引用本文： 施怡声, 朱振辉, 王浩, 杜娟, 陈海波, 胡盛寿. 左室辅助装置植入前后主动脉瓣反流的超声评价和临床预后. 中国胸心血管外科临床杂志, 2021, 28(6): 670-674. doi: 10.7507/1007-4848.202102076 复制
近十几年来左室辅助装置（left ventricular assist device，LVAD）植入在终末期心力衰竭（心衰）治疗中发挥着越来越重要的作用。但长期 LVAD 支持可导致各种并发症，尤其在使用非搏动性、连续血流的 LVAD 泵患者中，主动脉瓣反流（aortic insufficiency，AI）为其中之一。AI 的发生和进展会降低 LVAD 泵的输出量，可导致反复心衰，增加患者死亡率[1-2]。中国医学科学院阜外医院于 2018 年 1 月开始作为主要参加者参与 LVAD 临床试验。本研究对入组的 12 例患者术前及术后 1 年内的经胸超声心动图（transthoracic echocardiography，TTE）资料进行回顾，为 LVAD 植入术在我国的开展提供可借鉴的临床经验。
1 资料与方法
1.1 临床资料
回顾性分析 2018～2020 年在中国医学科学院阜外医院诊断终末期心衰并植入 LVAD 12 例患者的临床资料。纳入标准：年龄<60 岁，体表面积（BSA）>1.4 m2，体重指数（BMI）<35 kg/ m2，左室射血分数（LVEF）<30%，心功能分级（NYHA）Ⅳ级，且经正规抗心衰药物治疗仍无法逆转病情进展等。12 例均为男性，平均年龄（43.3±8.6）岁，BMI（22.7±3.1）kg/m2，INTERMACS 分级[3]1～2 级。其中扩张型心肌病 7 例，冠状动脉粥样硬化性心脏病致心衰 3 例，心肌致密化不全致心衰 1 例，二尖瓣脱垂致心衰 1 例。术前 8 例无 AI，3 例微量 AI，1 例少量 AI。患者术前基本资料见表 1 。植入 LVAD 均由重庆永仁心医疗器械有限公司生产。
表1
LVAD 植入前患者基本资料
1.2 仪器及方法
1.2.1 仪器
采用 Philips Epic7c、CX50 超声诊断仪（飞利浦公司，荷兰），TTE 探头使用 S5-1、X5-1 频率 1～5 MHz。
1.2.2 采集方法
采集和分析患者术前 1 周内，术后 1 个月、3 个月、6 个月、12 个月的 TTE 图像资料。图像采集标准参考 2016 年《中国成年人超声心动图检查测量指南》[4]。实时或脱机测量主动脉瓣环（aortic annulus，AA）、主动脉窦部（aortic sinus，AoS）、升主动脉（ascending aorta，AAo）、AI 量的变化及主动脉瓣开放情况。为便于统计 AI，1 表示无反流，2 微量反流，3 少量反流，4 少中量反流，5 中量反流，6 中大量反流，7 大量反流。
1.3 统计学分析
采用 SPSS 26.0 软件进行统计学分析，正态分布的计量资料用均数±标准差（
±s）表示，植入前与术后 1 个月、3 个月、6 个月、12 个月后各指标比较采用重复测量方差分析，两两比较进行bonforonni矫正。P≤0.05 为差异有统计学意义。
1.4 伦理审查
此研究获得中国医学科学院阜外医院伦理委员会批准，批准编号：2017-889。所有患者均签署知情同意书。
2 结果
12 例患者 LVAD 植入后 1 年内全部存活。1 例植入后第 6 个月成功桥接到心脏移植，2 例因各种原因分别于 3 个月及 6 个月后未再到我院复查超声心动图。
与植入前相比，植入后第 1 个月 AoS 内径增大，第 3 个月、6 个月、12 个月 AA、AoS、AAo 内径均较术前增大（P<0.05），但除 1 例术前已有 AoS 轻度增大外，其余内径均在正常范围内。LVAD 植入后经调整泵转速，主动脉瓣不开放者例数逐渐减少。12 例患者在随访期间优化调整后 LVAD 泵速范围为 1 700～1 850 转/分，TTE 监测平均泵输出量为（5.15±0.52）L/min，心脏指数（CI）（2.83±0.46）L/m2，均达到正常值。植入后第 6 个月、12 个月 AI 量较术前增加，且第 12 个月时 AI 较第 6 个月增加（P<0.05）；见表 2。第 12 个月时 9 例患者中 TTE 显示显著 AI 者 3 例（2 例少中量 AI、1 例中量 AI），该 3 例植入后 6 个月内均无主动脉瓣开放。LVAD 植入后 TTE M 型超声显示优化调整 LVAD 转速后主动脉瓣由关闭至间歇开放及频谱多普勒显示 AI 的超声心动图图像见图 1、2。
表2
LVAD 植入前与植入后各时间点 TTE 参数比较（
）
图1
M 型超声显示不同 LVAD 转速下主动脉瓣开放情况
a：1 850 转/分时主动脉瓣完全不开放；b：1 750 转/分时主动脉瓣间歇开放
图2
频谱多普勒显示主动脉瓣反流出现于全心动周期，呈连续性
3 讨论
本研究中使用的 LVAD 是采用离心泵结构，以连续血流方式将血液从左室心尖部输送至升主动脉，从而降低左心负荷并增加心输出量，达到缓解患者症状、改善生活质量和预后的目的。由于 LVAD 可改变心脏和大血管的血流动力学，随着辅助时间的延长，可导致多种并发症，其中较为重要的一项为 AI。显著的 AI 被定义为大于少量的 AI，它可使 LVAD 泵入升主动脉的血流通过关闭不全的主动脉瓣反流至左室，导致有效心输出量减少、终末器官灌注不足；同时由于左室卸负荷不足，左室舒张末压及容积增大、二尖瓣反流加重，继而使右心功能衰竭加重，患者死亡率增高[5]。因此，LVAD 植入前明确主动脉瓣的解剖结构及反流量，并在植入后定期监测反流量的变化，对植入后主动脉瓣不开放的患者进行 LVAD 泵速调整并加强随访，对患者的预后可能有积极的意义。
植入前 TTE 应在左室长轴切面、主动脉短轴切面、心尖五腔心切面等多切面探查主动脉瓣，以明确其形态、结构。并采用胸骨旁长轴切面，通过测量 AI 缩流颈宽度、AI 反流束宽度与左心室流出道宽度的比值等方法评估 AI 的严重程度[6-7]。理想的 LVAD 入选者的 AI 应在少量或少量以下。需要注意的是，由于终末期心衰患者主动脉舒张压较低而左室舒张末压较高，因而容易低估 AI 量。此外，患者如存在主动脉根部扩张、偏心性 AI、主动脉瓣钙化或人工瓣置换等，AI 量的准确评估将更为困难。少量以上的 AI 为植入后出现显著 AI 及影响患者预后的危险因素，因此要考虑同期行主动脉瓣生物瓣置换、瓣膜成形或瓣缘缝合[8]。本组术前 8 例无 AI，3 例微量 AI，1 例少量 AI。植入术中均无需对主动脉瓣进行处理。在 LVAD 植入后泵启动即刻及术后早期，12 例患者 AI 均较植入前无明显变化。
LVAD 植入后 AI 发生发展的潜在的机制可能是多因素的，包括术后主动脉根部生物力学的变化、主动脉瓣叶的改变，以及左室过度卸负荷导致主动脉瓣长期关闭等。
LVAD 流出管道（Outflow）与升主动脉行端侧吻合。Outflow 连续性血流进入升主动脉后部分逆流至主动脉根部，在其内形成漩涡，对管壁产生高剪应力，使主动脉根部及升主动脉持续承受高压，以上机制可导致主动脉管壁发生退行性变，进而使管腔扩张[5]。主动脉根部及升主动脉的扩张又可导致 AI 的出现和加重。与植入前相比，本组患者植入后 1 个月 AoS 内径增大，3 个月、6 个月、12 个月 AA、AoS、AAo 内径均较术前增大（P<0.05），但除 1 例术前已有 AoS 轻度增大外，其余上述各参数均在正常范围内。因而考虑本组患者 LVAD 植入后 1 年内，主动脉根部及升主动脉的扩张可能不是 AI 发生和进展的主要因素。但在后期随访中仍需关注上述参数的进一步变化。
Outflow 血流逆流至主动脉根部形成的湍流，同样可对主动脉瓣叶产生高剪应力，并且由于本研究使用的是连续血流 LVAD，Outflow 血流在整个心动周期内均可对主动脉瓣叶造成负担。这些非生理性逆行血流可能会导致主动脉瓣膜内皮的长期、重复的微损伤，使瓣叶增厚、挛缩，闭合不良[9]。此外，随着 LVAD 支持的开始，左室舒张末压降低而主动脉压升高，使主动脉瓣两侧产生反向跨瓣梯度，从而使瓣叶开放变得困难。主动脉瓣长期不开放又可使瓣膜交界出现粘连、融合，甚至瓣叶血栓形成，使开瓣变得更加困难[10-11]。
多项临床研究[11-12]发现，在 LVAD 支持的第 1 年内约有 25%～30% 的患者发展为少量以上的 AI，而主动脉瓣的长期关闭的是导致瓣膜交界融合、组织重塑、最终瓣膜功能不全的首要因素。对于术后主动脉瓣不开放的患者，可通过调整 LVAD 泵转速来促进瓣叶开放。LVAD 泵功能的优化调整是一个较为复杂的过程，目前尚无统一的标准。本组患者 LVAD 植入后经 TTE 监测无主动脉瓣开放者，予调整抗心衰药物剂量并在 TTE 监测下调整 LVAD 泵转速。即在二尖瓣反流量不超过少量，平均动脉压>65 mm Hg，且患者没有症状的情况下，以 50 转/分为单位，逐步降低 LVAD 泵转速，促使主动脉瓣间歇开放[12-13]。后续 TTE 随访主动脉瓣开放逐渐改善，瓣叶无开放者比例逐渐减少。
本组随访至第 6 个月，TTE 发现 2 例少中量 AI（2/11 例），其中 1 例为术前少量 AI 者（该患者第 6 个月后未再复查 TTE）。第 12 个月，发现 1 例中量 AI 及 2 例少中量 AI（3/9），其中中量 AI 者，为第 6 个月时 1 例少中量 AI 者，上述 3 例显著 AI 者的共同特点是：尽管经过 LVAD 泵速调整，术后 6 个月内 TTE 检查均未见主动脉瓣开放。
LVAD 植入后 AI 量的评估是一个难点。连续血流 LVAD 支持使患者心腔和大血管内的流体力学发生了巨大的改变，一方面辅助泵将左室血流从心尖输送至升主动脉；另一方面，患者自体心脏的跳动仍可提供搏动性血流，在主动脉瓣开放时可部分进入升主动脉。如何在这样一个完全被改变的血液循环中对 AI 的量进行评估，目前仍缺乏金标准[14]。此外，连续性血流 LVAD 支持下，由于左室持续卸负荷，主动脉瓣可呈间歇开放或持续不开放、瓣膜开放幅度可较正常减小，并且其 AI 呈连续性、发生于全心动周期（收缩期和舒张期）。尽管美国超声心动图学会（ASE）定义了衡量和分类 AI 严重程度的指南，但这些评估方法在 LVAD 支持期间显然不适用。本研究与目前其它大多数研究一样，仍然使用传统方法对 AI 的量进行评估，但需要明确的是，由于此时 AI 出现于全心动周期，因而实际 AI 量应大于使用传统方法评估的量[15]。
TTE 可在 LVAD 植入前、后对 AI 进行评估和随访，并可对 LVAD 泵功能的优化和调整进行监测，可能对 LVAD 植入后患者的良好预后产生积极的影响。本研究不足之处为回顾性研究，且患者病例数较少，因此有待于今后进一步扩大病例数并积累更多的经验。
利益冲突：无。
作者贡献：施怡声负责数据收集、数据分析、论文设计与撰写；朱振辉、王浩负责论文指导和修正；杜娟参与数据收集、分析；陈海波参与临床手术及数据收集、分析；胡盛寿负责研究总体设计及手术。
近十几年来左室辅助装置（left ventricular assist device，LVAD）植入在终末期心力衰竭（心衰）治疗中发挥着越来越重要的作用。但长期 LVAD 支持可导致各种并发症，尤其在使用非搏动性、连续血流的 LVAD 泵患者中，主动脉瓣反流（aortic insufficiency，AI）为其中之一。AI 的发生和进展会降低 LVAD 泵的输出量，可导致反复心衰，增加患者死亡率[1-2]。中国医学科学院阜外医院于 2018 年 1 月开始作为主要参加者参与 LVAD 临床试验。本研究对入组的 12 例患者术前及术后 1 年内的经胸超声心动图（transthoracic echocardiography，TTE）资料进行回顾，为 LVAD 植入术在我国的开展提供可借鉴的临床经验。
1 资料与方法
1.1 临床资料
回顾性分析 2018～2020 年在中国医学科学院阜外医院诊断终末期心衰并植入 LVAD 12 例患者的临床资料。纳入标准：年龄<60 岁，体表面积（BSA）>1.4 m2，体重指数（BMI）<35 kg/ m2，左室射血分数（LVEF）<30%，心功能分级（NYHA）Ⅳ级，且经正规抗心衰药物治疗仍无法逆转病情进展等。12 例均为男性，平均年龄（43.3±8.6）岁，BMI（22.7±3.1）kg/m2，INTERMACS 分级[3]1～2 级。其中扩张型心肌病 7 例，冠状动脉粥样硬化性心脏病致心衰 3 例，心肌致密化不全致心衰 1 例，二尖瓣脱垂致心衰 1 例。术前 8 例无 AI，3 例微量 AI，1 例少量 AI。患者术前基本资料见表 1 。植入 LVAD 均由重庆永仁心医疗器械有限公司生产。
表1
LVAD 植入前患者基本资料
1.2 仪器及方法
1.2.1 仪器
采用 Philips Epic7c、CX50 超声诊断仪（飞利浦公司，荷兰），TTE 探头使用 S5-1、X5-1 频率 1～5 MHz。
1.2.2 采集方法
采集和分析患者术前 1 周内，术后 1 个月、3 个月、6 个月、12 个月的 TTE 图像资料。图像采集标准参考 2016 年《中国成年人超声心动图检查测量指南》[4]。实时或脱机测量主动脉瓣环（aortic annulus，AA）、主动脉窦部（aortic sinus，AoS）、升主动脉（ascending aorta，AAo）、AI 量的变化及主动脉瓣开放情况。为便于统计 AI，1 表示无反流，2 微量反流，3 少量反流，4 少中量反流，5 中量反流，6 中大量反流，7 大量反流。
1.3 统计学分析
采用 SPSS 26.0 软件进行统计学分析，正态分布的计量资料用均数±标准差（±s）表示，植入前与术后 1 个月、3 个月、6 个月、12 个月后各指标比较采用重复测量方差分析，两两比较进行bonforonni矫正。P≤0.05 为差异有统计学意义。
1.4 伦理审查
此研究获得中国医学科学院阜外医院伦理委员会批准，批准编号：2017-889。所有患者均签署知情同意书。
2 结果
12 例患者 LVAD 植入后 1 年内全部存活。1 例植入后第 6 个月成功桥接到心脏移植，2 例因各种原因分别于 3 个月及 6 个月后未再到我院复查超声心动图。
与植入前相比，植入后第 1 个月 AoS 内径增大，第 3 个月、6 个月、12 个月 AA、AoS、AAo 内径均较术前增大（P<0.05），但除 1 例术前已有 AoS 轻度增大外，其余内径均在正常范围内。LVAD 植入后经调整泵转速，主动脉瓣不开放者例数逐渐减少。12 例患者在随访期间优化调整后 LVAD 泵速范围为 1 700～1 850 转/分，TTE 监测平均泵输出量为（5.15±0.52）L/min，心脏指数（CI）（2.83±0.46）L/m2，均达到正常值。植入后第 6 个月、12 个月 AI 量较术前增加，且第 12 个月时 AI 较第 6 个月增加（P<0.05）；见表 2。第 12 个月时 9 例患者中 TTE 显示显著 AI 者 3 例（2 例少中量 AI、1 例中量 AI），该 3 例植入后 6 个月内均无主动脉瓣开放。LVAD 植入后 TTE M 型超声显示优化调整 LVAD 转速后主动脉瓣由关闭至间歇开放及频谱多普勒显示 AI 的超声心动图图像见图 1、2。
表2
LVAD 植入前与植入后各时间点 TTE 参数比较（）
图1
M 型超声显示不同 LVAD 转速下主动脉瓣开放情况
a：1 850 转/分时主动脉瓣完全不开放；b：1 750 转/分时主动脉瓣间歇开放
图2
频谱多普勒显示主动脉瓣反流出现于全心动周期，呈连续性
3 讨论
本研究中使用的 LVAD 是采用离心泵结构，以连续血流方式将血液从左室心尖部输送至升主动脉，从而降低左心负荷并增加心输出量，达到缓解患者症状、改善生活质量和预后的目的。由于 LVAD 可改变心脏和大血管的血流动力学，随着辅助时间的延长，可导致多种并发症，其中较为重要的一项为 AI。显著的 AI 被定义为大于少量的 AI，它可使 LVAD 泵入升主动脉的血流通过关闭不全的主动脉瓣反流至左室，导致有效心输出量减少、终末器官灌注不足；同时由于左室卸负荷不足，左室舒张末压及容积增大、二尖瓣反流加重，继而使右心功能衰竭加重，患者死亡率增高[5]。因此，LVAD 植入前明确主动脉瓣的解剖结构及反流量，并在植入后定期监测反流量的变化，对植入后主动脉瓣不开放的患者进行 LVAD 泵速调整并加强随访，对患者的预后可能有积极的意义。
植入前 TTE 应在左室长轴切面、主动脉短轴切面、心尖五腔心切面等多切面探查主动脉瓣，以明确其形态、结构。并采用胸骨旁长轴切面，通过测量 AI 缩流颈宽度、AI 反流束宽度与左心室流出道宽度的比值等方法评估 AI 的严重程度[6-7]。理想的 LVAD 入选者的 AI 应在少量或少量以下。需要注意的是，由于终末期心衰患者主动脉舒张压较低而左室舒张末压较高，因而容易低估 AI 量。此外，患者如存在主动脉根部扩张、偏心性 AI、主动脉瓣钙化或人工瓣置换等，AI 量的准确评估将更为困难。少量以上的 AI 为植入后出现显著 AI 及影响患者预后的危险因素，因此要考虑同期行主动脉瓣生物瓣置换、瓣膜成形或瓣缘缝合[8]。本组术前 8 例无 AI，3 例微量 AI，1 例少量 AI。植入术中均无需对主动脉瓣进行处理。在 LVAD 植入后泵启动即刻及术后早期，12 例患者 AI 均较植入前无明显变化。
LVAD 植入后 AI 发生发展的潜在的机制可能是多因素的，包括术后主动脉根部生物力学的变化、主动脉瓣叶的改变，以及左室过度卸负荷导致主动脉瓣长期关闭等。
LVAD 流出管道（Outflow）与升主动脉行端侧吻合。Outflow 连续性血流进入升主动脉后部分逆流至主动脉根部，在其内形成漩涡，对管壁产生高剪应力，使主动脉根部及升主动脉持续承受高压，以上机制可导致主动脉管壁发生退行性变，进而使管腔扩张[5]。主动脉根部及升主动脉的扩张又可导致 AI 的出现和加重。与植入前相比，本组患者植入后 1 个月 AoS 内径增大，3 个月、6 个月、12 个月 AA、AoS、AAo 内径均较术前增大（P<0.05），但除 1 例术前已有 AoS 轻度增大外，其余上述各参数均在正常范围内。因而考虑本组患者 LVAD 植入后 1 年内，主动脉根部及升主动脉的扩张可能不是 AI 发生和进展的主要因素。但在后期随访中仍需关注上述参数的进一步变化。
Outflow 血流逆流至主动脉根部形成的湍流，同样可对主动脉瓣叶产生高剪应力，并且由于本研究使用的是连续血流 LVAD，Outflow 血流在整个心动周期内均可对主动脉瓣叶造成负担。这些非生理性逆行血流可能会导致主动脉瓣膜内皮的长期、重复的微损伤，使瓣叶增厚、挛缩，闭合不良[9]。此外，随着 LVAD 支持的开始，左室舒张末压降低而主动脉压升高，使主动脉瓣两侧产生反向跨瓣梯度，从而使瓣叶开放变得困难。主动脉瓣长期不开放又可使瓣膜交界出现粘连、融合，甚至瓣叶血栓形成，使开瓣变得更加困难[10-11]。
多项临床研究[11-12]发现，在 LVAD 支持的第 1 年内约有 25%～30% 的患者发展为少量以上的 AI，而主动脉瓣的长期关闭的是导致瓣膜交界融合、组织重塑、最终瓣膜功能不全的首要因素。对于术后主动脉瓣不开放的患者，可通过调整 LVAD 泵转速来促进瓣叶开放。LVAD 泵功能的优化调整是一个较为复杂的过程，目前尚无统一的标准。本组患者 LVAD 植入后经 TTE 监测无主动脉瓣开放者，予调整抗心衰药物剂量并在 TTE 监测下调整 LVAD 泵转速。即在二尖瓣反流量不超过少量，平均动脉压>65 mm Hg，且患者没有症状的情况下，以 50 转/分为单位，逐步降低 LVAD 泵转速，促使主动脉瓣间歇开放[12-13]。后续 TTE 随访主动脉瓣开放逐渐改善，瓣叶无开放者比例逐渐减少。
本组随访至第 6 个月，TTE 发现 2 例少中量 AI（2/11 例），其中 1 例为术前少量 AI 者（该患者第 6 个月后未再复查 TTE）。第 12 个月，发现 1 例中量 AI 及 2 例少中量 AI（3/9），其中中量 AI 者，为第 6 个月时 1 例少中量 AI 者，上述 3 例显著 AI 者的共同特点是：尽管经过 LVAD 泵速调整，术后 6 个月内 TTE 检查均未见主动脉瓣开放。
LVAD 植入后 AI 量的评估是一个难点。连续血流 LVAD 支持使患者心腔和大血管内的流体力学发生了巨大的改变，一方面辅助泵将左室血流从心尖输送至升主动脉；另一方面，患者自体心脏的跳动仍可提供搏动性血流，在主动脉瓣开放时可部分进入升主动脉。如何在这样一个完全被改变的血液循环中对 AI 的量进行评估，目前仍缺乏金标准[14]。此外，连续性血流 LVAD 支持下，由于左室持续卸负荷，主动脉瓣可呈间歇开放或持续不开放、瓣膜开放幅度可较正常减小，并且其 AI 呈连续性、发生于全心动周期（收缩期和舒张期）。尽管美国超声心动图学会（ASE）定义了衡量和分类 AI 严重程度的指南，但这些评估方法在 LVAD 支持期间显然不适用。本研究与目前其它大多数研究一样，仍然使用传统方法对 AI 的量进行评估，但需要明确的是，由于此时 AI 出现于全心动周期，因而实际 AI 量应大于使用传统方法评估的量[15]。
TTE 可在 LVAD 植入前、后对 AI 进行评估和随访，并可对 LVAD 泵功能的优化和调整进行监测，可能对 LVAD 植入后患者的良好预后产生积极的影响。本研究不足之处为回顾性研究，且患者病例数较少，因此有待于今后进一步扩大病例数并积累更多的经验。
利益冲突：无。
作者贡献：施怡声负责数据收集、数据分析、论文设计与撰写；朱振辉、王浩负责论文指导和修正；杜娟参与数据收集、分析；陈海波参与临床手术及数据收集、分析；胡盛寿负责研究总体设计及手术。
