主动脉瓣机械瓣置换术后远期升主动脉内径变化随访研究

张金萍，江勇，吴伟春，王建德，徐楠，李建蓉，王浩



主动脉瓣机械瓣置换术后远期升主动脉内径变化随访研究

张金萍，江勇，吴伟春，王建德，徐楠，李建蓉，王浩

摘要

关键词心脏瓣膜假体植入； 超声心动描记术；随访研究

作者单位：100037 北京市，中国医学科学院 北京协和医学院 国家心血管病中心 阜外医院 超声影像中心

Long-term Follow-up Study of Ascending Aortic Diameter Changes in Patients After Mechanical Aortic Valve Replacement

ZHANG Jin-ping,JIANG Yong,WU Wei-chun,WANG Jian-de,XU Nan,LI Jian-rong,WANG Hao.
Department of Echocardiography,Cardiovascular Institute and Fu Wai Hospital,CAMS and PUMC,Beijing(100037),China
Corresponding Author:WANG Hao,Email:fwwangh@163.com

Abstract

Objective:To retrospectively analyze the ascending aortic diameter(AAD)changes in patients after mechanical aortic valve replacement(AVR).

Methods:The medical records and echocardiography reports in patients who received AVR or bivalve valve replacement(BVR)in our hospital from 2000-01 to 2001-12 were retrieved,the retrieval conditions were as aortic valve structure must be mechanical and the follow-up echocardiography examination should be more than 9 years.The clinical information,pre- and post-operative 2-dimentional transthoracic echocardiography reports were collected,the follow-up echocardiography periods were ≤3-year,3-year<-≤6-year,6-year<-≤9-year and >9-year.AAD changes at different periods were compared.According to baseline AAD,the patients were divided into AAD<35 mm group and AAD≥35 mm group in order to observe the ascending aortic events.

Results:A total of 141 patients were enrolled form 595 echocardiography reports which included 75 male,the patients were at the mean age of(45.5 ± 11.2)years with mean follow-up time of(7.59 ± 3.38)years.Compared with baseline level,the follow-up AAD was similar between ≤3-year and 3-year<-≤6-year patients,P>0.05;while the follow-up AAD was different between 6-year<-≤9-year and >9-year patients,P<0.05.The patients with second operation in AAD≥35 mm group were much higher than those in AAD<35 mm group(24.0% vs 12.9%).There were 5(20%)patients suffered from ascending aortic eventsin AAD≥35 mm group.

Conclusion:AAD dilatation were gradually occurring after mechanical AVR,the patients with AAD≥35 mm had the higher risk for ascending aortic events,therefore special attention should be taken in patients with aortic valve disease combining AAD dilatation during surgical treatment.

Key words Heart valve prosthesis implantation;Echocardiography;Follow-up study

(Chinese Circulation Journal,2016,31:267.)

主动脉瓣膜病变常常伴发升主动脉内径的改变，无论是主动脉狭窄导致的血流动力学异常，还是主动脉瓣关闭不全引起的左心室心搏量增加，都或多或少增加升主动脉管壁的压力或剪切力，进而影响升主动脉内径，甚至伴发升主动脉瘤或主动脉夹层形成。由于主动脉瓣三叶形态和结构的特殊性，其成形的效果很差，往往行主动脉瓣置换术（AVR）来改善因瓣膜疾患引起的血流动力学异常。目前，AVR后升主动脉内径进程情况尚不确定，而国内外相关方面的研究颇少，外科医师在临床决策中无据可循。在对国外文献的检索中，相关研究因其观察年限的不同，关于AVR后升主动脉内径变化趋势也颇有争议[1-5]。本研究回顾性分析了我院2000-01至2001-12手术病历及术后长期超声心动图随访资料，观察AVR后升主动脉内径的变化情况，为主动脉瓣膜疾患的手术术式选择提供参考。

1　资料与方法

研究对象：检索我院2000-01至2001-12行AVR或主动脉瓣联合二尖瓣置换术（BVR）病历（包含同期行三尖瓣成形术、冠状动脉球囊扩张支架植入术或冠状动脉搭桥术患者）。排除条件：（1）先天性二叶、四叶或瓣下/上隔膜，弓缩窄等先天性畸形；（2）主动脉根部/升主动脉病变（马凡综合症等），且行升主动脉成形或Bentall等手术者；（3）完全性大动脉转位行Switch手术等复杂先天性心脏病手术；（4）患有胸、腹主动脉瘤及主动脉夹层患者；（5）单纯行二尖瓣置换者。并匹配检索其超声心动图报告，检索条件是主动脉瓣结构为机械瓣且随访超声资料在9年及以上，排除条件：检查报告在3次以下或不包含术前超声心动图检查者。最终，入选141例患者，共检出595份超声报告，平均每例有（5.14±2.09）份报告（范围3～12份）。

研究方法：临床资料采集包括性别、年龄、吸烟、饮酒及临床诊断、换瓣原因、既往史，收集患者术前、术后随访经胸常规二维超声心动图报告，记录升主动脉内径值。超声随访时长分为≤3年，3 年<～≤6年，6年<～≤9年，＞9年，进一步按每个患者的随访值与基线值相比较分为：主动脉内径增宽患者、减小患者和不变患者，统计分析升主动脉内径的变化。以基线升主动脉内径分为<35 mm患者和≥35 mm患者来观察升主动脉事件（包括升主动脉瘤/夹层）发生率和二次手术情况。

统计学方法：采用 IBM SPSS 19.0 分析软件。统计学检验水准为P<0.05。在进行统计分析之前，对缺失数据预先给予处理。处理原则参考EMEA验证性临床试验中缺失值指南2011版。对于服从正态分布的连续变量以均数±标准差表示，分类资料以频数和百分比表示。比较各组基线特征之间的差别，并对各组的均值或率进行趋势性检验，其中均值的趋势应用简单线性回归进行评估，分类变量率的趋势采用卡方趋势性检验进行评价。对术前、术后及随访结果进行差异性检验，具有正态分布的计量资料组间均值比较采用t检验，分类变量计算率，率的比较采用χ2检验。

2　结果

基线资料：141例患者的基线特征分布情况（表1）：其中男性75例（53.2%），平均年龄（45.5 ±11.2）岁，范围：16～65岁；患有高血压15例（10.6%），冠心病4例（2.8%），糖尿病1例（0.7 %），纽约心脏协会（NYHA）心功能Ⅱ级65例（55.6%）。患者的临床诊断与病理诊断基本相符，风湿性心脏瓣膜病占主要部分（109例，77.9%）。病理诊断先天性并非是瓣膜的先天畸形，多是合并先天性室间隔缺损、脱垂或对合错位等。二叶畸形因其与升主动脉扩张有密切的联系[6,7]，故在我们入选病历中予以排除。

表1　141例患者基线资料情况

595份超声报告的平均随访年数是（7.59±3.38）年（范围：0.01～13.85年）。如图1所示，升主动脉内径基线资料均值是（31.29±4.37）mm（范围：21～42 mm）。升主动脉内径变化差值分布情况（图2），差值的均值为1.81 mm。

图1　141例患者升主动脉内径基线资料分布

图2　141例患者升主动脉内径变化差值分布

各随访时间段的升主动脉内径变化（表2）：各随访时间段升主动脉内径随访值高于其基线值，配对t检验结果表明，≤3年和3年<～≤6年时间段的随访值与基线值差异无统计学意义（P>0.05），6年<～≤9年、＞9年差异有统计学意义（P<0.05）。

表2　各随访时间段的升主动脉内径变化（±s）

表2　各随访时间段的升主动脉内径变化（±s）

随访时间段　病例数 　升主动脉内径 　P值　相关系数(r)基线值(mm)随访值（mm）≤3年　40　 32.23±4.31　 32.77±4.74 0.295　 0.751 3年<～≤6年　97　 31.69±5.04　 32.51±5.68 0.180　 0.812 6年<～≤9年　92　 31.66±5.14　 34.30±6.67 0.000　 0.708 ＞9年　118　 31.25±4.56　 33.96±7.33 0.000　 0.601

各随访时间段升主动脉内径增宽患者、减小患者和不变患者的变化情况（表3）:升主动脉内径增宽患者在≤3年时比例为47.50%，至＞9年时占比达70.34%；升主动脉内径减小患者和不变患者≤3年时比例分别为37.50%和15.00%，至＞9年时占比分别为20.34%和9.32%。升主动脉内径增宽患者各随访时间段的随访值与基线值进行配对t检验结果表明差异均有统计学意义（P<0.05）。

瓣膜置换术后二次手术比较分析：141例患者中，升主动脉内径基线值<35 mm患者为116例，占总数82.27%；≥35 mm患者为25例，占17.73%。本研究观察到21例患者瓣膜置换术后行二次手术，瓣膜置换术后至二次手术的平均年限（10.10±2.17）年。≥35 mm患者6例行二次手术（24.0%），其中升主动脉或弓置换术3例，升主动脉夹层和动脉瘤各1例，1例行永久性起搏器植入术；<35 mm患者二次手术发生率为12.9%（15例），主要是二次瓣膜置换术（6例，4.3%）和永久性起搏器植入术（8例，5.7%）。

观察到5例升主动脉事件（包括升主动脉瘤/夹层）均发生在基线升主动脉内径≥35 mm患者，发生率达20.0%（5/25）。AVR/BVR后行升主动脉或弓置换术的3 例患者，发现其AVR手术时就有升主动脉内径增宽，其升主动脉内径均值是（40.33±2.08）mm，范围（38～42） mm。术后随访发现其内径渐进性增宽，峰值是[（52.7±7.1）mm（范围48 mm～63 mm）]。2例行BVR出现内径明显增宽者，1例增宽达84 mm，于2010年出现主动脉夹层，另1例达52 mm，至今未行手术治疗。

表3　各随访时间段升主动脉内径增宽患者、减小患者和不变患者的变化情况

3　讨论

升主动脉扩张的病因尚不明确，其变化是综合因素影响的结果。部分学者归结于主动脉自身病变，常常涉及遗传、中层变性、原纤维蛋白-1的缺失以及基质金属蛋白酶的活性等[8,9]。另一种观点则把其归结于血流动力学异常引起的，依据力学Laplace定律无论是主动脉狭窄导致的血流动力学异常，还是主动脉瓣关闭不全引起的左心室心搏量增加，都或多或少增加升主动脉管壁的压力或剪切力，进而影响升主动脉内径，甚至伴发升主动脉瘤或主动脉夹层形成；在心血管系统中，升主动脉因其结构的特殊性，是主动脉相关疾患的高发部位[10]。升主动脉疾患发病率虽低，尤其是主动脉夹层，但其危害性大，自然预后差，是心血管疾病中的危重症之一[11]。在我国，如本研究结果所示，风湿性瓣膜病在心脏外科中占很大比重，这一点与国外的疾病谱存在明显不同[12]，所以，国外关于AVR后升主动脉内径的变化研究结果并不一定适合我国的国情[3]。而国内关于主动脉瓣机械瓣置换瓣术后升主动脉内径变化情况研究颇少。因此有必要针对我国的疾病谱特点，观察我国AVR后升主动脉内径的变化情况。

AVR术后升主动脉内径的变化情况存在争议。Coady等[3,13]早期研究发现升主动脉内径的年增长率为+0.1 mm～+0.43 mm，Andrus等[1]则发现其年增长率为-0.10 mm。上述关于AVR后升主动脉内径超声随访年限多在3年内。由于观察年限有限，并不能了解AVR后升主动脉内径的变化趋势。Andrus等[1]对AVR后3年内升主动脉内径研究中，发现其与基础值相比较，3年内升主动脉内径几乎无变化，但具体分析发现，基线升主动脉内径≥35 mm患者中，占总人数的9.3%，其术后的3年升主动脉直径增长>3 mm。李永波等[14]对AVR患者术后5年随访中，发现主动脉窦部、升主动脉内径较基础值增加。本研究观察到随着AVR术后随访年限的增加，术后升主动脉内径整体呈增宽趋势。无论是升主动脉内径整体变化情况，还是各时间段升主动脉内径变化，各组平均随访值均较基线值有所增加。进一步分组观察发现，3年内，甚至在6年内其增宽不明显，差异无统计学意义。但在6年以上，差值变大，具有统计学意义。

本研究观察到升主动脉内径增宽所占的比例越来越大，且随访值与基线值相比有显著性改变。国外研究发现，主动脉瓣位机械瓣置换者，术前升主动脉内径≥40 mm其发生主动脉相关事件的概率高[15,16]。Natsuaki等[17]发现升主动脉内径≥40 mm的AVR患者，其术后发生主动脉夹层的概率是12%（3/26）。Matsuyama等[5]纳入升主动脉内径≥40 mm的AVR患者，观察发现19%的患者出现升主动脉内径的增宽达到≥50 mm，及14%的患者出现升主动脉事件。升主动脉内径变化与其他临床变量，如瓣大小，瓣膜病理等相关性研究，没有统计学意义上发现，或许与我们的样本量等有关。而目前关于瓣膜置换术后是否减缓还是加重升主动脉内径尚无定论，在我们后期的研究中会进一步分析。

本研究发现术前升主动脉内径增宽患者二次手术风险较高。术前升主动脉内径≥35 mm患者行二次手术的比例为24.0%，远高于<35 mm患者的12.9%。升主动脉或弓手术全部发生在内径≥35 mm患者，换瓣手术并不能阻止已经增宽的主动脉的进一步扩张。Matsuyama等[5]研究入选35例AVR手术患者，其升主动脉内径均大于40 mm，且未对升主动脉处理。随访的平均年限是（8.1±3.5）年，随访发现其内径渐进性增宽，峰值是：（52.7±7.1） mm（范围48mm～63mm），5例（14.3%）出现主动脉事件（1例夹层，2例破裂和2例再次手术），其观察结果与本研究数据基本一致，升主动脉扩张常常增加主动脉夹层的发病率[10,18]。本研究观察瓣膜置换术后二次换瓣或起搏器植入术多发生在升主动脉内径<35 mm患者，6例（4.3%） 二次换瓣、8例（5.7%）行永久性起搏器植入术。瓣膜置换术后永久性起搏器植入术的发生率与国外相关报道也是一致的[19,20]。

本研究的不足之处：（1） 本研究为回顾性分析，在病历和超声数据的搜集中，存在部分数据缺失，其研究结果阐释效力不如前瞻性研究。（2） 仅观察分析了2000～2001年手术病例，后续研究可进一步分析扩大观察样本量。

结论：本研究发现，随着AVR术后超声随访时间的延长，升主动脉内径呈渐进性增宽。本研究观察到术前内径<35 mm患者的升主动脉，其内径虽然增宽，但尚无升主动脉明显增宽形成升主动脉瘤者；而≥35 mm患者有严重的主动脉事件发生。本研究建议升主动脉内径≥35 mm患者尤其是>40 mm患者，需要结合患者的临床等情况综合考虑来实施手术。因此，术前升主动脉内径宽度可能是手术方式选择的重要参考因素，可以考虑AVR的同时行升主动脉成形或血管置换术。如果扩张的升主动脉不及时治疗，需要术后密切随访观察，选择恰当的再次手术时间。

参考文献

[1]Andrus BW,O'Rourke DJ,Dacey LJ,et al.Stability of ascending aortic dilatation following aortic valve replacement.Circulation,2003,108 Suppl 1:II295-299.

[2]Abdulkareem N,Soppa G,Jones S,et al.Dilatation of the remaining aorta after aortic valve or aortic root replacement in patients with bicuspid aortic valve:a 5-year follow-up.Ann Thora Surg,2013,96:43-49.

[3]Coady MA,Rizzo JA,Hammond GL,et al.Surgical intervention criteria for thoracic aortic aneurysms:a study of growth rates and complications.Ann Thora Surg,1999,67:1922-1926;discussion 1953-1958.

[4]Nancarrow PA,Higgins CB.Progressive thoracic aortic dilatation after aortic valve replacement.AJR Am J Roentgenol,1984,142:669-672.

[5]Matsuyama K,Usui A,Akita T,et al.Natural history of a dilated ascending aorta after aortic valve replacement.Circ J,2005,69:392-396.

[6]Rossi A,van der Linde D,Yap SC,et al.Ascending aorta dilatation in patients with bicuspid aortic valve stenosis:a prospective CMR study.Eur Radiol,2013,23:642-649.

[7]Grewal N,Gittenberger-de Groot AC,Poelmann RE,et al.Ascending aorta dilation in association with bicuspid aortic valve:a maturation defect of the aortic wall.J Thorac Cardiovasc Surg,2014,148:1583-1590.

[8]Rateri DL,Davis FM,Balakrishnan A,et al.Angiotensin II induces region-specific medial disruption during evolution of ascending aortic aneurysms.Am J Pathol,2014,184:2586-2595.

[9]Jackson V,Olsson T,Kurtovic S,et al.Matrix metalloproteinase 14 and 19 expression is associated with thoracic aortic aneurysms.J Thorac Cardiovasc Surg,2012,144:459-466.

[10]Davies RR,Goldstein LJ,Coady MA,et al.Yearly rupture or dissection rates for thoracic aortic aneurysms:simple prediction based on size.Ann Thora Surg,2002,73:17-27;discussion 27-28.

[11]明广华,张宇辉,吴海英,等.179例主动脉夹层患者的临床资料分析.中国循环杂志,2004,19:363-366.

[12]Sioris T,David TE,Ivanov J,et al.Clinical outcomes after separate and composite replacement of the aortic valve and ascending aorta.J Thorac Cardiovasc Surg,2004,128:260-265.

[13]Coady MA,Rizzo JA,Hammond GL,et al.What is the appropriate size criterion for resection of thoracic aortic aneurysms?.J Thorac Cardiovasc Surg,1997,113:476-491;discussion 489-491.

[14]李永波,唐红,朱喜亮,等.机械瓣主动脉瓣置换术后患者远期的超声心动图特征及其临床意义.生物医学工程学杂志,2014,31:308-313.

[15]Sutsch G,Jenni R,von Segesser L,et al.Predictability of aortic dissection as a function of aortic diameter.Eur Heart J,1991,12:1247-1256.

[16]Yasuda H,Nakatani S,Stugaard M,et al.Failure to prevent progressive dilation of ascending aorta by aortic valve replacement in patients with bicuspid aortic valve:comparison with tricuspid aortic valve.Circulation,2003,108 Suppl 1:II291-294.

[17]Natsuaki M,Itoh T,Rikitake K,et al.Aortic complications after aortic valve replacement in patients with dilated ascending aorta and aortic regurgitation.J Heart Valve Dis,1998,7:504-509.

[18]李友金,徐宏耀,高延朝,等.主动脉瘤的诊断和外科治疗.中国循环杂志,2008,23:214-216.

[19]Song Z,Lehr EJ,Wang S.An alternative subcoronary implantation technique decreases the risk of complete heart block after stentless aortic valve replacement.J Cardiovasc Dis Res,2012,3:46-51.

[20]Limongelli G,Ducceschi V,D'Andrea A,et al.Risk factors for pacemaker implantation following aortic valve replacement:a single centre experience.Heart,2003,89:901-904.

（编辑：汪碧蓉）

临床研究

收稿日期:（2015-07-30）

中图分类号：R541.6

文献标识码：A

文章编号：1000-3614（2016）03-0267-05

doi:10.3969/j.issn.1000-3614.2016.03.015

作者简介：张金萍 主治医师 博士 主要从事心脏瓣膜病超声心动图研究 Email:louisezhjp@163.com 通讯作者：王浩 Email:fwwangh@163.com

目的：本研究回顾性分析主动脉瓣机械瓣置换术后升主动脉内径的变化。

方法：检索2000-01至2001-12年阜外医院行主动脉瓣置换术（AVR）或主动脉瓣联合二尖瓣置换术（BVR）病历及与其匹配的超声心动图报告，检索条件是主动脉瓣结构为机械瓣且随访超声心动图资料累计在9年及以上，采集患者临床资料和术前、术后随访经胸常规二维超声心动图报告。超声随访时长分为≤3年、3年<～≤6年、6年<～≤9年、＞9年，统计分析各随访时间段患者升主动脉内径的变化。以基线升主动脉内径分为<35 mm患者和≥35 mm患者来观察升主动脉事件发生率。

结果：141例患者入选[男75例，平均年龄（45.5±11.2）岁]，共检索595份超声报告，平均超声随访年数（7.59±3.38）年。各随访时间段的升主动脉内径随访值与基线值比较，≤3年和3年<～≤6年时间段的差异无统计学意义（P>0.05），6年<～≤9年，＞9年差异有统计学意义（P<0.05）。基线升主动脉内径≥35 mm患者行二次手术的比例为24.0%，高于基线升主动脉内径<35 mm患者的12.9%。5例升主动脉事件均发生在基线升主动脉内径≥35 mm患者中，发生率达20.0%。

结论：主动脉瓣机械瓣置换术后升主动脉内径呈渐进性增宽，增宽者的所占比亦增大，基线升主动脉内径≥35 mm患者行再次手术和发生升主动脉事件的风险较高。临床上需慎重考虑合并升主动脉扩张的主动脉瓣瓣膜疾患的手术处理方法。