国产GK双叶瓣与进口CarboMedics双叶瓣在主动脉瓣置换术后早期随访研究

福建医科大学附属协和医院心外科    丘智煌 陈道中

摘要

目的：分析和比较国产GK双叶瓣与进口CarboMedics双叶瓣在植入主动脉瓣患者后术后心功能变化及近期临床疗效。

方法：我院心脏外科在2007年8月到2009年8月期间，对126例患者行人工机械瓣膜置换术，术前所有患者均根据其体表面积选用合适的型号的人工瓣膜，使其预计的EOAI值≥0.85c㎡/㎡。其中70例患者植入GK双叶机械瓣(其中21mmGK瓣28枚，23mmGK瓣36枚，25mmGK瓣6枚)，56例患者植入CarboMedics双叶机械瓣（21mmCarboMedics 18枚，23mm CarboMedics 32枚，25mmCarboMedics 6枚）；其中行主动脉瓣置换术（AVR）患者共42例，行主动脉瓣及二尖瓣置换术（AVR+MVR）者共84例；采用彩色多普勒超声心动图于术前和术后1周及术后1年期间，检测两组患者的左心室射血分数(LVEF)、左心室短轴缩短率(LVFS)、主动脉瓣跨瓣压差和31例患者的瓣膜有效开口面积/体表面积的比值(EOAI)的变化的变化，从而进行对比分析。

结果：术后随访的126例患者无一例死亡，两组患者术后左心室射血分数（LVEF）、左心室短轴缩短率（LVFS）均较术前提高，主动脉跨瓣压差较术前降低，但分析两组瓣膜置换者术后1周及术后1年,GK双叶瓣与CarboMedics双叶瓣相比,GK双叶瓣术后跨瓣压差更低,术后1周分别为26.31±6.67mmHg和27.08±7.93mmHg(P>0.05),术后1年分别为28.27±5.45mmHg和31.12±7.43mmHg（P<0.05）。这两种瓣膜换者术后1年与术后1周相比,其跨瓣压差均较前增高,但GK瓣与CarboMedics瓣相比,跨瓣压差增长较小。其中31例患者术后随访心彩超测得有效瓣口面积，24例患者人工瓣膜有效开口面积/体表面积的比值（EOAI）≥0.85c㎡/㎡，7例患者人工瓣膜有效开口面积/体表面积的比值（EOAI）介于0.65 -0-85c㎡/㎡之间,存在中度PPM，分析其形成PPM的原因，3例患者为置换GK双叶瓣,均为术后体重增加导致PPM，4例患者为置换CaborMedics双叶机械瓣，2例为术后体重增加所致PPM，2例可能为术后瓣环发生增殖样改变所致PPM。但置换GK双叶瓣患者与置换CarboMedics双叶机械瓣相比，其术后跨瓣压差更低，术后瓣环不易形成增殖样改变，术后恢复较理想。

结论：GK双叶瓣膜在植入主动脉瓣环患者后由于其有效瓣口面积大、术后跨瓣压差低、术后瓣环不易形成增殖样改变，与CarboMedics双叶瓣相比能获得良好的近期临床疗效。

关键词：GK双叶瓣  Carbomedics双叶瓣   人工瓣膜与患者不匹配

    前 言

主动脉瓣置换术后的人工瓣膜与患者不匹配现象（PPM）一直是国外研究的热点。1978年Rahimtoola首先提出人工瓣膜与患者不匹配(PPM)这一概念，根据他的研究发现，由于相同瓣环径的人工心脏瓣膜的瓣口面积总是小于正常人体心脏瓣膜的面积，在植人后会发生人工心脏瓣膜无法满足患者生理需求的现象，从而引起不良后果，他把这种现象称之为人工瓣膜与患者不匹配(PPM)[1]。

本课题重点研究国产GK双叶机械瓣在植入主动脉瓣患者临床上的应用，同时以置换Carbomedics双叶机械瓣的病人作为对比，观察近期临床疗效，并初步分析造成人工瓣膜与患者不匹配现象的影响因素。

资料与方法

1.1 手术方法 

手术在静脉及吸入复合麻醉、中度低温、中度血液稀释、体外循环心脏停跳下进行，使用含血停跳液灌注，阻断升主动脉后先由主动脉根部行灌注心肌保护液，若术前诊断主动脉瓣关闭不全或灌注效果不佳，改为切开主动脉根部的左右冠状动脉直接灌注，横行切开主动脉前壁与侧壁显露主动脉瓣膜，切除主动脉瓣膜采用间断带垫片缝合方法行人工机械瓣膜置换手术；行二尖瓣及主动脉瓣置换术时，置换主动脉瓣后挂好缝线暂不打结固定，待置换好二尖瓣后再固定主动脉瓣，使二尖瓣和主动脉瓣均能很好暴露，缩短手术时间。本组病例中，共有84例行二尖瓣及主动脉瓣置换术，42例行主动脉瓣置换术。

1.2 一般资料

  我院心脏外科在2007年8月到2009年8月期间收治的126例患者作为研究对象，所有患者术前经询问病史、查体、心电图、胸部X线片、超声心动图等检查明确诊断；术前诊断单纯主动脉瓣狭窄且年龄≥50 岁患者，无论有无心绞痛病史，均行冠状动脉造影以排除冠状动脉病变，术前计算患者体表面积，并根据体表面积选用合适的人工瓣膜，使得预计的人工瓣膜有效开口面积/体表面积的比值（EOAI）≥0.85c㎡/㎡。根据患者本人的意愿，其中70例患者选择置换GK双叶机械瓣，56例患者选择置换CarboMedics双叶机械瓣，其一般资料详见表1、表2。

                        表1 两组患者的临床资料

表2 两组患者的一般情况比较（X±S）

1.3 仪器与方法

采用GE公司生产的Vivid 7 Dimension型彩色多普勒超声诊断仪，探头频率1.5-4.0 M Hz 。M型超声心动图测定左心室射血分数（LVEF）、左心室短轴缩短率(LVFS)，心尖五腔切面测量主动脉瓣峰值跨瓣压差等血流动力学数据。分别在置入人工瓣前及置入后1周及置入后1年测量患者上述左心功能指标。

1.4 主要观察指标

两组患者置入人工瓣前、后左室舒张末期内径、左室后壁厚度、左室射血分数、左室短轴缩短率、主动脉跨瓣压差及31例患者的有效瓣口面积的变化，并对比置入两种人工瓣术后1周及1年各项左心功能指标。

1.5 统计分析

  应用SPSS16.0软件进行统计处理，数据以均数±标准差(x±s) 表示, GK双叶瓣组患者与CarboMedics双叶瓣组患者术前术后的左室舒张末内径、左室射血分数、左室短轴缩短率、跨瓣压差之间比较采用配对t检验, GK双叶瓣组患者与CarboMedics双叶瓣组患者术后1周及1年的左室舒张末内径、左室射血分数、左室短轴缩短率、术后跨瓣压差之间采用成组t检验，其中31例患者以有效瓣口面积指数（EAOI）0.85 cm2/m2为界限将患者分为EAOI>0.85 cm2/m2和EAOI<0.85 cm2/m2两组,它们之间的术后左室壁厚度、术后跨瓣压差值采用成组t检验,P<0.05有统计学意义。

结果

1. 随访结果

所有患者均采用书信、门诊随访的方式进行随访。随访时间为术后1周及1年，随访内容包括置换后超声心动图改变，心功能改善情况，临床症状、体征等。

所有患者均痊愈出院，两组均无住院死亡患者，随访率100%，随访时间1年内，无随访期死亡，随访期间未发现与瓣膜有关的并发症,包括瓣膜结构衰败(故障或失灵等),瓣膜血栓形成、血栓栓塞、抗凝出血、人工瓣膜感染性心内膜炎等。

1.2 术后1周及术后1年超声心动图结果

术后1周及术后1年超声心动图结果示，两组患者左室舒张末内径及主动脉跨瓣压差较术前下降，左室射血分数及左室短轴缩短率较术前增加，两组患者左室舒张末内径较术前下降，但术后1年及1周相比，GK瓣组与Carbomedics瓣组相比，其跨瓣压差更低。（详见表3,表4,表5，表6）

表3  置换GK双叶瓣组患者术前术后1年观察指指标(X±S)

表4  置换CarboMedics双叶瓣组患者术前术后1年观察指指标(X±S)

表5 GK瓣组与CarboMedic组患者术后1年观察指标的对比(X±S)

表6 GK瓣组与Carbomedics瓣组术后1周及术后1年跨瓣压差的对比

1.3 其中31例患者术后1年随访心彩超测得其有效瓣口面积，对比其超声心动图的变化

   根据Pibarot[2]等人经过研究结果，当EOAI> 0.85 c㎡/㎡时，不存在PPM 现象；当EOAI介于0.65 -0-85c㎡/㎡之间时，有中度PPM的可能；当EOAI<0.65 c㎡/㎡时，则可能出现重度的PPM现象。根据超声心动图所示两种瓣膜术1年所测的实际瓣口面积比理论瓣口面积小，GK瓣理论瓣口面积为2.3 cm2,实测瓣口面积为1.6 cm2, 瓣口面积减少率为30.4%，CarboMedics双叶瓣理论瓣口面积为2.0 cm2,实测瓣口面积为1.3cm2,瓣口面积减少率为35.0%（详见表7）。并以有效瓣口面积指数（EAOI）以0.85 cm2/m2为界限将患者分为两组，有效瓣口面积指数>0.85 cm2/m2有24例,而<0.85 cm2/m2有7例,其中置换GK双叶瓣的患者为3例(A组),置换CarboMedics双叶瓣患者为4例(B组)（详见表8，表9,表10）

表7 GK双叶瓣与Carbomedics双叶瓣在瓣口面积上的对比

表8 有效瓣口面积<0.85 c㎡/㎡和>0.85 c㎡/㎡患者置换后超声心动图的变化

表9 EOAI<0.85 cm2/m2组患者术前术后体重及体表面积的比较

表10 EOAI<0.85 cm2/m2组中GK双叶瓣组(A组)和CarboMedics双叶瓣组(B组)术后观察指标对比

讨论

1.1 人工瓣膜与患者不匹配现象的定义

对主动脉瓣病患者来说, 瓣口面积和患者体表面积匹配情况与手术后能否获得良好的血流动力学结果关系密切。事实上，大部分人工瓣膜的有效开口面积都比正常人的主动脉瓣开口面积来的小，正常成人的主动脉瓣开口面积为3－4c㎡,一般当主动脉瓣中面积降至正常的1/3-1/4时，才能发生明显的心脏血流动力学改变，病人则出现症状[2]。但不管是生物瓣还是机械瓣，目前都很难达到正常人主动脉瓣的开口面积的要求，所以当人工瓣膜有效开口面积相对病人的体表面积较小时，人工瓣膜与患者不匹配（PPM）于是就发生了。这一观点于1978由Rahimtoola首先提出，目前已得到大多数学者认同[3]。

1.3 GK双叶瓣与Carbomedics双叶瓣的对比

自然主动脉瓣环的大小是相对的，与患者的体表面积的大小有关，可根据患者的体表面积来选择相应型号的人工瓣膜,本研究中所有患者结合术前所计算体表面积，选择合适的人工瓣膜的型号，使得所有患者预计的EOAI值均>0.85 c㎡/㎡，并结合患者的意愿，分别予植入GK双叶瓣及Carbomedics双叶瓣，但在随后的随访过程中，并未发现瓣膜相应并发症：如瓣周漏、瓣膜结构衰败（故障或失灵等）、瓣膜血栓形成、血栓形成、抗凝出血、人工瓣膜感染性心内膜炎等。且所有患者术后1年心功能得到了极大的改善，根据超声心动图所示左心功能得到改善，患者术后主动脉跨瓣压差降低，左室舒张末内径缩小，左心室射血分数及左室短轴缩短率得到提高。在分析比较70例置换GK双叶瓣和56例置换Carbomedics双叶瓣患者术后1周及术后1年的左室舒张末内径、左室射血分数、左室短轴缩短率、跨瓣压差等指标，发现GK双叶瓣组与Carbomedics双叶瓣组相比，其术后跨瓣压差更低，分别为28.27±5.45mmHg和31.12±7.43 mmHg（P<0.05）。根据31例患者术后测得有效瓣口面积的变化，发现随着时间的推移，术后有效瓣口面积减少，跨瓣压差增加。

当遇到小主动脉瓣环患者时，对所有心外科医生来说，这都是一个棘手的问题，由于受瓣环的限制而置入一个小型号的瓣膜时，则易出现PPM现象。而Pibarot等人经过研究后发现，是否存在PPM现象主要根据术后瓣膜有效开口面积/体表面积（EOAI）决定，当EOAI> 0.85 c㎡/㎡时，不存在PPM 现象；当EOAI介于0.65 -0-85c㎡/㎡之间时，有中度PPM的可能；当EOAI<0.65 c㎡/㎡时，则可能出现重度的PPM现象[2]

本研究以有效瓣口面积指数（EOAI）以0.85 cm2/m2为界限将患者分为两组，EOAI>0.85 cm2/m2有24例，EOAI介于0.65 -0.85c㎡/㎡之间有7例,存在中度PPM。根据随访结果，7例存在中度PPM的患者，术后主动脉瓣区仍存在Ⅱ级以上杂音患者1例，患者术后仍有胸闷等症状2例，心功能（NYHA）III级7例；置换后症状改善不如EOAI>0.85cm2/m2组，心功能的恢复情况并不尽如人意，且存在较高的主动脉跨瓣压差（40.71±3.45 mmHg），左室壁厚度值也较大（10.43±1.14CM）。为此作者分析比较这7例患者术前及术后体重及体表面积，5例患者术后体重及体表面积增加，致PPM形成，称之为体重增加组；2例患者术后体重及体表面积并未增加（术前体重为分别为60.0kg、63.0kg，术前体表面积分别为1.73m2、1.75m2；术后体重为分别为60.0kg、63.2kg，术后体表面积分别为1.73m2、1.75m2），而出现PPM，称之为非体重增加组。

为此作者从以下二方面分析这7例患者形成PPM的原因：第一、体重因素：在体重增加组中，这5例患者体重由术前的63.57 ±7.41kg增加到65.86±6.77kg，体表面积由术前的1.78±0.99m2增加到1.80±0.90m2。在随访中发现1例患者术后体重达76kg, 比出院时增加4kg, 超声心动图提示主动脉瓣峰值血流速度达3.8M/S,峰值跨瓣压差达58mmHg。故考虑其PPM的形成可能与体重的增加有一定的关系。瓣膜病主要以风湿性病变为主，置换前患者由于恶液质、营养不良、过度利尿等原因使体质量减轻；置换后心功能改善，同时患者出院后大多在家休息，或从事劳动量较小的工作，营养状况的改善，使体重增加，体表面积增大，从而使心排量增加，跨主动脉瓣血流速度加快，跨瓣压差增大。[4]

第二、瓣膜因素：GK双叶瓣是一种低瓣架、三孔道中央血流型、双瓣叶的人工机械瓣膜。其瓣架和瓣阀( 叶) 为全碳结构[5]。其有效瓣口面积比同型号的Carbomedics双叶瓣大，故置入患者后，更符合生理血流动力学，不易形在PPM现象。[5]在这7例形成PPM的患者中，3例患者为置换GK双叶瓣,4例患者为置换Carbomedics双叶瓣。GK双叶瓣组中仅1例患者术后有胸闷等症状,1例患者术后心功能(NYHA)分级为III级,而Carbomedics双叶瓣组中1例患者主动脉瓣区仍存在Ⅱ级以上杂音,1例患者有胸闷等症状,2例患者术后心功能(NYHA)分级为III级,术后恢复较不满意。3例置换GK双叶瓣患者均为术后体重增加致PPM的形成；而4例置换Carbomedics双叶瓣患者，2例为术后体重增加所致PPM，而另2例术后体重并未增加，即为非体重增加组。非体重增加组术后体重并未增加，但仍出现PMM，分析其原因，我们在随访的超声心动图中观察到，不管是GK双叶瓣还是Carbomedics双叶瓣，术后1年实测的瓣口面积都比理论瓣口面积小，但Carbomedics双叶瓣瓣口面积减少率比GK双叶瓣瓣口面积减少率更大，故除了体重因素引起PPM外，我们考虑可能存在瓣膜本身因素致有效瓣口面积减少（如血栓附着瓣环、瓣环发生增殖样改变），最终形成PPM。在随访中观察到这2例植入的Carbomedics双叶瓣瓣环发生了增殖样改变，造成瓣膜的有效开口面积减小，进而影响EOAI值，形成PPM，使患者术后恢复较不理想。但由于观察的病例数较少，是否存在Carbomedics双叶瓣瓣环易发生增殖样改变还需进一步大宗病例的研究。

综上所述，GK双叶瓣由于其有效瓣口面积大,术后跨瓣压差低，术后瓣环不易发生增殖样改变，与Carbomedics双叶瓣，患者术后能获得较理想的疗效。本课题由于样本量较少，随访时间较短，未观察中期及远期生存情况，对主动脉置换术后各种危险因素的分层分析还不够透彻，存在一定的局限性。

                        结论

国产GK双叶瓣因其为中心型血流, 跨瓣压差低,术后瓣环不易形成增殖样改变，有效开口面积大，更符合生理情况, 故主动脉瓣环患者术后的血流动力学改善明显, 心脏形态和功能的恢复比CaborMedics双叶瓣患者较满意，近中期临床疗效较好，但患者术后患者应注意控制体重，锻炼身体，避免人工瓣膜与患者不匹配的发生。

参考文献

1 Rahimtoola SH. The problem of valve prosthesis-patient mismatch. Circulation,1978,58（1):20-24.

2 Pibarot P ,Dumesnil JG. Hemodynamic and clinical impact of

Prosthesis–patient mismatch in the aortic valve position and its prevention .J Am Coll Cardiol,2000,36(4):1131-1141

3  Moon MR , Pasque MK, Munfakh NA ,et al. Prosthesis－patient mismatch after aortic valve replacement : impact of age and body size on late survival. Ann Thorac Surg,2006,81:481－489.

4  Eichinger WB , Botzenhardt F , Guenzinger R ,et al. The effective orifice area/patient aortic annulus area ratio : a better way to compare different bioprostheses ? A prospective randomized comparison of the Mosaic and Perimount bioprostheses in the aortic position. J Heart Valve Dis , 2004 ,13:382－389.

5 蔡国芳. 人工心脏瓣膜的发展概况. 中国医疗器材杂志, 1989 ,13(2) : 102 - 109.

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