瓣叶（包括解剖上为2个瓣叶的畸形或多个瓣叶融合成2个瓣叶的畸形）。对所有纳入患者行二维超声心动图检查，从左心室胸骨旁长轴切面测量左心室收缩末期和舒张末期直径、左心房直径、室间隔厚度和左心室后壁厚度。用Simpson法测量左心室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）。二尖瓣反流程度分为五个等级：0级，无二尖瓣反流；1级，轻度二尖瓣反流，反流面积分数＜20%，反流容积30 ml，有效反流口面积0.2 cm2；2级，中度二尖瓣反流，反流面积分数20%～29%，反流容积30～44 ml，有效反流口面积0.2～0.29 cm2；3级，中重度二尖瓣反流，反流面积分数30%～39%，反流容积44～59 ml，有效反流口面积0.3～0.39 cm2；4级，重度二尖瓣反流，反流面积分数≥40%，反流容积≥60 ml，有效反流口面积≥0.4 cm2［20］。

1.4 统计学分析

2 结果

2.1 两组患者一般资料和解剖数据比较（表1）

两组患者性别、年龄、椭圆指数、左冠状动脉开口高度等比较，差异均无统计学意义（均P＞0.05）。AR组患者BAV比例显著低于AS组（3.5%比38.9%，P=0.001），而三叶式主动脉瓣比例显著高于AS组（96.5%比61.1%，P=0.001），差异均有统计学意义。AR组患者瓣环LD［（28.5±3.1）mm比（26.7±3.1）mm，P＜0.001］、SD［（23.2±2.7）mm比（21.4±2.6）mm，P=0.001］、平均直径［（26.4±3.7）mm比（25.2±2.9）mm，P=0.001］、周长［（82.8±11.5）mm比（79.3±9.2）mm，P=0.003］、面积［（504.9±107.4）cm2比（433.5±104.0）cm2，P＜0.001］均大于AS组，差异均有统计学意义。AR组患者升主动脉直径［（38.3±6.9）mm比（33.9±6.7）mm，P＜0.001］和主动脉窦直径［（38.9±6.9）mm比（32.7±4.5）mm，P＜0.001］均显著大于AS组，差异均有统计学意义。AR组患者右冠状动脉开口高度［（17.5±5.0）mm比（15.3±3.3）mm，P=0.010］、瓣叶钙化容积［（420.2±320.3）mm3比（45.8±42.4）mm3，P＜0.001］均显著大于AS组，差异均有统计学意义。

图1 主动脉根部多排计算机断层扫描数据 A.瓣环周长（紫色）；B.主动脉窦周长（黄色）；C.升主动脉周长（绿色），升主动脉直径（蓝色）；D.冠状动脉开口高度（即冠状动脉开口下边界和瓣环平面的距离，红色）

2.2 三叶式主动脉瓣患者一般资料和解剖数据比较（表2）

排除BAV患者后，再次比较两组中三叶式主动脉瓣患者主动脉根部解剖数据。结果显示，椭圆指数、左冠状动脉开口高度比较，差异均无统计学意义（均P＞0.05）。AS组患者平均年龄大于AR组［（78.6±5.7）岁比（75.8±6.0）岁，P=0.010］，而男性比例小于AR组（44.9%比63.6%，P=0.030），差异均有统计学意义。AR组患者瓣环LD［（28.4±3.1）mm比（26.6±2.6）mm，P＜0.001］、SD［（23.1±2.7）mm比（21.2±2.5）mm，P＜0.001］、平均直径［（26.3±3.7）mm比（25.1±2.6）mm，P=0.040］、周长［（82.4±11.6）mm比（78.9±8.2）mm，P=0.040］、面积［（502.1±108.2）cm2比（428.8±90.7）cm2，P＜0.001］均大于AS组，差异均有统计学意义。AR组患者平均升主动脉直径［（38.4±6.9）mm比（31.8±5.7）mm，P＜0.001］和主动脉窦直径［（39.1±7.0）mm比（32.3±4.0）mm，P＜0.001］均显著大于AS组，差异均有统计学意义。AR组患者右冠状动脉开口高度［（17.5±5.1）mm比（15.1±3.1）mm，P=0.002］、瓣叶钙化容积［（409.2±328.4）mm3比（40.8±41.2）mm3，P＜0.001］均显著大于AS组，差异均有统计学意义。

2.3 升主动脉和主动脉窦直径独立相关因素分析

纳入变量包括性别、年龄、瓣膜类型（二叶式或三叶式）和瓣膜病变类型（AR或AS）。采用逐步多元线性回归分析显示，性别（β=4.1，P＜0.001）、瓣膜类型（β=4.3，P＜0.001）和瓣膜病变（β=5.4，P＜0.001）与升主动脉直径独立相关。性别（β=4.3，P＜0.001）和瓣膜病变（β=5.6，P＜0.001）与主动脉窦直径独立相关。而年龄与升主动脉、主动脉窦直径均无显著相关性（均P＞0.05）。

2.4 两组患者心脏结构及功能比较

两组患者左心房直径、LVEF和二尖瓣反流程度比较，差异均无统计学意义（均P＞0.05）。AR组患者左心室舒张末期直径［（59.4±9.9）mm比（48.5±7.4）mm，P＜0.001］、左心室收缩末期直径［（41.5±10.2）mm比（32.7±8.0）mm，P＜0.001］均大于AS组，差异均有统计学意义。AR组患者室间隔厚度［（11.3±1.5）mm比（12.9±1.9）mm，P=0.001］、左心室后壁厚度［（10.7±1.0）mm比（12.0±1.5）mm，P=0.001］均小于AS组，差异均有统计学意义（表3）。排除BAV患者后，再次比较两组中三叶式主动脉瓣患者心脏结构及功能，结果与所有AS组和AR组患者相比类似（表4）。

3 讨论

目前，TAVR被广泛应用于AS患者。但值得一提的是，AR患者同样可以进行TAVR治疗。尽管目前对AR患者行TAVR治疗尚未被纳入广泛认可的指南，仍有一些研究力图证明在AR患者中行TAVR的可行性，AR被列为TAVR适应证还需要更深入地研究和更多临床试验进行评估。

表3 两组患者心脏结构及功能比较（± s）

表3 两组患者心脏结构及功能比较（± s）

注：AR，主动脉瓣反流；AS，主动脉瓣狭窄

项目 AR组（57例）AS组（113例） P值左心房直径（mm） 44.4± 8.1 42.6± 6.4 0.120左心室舒张末期直径（mm） 59.4± 9.9 48.5± 7.4 ＜0.001左心室收缩末期直径（mm） 41.5±10.2 32.7± 8.0 ＜0.001室间隔厚度（mm） 11.3± 1.5 12.9± 1.9 0.001左心室后壁厚度（mm） 10.7± 1.0 12.0± 1.5 0.001左心室射血分数（%） 56.0± 9.9 58.9±12.1 0.130二尖瓣反流程度（级） 1.0± 0.7 1.0± 0.6 0.600

表4 两组中三叶式主动脉瓣患者心脏结构及功能比较（± s）

表4 两组中三叶式主动脉瓣患者心脏结构及功能比较（± s）

注：AR，主动脉瓣反流；AS，主动脉瓣狭窄

项目 AR组（55例）AS组（69例） P值

在新器械的辅助下，针对AR患者的TAVR治疗变得可行［8，10-11］。本中心对AS和AR患者进行TAVR治疗，在TAVR术前对所有AS和AR患者常规行MDCT和超声心动图检查。本研究显示，与AS组患者相比，AR组患者右冠状动脉开口高度高，左心室直径较大，左心室后壁较薄，升主动脉直径和主动脉窦直径均大。这些结果可能为AR新型瓣膜设计和TAVR治疗提供有价值的信息。

美国一项针对中重度瓣膜病变的研究发现，AR患病率低于AS患病率；在65～74岁患者中，AR患病率约为0.6%，AS患病率约为1.4%；在≥75岁患者中，AR患病率约为1.7%，AS患病率约为4.6%［21］。然而，本中心既往研究发现，中国AR检出率远高于AS，特别是年龄≥75岁的患者［18］。因此，开发针对AR患者的TAVR设备和技术至关重要。主动脉根部解剖特征能为TAVR瓣膜设计和选择提供重要信息，使用MDCT有助于客观比较AS和AR患者这些特征。

本研究显示，AR组患者平均主动脉瓣环直径稍大于AS组患者，两组患者椭圆指数差异也不大，说明对于AR和AS患者，TAVR的瓣环设计范围可相近。本研究中AR组患者平均升主动脉直径和主动脉窦直径均显著大于AS组患者，也有研究报道AR患者主动脉根部直径较AS组更大［22］。AR组患者平均主动脉窦直径、右冠状动脉开口高度均大于AS组患者，说明AR组患者在接受TAVR治疗时不易发生冠状动脉堵塞［13］。在中国AS患者中，BAV更为常见［23］。本研究38.9% AS患者为BAV，将这些患者排除后，主动脉根部解剖特征无显著改变；且与AS组患者相比，AR组患者左心室舒张末期直径较大，室间隔和左心室后壁较薄。这些结果可为将来AR患者的TAVR治疗提供一些参考信息。本研究也存在一些缺陷：（1）本研究为单中心研究，样本量相对较小。（2）不同种族主动脉根部解剖特征可能不同［17］。本研究无这方面资料。（3）AS和AR患者TAVR瓣膜设计和选择原则可能不同，但主动脉根部解剖数据仍可以提供一些参考。

综上，AR组患者主动脉瓣环直径、升主动脉直径和主动脉窦直径均大于AS组患者，两组左冠状动脉开口高度比较差异无统计学意义，但AR组患者右冠状动脉开口高度高于AS组。这些结果可为AR新型器械设计和TAVR治疗提供有价值的信息参考。