【word】 人工心脏瓣膜功能的超声心动图
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题.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人工瓣膜的超声检测方法
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
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
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
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(本文编辑黄建乡)