【word】 人工心脏瓣膜功能的超声心动图评价

【word】 人工心脏瓣膜功能的超声心动图评价 人工心脏瓣膜功能的超声心动图评价 第45卷第3期 2009年6月 青岛大学医学院 ACTAACADEMIAEMEDICINAEQINGDAOUNIVERSITATIS Vo1.45.No.3 June2009 doi:10.3969/j.issn.1672,4488.2009.03.091 人工心脏瓣膜功能的超声心动图评价 王志斌.何香芹 (青岛大学医学院附属医院心脏超声科,山东青岛266003) 随着生物医学工程的进步,人工瓣膜的研制和临床应用 不断取得进展,但是至今尚未找到一种完全符合自体瓣膜的 理想人工瓣膜.尽管如此,人工瓣膜置换术在心脏瓣膜病的 治疗中已经发挥了非常重要的作用,挽救了数百万病人的生 命.在人工瓣膜近5O年的发展过程中,先后有50多种人工 瓣膜用于临床,目前临床常用的约有2O余种.现在全世界 每年需要植入的人工瓣膜超过15万只.在我国约有2O多 万心脏瓣膜病人需要进行瓣膜置换,现在每年植入人体的人 工瓣膜已达一万多只,其中二尖瓣约占2/3,机械瓣约占3/ 4.因此,对人工瓣膜功能的评估已成为临床治疗工作中的 一 项重要内容,也是一个重要的临床研究课.超声心动图 技术越来越广泛地用于对人工心脏瓣膜功能状态的评估,包 括经胸和经食管两个途径的全面的超声心动图检查,能够发 现人工瓣的狭窄,返流,血栓形成和心内膜炎等病变,是目前 评价人工瓣膜功能状态的最佳方法.现将人工心脏瓣膜功 能的超声心动图评价综述如下. 1人工瓣膜的类型 1.1机械瓣 机械瓣是用非生物材料制成的人工瓣膜,基本结构包括 瓣架,阀体及缝合环3部分,按其结构和形状分为笼球瓣,侧 倾碟瓣和双叶瓣. 1.1.1笼球瓣由不锈钢铸成的笼架内镶嵌一硅橡胶制成 的球体,通过球体在笼架内上下移动形成瓣的关闭和开放. 瓣口血流呈周围型,跨瓣压差高,血流动力学性能差,血栓形 成率高.由于笼架高,植入小心室可引起左心室流出道梗阻 及心律失常. 1.1.2侧倾碟瓣瓣架由合金或热解炭制成,碟片为热解 炭材料,用金属链把碟片悬夹于圆形瓣架内,碟片在开放时 向--@1倾斜.瓣口血流呈半中心型,跨瓣压差不大. 1.1.3双叶瓣瓣架由热解炭制成,两个由热解炭材料制 成的半圆形片状瓣叶镶嵌在瓣架内,瓣片似两扇门,其开关 产生瓣的开放和关闭.瓣口血流呈中心型,跨瓣压差小. 1.2生物瓣 生物瓣是用生物组织经过特殊处理而制成的人工瓣膜, 其基本结构是以金属合金为支架,支架外包涤纶纺织物,把 生物组织制成的瓣镶在支架上.生物瓣包括同种生物瓣,异 种生物瓣和组织工程生物瓣膜,其中以猪瓣和牛心包瓣最为 [收稿日期]2008—08—22;[修订日期]2008—11—21 [作者简介]王志斌(1963一),男,硕士,主任医师,硕士生导师. ? 综述? 常用.心包组织因具有取材容易,价格低廉及其特有的高生 物相容性等特点,理论上是一种理想的瓣膜替代材料[1],目 前尚处于实验阶段雎].生物瓣膜根据是否有支架又分为支 架瓣膜和无支架瓣膜,瓣口血流为中心血流型,血流动力学 性能良好.从国外近5,1O年临床报道看,无支架瓣膜血 流动力学优于支架生物瓣,且瓣膜结构衰败的极少_3]. 1.3机械瓣与生物瓣的比较 机械瓣的优点是耐疲劳性能好,血流动力学性能优良, 但易发生血栓,病人需要终生应用抗凝药物,由此带来的并 发症及社会问题比较突出.生物瓣的优点是病人不需要终 生应用抗凝药物,血栓发生率低;缺点是耐久性受到限制,瓣 叶组织变形,钙化和撕裂是异种生物瓣衰坏的主要原因.大 量的研究结果证实,生物瓣膜的衰坏是多种因素共同作用的 结果],生物瓣膜的钙化被认为是生物瓣膜衰坏的首要因 素],也有人认为是唯一因素.总之,这两类瓣膜各具特点, 尚不能相互替代. 2人工瓣膜的超声方法 2.1二维超声心动图’ 主要观察人工瓣位置和类型,瓣架固定状态,生物瓣叶 厚度和活动情况,以及瓣叶上有无异常回声光团和机械瓣叶 活动. 2.2频谱多普勒超声心动图 测量各类人工瓣前向血流参数:?二尖瓣位人工瓣:最 大流速,平均压差和压差半降时间;?主动脉瓣位人工瓣:最 大流速,最大压差,平均压差,主动脉瓣下峰值流速/主动脉 瓣口峰值流速(voT/Vo)和有效瓣口面积.最大流速:生 物瓣为2,4m/s,笼球瓣为3,4m/s,侧倾碟瓣为3m/s左 右,双叶瓣为2m/s左右,但是19号或21号双叶瓣可达 4m/s.VLv0T/VA0比值:正常自然瓣为0.75,0.90,人工瓣 为0.35,0.50.?三尖瓣位人工瓣:最大流速,最大压差, 平均压差. 2.3彩色多普勒血流显像 重点观测:?人工瓣前向血流类型,可分为周围型,半中 心型或中心型.?人工瓣口返流及其程度.?瓣周漏及其 程度. 3人工瓣膜异常的超声诊断 3.1人工瓣狭窄 大量临床研究表明,人工机械瓣置换术后跨瓣压差明显 高于自然瓣膜.人工机械瓣均有轻度梗5且[.?二维超 308青岛大学医学院 声心动图示生物瓣叶增厚(大于3mm),粘连和钙化,开放受 限;机械瓣叶开放活动受限,双瓣叶开放不同步.?频谱多 普勒超声心动图示二尖瓣位最大流速大于2.5m/s,同时伴 压差半降时间大于200ms.主动脉瓣位有效瓣口面积小于 1.0cm(21号以上瓣),有效瓣口面积较术后基础值减少 30或vot/o比值?0.2.三尖瓣位最大流速>1.5m/ s.?彩色多普勒血流显像可见人工瓣口狭窄射流束. 3.2人工瓣反流 3.2.1功能性反流笼球瓣反流束多为一股,中心型,侧倾 碟瓣存在两股功能性反流束,双叶瓣的功能性反流束则可多 达四股. 3.2.2病理性反流常见于以下3种情况:?生物瓣叶增 厚和钙化,穿孔,脱垂,赘生物.?机械瓣血栓或肉芽组织增 生,瓣环开裂,瓣片脱位.?瓣周漏:瓣周漏或瓣周反流是因 为缝合开裂所引起的缝合环和周围自然瓣组织之间的病理 性反流.瓣周漏最常见于机械瓣.病因包括心内膜炎侵蚀 缝线造成的缝线断裂,缝合不妥,瓣周组织剔除过多或瓣周 组织薄弱造成的缝线松脱等.瓣膜置换术后的轻度瓣周漏 并不少见,发生率至少为1O,但不一定都有血流动力学和 临床意义.国外文献报道,二尖瓣瓣周漏的发生率为0, 12.5,而主动脉瓣瓣周漏发生率为1.0,3.5_9.彩 色多普勒检查结果显示,瓣周漏表现为起源自人工瓣瓣环 外,宽而长的多彩湍流,通常持续时间长.反流程度在中度 以上的瓣周漏在缝合环上方可以见到血流汇聚区以及由血 流汇聚区延展到下方心腔内的反流束.因此,超声心动图必 须明确反流束是来源于人工瓣膜缝合环之外后才可确诊为 瓣周漏_1. 主动脉瓣位瓣周反流的起源和空间分布可以从胸骨旁 心底短轴和左心室长轴切面来判定.二尖瓣位瓣周反流的 起源和空间分布可以从心尖四腔心和心尖左心室长轴等切 面来判定.在心尖四腔心切面,反流束沿房间隔走行时瓣周 漏位于内侧象限;反流束沿左心房游离壁走行时瓣周漏位于 外侧象限.在心尖左心室长轴切面,反流束沿主动脉根部走 行时瓣周漏位于前象限;反流束沿左心房后壁走行时瓣周漏 位于后象限口.缝合开裂的程度可以根据在胸骨旁短轴切 面反流束范围占缝合环周长的多少来定量,小于1O为轻 度,大于25%为重度.大约有一半的二尖瓣位人工瓣缝合 开裂发生在二尖瓣一主动脉瓣环纤维交织处,经胸超声心动 图检查通常能够发现该处的反流束,尤其是在反流显着时, 胸骨旁短轴切面可以显示左心室内几乎都存在血流汇聚区. 主动脉瓣位人工瓣的摇动几乎都是缝合开裂引起的,开裂程 度至少为4O;但在保留二尖瓣后叶时,二尖瓣位人工瓣的 摇动可以是正常的. 经食管超声心动图是评估二尖瓣位和三尖瓣位人工瓣 反流的最好方法,经食管超声心动图可以清晰地显示反流 束的起源和分布范围,以及人工瓣叶和瓣周的病变.毫无疑 问,经食管超声心动图诊断感染性心内膜炎(赘生物,瓣周脓 肿和瘘管)和显示人工瓣正常反流的能力是经胸超声心动图 远不能及的,但是认真,全面和有经验的经胸超声心动图检 查对瓣周漏的诊断不一定比经食管超声心动图差.经食管 超声心动图能很好地显示发生在人工主动脉瓣后方的病变 和反流,但对人工主动脉瓣前方的病变和反流的显示不如经 胸超声心动图理想,尤其是在存在人工二尖瓣的情况下.在 临床工作中,经食管超声心动图和经胸超声心动图两种检查 是互为补充的.在人工瓣存在显着反流时,经胸超声心动图 检查很少漏诊.在怀疑存在感染性心内膜炎或病人出现呼 吸困难,而经胸超声心动图检查阴性的情况下,应该进行经 食管超声心动图检查,然而不应该把经食管超声心动图作为 一 种常规的检查手段. 3.2.3生理性反流和病理性反流的鉴别?反流束大小: 二尖瓣位生理性反流束面积<2ClTI,长度<2.5em;主动脉 瓣位生理性反流束面积<1errl,长度<1.5cm.?反流束 速度分布:生理性反流束的色彩均匀而单一,病理性反流为 多彩的湍流.?反流束位置:瓣周漏的反流束起自人工瓣 瓣环外.?人工瓣形态结构:生物瓣结合在M型与二维图 像上人造瓣增厚或瓣叶开放时出现颤动,或瓣叶与瓣脚分 离,关闭时部分瓣叶脱垂. 3.2.4反流程度的评估与自然瓣反流程度的估测方法相 同,需要几种方法进行综合评估.重度人工主动脉瓣反流: 反流束的压差半降时间?250ms,二尖瓣血流频谱呈限制 性充盈(见于急性主动脉瓣反流,降主动脉内见全舒张期的 血流逆转,反流分数?55.重度人工二尖瓣反流:二尖瓣 前向血流最大速度?2.5m/s,同时伴有压差半降时间? 150Ills;二尖瓣反流的连续波多普勒频谱灰度深;反流分数 ?55. 3.3人工瓣血栓 人工瓣术后血栓形成是人工瓣的严重并发症.血栓一 方面引起人工瓣阻塞和瓣叶开放障碍,另一方面引起栓塞事 件.栓塞发生率在接受抗凝治疗的主动脉瓣位人工机械瓣 大约是每年3,在二尖瓣位人工机械瓣是每年5.植人 生物瓣后也可以有血栓形成,尤其是在存在心房纤颤的情况 下,主动脉位和二尖瓣位生物瓣的栓塞发生率分别大约是每 年2%和3[12,133.如果人工瓣置换后病人发生短暂性脑缺 血发作(TIA),卒中或周围血管栓塞,首先要怀疑血栓形成, 病人应该接受经食管超声心动图检查.经食管超声心动图 对人工瓣血栓的检出率达5O,能够明确血栓的位置,数目 和大小,相比之下,经胸超声心动图检出率较低,仅为5. 3.4人工瓣心内膜炎 人工瓣心内膜炎占所有感染性心内膜炎的1O左右, 术后1年发生率2.5左右,术后5年发生率为4.5,近期 文献报道早期的发生率已降至1%[14~16].双瓣置换较单瓣 置换发生率高,主动脉位人工瓣较二尖瓣位人工瓣发生率 高,机械瓣早期心内膜炎发生率高于生物瓣.早期心内膜炎 通常是由手术中侵入的表皮葡萄球菌引起,也可以是革兰阴 性细菌和白色念珠菌;后期心内膜炎则是由社会获得性感染 所致,病原体多是链球菌(下转第312页) 312青岛大学医学院45卷 (上接第308页)(以草绿色链球菌为主),肠球菌和金黄色葡 萄球菌等,革兰阴性细菌和真菌也非少见. 心内膜炎可以引起人工瓣赘生物,生物瓣叶破损,缝合 线脱裂,瓣周脓肿和瘘管等.生物瓣心内膜炎常限于瓣叶, 主要引起瓣叶赘生物形成和瓣叶破坏,造成不同程度的瓣口 反流,很少发生瓣周脓肿;机械瓣心内膜炎主要在瓣环附着 处,引起缝合线脱裂,瓣周脓肿,室间隔脓肿和瘘管等,导致 瓣周漏. 赘生物堵塞瓣口时可引起瓣膜狭窄,脱落则引起体循环 栓塞.直径大于10ITIITI的赘生物栓塞发生率大约是3O, 小于10mm的赘生物栓塞发生率下降为5;活动的赘生物 栓塞发生率大约是40,不活动的赘生物栓塞发生率大约 是2O;积极的抗生素治疗可以显着地降低栓塞发生率. 经胸超声心动图可以发现直径2mm大小的赘生物,但 是由于人工瓣金属部件的声影和混响伪像干扰,经胸超声心 动图诊断赘生物能力削弱,其敏感度是5O,而经食管超声 心动图诊断赘生物的敏感度则高达95.如果临床上高度 怀疑心内膜炎而经食管超声心动图检查阴性,应该1周后重 复行经食管超声心动图检查.人工瓣心内膜炎病人病死率 较高,约3O,早期(术后2个月以内)心内膜炎的病死率 病人高于后期(术后2个月后).如果积极药物治疗7d后 无效或者出现并发症,应该早期再次手术. 心脏瓣膜疾病是常见的心脏病,采用各种心脏瓣膜置换 现在已经成为临床治疗晚期心脏瓣膜疾病成熟的有效手 段[1.在人工心脏瓣膜置换术中,术后有必要建立一种安 全,可靠,敏感而特异的诊断方法来对其功能进行估价.超 声心动图技术的应用,对人工心脏瓣膜的研究,临床应用,术 后疗效评价具有重要的价值. [关键词]人工心脏瓣膜;超声心动描记术;生物瓣;机 械瓣;综述 [中图分类号]R542.5[文献标识码]A [3t章编号]1672—4488(2009)03—0307—03 [1] Ezq [3] [参考文献] FRATERRW.B0DNARE.Towardsunderstandingtheper— icardiumasvalvesubstitute(editoria1)[J].JHeartValve Dis,1992,1:213—215. 葛楠,徐平,袁莉,等.自体心包作为主动脉瓣替代材料的可行 性研究[J].青岛大学医学院,2008,44(4):322—326. B0RGERMA,CARSONSM,IVAN0VJ,eta1.Stentless aorticvalvesarehemodynamicallysuperiortostentedvalves duringmid-termfollow-up:alargeretrospectivestudy[J]. AnnThoracSurg,2005,80(6):1610—1614. [4]VYAVAHARENR,CHENW,JOSHIRR,eta1.Current progressinantica1cmcationforbioprostheticandpolymeric heartvalve[-J].CardiovascPathol,1997,6(4):219—229. [5]SHANTHIC,PANDURANGARK.Regulationofbiocalcifi— cationofb0vinepericardia1tissuebygraftingpoly(glycidyl methacrylatebutylacry-late)eopolymers[J].JBioactCompat Polym,1997,12(4):308-320. [6]王志伟,徐明星,计乐群.心脏瓣膜置换术后低强度抗凝的初 步研究[J].实用医学杂志,2005,21(12):1270—1271. [7]樊朝美,刘汉英,杨浣宜,等.多普勒超声心动图评价人工心脏 瓣膜功能[J].中华外科杂志,1993,31(1O):630—632. [8]REISNERSA,MELTZERRRS,ROCHESTERNY,eta1. NormalvaluesofprostheticvalveDopplerechocardi0graphic parameters:areview[J].JAmSocEcho,1998(3):201—210. [9]DECICCOG,LORUSSOR,COLLIA,eta1.Aorticvalve periprostheticleakage:anatomicobservationsandsurgicalre— suits[J].AnnThoracSurg,2005,79:1480—1485. [1O]GENONIM,FRANZEND,VOGTP,etat.Paravalvular leakageaftermitralvalvereplacement:Improvedlong—term survivalwithaggressivesurgery[J]?EurJCardiothorac Surg,2000,17:14—19. [11]刘延玲,熊鉴然.临床超声心动图学[M].北京:科学技术出版 社,2007:779—783. [12]BURCHFIELCM,HAMMERMEISTERKE,KRAUSE- STEINRAUFH,etal.Leftatrialdimensionandriskofsys- temicembolisminpatientswithaprostheticheartvalve[J].J AmCollCardiol,1990,15:32—41. [13]CANNEGIETERSC,ROSENDAALFR,BRIETE.Thrombo— embolicandbleedingcomplicationsinpatientswithmechanical heartvalveprostheses[J].Circulation,1994,89:635—641. [14]LYTLEBW,PRIESTBP,TAYLORPC,eta1.Surgical treatmentofprostheticvalveend0carditis[J].JThoracCar- diovascSurg,1996,111:198—207. [15]CALDERWOODSB,SWINSKILA,KARCHMERAW,et a1.Prostheticvalveendocarditis:analysisoffactorsaffecting outcomeoftherapy[J].JThoracCardiovascSurg,1986,92: 776—783. [16]GORDONSM,SERKEYJM,LONGWORTHDL,eta1. Earlyonsetprostheticvalveendocarditis:theclevelandClinic experience1992—1997[J].AnnThoracSurg,2000,69: 1388—1392. [17]祁国奇,朱晓东,胡盛寿,等.人工瓣膜置换手术后的远期随访 [刀.中华心胸血管外科杂志,2003,19(4):193—197. (本文编辑黄建乡)