王保才; 葛振伟; 程兆云; 胡俊龙; 孙俊杰; 轩继中; 丁付燕

doi:10.3760/cma.j.cn112137-20220119-00138

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• 临床研究 •

二尖瓣及主动脉瓣置换手术患者保留瓣膜下结构的价值及对左心室收缩力的影响

中华医学杂志, 2022,102(24) : 1839-1845. DOI: 10.3760/cma.j.cn112137-20220119-00138

摘要

目的

探讨二尖瓣及主动脉瓣置换手术中保留瓣膜下结构的临床价值及其对左心室收缩力的影响。

方法

选取2016年6月至2018年12月河南省人民医院心脏中心华中阜外医院成人心脏外科实施二尖瓣置换手术治疗的97例患者作为研究对象，根据术中是否保留瓣膜下结构分为保留组45例（术中保留瓣膜下结构）、全切组52例（术中二尖瓣及瓣下腱索全切）；比较两组患者手术前及术后随访3和6个月的一般心功能指标、左心室功能定量指标；采用二维斑点追踪技术测定患者手术前后心尖长轴整体纵向应变及左室短轴整体圆周应变参数，并比较两组的差异。

结果

保留组与全切组患者的年龄分别为（41.8±11.3）和（43.3±10.6）岁，男性分别占58.0%（26例）和44.0%（23例），差异均无统计学意义（均P>0.05）。保留组患者的主动脉阻断时间、体外循环时间分别为（57.8±4.5）和（78.6±6.7）min，均长于全切组［分别为（48.1±4.4）和（48.1±4.4）min］（均P<0.05）；保留组患者停机时左心房压为（8.4±1.8）mmHg（1 mmHg=0.133 kPa），低于全切组的（11.3±2.5）mmHg（P<0.001）；保留组与全切组患者左室舒张末期内径（LVEDD）、左室射血分数（LVEF）、Tei指数测定值、二尖瓣环室间隔侧应变率、二尖瓣环左室壁侧应变率均存在组间×时间的交互效应（均P<0.05）。保留组患者术后3和6个月的LVEDD、LVEF分别为（44.7±4.0）mm和（45.5±4.2）mm，（56.5±4.9）%和（58.8±5.0）%，均大于全切组的（42.7±3.6）mm和（42.7±3.6）mm，（54.5±4.6）%和（56.3±4.8）%（均P<0.05）；保留组术后3个月的LVESD为（32.6±3.2）mm，大于全切组的（31.2±3.4）mm（P<0.05）；保留组患者术后3和6个月的Tei指数分别为1.0±0.2和0.8±0.2，均低于全切组的1.2±0.3和0.9±0.2（均P<0.05）。

结论

二尖瓣置换手术中保留瓣膜下结构能更好地改善患者左心功能，提高左心收缩能力。

引用本文: 王保才, 葛振伟, 程兆云, 等. 二尖瓣及主动脉瓣置换手术患者保留瓣膜下结构的价值及对左心室收缩力的影响 [J] . 中华医学杂志, 2022, 102(24) : 1839-1845. DOI: 10.3760/cma.j.cn112137-20220119-00138.

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风湿性心脏病作为后天性心脏瓣膜疾病中最常见的病因，多累及瓣叶和瓣下结构，造成正常解剖生理功能的丧失，对患者二尖瓣和主动脉瓣形成损伤，而且一旦发生，患者心脏组织结构就会出现器质性改变，血流动力学发生变化，此时药物治疗效果差，因此临床多采取手术治疗^［1］。传统的二尖瓣置换术切除了瓣叶及瓣下结构，但是切除后会破坏心脏正常生理结构，影响术后左心室功能，术后并发症及病死率极高^［2］。近年来研究显示通过二尖瓣手术保留瓣膜下结构可以改善左心室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF），减少术后低心排综合征及左心室破裂等情况的发生，有利于患者术后心功能的恢复及左心室正常的几何学形状^［3］。本研究对二尖瓣及主动脉瓣置换手术中保留瓣膜下结构的效果及作用进行观察和分析，现报道如下。

对象与方法

一、研究对象

本研究为回顾性队列研究，选取2016年6月至2018年12月华中阜外医院心胸外科实施二尖瓣及主动脉瓣置换手术治疗的97例患者作为研究对象，根据手术中是否保留瓣膜下结构分为保留组45例，全切组52例。

纳入标准：（1）患者年龄13~68岁；（2）入院原因为感染性心内膜炎二尖瓣关闭不全、二尖瓣狭窄等基础疾病；（3）术前肾功能、血常规、尿液分析等检查均能适应手术；（4）患者术后至少接受了6个月随访，且资料齐全。排除标准：（1）伴有缺血性心肌病；（2）既往具有肺部手术史；（3）心脏起搏器植入的患者；（4）机体免疫水平异常；（5）肺纤维化、慢性阻塞性肺疾病等。本研究通过了河南省人民医院伦理委员会审核（批号：2019019），所有患者均签署了知情同意书。

二、手术方法

患者静脉吸入全身麻醉，手术在中度低温体外循环下完成。经胸骨正中切口，切口起自胸骨切迹稍下，达剑突下约5 cm，锯开胸骨，纵行正中切开心包显露心脏进入心腔，腔静脉冷心停搏液灌注插管，将插管与灌注装置连接。房间沟后纵行切口进入到左心房，从房室沟上方切开右心房，拉钩显露二尖瓣，明确换瓣适应证粗丝线缝合大瓣作为牵引线，用直角错夹牵引线，展开大瓣。

保留组患者二尖瓣后瓣病变不严重，因此术中将距二尖瓣环0.3~0.5 cm处二尖瓣后瓣膜组织及其膜下结构进行保留，切除其余的二尖瓣结构，注意避免术后出现卡瓣及左心室流出道梗阻。

全切组患者因二尖瓣结构病变严重，需要开展传统二尖瓣置换术，因此将距二尖瓣环0.3~0.5 cm瓣叶组织、乳头肌进行保留，切除前瓣和后瓣瓣叶及其腱索，冲洗左房、左室，用带垫片瓣膜线将组织瓣环与人工瓣环间断褥式缝合固定。

2组患者均采取带支持垫双头针尼龙线作间断褥式缝合，全部缝线整理拉直后将人工瓣送入瓣环内，确认着床到位，用冷盐水彻底冲洗心腔，进行切口缝合。

三、观察指标

2组患者的主动脉阻断时间、体外循环时间、停机时左心房压、机械通气时间、术后心脏外科监护室（cardiothoracic surgery care unit，CCU）停留时间；两组患者术前、术后3个月、术后6个月的心功能指标，左心室功能定量指标：心胸比例、二尖瓣跨瓣流量（quadrileaflet mitral valve，Qmv）、左室舒张末期内径（left ventricular end diastolic diameter，LVEDD）、左室收缩末期内径（left ventricular end contractile diameter，LVESD）、LVEF、左室短轴缩短率（left ventricular short axis shortening rate，LVFS）、Tei指数、舒张早期局部二尖瓣环运动速度（early diastolic local mitral ring motion velocity，Eme）、舒张晚期局部二尖瓣环运动速度（late diastolic local mitral ring motion velocity，Ema）、二尖瓣环室间隔侧应变率（ventricular septal lateral strain rate of mitral annulus，SRS）、二尖瓣环左室壁侧应变率（lateral strain rate of left ventricular wall of mitral valve ring，SRW）；二维斑点追踪技术测定患者手术前后心尖长轴整体纵向应变及左室短轴整体圆周应变参数的变化。

采用美国GE公司Vivid E9超声显像仪，探头频率：1.7~3.4 MHz，连接心电图，同一检查者对图像进行采集，患者取左侧卧位或平卧位，探头置于心尖部，将整个左室包括在图像范围内，得到心尖四腔图像后采集6个心动周期的锥形图并获取三维全容积图像。启动3D分析软件，自动计算左心室功能定量指标。

采用日本东芝公司SSH-880H超声心动仪器开展检查，患者连接心电图后开展二维超声检查，探头频率定位l~5 MHz；心尖部采用三维容积探头，嘱受检者呼气末屏气，采集并存储心脏三维全容积动态图。由3名5年以上资历超声医师开展诊断，利用医学影像工作站以及三维斑点追踪技术对三维容积图像进行分析，对图像基线和角度调整后在A、B双平面分别对左、右二尖瓣环和心尖进行斑点标记，绘制心内膜曲线，同时计算各段应变指标。

四、统计学分析

应用SPSS 21.0软件进行数据整理和统计学分析。正态分布的计量资料采用 $\bar{x} \pm s$ 表示，计数资料采用例数（%）表示。正态分布计量资料的两样本均数比较采用独立样本t检验；计数资料比较采用χ²检验。对两组受试对象不同观测指标（心胸比例、Qmv、LVEDD、LVESD、LVEF、LVFS）在不同时间点上的比较，当满足重复测量方差分析的前提条件时则采用重复测量方差分析，重复测量方差分析中，当组间×时间存在交互作用时，则逐一分析各因素的单独效应，当组间×时间不存在交互作用时，说明两因素作用效果相互独立，则逐一分析各因素的主效应。双侧检验，检验水准α=0.05。

结果

一、2组患者一般资料比较

45例保留组与52例全切组患者的年龄分别为（41.8±11.3）和（43.3±10.6）岁（P=0.502），2组患者性别、体质指数（body mass index，BMI）、血压、血糖水平、术前主要诊断、主动脉瓣狭窄情况、美国纽约心脏病学会（New York Heart Associatio，NYHA）心力衰竭程度分级、合并疾病情况差异均无统计学意义（均P>0.05），具有可比性，详见表1。

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表1

保留和全切瓣膜下结构二尖瓣及主动脉瓣置换手术患者一般资料比较

表1

保留和全切瓣膜下结构二尖瓣及主动脉瓣置换手术患者一般资料比较

项目	保留组（n=45）	全切组（n=52）	t/χ²值	P值
年龄（岁）^a	41.8±11.3	43.3±10.6	-0.67	0.502
BMI（kg/m²）^a	23.8±2.2	24.0±2.4	-0.53	0.596
收缩压（mmHg）^a	127.2±6.8	125.8±7.3	0.97	0.333
舒张压（mmHg）^a	71.4±7.4	73.1±6.8	-1.18	0.241
空腹血糖（mmol/L）^a	5.0±0.6	5.1±0.6	-0.83	0.408
性别^b			1.77	0.183
男	26（57.8）	23（44.2）
女	19（42.2）	29（55.8）
术前诊断^b			1.24	0.266
二尖瓣狭窄为主	20（44.4）	29（55.8）
二尖瓣关闭不全为主	25（55.6）	23（44.2）
伴有主动脉瓣狭窄或关闭不全^b			1.26	0.262
是	11（24.4）	8（15.4）
否	34（75.6）	44（84.6）
NYHA分级^b			1.66	0.437
Ⅱ级	13（28.9）	17（32.7）
Ⅲ级	26（57.8）	32（61.5）
Ⅳ级	6（13.3）	3（5.8）
合并疾病^b			1.28	0.257
房颤	16（35.6）	13（25.0）
左房血栓	29（64.4）	39（75.0）

注：^a为 $\bar{x} \pm s$ ，采用独立样本t检验；^b为例（%），采用χ²检验；1 mmHg=0.133 kPa；BMI为体质指数；NYHA为纽约心脏病协会

二、2组患者的围手术期指标比较

保留组患者的主动脉阻断时间、体外循环时间分别为（57.8±4.5）、（78.6±6.7）min，均长于全切组，全切组分别为（48.1±4.4）、（70.4±7.0）min，差异均具有统计学意义；保留组患者的停机时左心房压为（8.4±1.8）mmHg（1 mmHg=0.133 kPa），低于全切组的（11.30±2.47）mmHg（P<0.001）；2组患者的机械通气时间、术后CCU停留时间比较，差异均无统计学意义。详见表2。

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表2

保留和全切瓣膜下结构二尖瓣及主动脉瓣置换手术患者围手术期指标比较（ $\bar{x} \pm s$ ）

表2

保留和全切瓣膜下结构二尖瓣及主动脉瓣置换手术患者围手术期指标比较（ $\bar{x} \pm s$ ）

组别	主动脉阻断时间（min）	体外循环时间（min）	停机时左心房压（mmHg）	机械通气时间（h）	术后CCU停留时间（h）
保留组（n=45）	57.8±4.5	78.6±6.7	8.4±1.8	9.8±1.4	18.4±3.3
全切组（n=45）	48.1±4.4	70.4±7.0	11.3±2.5	10.3±1.6	19.8±4.2
t值	10.84	5.81	-6.52	-1.54	-1.83
P值	<0.001	<0.001	<0.001	0.127	0.070

注：CCU为心胸外科监护室；1 mmHg=0.133 kPa

三、2组患者的一般心功能指标比较

Qmv、LVEDD、LVEF均存在组间×时间的交互效应（均P<0.05）。术前，保留组和全切组患者的心胸比例、Qmv、LVEDD、LVESD、LVEF、LVFS差异均无统计学意义。保留组患者术后3和6个月的LVEDD、LVEF均大于全切组，保留组术后3个月的LVESD大于全切组，差异均有统计学意义。详见表3。

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表3

保留和全切瓣膜下结构二尖瓣及主动脉瓣置换手术患者一般心功能指标比较（ $\bar{x} \pm s$ ）

表3

保留和全切瓣膜下结构二尖瓣及主动脉瓣置换手术患者一般心功能指标比较（ $\bar{x} \pm s$ ）

组别与时间	心胸比例	Qmv（cm³/s）	LVEDD（mm）	LVESD（mm）	LVEF（%）	LVFS（%）
保留组（n=45）
术前	0.7±0.1	578.4±84.0	40.6±3.8	29.6±3.0	52.7±3.9	26.49±4.0
术后3个月	0.6±0.1^a	540.2±69.5^a	44.7±4.0^ab	32.6±3.2^ab	56.5±4.9^ab	27.31±3.9
术后6个月	0.6±0.1^a	518.3±63.0^a	45.5±4.2^ab	32.8±3.4^a	58.8±5.0^ab	27.82±3.1
全切组（n=52）
术前	0.7±0.1	582.6±91.2	41.2±4.4	29.1±3.3	53.8±4.1	26.13±3.9
术后3个月	0.7±0.1^a	561.4±65.8^a	42.7±3.6^a	31.2±3.4^a	54.5±4.6^a	26.40±4.3
术后6个月	0.6±0.1^a	534.7±59.7^a	43.3±4.0^a	32.0±3.6^a	56.3±4.8^a	27.18±3.7
F_组间	1.09	1.24	4.46	4.91	5.51	2.30
P_组间	0.462	0.427	0.015	0.001	0.001	0.113
F_时间	5.19	6.03	4.73	6.27	9.40	1.96
P_时间	0.003	<0.001	0.008	<0.001	<0.001	0.166
F_交互	2.26	1.95	4.10	3.31	7.47	1.65
P_交互	0.133	0.151	0.028	0.071	<0.001	0.227

注：^a与本组术前比较，P<0.05；^b与全切组比较，P<0.05；Qmv为二尖瓣跨瓣流量；LVEDD为左室舒张末期内径；LVESD为左室收缩末期内径；LVEF为左室射血分数；LVFS为左室短轴缩短率

四、2组患者的左心室心功能定量指标比较

2组患者Tei指数、Ema、SRS、SRW均存在组间×时间的交互效应（均P<0.05）。术前，保留组和全切组患者的Tei指数、Eme、Ema、SRS、SRW差异均无统计学意义（均P>0.05）；保留组患者术后3和6个月的Tei指数分别为1.0±0.2和0.8±0.2，均低于全切组患者的1.2±0.3和0.9±0.2，差异均有统计学意义。详见表4。

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表4

保留和全切瓣膜下结构二尖瓣及主动脉瓣置换手术患者左心室心功能定量指标比较（ $\bar{x} \pm s$ ）

表4

保留和全切瓣膜下结构二尖瓣及主动脉瓣置换手术患者左心室心功能定量指标比较（ $\bar{x} \pm s$ ）

组别	Tei指数	Eme （m/s）	Ema （m/s）	SRS（s^-1）	SRW（s^-1）
保留组（n=45）
术前	1.9±0.5	0.8±0.2	0.4±0.1	-1.5±0.4	-1.3±0.3
术后3个月	1.0±0.2^ab	1.0±0.2^a	0.7±0.1^a	-2.4±0.5^a	-2.7±0.7^a
术后6个月	0.8±0.2^ab	1.0±0.2^a	0.7±0.1^a	-2.4±0.6^a	-2.7±0.7^a
全切组（n=52）
术前	2.1±0.4	0.8±0.2	0.5±0.1	-1.70±0.5	-1.4±0.3
术后3个月	1.2±0.3^a	1.0±0.2^a	0.6±0.2^a	-2.26±0.6^a	-2.6±0.7^a
术后6个月	0.9±0.2^a	1.0±0.2^a	0.7±0.1^a	-2.24±0.6^a	-2.5±0.8^a
F_组间	9.76	1.40	1.20	3.77	1.76
P_组间	0.001	0.396	0.410	0.072	0.201
F_时间	14.20	7.48	11.27	8.57	14.20
P_时间	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001
F_交互	8.50	2.30	2.94	4.10	5.28
P_交互	<0.001	0.110	0.094	0.048	0.011

注：^a与本组术前比较，P<0.05；^b与全切组比较，P<0.05；Eme为舒张早期局部二尖瓣环运动速度；Ema为舒张晚期局部二尖瓣环运动速度；SRS为二尖瓣环室间隔侧应变率；SRW为二尖瓣环左室壁侧应变率

五、2组患者的二维斑点追踪指标比较

2组患者二维斑点追踪指标中，心尖四腔、二尖瓣环水平、乳头肌水平、心尖水平均存在组间×时间教务效应（均P<0.05）。术前，保留组和全切组患者的心尖四腔、心尖两腔、心尖长轴、二尖瓣环水平、乳头肌水平、心尖水平的纵向应变均值、左室短轴整体圆周应变均值差异均无统计学意义；保留组患者术后3个月的心尖四腔、二尖瓣环水平的纵向、乳头肌水平、心尖水平纵向应变均值均大于全切组患者，差异均具有统计学意义；保留组患者术后6个月的心尖四腔、二尖瓣环水平的纵向应变、乳头肌水平、心尖水平的纵向应变均值均大于全切组患者，差异均有统计学意义。详见表5。

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表5

保留和全切瓣膜下结构二尖瓣及主动脉瓣置换手术患者二维斑点追踪相关指标比较（ $\bar{x} \pm s$ ）

表5

保留和全切瓣膜下结构二尖瓣及主动脉瓣置换手术患者二维斑点追踪相关指标比较（ $\bar{x} \pm s$ ）

组别与时间	心尖四腔	心尖两腔	心尖长轴	二尖瓣环水平	乳头肌水平	心尖水平
保留组（n=45）
术前	-14.3±2.7	-13.2±2.5	-13.4±2.8	-16.2±2.3	-16.3±3.0	-18.63±3.2
术后3个月	-16.9±2.7^ab	-15.8±2.6^a	-15.5±3.0^a	-19.0±2.8^ab	-18.9±3.30^ab	-21.68±3.4^ab
术后6个月	-17.6±3.1^ab	-16.9±2.4^a	-16.6±3.1^a	-20.2±3.0^ab	-20.7±3.2^ab	-22.75±3.6^ab
全切组（n=52）
术前	-14.5±2.7	-13.3±2.6	-13.2±2.7	-16.0±2.5	-16.5±2.8	-19.0±3.3
术后3个月	-15.4±2.8	-15.3±2.6^a	-14.8±2.8^a	-17.4±3.0^a	-17.7±3.2^a	-20.5±3.4^a
术后6个月	-16.2±3.3^a	-16.1±2.6^a	-15.5±3.4^a	-18.8±3.3^a	-19.3±3.3^a	-20.9±3.6^a
F_组间	5.18	2.30	1.26	5.52	4.71	4.22
P_组间	0.014	0.132	0.395	0.004	0.021	0.041
F_时间	7.38	5.92	6.10	7.53	11.27	7.47
P_时间	<0.001	0.003	0.001	<0.001	<0.001	<0.001
F_交互	5.20	3.10	1.77	5.48	6.17	5.26
P_交互	0.011	0.070	0.211	0.007	0.001	0.016

注：^a与本组术前比较，P<0.05；^b与全切组比较，P<0.05

讨论

二尖瓣置换术是目前治疗风湿性二尖瓣疾病的最主要方式，传统二尖瓣置换术因术中对二尖瓣前、后瓣叶及部分瓣下结构完全切除，破坏了左心室、乳头肌-二尖瓣环的完整性和连续性，对左心室收缩功能造成影响，导致左心室的过度扩张，进而形成低心排综合征、后瓣环撕裂和左心室破裂等术后并发症^{［4, 5, 6, 7］}。

本研究结果显示，保留组患者的主动脉阻断时间、体外循环时间均大于全切组，而停机时左心房压低于全切组，提示二尖瓣置换手术中保留瓣膜下结构手术复杂，相应主动脉阻断时间、体外循环时间均延长，但是在停机时能够降低左心房压力。既往研究发现，保留瓣膜下结构手术虽然复杂，手术时间长，但是动物学实验中瓣下腱索、乳头肌能更好地维护左心功能，有助于血液的弹射，且保留瓣下结构可以通过减少左室腔大小和提高收缩压功能，使早期心功能指标改善，从而减少术后并发症，而切除瓣下结构的二尖瓣置换术虽然能缩小心脏体积，提高射血分数，但术后心功能改善程度不如瓣下结构保留者^{［8, 9］}，同本研究结果基本一致。

切除二尖瓣瓣下结构由于腱索牵拉作用的减弱和缺失，瓣环-乳头肌结构的连续性被破坏，此时，附着在左室基底部和外侧壁乳头肌处的心室壁异常活动，收缩时室避应力不均匀，顺应性和协调性降低，几何形态发生变化，因此在病情允许的情况下尽可能地保留全瓣及瓣下结构可以使患者术后心功能早期恢复到最佳状态^{［10, 11, 12］}。本研究中保留组患者术后3和6个月的LVEDD、LVEF均大于全切组患者，术后3个月的LVESD大于全切组患者，术后3和6个月的Tei指数低于全切组患者，提示二尖瓣置换手术中保留瓣膜下结构有助于术后患者心脏功能提升。

斑点追踪技术在评价心肌形变方面作用显著，采取心肌声学标记计算运动轨迹，对心肌运动速度、旋转角度以及位移等开展检查，可以评价心肌组织实时变性与变化^{［13, 14］}。本研究中保留组患者术后超声指标改善更为显著，提示二尖瓣置换手术中保留瓣膜下结构能够使术后患者各层心肌收缩功能代偿性增强，同时解除左室流出道梗阻，压力负荷回归至正常水平，降低了室壁的剪切力，增强了患者心脏射血功能。有研究发现保留二尖瓣瓣叶及瓣下结构可以更好地保护心脏功能，人体室间隔、后壁、下壁的乳头肌水平和瓣口水平之间是影响室壁运动的主要部位，腱索、乳头肌主要附着于后壁和下壁，保留全部瓣下结构对左心室结构的连续性及牵引支撑力的保护，减少了左心室重构的影响，保持左心室的顺应性，有利于术后心功能的恢复及左室正常几何学形状^{［15, 16］}。

本研究证实了保留二尖瓣后瓣及瓣下结构二尖瓣置换术较传统二尖瓣置换术可改善患者术后心脏功能，同时利用二维斑点追踪指标定量评估瓣下结构切除后左室整体及局部收缩应力的改变，这在以往研究中较为少见。但是本研究为单中心研究，未能顾及糖尿病病程及严重程度、烟龄、药物使用情况对左心室壁运动的影响，而且在检查中使用超声心动图具有一定主观性，可能导致结果存在一定的偏倚，还需要进一步扩充样本量、增加多因素分析获得更可靠的结果。综上，二尖瓣置换手术中保留瓣膜下结构对于改善患者左心功能、提高左心收缩能力方面具有更好的效果。

利益冲突

所有作者均声明不存在利益冲突

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贡献者信息

王保才