微创主动脉瓣手术的研究进展

吴先球

过去的20 多年中,微创心脏外科(minimally invasive cardiac surgery,MICS)获得了突飞猛进的发展,在世界范围内被广泛应用,它不同于50 余年来经典的心脏外科手术(如正中开胸、纵劈胸骨进行心外或采用体外循环的心脏瓣膜手术),而是采用小切口或借用各种特殊的手术器械进行某些心脏手术,其技术核心之一便是在保证病人手术安全的前提下,通过缩小手术切口达到减少或减轻手术对病人的肉体和精神方面的创伤。在主动脉瓣手术领域,避免胸骨正中切口或缩小胸骨劈开切口成为最早的实践。1998 年,Cosgrove等[1]最早报道应用胸骨旁小切口进行主动脉瓣手术,1998 年,Gundry 等[2]报道使用胸骨上段切口进行主动脉瓣手术。此后经过20 多年的实践,已经发展出了包括胸骨旁、部分胸骨劈开切口、胸腔镜辅助小切口、机器人手术、经皮导管/经心尖导管置入等微创手术方式,这些手术方式对于主动脉瓣手术而言各有优缺点,手术适应范围及禁忌证也不尽相同,本研究就微创主动脉瓣手术研究现状进行综述。

1 常用的微创主动脉瓣手术方式

1.1 胸骨上段小切口主动脉瓣手术 胸骨上段小切口最早由Gundry 等[2]于1998 年报道,研究者使用该入路完成了主动脉瓣置换、二尖瓣置换、再次主动脉瓣置换、主动脉根部置换,甚至部分主动脉弓重建等手术,结果表明,该手术方式可以取得较好的治疗效果。胸骨上段小切口手术,其皮肤切口位于胸骨中线上段自胸骨角向下至第3 或第4 肋间。通常对于手术切口的长度目前并无特殊限制,多数情况下为5～8 cm;用电锯自上而下纵行劈开胸骨至第3或第4肋间处向右侧横断,使切口近似呈 “J”形。2015 年,Shehada等[3]报道,在术前基本情况相匹配条件下,胸骨上段小切口主动脉瓣手术在手术死亡率、长期生存率方面优于传统正中切口手术,此外在用血量、呼吸机使用时间、术后呼吸功能等方面也均优于传统正中切口手术。同时,由于胸骨上段小切口仅切开部分上段胸骨,胸骨缝合固定后稳定性好,且不经胸膜腔,对呼吸功能影响小,因此,此手术入路对于术前合并呼吸功能受损的病人也是一个不错的选择。

在国内,陈振强等[4-5]通过对胸骨上段小切口径路和常规胸骨正中劈开径路治疗主动脉瓣膜病的疗效和安全性进行比较,结果显示,胸骨上段小切口径路尽管体外循环及主动脉阻断时间较常规胸骨正中劈开径路延长,但病人术后住院时间、出血量、伤口疼痛程度均明显优于传统正中切口手术。此外,由于手术径路方向和体外循环插管方式与常规胸骨正中切口基本相同,未增加体外循环插管和手术的难度,易于掌握,且如术中出现意外情况能延长切口,或改为常规胸骨正中切口,可及时处理;心脏显露不满意时,可向下延长切口获得满意的显露,提高了手术的安全性,同时又不增加手术费用。

1.2 胸骨旁小切口主动脉瓣手术 胸骨旁小切口最早由Cosgrove 于1998 年用于主动脉瓣手术[1],优点是保持了胸骨的完整性,缺点是术后病人的疼痛感较强,有时需要结扎并离断右侧乳内动脉,而且部分瘦弱的病人将来可能出现胸骨旁的矛盾运动,另外有些病人(如肥胖、肋间隙过窄、胸腔过深或肌肉发达)则可能造成术野显露困难,此外,由于胸骨旁切口仅能显示部分升主动脉及上腔静脉,在进行主动脉瓣手术操作时,必须采用外周插管的方式建立体外循环,因此,增加了外周血管并发症的风险,对于存在外周血管粥样硬化病变的病人并不适用。

1.3 胸腔镜辅助主动脉瓣手术 20 世纪90 年代初,电视胸腔镜(VAST)开始应用于心脏手术,随着技术的发展,尤其是闭式体外循环技术的应用,即通过股动脉、股静脉及颈静脉穿刺插管,建立体外循环,实现升主动脉阻断,主动脉根部灌注心脏停搏液以及心内引流等关键技术的发展和成熟,胸腔镜辅助小切口心脏手术可以提供良好的视野,改善因切口长度缩短而损害的显露效果,使最大限度缩短切口的长度成为可能。主动脉瓣手术领域,1997 年Benetti 等[6]首先报道了采用右前外侧胸部切口进行主动脉瓣手术,此后,随着胸腔镜技术的加入,进一步将胸部切口长度缩短,同时由于胸腔镜具有光源照明作用以及影像放大特点,手术精确度进一步提高。贾宝成等[7]采用胸腔镜辅助右胸小切口行主动脉瓣置换术,取得良好治疗效果。然而,因为主动脉切口缝合风险大,使用推结器打结技术要求高,所以,这种手术方式所使用的胸腔镜,更多是作为照明光源使用,主要操作仍依赖于右前胸肋间小切口进行。

1.4 机器人辅助主动脉瓣手术 近年来,以Da Vinci为代表的机器人手术平台,因其高清的3D 操作图像、具备7 个自由度和震动消除功能的机械手臂、匙孔大小的手术切口等,使得手术操作更为稳定可靠,最大限度地减轻了组织的损伤。心脏外科作为最早应用机器人手术系统的专业之一,微创机器人手术在二尖瓣和冠状动脉手术领域取得了长足的进步。在主动脉瓣外科领域,Folliguet 等[8]于2004 年首次报道了机器人主动脉瓣机械瓣置换手术,临床预后良好。Balkhy 等[9]也报道了机器人下经升主动脉切口的主动脉瓣乳头状弹力纤维瘤切除手术过程,表明机器人下升主动脉切口进行主动脉瓣膜操作的可行性。然而,术中机器人对于两侧冠状动脉开口及主动脉瓣结构的显露、钙化病灶的完整切除、常规主动脉瓣的缝合等操作均存在一定难度,而且每位病人瓣膜病变存在较大差异,导致操作可重复性差,此外,由于目前进入我国市场的第4代机器人,机械手臂缺乏力反馈,在缝合主动脉切口时,不能准确把握缝线缝合力度,切口出血风险大,这也限制了机器人在主动脉瓣手术中的应用。

1.5 经皮主动脉瓣置换或经心尖主动脉瓣置换术(transcatheter aortic valve implantation,TAVI) 随着老龄人口的增加,老年退行性心脏瓣膜病变发病率逐渐增加。由于老年病人往往合并多种基础疾病,体外循环手术风险增加,因此,不需要体外循环,通过导管或心尖实施主动脉瓣置换技术应运而生。自2002 年Cribier 等[10]首次实施人体TAVI 成功到现在,TAVI 技术得到快速发展与推广。据统计,全球约有40 个国家和地区可开展此项技术,目前共开展TAVI 15 万例。应用Edwards Sapien 瓣膜的相关机构对病人进行了研究,1 ～3 年的随访结果均证实了TAVI 的有效性及安全性。其他的多项研究也证明了TAVI 在退行性心脏瓣膜病中应用的可行性及有效性[11-13]。在国内,自2010 年10 月葛均波院士实施首例人体TAVI 以来,该技术逐步在国内推广应用,预期前景广阔,此后,国内学者Luo 等[14]也进一步发展了经心尖途径的主动脉瓣植入,并取得了较好的临床效果。

在技术发展早期,循证医学证据显示,TAVI 主要适用于不能手术和高危的病人。随着瓣膜制作技术的发展,近期,两个低风险研究,Evolut 及PARTNER3 结果[15-16]均显示,TAVI 可应用于低外科手术风险病人,且能取得与外科手术相同的治疗效果,同时由于TAVI手术创伤更小,因此,该项技术存在更大优势,这也促使美国食品药品监督管理局(FDA)在2019 年8 月正式批准将TAVI 适应证扩展到严重主动脉瓣狭窄的外科手术低危人群。至此,TAVI 的适应证已经涵盖整个风险范围,包括不适合手术的病人,处于高风险或中等风险的病人以及低风险病人。然而,不容忽视的是,TAVI 仍然有着技术上无法解决的难题或禁忌证,包括主动脉根部解剖特征不匹配(窦高、窦宽和冠状动脉口与瓣环的距离值过低、瓣环形状极度偏心等)、瓣膜不规则或严重钙化、主动脉瓣重度反流等,这些仍是TAVI治疗的绝对或相对禁忌证,此外,由于近期FDA 已批准将该技术应用于低风险病人,那么首先需要解决的就是瓣膜的耐久性问题,这有待于更长时间的随访和考证,这也将决定TAVI 是否能够用于更为年轻病人。

2 微创主动脉瓣手术技术展望

随着生活水平的不断提高,风湿性心脏瓣膜病发病率呈下降趋势,而老龄化所带来的老年退行性瓣膜病变病人将成为瓣膜病的主要人群,主动脉瓣病变将成为影响老年病人的主要瓣膜疾病。体外循环技术及心肌保护水平的提高、外科技术的精益求精和围术期处理手段的日渐成熟完善,主动脉瓣手术治疗水平进一步提高。另一方面,由于老年病人往往合并多种基础疾病,传统手术方式所带来的损伤,将可能导致病人术后恢复慢、并发症发生率增加、住院时间延长等,这就迫使心脏外科手术不断向微创化方向发展,但是,必须清醒地认识到,不管是部分胸骨劈开主动脉瓣手术,还是以TAVI 为代表的微创介入治疗技术,微创化的首要原则是在保证病人安全并达到满意治疗效果的同时,尽可能地减少手术切口、体外循环等损伤,只有遵循此原则,才能不断推动微创主动脉瓣手术技术的不断发展和完善。