来自瓣膜学术研究协会(VARC)的研究结果表明中危组(EuroSCORE评分16±14)患者在仅有透视指导下行TAVR,30天死亡率为5%。而PARTNER队列研究表明高危(EuroSCORE评分29±16)患者在透视结合经食管超声心动图(Transesophagealechocardiography,TEE),指导下行经皮主动脉瓣成形术,30天死亡率下降至3.7%。两者结果对比从侧面表明经食管超声心动图的使用可能改善经皮主动脉瓣成形术患者预后。
尽管全麻限制了TEE的普遍应用,全麻的危险系数是非常低的、且无需担心有什么严重的并发症。且很多中心在局麻下行TEE,基于此我们在低危患者中使用TEE指导经皮主动脉瓣成形术,发现TEE也能够改善低危患者预后。
1.多学科综合治疗团队概念的提出
目前指南强调经皮主动脉瓣成形术需要临床多学科综合治疗团队(MultidisciplinaryTeam)。心脏超声医师在团队里起到重要的作用:术前筛查、诊断、选择合适尺寸的THV;术中指导THV和导丝的位置;术后评估。因此超声医生需要熟悉术前筛查要求、主动脉瓣的解剖结构、THV的结构及置入位置要求、手术步骤、以及每一步可能出现的并发症。
2.球囊扩张瓣膜的不断更新
目前的球囊扩张瓣膜有三代:第一代(SAPIEN)、第二代(SAPIENXT)、第三代(SAPIEN3)。第三代已经用于临床或者在进行大范围临床试验。目前应用的第二代(SAPIENXT)球囊扩张瓣膜由三个同样大小的牛心包制成的瓣叶对称组成,三个瓣叶安置在一个钴铬支架上(图1)。
瓣叶被纤维材料裱在支架的底部,可保证瓣叶缝合在瓣环上。瓣叶的下端处于支架的中间,上面和支架上缘几乎一致。THV可以很好地安置在冠脉窦下面的位置,三种瓣膜尺寸(23mm、26mm、29mm)可供选择。瓣环矢状面的直径在18-27mm之间。
选择时要选比瓣环稍微大一点的THV,这样可以有效的减少瓣周漏(Paravalvularorperivalvularleakage,PAR)。具体多大可以通过公式来决定:(正常的THV面积/横截面的瓣环面积-1)x100。对于第二代球囊扩张瓣膜来说,THV的面积比瓣环面积大5%-20%是合适的。超过20%易造成瓣环破裂,一些权威学者指出15%就是上限,20%只适用于主动脉根部正常的患者。其他权威指出有意识的缩小球囊扩张程度以达到合适的尺寸,这样可以避免不良后果。
第三代球囊扩张瓣膜的钴铬支架基底部宽大,聚乙烯的外裙能够盖住最下层细胞,减少瓣周漏。此外还有20mm的瓣膜可选,虽然大小在-5%至+20%之间都合适,但是-5%至+5%之间是最好的,因为THV在完全扩张的情况下血流动力学最好。第二代和第三代球囊扩张瓣膜可调节面积见表1。
3.自膨胀瓣膜的问世
自膨胀瓣膜是由猪心包组成的瓣膜和镍钛支架组成的,是一种钻石样设计(图2),中段支撑瓣叶,形状较窄,避免影响冠状动脉开口,上段较宽使装置能在升主动脉内锚定并保证装置长轴的稳定性。该结构提供了3个可定位、锚定、和安置支架区域。每个锚定区域都有不同的放射方向和箍力。聚乙烯外裙在瓣膜下方12mm处固定(钻石结构的下方留有4mm的外裙覆盖)。单层猪心包用PTFE缝制为三叶瓣结构,瓣叶缝制在瓣膜流入道裙边的三个小叶上,瓣膜在瓣环上方。
自膨胀瓣膜的自扩张结构使其具有控制展开的能力,可将人工瓣膜精确放置到患者的原瓣膜结构处,从而与原瓣环结构形成一致,体内正常体温下瓣膜装置可自行膨胀且有较大辐向张力使装置锚定于特定位置。瓣膜尺寸有23mm、26mm、29mm和31mm,高度55mm,流出道锚定在降主动脉。
第二代的自膨胀经导管主动脉瓣膜(EvolutRsystem,Medtronic),已经经过了欧洲CE认证,在美国也已进行临床试验。该瓣膜的具体参数见表2。
心脏超声的术前指导作用
TAVR前应用TTE进行系统的评估,包括瓣膜形态和功能、左室大小和功能(表3)。评价主动脉狭窄、主动脉返流和二尖瓣返流按照美国超声协会指南进行。TAVR过程中一些测量的关键点本文要再强调一下。
主动脉瓣功能复合体解剖:主动脉瓣包括左室流出道(leftventricularoutflowtract,LVOT),由室间隔基底部、主动脉下隔、主动脉瓣环、主动脉瓣膜、Valsalva窦、上界为窦管交界(Sinutubularjunction,STJ)。弄清楚瓣环大小、以及瓣环周围的结构(包括窦、LVOT、主动脉远端),能够避免比如瓣周漏、左冠堵塞和瓣环破裂等并发症。
1.主动脉瓣环
传统测量瓣环大小的方法是,在长轴(矢状)切面上测量收缩期的瓣环尺寸。尽管现在已经摒弃的这种方法,该法还是可以满足大多数病例的测量要求:(1)测量结果偏大是合适的;(2)收缩期测量;(3)在合适的视窗下测量。因为瓣环形状是动态的,收缩期时瓣环不那么椭圆,收缩期测量结果比舒张期要偏大。在正确的长轴切面上能够获得主动脉最大直径,同时采用3D技术,测量长轴和短轴的多个平面,以保证测量正确(图3)。
右冠瓣连接点在前,瓣叶间纤维三角在后。因为瓣环所在的虚拟平面上没有解剖标志点,是通过测量和主动脉长轴垂直的瓣环平面得到瓣环直径。不应当,误将瓣叶附着处齿状线(纤维三角的确切边界)的钙化以为主动脉瓣的连接点。尽管不应该仅凭矢状面瓣环直径来评估瓣环大小,矢状面瓣环直径可以作为THV的最初尺寸,因为该直径代表卵圆环的短径。
多层螺旋CT((multisliecsheliealCT,MSCT)测量瓣环直径和面积是目前的金标准。尽管MSCT能够定量测量瓣环几何结构,该法也具有它自身的局限性。该法的射线对年轻患者来说是必须考虑的。MSCT应用过程中,我们很多时候同时面临自身肾功能损害的患者必须要静脉打造影剂。在短轴切面上测量瓣环直径时应该避免夸大。心脏运动和瓣膜部位的伪影会影响测量精确度。多项研究表明3D-TEE能够精确测量主动脉瓣环,测量精确度和MSCT测量结果一致,且对监测并发症有帮助。
Altiok等的研究表明3DTEE和MSCT在冠状面和矢状面对瓣环直径的测量保持高度的一致。Khalique等的研究表明3DTEE和MSCT对瓣环周长和瓣环面积的测量同样保持高度一致。
3D技术的优势还包括实时的呈现交汇点的影像学图像,避免直接测量面积时的手工误差。尽管RT-3D-TEE技术在术中监测心脏搏动影像方面迈出了一大步,但其仍有很多缺陷。TEE通常通过3D容量模式获得的数据来测量瓣环直径。目前有两种方法:直接测量法和间接测量法。
第一种测量方法(直接测量法)使用商业软件通过多维重建的方法直接测量瓣环直径(图4)。
第二种测量方法(间接测量法)避免了直接测量横截面的瓣环面积,也就避免了手工测量带来的误差。这种方法最开始是为了测量二尖瓣设计的(图5)。
2.左室流出道
测量主动脉瓣有效瓣口面积(effectiveorificearea,EOA)需要精确的测量LVOT的直径,同时测量脉冲多普勒频谱血流速度和脉搏以便求得博出量。
有主动脉缩窄的患者,收缩期LVOT直径比瓣环直径小1-2mm。一旦测量结果显示差异大于2mm,应该怀疑LVOT或者瓣环的测量有误。主动脉狭窄患者大约25%有室间隔肥厚,这也为测量LVOT造成困难。这类患者测量LVOT时,应该靠近瓣环,避免在室间隔凸起的地方测量。大量的研究证实LVOT在长轴上是椭圆形,这样计算出来的面积比真正的面积小。
造成TAVR术后有效半口面积减少的原因主要有以下两点:(1)主动脉瓣病变的患者往往存在主动脉瓣环的钙化和/或纤维化,并伴有不同程度的左心室肥厚,以上病理改变会造成主动脉瓣环径的缩小,临床被迫植入相对小型号的人工瓣膜。(2)手术植入的人工心脏瓣膜有其自身的支撑结构,其开口面积必然小于相同瓣环径的正常瓣膜的瓣口面积;而且人工心脏瓣膜的支撑结构或多或少地影响了左心室流出道地几何结构,并造成左心室流出道的相对狭窄。
目前AHA/ACC指南仍然建议严重主动脉狭窄患者使用标准超声测量。超声医生和TAVR团队的交流非常重要,交流要点应包括LVOT的定量特点、室间隔的肥厚程度等。显著的室间隔肥厚会使测量复杂化,也会增加对导丝、鞘管、传瓣导管等操作的困难。此外肥大的室间隔通常会有钙化,LVOT内的钙化会带来严重的并发症,比如室间隔穿孔、瓣环破裂等。
3.主动脉瓣膜
瓣膜的解剖结构,钙化的位置和严重程度,以及瓣膜开口是否对称都是我们必须仔细评估的项目。钙化会影响THV的运动和成功率。比较大的钙化会造成钙化结节进入冠脉窦,造成瓣环破裂、主动脉根部穿孔、主动脉壁出血、和主动脉夹层。
而瓣叶的对称性对此的影响不大,举个最极端的例子,二叶瓣主动脉瓣和三瓣叶相比,TAVR术后两者手术成功率、血流动力学、短期生存率均无明显差异。但是,大量病理报告显示THV植入有先填解剖结构异常的患者心脏,会有明显的瓣周反流,或者血流不理想等情况。
尽管我们可以使用MSCT用于测量这些参数,3D-TEE可以帮助我们在术中更方便快速的测量我们需要的数值(见图7)。通过对比,我们发现3D-TEE和MSCT在测量瓣环和冠脉高度表现出一致性(13.47±1.67mm:13.64±1.82mm),切这种一致性超过了造影和MSCT的一致性。此外,BAV或者TAVR手术过程中,3D-TEE提供的实时成像有助于预测和避免冠状动脉阻塞。
心脏超声的术中指导作用
1.术中指导要点
超声在经皮主动脉瓣成形术中实际是起辅助作用,在透视的基础上使手术过程更加完善。TEE的术中指导要点见表4。
美国超声协会建议,THV放置之前要行全面的TEE检查。要对四个瓣膜、四个心腔的形体和血流动力学行全面细致的检查。置入钱行TEE检查可以确定瓣环直径,评价主动脉瓣复合体。可以再球囊主动脉成形术时帮助导管和THV定位。THV放置后,TEE可以迅速的评价瓣膜的位置、瓣叶的运动、和跨瓣压差。此外,还可以迅速的评价病因,见表5。
2.导丝和导管的位置
导丝和导管的位置必须要确定,理想的位置是在右室心尖。向心脏内植入任何的导丝、导管都必须要避免心脏穿孔和心包积液。左室内的猪尾导管应该使用TEE定位,见图8。
经心尖的TAVR入路需要额外的影像学检查。因为胸部切口的限制,心尖部位的视窗较小,需要经食管中段的超声对左室心尖进行显像,来定位心尖穿刺的部位,见图9。
3.球囊主动脉瓣成形
通常会在TAVR术前行球囊主动脉瓣成形,来保证THV置入过程中有足够的心排量。BAV中或后应该通过影像学来评估舒张功能和潜在的不良事件。BAV术中在食管中段长轴切面和短轴使用多平面成像模式快速评价主动脉瓣。BAV还有诊断方面的价值,可以用来确定瓣环的面积,预测钙化的位置等。使用彩色多普勒成像可以帮助THV更加顺利,见图10。
4.球囊扩张THV的放置
THV的位置非常的重要,尽管透视在指导THV的精确位置中起至关重要的作用,TEE也能提供重要的帮助。尤其可用来监测是术中是否需要增强造影剂。右冠脉窦处放置一根猪尾导管,标准的方法是将导管至于瓣环下1-2mm处,但是并不绝对,要根据个体化情况确定。超声下THV的放置见图11。
第三代球囊瓣膜支架和第二代相比更为简洁,更短。因为第三代支架由外裙宽大,相比第二代不需要直径比瓣环大太多。建议幅度不超过5%是极好的。因此置入的时候应该紧跟主动脉根部。
5.自膨胀THV的放置
自膨胀瓣膜的放置一般是在透视情况下完成的,但是超声能够帮助手术过程更顺利的进行。也可以更迅捷的发现术中的并发症,同时减少对射线的暴露。对于自膨胀瓣膜的置入,猪尾导管应该置于非SOV区。造影过程中该窦位置最低,可以被介入医生当做装置前缘的位置的参考点。见图13。
因为THV的后壁比前壁要高大约4mm,所以THV置入时应该在瓣环下4mm,见图14。
超声在TAVR未做全麻的情况下有帮助,见图15。
心脏超声的术后评估作用
尽管只用透视指导即可做到精确的置入瓣膜,但是超声在评估术后并发症方面的作用是不可替代的。TAVR术后TEE可以快速的评估瓣膜的位置、形状、运动情况、有无反流等,多普勒功能还可以检查反流的严重程度,冠脉及二尖瓣的功能。可以发现一些并发症的确切病因。
1.评价经皮瓣膜的功能
长轴是最主要的切面,使用多平面成像系统,可以在不扭转TEE探头的情况下获得短轴成像,见图17。
2.评价主动脉瓣反流
因为TAVR和传统手术有很多不同之处,TAVR术后更容易出现反流情况,反流血流会对心室心内膜造成损害,可能会导致感染性心内膜炎,因此评估术后反流情况自关重要。术中使用彩色超声多普勒技术评价反流时,应结合长轴和短轴发现评价,见图18。
三维超声多普勒成像可计算有效反流面积。经过多平面成像测量反流束的长和宽来计算反流面积。尤其对于老年人,彩色超声多普勒比其他任何一红方法都能更精确的评估反流情况,见图19。
3.精确评价瓣膜假体
为评估主动脉瓣反流,和瓣膜面积,应该精确的测量LVOT,LVOT内径的测量应该在毗邻THV边缘最近端进行,见图A。
精确测量瓣膜假体很重要,因为会影响到每搏量等指标的计算。
TAVR的并发症
该部分讨论的最重要内容是使用超声心动图的直接评估THV术后的并发症,详见表5。很多情况下介入科医生、外科医生或麻醉师可以针对某一特定情况,如血流动力学异常等,重复成像解决特定问题。这些异常包括急性血压的变化(高血压或低血压)、或肺动脉压升高。大出血主要表现为心室充盈异常。心包积液提示心尖穿刺过程中起搏导线导致右室壁穿孔、主动脉破损。
一些患者心室顺应性差,对心包积液耐受性差。故迅速诊断很重要。其他罕见的并发症,比如室间隔缺损,也能够通过TEE发现。而心腔内超声(IntracardiacEchocardiography,ICE)在心血管疾病介入治疗中发挥了重要作用,从最初的2D至3D/4D发展,不远的将来会出现集合治疗和影像于一体。TEE在TAVR过程中对并发症的评估起到越来越重要的作用。
未来发展和展望
经皮主动脉瓣成形术已经成为治疗主动脉狭窄的重要手段,其适应证越来越宽,而经食管超声心动图可以起到重要的辅助作用,帮助手术顺利完成。经食管超声心动图在经皮主动脉瓣成形术中起的作用尚需要进一步挖掘总结,是这一技术能够很好地为经皮主动脉瓣成形术服务。