李海洋，刘宏宇

心脏瓣膜病是心脏大血管外科的常见病，随着人口老年化加剧和医疗水平的提升，其检出率呈逐年增长的趋势，尤其是主动脉瓣疾病更为显著，对此类疾病内科治疗常不能达到满意疗效，目前临床首选治疗仍为主动脉瓣置换，但因其术后存在无可避免的并发症而影响患者的生活质量，主动脉瓣心包重建术逐渐成为研究热点。

1 背景阐述

目前主动脉瓣疾病外科治疗的金标准仍是主动脉瓣置换术，它虽能够达到解剖学纠治，但同时可影响主动脉的原始生理功能，如主动脉管壁的弹性舒缩功能，瓣叶的延伸调节能力、限制固定主动脉瓣开口面积，然而最值得关注的是其无可避免而高发的术后并发症。Chikwe团队报道了生物瓣和机械瓣置换术后的长期随访结果，平均随访10.8年，术后15年累积卒中发生率为7.7%和8.6%，主要出血事件发生率分别为6.6%和13%[1]；Mazine等报道主动脉瓣置换术后每年发生出血及栓塞事件的线性化比率分别为1%～2%和1%，且20年内几乎20%的患者会经历一次卒中或出血事件[2]；而生物瓣虽能减少术后并发症但使用寿命短，文献指出老年患者平均使用寿命约15年，在年轻患者人群更易发生钙化风险，欧洲指南推荐用于年龄大于65岁的患者，美国指南推荐年龄大于70岁[3]。由此可见，生物瓣置换适用人群较窄；对年轻患者，主动脉瓣修复与ROSS术可能是优选，但术后再次手术发生率较高。对包含17项研究涉及2891例患者进行定量评估后得出，主动脉瓣修复术后5年无需二次手术率仅88%[4]，Klieverik团队报道自体肺动脉瓣移植术后13年内无需再次手术率仅69%±7%[5]，也有报道16年内无需再次手术率可达74.5%±4.3%[6]，总体较于目前报道的主动脉瓣心包重建术的再次手术率要高得多，另外主动脉瓣修复术与ROSS术的实施对于术者的技术水平有较为严格的要求，目前ROSS术只在少数医学中心开展。主动脉瓣心包重建术包括自体心包和商用牛心包重建术。该术式的优势在于不仅能使主动脉瓣病变得到解剖学纠治，又能最大化保留主动脉的原始生理功能，还能让患者获得良好的术后体验，无需长期药物抗凝、无需监测INR，不担心出血、卒中等不良事件发生。自体心包用于瓣叶移植在上世纪60年代由Bjoerk和Hultquist率先报道，但当时未将心包片进行特殊处理而致术后短期即出现了瓣叶挛缩退化，该技术随即被摈弃[7]。直至1986年Love等[8]发现经0.6%戊二醛浸泡10 min后处理过的心包可有效解决这一问题，随后AI Halees等报道了65例年轻患者运用该法处理后的心包具有良好的术后效果，平均使用年限可达16年[9]，该心包片处理办法因此沿用至今。

2 术式简析

2.1 依托于主动脉瓣几何形态的瓣叶重建技术Rankin等[10]通过尸检分析正常人主动脉瓣几何形态得出如下结论：每个正常的主动脉窦的直径与主动脉瓣环直径相当，瓣叶游离缘长度约等于主动脉窦周径的一半，可推导出瓣叶的游离缘长度=主动脉瓣环直径乘以π/2或主动脉瓣环直径=瓣叶的游离缘长度/1.5。此公式成功通过测量主动脉瓣环直径，指导主动脉瓣叶重建术时进行瓣叶设计[11]，通过测量主动脉瓣瓣叶的游离缘长度，确定主动脉瓣环成形术时所需人工瓣环尺寸[12]；对于瓣叶的游离缘长度和主动脉瓣环直径的测量，术中依赖于不同直径的球形测量器完成；基于其先前对于主动脉瓣形态几何学研究[13]，在进行完全主动脉瓣叶替换时，替换瓣叶需要被设计得更大，在二叶瓣替换时瓣叶游离缘长度应=2.25倍主动脉瓣环直径，而替换三叶瓣时瓣叶游离缘长度应=1.5倍主动脉瓣环直径，替换瓣叶的宽度=0.75倍瓣叶游离缘长度[11]。该设计方法存在的缺点：①理论依据来源于对正常人主动脉瓣形态研究，而患者主动脉瓣叶及窦形态多处于挛缩或扩张的病理状态，测量时可产生较大误差；②依据其报道的几何学研究指出，右冠窦比无冠窦和左冠窦分别大12.7%和10.5%[13]，测量瓣叶游离缘长度时以不同冠窦作为参考，势必产生较大的测量差异；③术中通过不同直径的球形测量器对主动脉瓣环直径进行测量，而主动脉瓣环为一椭圆形结构（短、长径比约0.66[13]）与正圆形不匹配，而导致测量误差；④动脉管壁有一定弹性，球形测量器表面与管壁贴服的松紧度，测量器探入的深度等都将影响其精确度；因此在该方法下测得的主动脉瓣环直径可能存在很大测量误差，其科学性和合理性有待进一步考证。

2.2 依托于临床经验指导下的瓣叶重建技术Hammer等[14]基于对56例患者进行主动脉瓣重建术超过2年的临床经验，认为如果在主动脉根部存在三个可清晰辨别的瓣叶交界时，则重建瓣叶的游离缘长度应比主动脉窦管交界舒张期直径大10%～15%，并额外增加2 mm的宽度以提供1 mm的缝合边缘。同样运用几何学的方法论证了该经验的科学性。即考虑到心脏舒张期时主动脉瓣叶会下移一定角度，且心包片因其固有特性被拉伸一定长度，基于这两方面的考虑推导出计算公式W=d/λcosψ，[W：静息状态下移植物游离缘宽度；d：心脏超声心动图所测得的心脏舒张峰值时窦管交界直径；λ：最大舒张时心包瓣叶拉伸程度；ψ：瓣叶游离缘下移角度（约35°）]，例:正常生理状态下心包片被拉伸10%，则λ=1.1，由此可推算出瓣叶游离缘长度约为1.1倍窦管交界直径长度，再以此长度将心包片裁剪为半圆形作为替换瓣叶补片。该设计方法将心脏舒张期时瓣叶的拉伸与下移角度等因素考虑在内，看上去似乎更加科学，但使用超声心动图对于窦管交界直径测量可因操作者技术水平，患者体位及超声探头角度等而存在较大误差，临床常见超声心动图结果与术中所见存在显著差异，该设计方法仅适用于患者有清晰辨别交界的单瓣叶置换，存在明显局限性。

2.3 依托同期处理主动脉根部的瓣叶重建技术Hahm等[15]报道了处理主动脉根部三个主要部件的主动脉瓣重建技术：瓣叶、主动脉环及窦管交界。在该报道中将主动脉根部流出道部分假想为一圆形，命名为主动脉环。对窦管交界正常的患者，可直接用一特制的窦管交界测量器测得其直径，再匹配一内置固定环缝合于主动脉壁上，而后将与之匹配的心包片缝合于原主动脉瓣上，完成瓣叶重建。而对于可能存在窦管交界畸形的患者，则可基于主动脉环肌性部分直径指导下，进行主动脉瓣修复重建，主动脉环肌性部分被认为不易扩张而被作为参考值。具体步骤为通过特殊的圆周测量器，测量主动脉环肌性部分长度（即起于主动脉右冠瓣和无冠瓣联合交界处逆时针方向，至左冠瓣中点的长度），研究表明主动脉环的直径与窦管交界的直径比值约为1～1.2，由此可计算出窦管交界的直径，再以年龄与体表面积作为确定此二径的修正变量。最后依据所得的窦管交界直径将与之匹配的内置合成环植入，同时匹配相应的模板修剪心包片为半圆梯形样补片，将其缝合于原主动脉瓣上，置环目的在于通过限制窦管交界的活动，保护新建的心包瓣叶，而并非为了防止窦管交界在将来形成扩张。对于二瓣化畸形的患者则需将融合瓣叶劈开后重建。另外对于存在主动脉根部扩张的患者，如动脉环扩张、主动脉瘤等不但需要在纤维性动脉环外缝合一道毡片加固，在窦管交界区还需内置人工合成环和外置人工合成环，以防形成扩张。显然该法仅适用于单纯主动脉瓣返流或合并主动脉根部扩张的患者，对主动脉瓣狭窄的患者并不适用，且该方法需用到多种特殊测量器、模板、人工合成环和加固毡片等，手术难度大，移植物多，临床实用性较低。

2.4 依托于特制模具模板的瓣叶重建技术Ozaki等[16]报道的模具化测量方式设计主动脉瓣叶显示出其优越性。如果为三瓣化主动脉瓣且有明显的交界联合点，则把病变瓣叶完全去除后，使用自主发明的不同规格的扇形测量器，分别测量各交界联合之间所对应的瓣环内径长度，然后匹配相应的模板，分别将处理过的心包片，修剪为如半圆梯形带小尖端样补片，如不是正常的三瓣而为单瓣、二瓣甚至四瓣时，则需依据冠窦和冠脉开口位置重建交界联合，而后将修剪好的心包瓣叶缝合于主动脉瓣环上。该方法的优势在于：能在直视下精确测量各瓣叶交界间的长度，扇形测量器能够精确测量出椭圆主动脉瓣环的内周长，消除如Rankin设计方法带来的误差，个性化设计每一个瓣叶，并将补片设计为半圆梯形带小尖端补片，游离缘尖端可有效抵消瓣膜舒张期时，瓣叶自然下垂角度和拉伸，保留如Hammer设计方法的科学严谨性，最大化重建主动脉瓣的原始生理功能，该法适用于全瓣叶重建，模具化重建方法简单易学，学习曲线短，具有极好的可复制性。另外该术式受用患者人群广泛，各年龄段患者均已覆盖（如80岁以上患者人群[17]，60岁以下患者人群[18]及青少年儿童患者[19]），采用组织工程牛心包作为重建材料，且适用于各病理状态下的瓣膜重建，如二瓣化畸形[15]，单瓣畸形[20]，四瓣化畸形[21]的患者，肾脏衰竭同期行透析的患者[22]均取得良好疗效，在精确性、科学性和实用性方面均有较好表现，值得推荐。

3 讨论

主动脉瓣正常为三叶瓣，但临床可见部分主动脉瓣发育先天畸形：单叶瓣、二叶瓣及四叶瓣等；二叶瓣畸形是最常见的先天性主动脉瓣畸形，人群发病率为1%～2.5%，男性发病常见[23,24]。主动脉瓣瓣叶重建时，对瓣膜进行原有瓣膜形态重建还是按照正常生理三瓣化形态重建，需慎重考虑。较大宗数据报道进行二瓣化重建后，早期即出现明显的跨瓣压差，平均压差达14 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa），在随后的病例中放弃二瓣化重建，而改用三瓣化重建[25]。Ozaki也论证了三瓣化主动脉瓣有更佳的瓣膜开闭功能[16]。对于替换瓣叶的原材料选择上，目前常用材料有商用牛心包片和自体心包片，自体心包具有易于获取、无免疫原性，经济实惠等优点，但对于心包组织薄弱狭小（如婴幼儿）、心包炎、二次手术患者则不适用。牛心包片在此时即可作为替代物，但其耐久性可能较自体心包差。Jiang等对商用牛心包与自体心包进行对比分析，得出自体心包片具有更强的抗钙化能力，是瓣膜成形术时的更好选择[26]。另外自体心包片的抗拉力强度也有良好的表现，Yamashita等报道了经戊二醛处理后的人自体心包片极限抗拉力强度是未钙化瓣叶的4倍，是钙化瓣叶和脱钙后瓣叶的10倍[27]。可见使用自体心包片进行瓣膜重建更加合理。

Song报道了135例主动脉瓣重建术（其术式主要参考Hahm等的主动脉瓣修复重建术）后的临床结果，5年累积存活率为98%±1.5%，5年内瓣源相关性免二次手术率为92.7%±3.6%，最后可获得的超声心动图显示：主动脉瓣无返流或细微返流者为85.9%，轻度返流11.9%，中度返流1.5%，重度0.7%，平均跨瓣压差为10.2±4.5 mmHg，平均主动脉瓣孔面积指数1.3±0.3 cm2/m2[25]；Ozaki等报道了404例自体心包片主动脉瓣重建术后临床结果，平均随访23.7±13.1个月，最长53个月，随访期的总体生存率为87.7%。96.2%的患者无需再次手术，未经抗凝治疗也未出现出血及栓塞等不良事件[28]；尽管有如此良好的术后效果，但该术式在临床运用上还存在一定问题： ①术式多样，Ozaki教授团队报道的模具化重建主动脉瓣方法，不仅测量较为精确，手术过程简便，有很强的可复制性，具有较好的临床前景。②现有报道15例经自体心包重建术后随访11.43±4.5年的临床结果，20%的患者发生了纤维钙化而需再次手术[29]，尽管目前短中期疗效良好，但长期疗效未知。③该术式对传统的主动脉瓣置换术、主动脉瓣修复术、ROSS术提出了挑战，无明确有力证据证实该术式较之传统术式的优势性。④该术式对于特殊患者是否同样适用尚无明确报道（如二次手术患者）。该术式优点包括：①术后并发症少，无需长期抗凝治疗，降低患者出血、卒中等风险，减少了监测INR凝血功能和抗凝药物的费用。②对需植入带瓣管道患者（如主动脉夹层累积瓣膜需行Bentall术者）可否用心包瓣叶将人工瓣膜替换以减少术后抗凝，降低出血等并发症发生的风险等。

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