闭式体外循环下微创主动脉瓣膜置换术治疗主动脉瓣病变疗效观察

杨 勇，魏东明，陈亚武

(空军军医大学第一附属医院心血管外科，陕西 西安 710032)

主动脉瓣病变是常见的心血管疾病，其预后不良，严重影响患者健康[1]。传统的胸骨正中切口主动脉瓣置换术(aortic valve replacement,AVR)被认为是主动脉瓣疾病外科治疗的标准术式，但其具有手术切口长、创伤大、瘢痕明显、患者术后恢复慢等不足[2-3]。近年来，随着心脏外科技术水平及体外循环插管的改进，微创瓣膜外科得到了迅速发展。闭式体外循环下经右胸微创切口直视下AVR是近年来开展的重要微创手术，其不仅可以达到传统手术的治疗效果，且有效解决了传统手术创伤大、患者术后恢复慢等问题[4]。本研究对闭式体外循环下微创AVR与传统的胸骨正中切口AVR治疗主动脉瓣病变的临床效果进行比较，以期为临床治疗主动脉瓣病变提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料选择2016年1月至2019年4月空军军医大学第一附属医院心血管外科收治的主动脉瓣病变患者为研究对象。病例纳入标准：(1)符合主动脉瓣病变诊断标准[5]，并经超声心动图检查确诊；(2)年龄≤75岁；(3)纽约心脏学会(New York Heart Association,NYHA)心功能分级Ⅱ～Ⅳ级。排除标准：(1)升主动脉直径>5.0 cm；(2)严重慢性阻塞性肺疾病；(3)周围血管畸形或严重动脉粥样硬化；(4)右胸部外伤、手术或严重感染史。本研究共纳入主动脉瓣病变患者118例，按照手术方法将患者分为观察组和对照组，每组59例。观察组：男35例，女24例；年龄32～75(49.06±6.16)岁，体质量指数17.2～28.9(23.05±2.03)kg·m-2，心胸比率0.5～0.8(0.63±0.06)，血细胞比容0.3～0.5(0.39±0.04)；NYHA分级：Ⅱ级16例，Ⅲ级29例，Ⅳ级14例；病变类型：主动脉瓣关闭不全32例，主动脉瓣狭窄14例，主动脉瓣狭窄伴关闭不全13例。对照组：男33例，女26例；年龄33～74(48.29±5.86)岁，体质量指数17.5～28.5(22.82±1.90)kg·m-2，心胸比率0.5～0.8(0.65±0.07)，血细胞比容0.3～0.5(0.38±0.04)；NYHA分级：Ⅱ级15例，Ⅲ级31例，Ⅳ级13例；病变类型：主动脉瓣关闭不全30例，主动脉瓣狭窄15例，主动脉瓣狭窄伴关闭不全14例。2组患者的性别、年龄、体质量指数、心胸比率、NYHA分级、血细胞比容及病变类型等比较差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。本研究经医院医学伦理委员会审批，所有患者及家属签署知情承诺书。

1.2 手术方法

1.2.1 对照组采取传统胸骨正中切口AVR。患者取平卧位，全身麻醉，取胸部正中切口；升主动脉插管、右心房插管建立体外循环，置入左心引流管，阻断主动脉，切开主动脉，主动脉根部灌注心肌保护液，将病变瓣膜剪除；根据患者年龄及意愿选择机械瓣或生物瓣，采用心脏超声检测主动脉瓣环直径、瓣口大小而选择相应瓣膜替换，排气，除颤复跳或自动复跳，并行循环后撤离呼吸机，置入心包及纵隔引流管，逐层关胸。

1.2.2 观察组采取闭式体外循环下微创AVR。全身麻醉，行双腔气管插管，取仰卧位，右侧垫高20°～30°，放置术中食管超声探头，体外除颤电极分别贴于肩胛骨后方与左腋前线第5肋间，包裹心脏；右胸骨旁做5～6 cm横切口，左肺单侧通气，经第3肋间进胸，并将右胸廓内动脉切断缝扎，断离第3肋软骨；以微创撑开器将肋间隙适度撑开，暴露心包；于第3、6肋间腋前线处各戳1个长约1 cm微孔，前者置入Chitwood阻断钳、心包牵引线，后者置入心包牵引线、二氧化碳灌注管、左心房引流管，之后采用改良Seldinger法经股动静脉插管建立闭式体外循环。主动脉根部灌注心肌保护液，对于主动脉瓣关闭不全者，将升主动脉切开，直视下分别左、右冠状动脉灌注心肌保护液；将病变瓣膜剪除，根据患者年龄及意愿选择机械瓣或生物瓣，采用心脏超声检查主动脉瓣环直径、瓣口大小，选择相应瓣膜替换；缝合主动脉切口(5-0 Prolene线)，主动脉根部及左心排气，心脏复跳，撤离呼吸机，撤除体外循环。

1.3 观察指标(1)围手术期指标：包括体外循环时间、主动脉阻断时间、术后12 h引流量、术后辅助呼吸时间、重症监护室(intensive care unite,ICU)住院时间、总住院时间。(2)血清学指标：包括心脏损伤标志物心肌肌钙蛋白T(cardiac troponin T,cTnT)、心型脂肪酸结合蛋白(heart muscle fatty acid-binding protein,H-FABP)、氨基末端脑利钠肽前体(N-terminal pro brain natriuretic peptide,NT-proBNP)、肌酸激酶同工酶(creatine kinase-MB,CK-MB)及应激反应指标肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)、细胞间黏附分子-1(intercellular cell adhesion molecule-1,ICAM-1)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)、晚期氧化蛋白产物(advanced oxidation protein products,AOPP)。分别于术前及术后第3、7天抽取患者空腹肘静脉血5 mL，3 000 r·min-1离心5 min，取上层血清；采用双向侧流胶体金法检测血清cTnT、H-FABP水平(试剂盒购自瑞莱生物工程深圳有限公司)，采用免疫荧光法检测血清NT-proBNP水平(试剂盒购自瑞士生物技术有限公司)，采用速率法检测血清CK-MB水平(试剂盒购自日本日立公司)，采用酶联免疫吸附实验检测血清TNF-α、IL-1β、ICAM-1水平(试剂盒购自上海酶联生物科技有限公司)，采用放射免疫沉淀法检测血清SOD、MDA、AOPP水平(试剂盒购自南京建成生物研究所)；均严格按照试剂盒说明书进行检测。(3)左心室功能：分别于术前及术后第7、30天采用GE Vivid7心脏彩色超声诊断仪(美国GE公司)测定患者左心室功能，包括左心室舒张末期内径(left ventricular end diastolic dimension,LVDD)、左心室收缩末期内径(left ventricular end-systolic dimension,LVDS)、左心室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF)。(4)并发症：观察2组患者术后深部切口感染、低心排血量综合征、脑血管意外等并发症发生情况。(5)生存状况：2组患者术后随访1 a，统计患者1 a生存率。

2 结果

2.1 2组患者围手术期情况比较结果见表1。观察组患者体外循环时间和主动脉阻断时间显著长于对照组，术后12 h引流量显著少于对照组，术后辅助呼吸时间、ICU住院时间和总住院时间显著短于对照组，差异均有统计学意义(P<0.05)。

表1 2组患者围手术期指标比较

2.2 2组患者手术前后血清心脏损伤标志物水平比较结果见表2。术前2组患者血清cTnT、NT-proBNP、H-FABP、CK-MB水平比较差异无统计学意义(P>0.05)；2组患者术后第3天血清cTnT、NT-proBNP、H-FABP、CK-MB水平显著高于术前，差异有统计学意义(P<0.05)；2组患者术后第7天血清cTnT、NT-proBNP、H-FABP、CK-MB水平显著低于术后第3天，差异有统计学意义(P<0.05)；术后第3、7天，观察组患者血清cTnT、NT-proBNP、H-FABP、CK-MB水平显著低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。

表2 2组患者手术前后血清cTnT、NT-proBNP、H-FABP及CK-MB水平比较

2.3 2组患者手术前后应激反应情况比较结果见表3。术前2组患者血清TNF-α、IL-1β、ICAM-1、SOD、MDA、AOPP水平比较差异无统计学意义(P>0.05)；2组患者术后第3天血清TNF-α、IL-1β、ICAM-1、MDA、AOPP水平显著高于术前，血清SOD水平显著低于术前，差异均有统计学意义(P<0.05)；2组患者术后第7天血清TNF-α、IL-1β、ICAM-1、MDA、AOPP水平显著低于术后第3天，血清SOD水平显著高于术后第3天，差异均有统计学意义(P<0.05)；术后第3、7天，观察组患者血清TNF-α、IL-1β、ICAM-1、MDA、AOPP水平显著低于对照组，血清SOD水平显著高于对照组，差异均有统计学意义(P<0.05)。

表3 2组患者手术前后血清TNF-α、IL-1β、ICAM-1、SOD、MDA、AOPP水平比较

2.4 2组患者手术前后左心室功能比较结果见表4。术前2组患者LVDD、LVDS、LVEF比较差异无统计学意义(P>0.05)；2组患者术后第7、30天LVDD、LVDS显著低于术前，LVEF显著高于术前，差异均有统计学意义(P<0.05)；2组患者术后第30天LVDD、LVDS显著低于术后第7天，LVEF显著高于术后第7天，差异均有统计学意义(P<0.05)；术后第7天，观察组患者LVDD、LVDS显著低于对照组，LVEF显著高于对照组，差异均有统计学意义(P<0.05)；术后第30天，2组患者LVDD、LVDS、LVEF比较差异无统计学意义(P>0.05)。

表4 2组患者手术前后LVDD、LVDS及LVEF比较

2.5 2组患者术后并发症比较观察组患者术后发生短暂性脑缺血发作1例，低心排血量综合征1例，并发症发生率为3.39%(2/59)；对照组患者术后发生短暂性脑缺血发作2例，缺血性脑卒中1例，深部切口感染3例，低心排血量综合征2例，并发症发生率为13.56%(8/59)；观察组患者并发症发生率显著低于对照组，差异有统计学意义(χ2=5.933，P<0.05)。

2.6 2组患者术后1 a生存率比较观察组和对照组患者术后1 a生存率分别为98.18%(54/55)、94.44%(51/54)，2组患者术后1 a生存率比较差异无统计学意义(χ2=1.076，P>0.05)。

3 讨论

常规胸骨正中切口AVR已广泛应用于临床，但需破坏胸骨，创伤大，出血多，术后可能并发胸骨裂开及感染，且切口较大，影响美观，对患者身体、心理造成较大伤害[6-7]。随着心脏外科手术技术的不断发展及患者对生活质量要求的不断提高，国内外学者开始采用各种微创手术代替传统手术[8]。

直视微创AVR无需破坏胸骨结构，创伤小、切口小、疼痛程度轻、术后康复快，且可达到常规手术的治疗效果[9-10]。目前，微创AVR手术方式较多，而闭式体外循环下微创AVR选用右侧胸骨旁第3肋间小切口入路，无需劈开胸骨，主动脉近端和根部显露良好，手术操作更加便捷[11]。邱志兵等[12]研究表明，经右胸微创切口手术治疗主动脉瓣病变安全、可行，在可获得与传统手术相同效果的前提下，能够减少血制品的使用，促进患者术后恢复。本研究结果显示，观察组患者体外循环时间和主动脉阻断时间显著长于对照组，这是因为微创切口较胸骨正中切口暴露空间小，术野暴露及操作受限，手术难度相对较高，且术者学习曲线也是不可忽略的原因。AVR术后持续引流达200 mL·h-1，且持续时间超过3 h，应考虑活动性出血，需剖胸探查止血[13]。无论常规手术还是微创手术，关胸前充分止血均是重要环节，只要止血充分，一般微创手术术后引流量不会太多。本研究结果显示，观察组患者术后12 h引流量显著少于对照组，且术后辅助呼吸时间、ICU住院时间和总住院时间显著短于对照组，且观察组患者并发症发生率显著低于对照组。微创手术未完全破坏胸廓稳定性，对胸骨及软组织损伤相对较小，术后引流量少，可较早拔除引流管，且患者术后疼痛程度减轻，最大限度地减少了对患者呼吸、循环系统的影响，有利于尽早进行术后一般活动，促进术后恢复，降低并发症发生率。本研究结果显示，术后第7、30天，2组患者LVDD、LVDS显著降低，LVEF显著升高；术后第7天，观察组患者LVDD、LVDS显著低于对照组，LVEF显著高于对照组；提示2组患者术后主动脉瓣的异常血流动力学状态被纠正，左心房血流改善，相应压力减小，左心房内径逐渐恢复正常，且微创AVR的效果更好。

体外循环下AVR中，非生理性血流灌注可使体内多种炎症细胞活化，产生大量的细胞因子进入血液循环，并进一步介导炎症反应的级联放大[14]。TNF-α是由单核巨噬细胞合成与释放的促炎因子，参与炎症反应级联激活的各个环节，既介导多种炎症细胞活化及招募，又直接导致多个组织发生炎症损害[15]。ICAM-1可促进炎症细胞向炎症部位黏附浸润，进而促进炎症反应放大[16]。IL-1β具有直接致炎活性，可直接促进炎症反应级联激活[17]。同时，体外循环条件下，氧自由基(oxygen-derived free radicals,OFR)大量生成，其具有极强的氧化活性，通过介导氧化反应攻击细胞结构中的蛋白质与脂质成分，引起蛋白质及脂质过氧化损伤，进而导致细胞结构破坏，生成相应产物MDA和AOPP[18]。SOD是重要的抗氧化酶，可通过催化还原反应，清除自由基，而术中OFR过度生成会超出SOD所介导的还原反应能力范围，导致SOD被大量消耗，机体抗氧化能力减弱[19]。本研究结果显示，2组患者术后第3天血清TNF-α、IL-1β、ICAM-1、MDA、AOPP水平显著高于术前，血清SOD水平显著低于术前，术后第7天逐渐恢复；术后第3、7天，观察组患者血清TNF-α、IL-1β、ICAM-1、MDA、AOPP水平显著低于对照组，血清SOD水平显著高于对照组；提示体外循环下AVR创伤可引起机体出现炎症反应和氧化应激反应，而微创手术可减轻炎症反应和氧化应激反应的程度，这与微创手术对机体造成的创伤较轻直接相关。

研究证实，心脏停搏、体外循环后可引起心肌再灌注损伤[20]，其发病机制与OFR大量生成、粒细胞浸润、钙超载、能量代谢障碍等有关[21]。cTnT、NT-proBNP、H-FABP、CK-MB均为心肌损伤的重要标志物。本研究结果显示，2组患者术后第3天血清cTnT、NT-proBNP、H-FABP、CK-MB水平显著高于术前，术后第7天血清cTnT、NT-proBNP、H-FABP、CK-MB水平显著低于术后第3天，术后第3、7天，观察组患者血清cTnT、NT-proBNP、H-FABP、CK-MB水平显著低于对照组；提示微创AVR引起的心肌损害显著轻于常规AVR，考虑与微创AVR引起的机体炎症反应和氧化应激反应程度较轻有关；同时，观察组心肌损伤减轻也可能是患者术后早期左心室功能改善较好的机制之一。

综上可知，闭式体外循环下微创AVR治疗主动脉瓣病变安全有效，术后引流量减少，术后恢复较快，并可降低机体炎症反应及氧化应激反应，减轻心脏损伤，改善术后早期左心室功能。但微创瓣膜手术要求术者必须有丰富的心外科手术经验与经历，手术操作精细、准确、熟练，尽量避免意外损伤。