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左心室射血分数正常的低压差“严重”主动脉瓣狭窄|AME《心血管领域新进展》连载004

Published at: 2015年第1卷第S1期

关键词:

编者按:《心血管领域新进展》为 AME 科研时间系列丛书的“小四”,本书12篇文章均精选自同行评审英文期刊 Cardiovascular Diagnosis and Therapy(简称 CDT,《心血管诊断与治疗》),由广东省人民医院庄建院长、广东省心血管病研究所吴书林所长担任主编,来自全国各大高校和医院共 20 位译者共同完成。本书主要涵盖了心脏成像技术在心血管疾病诊断中的价值,陆续揭示了在探索心肺血管疾病发生发展过程中的最新发病机制。

导言

在发达国家中,AS是最常见的心脏瓣膜疾病,由于人口老龄化,其患病率越来越高。我们所了解的钙化的AS已经发生了很大的变化,由一个因瓣膜退化功能受限的“机械性”疾病的概念,向与动脉粥样硬化一样进行性疾病过程的现代概念转化。因为AS是一种不及时治疗即可致命的疾病,对于有临床症状的严重AS患者推荐的治疗是用(生物的或机械的)人工瓣膜置换退化和狭窄的瓣膜。因此,正确诊断和确定其血流动力学的严重程度,是制定临床决策的基础。当前ACC/AHA指南推荐严重(AS)多普勒超声心动图诊断标准如下:主动脉瓣口面积(AVA)<1.0 cm2,和(或)经体表面积指数调整后的瓣口面积<0.6 cm2/m2,平均压差>40 mmHg和最大流速>4.0 m/s(1),类似,欧洲心脏病指南标准为平均跨瓣压差>50 mmHg(2)(表1)。然而,无论是在左心室功能受损还是正常的患者中,对AS分级不一致仍然是临床中常见的问题,常用的诊断标准是将AVA<1 cm2和压差<40 mmHg两者结合起来。

这种“低流量/低压差”主动脉瓣狭窄的诊断标准对AS伴左室功能下降的患者而言是比较熟悉也容易接受,左室功能下降患者血流通过狭窄的瓣膜不能产生高流量/高压差。然而,最近的观察表明,“低流量/低压差”主动脉瓣狭窄伴左心室射血分数尚存(左室EF>50%)的患者并不少见。因此,这种临床情况被称为“反常的低流量/低压差而严重AS”。在一项研究中,2427例左室收缩功能尚存的主动脉瓣狭窄的患者,在转诊中心进行分级。发现近三分之一的患者(30%)分级的结果存在差异,并且差异的比例高得惊人。

在这些患者中,通过连续性方程计算瓣口面积<1 cm2,但平均压差<40 mmHg(3)。在该人群中挑出存在分级结果差异即左室功能尚存但瓣口却出现低流量的患者进行亚组分析,最近的研究表明,这类患者的特点是存在严重的左心室向心性肥厚导致左室腔减少,伴心室充盈受限和轻微的心肌功能障碍。数据表明,这些患者如果只进行药物治疗而非手术治疗,其病情进展更快、预后较差(4,5)。这将给医生判断病情和选取合适的时间进行主动脉瓣置换术(AVR)增加了难度。

这篇综述中,将通过对典型病例的分析,讨论主动脉瓣狭窄分级不一致的原因和低流量/低压差严重AS可能的病理生理机制。

典型案例

72岁,女性,有高血压、血脂异常和冠状动脉疾病病史,曾发生过劳力性呼吸困难和心绞痛。四年前,她被诊断为中度主动脉瓣狭窄(最大/平均压差为42/21 mmHg与瓣口面积为1.52 cm2)和冠状动脉疾病。当时病变血管为左前降支(LAD)并成功置入支架。

多次进行经胸超声心动图检查,评估病人当前的状态。由二维超声观察到严重钙化的主动脉狭窄,其跨瓣压差为53/32 mmHg,经连续性方程计算瓣口面积为0.7 cm2(图1)。通过双平面辛普森检查,发现左室收缩功能正常,左室射血分数(LVEF)为64%。专用的多普勒舒张检查发现其有2级舒张功能不全(假阴性E/E'比值:22)。超声检查时其血压为160/90 mmHg,其体表面积为1.7 cm2。通过冠状动脉造影和侵入性左心导管检查评估当前患者冠状动脉状态并确定AS的严重程度(图1)。血运重建术后没有发生严重的冠状动脉病变,左前降支支架完好。

图1 典型病例。(A)从胸骨旁长轴测量左室流出道直径在收缩中期为1.8 cm2对应的左室流出道横断面积为2.54 cm2。(B)从心尖五腔切面测量左室流出道的速度时间积分(VTI)为28 cm2。(C)通过多普勒超声心动图计算出最大和平均跨瓣压差和瓣膜的速度时间积分分别为53/32 mmHg和99 cm。通过使用连续性方程,计算得到主动脉瓣口面积为0.71 cm和通过体表面积(1.7 cm2)调整指数瓣口面积为0.41,这提示为严重的AS。(D)通过平面测量方法测得主动脉瓣口面积为0.62 cm2。(E)通过导管测得平均压差为32 mmHg,通过热扩张方法测得主动脉瓣口面积为0.66 cm2,其结果与超声测量结果一致。

该病例应该如何进一步评估?

低流量/低压差严重AS保存LVEF的患病率和临床重要性

Hachicha等对512例左室功能尚存(LVEF>50%)的严重主动脉瓣狭窄患者(指数瓣口面积≤0.6 cm2/m2)的临床和超声心动图的数据进行分析(6)。在这些患者中,有331例(65%)每搏输出量指数>35 mL/m2定义为左室流出量正常,181例(35%)每搏输出量指数≤35 mL/m2定义为反常低流量输出。与血流正常的患者相比,低流量患者女性的发病率较高(P<0.05),跨瓣压差较低(32±17 vs. 40±15 mmHg,P<0.001),左室舒张末期容积指数较低(52±12 vs. 59±13 mL/m2,P<0.001),左室射血分数较低(62±8%和68±7%,P<0.001),而动脉阻力增高导致左室后负荷升高(5.3±1.3 vs. 4.1±0.7 mmHg•mL-1•m-2,P<0.001)。更重要的是,与正常流量患者相比,低流量患者3年生存率较低(76% vs. 86%,P<0.006)。作者得出的结论是:低流量和低压差严重AS的患者,即使其左心室射血分数正常,但其分级结果可能导致低估疾病的严重程度,延误AVR,事实上随着病情的发展,其预后也越差(5)。然而,这项研究是一项回顾性分析,更重要的是患者的临床表现和决策过程中的细节,以及由此可能导致的AVR,均没有被讨论。

为进一步明确前面的结果,Barasch等人的数据表明与高压差组比,低压差主动脉狭窄组比其死亡率增高了2倍,而主动脉瓣置换(AVR)率减少了50%(4)。在另一个报道中150例左室射血分数正常的严重AS患者,通过有创测量峰-峰压差值,发现12例患者峰-峰压差值<50 mmHg。尽管有临床症状,但并不推荐AVR。在2.5年的随访期间,有6名患者死亡(死亡率为50%)其中三例发生严重的心脏衰竭(6)。与这些研究相反,Jander等揭示射血分数正常的低压差严重主动脉瓣狭窄患者与中度主动脉瓣狭窄患者预后相似(7)。这些研究的结果不一致可能是与病人来自的群体和症状严重程度不一样有关。具体而言,Jander等的研究包括SEAS研究中的无症状AS患者(CAD,PAD和DM排除标准),而Barasch等在研究中召集的51例患者都伴有临床症状。在一项前瞻性试验中,Rosenheck等研究结果表明无症状严重AS患者无心血管事件生存率,与正常对照组几乎相同(8)。

低压差射血分数正常的严重AS患者的病理生理

虽然左室射血分数正常,但收缩功能不全是问题吗?

在AS患者中,左室功能的评估在决定进行主动脉瓣置换(AVR)起着关键作用,并且收缩功能正常的患者AVR后预后良好(9)。然而,众所周知的是,用左室射血分数来衡量收缩功能是不够的,特别是有影响左室力学的共同疾病存在时(10,11)。钙化的AS不应该被视为一个只作用于瓣膜孤立的疾病,而是应当做一种全身性疾病过程(12)。高血压(13)、代谢综合征(14)、动脉粥样硬化和老化在AS患者中非常普遍。这些疾病直接引起左室的力学改变,也参与血管硬化和后负荷的增加。

Briand等建议评估AS严重程度时应考虑增加的后负荷(15)。作者表明可用每搏输出量指数(SVI)除以总的收缩压(收缩压加上平均跨瓣压差)得到瓣膜动脉阻力(Zva)来反映AS患者增加的后负荷。Zva,其实代表经体表面积指数化的全身每一毫米血液所需的压力(mmHg)。数据表明,在AS患者后负荷增加与左室收缩和舒张功能障碍紧密相关。Hachica等进一步表明,Zva(>3.5 mmHg•mL-1•m-2)升高的无症状严重AS患者预后较差(16)。低压差严重AS左室射血分数正常的患者在SEAS的子研究中也进行了评估,有趣的是,Zva被认为是无症状左室功能障碍患者的主要决定因素(17)。这些数据表明,评估后负荷,应包含升高的可以指导危险分层和后续决策的Zva和左室射血分数。

在严重AS患者中已被证明:心肌纤维化的发生独立于既往发生的心肌梗死,纤维化严重程度和不良预后之间有直接关系(18)。最近的一项研究,在有严重症状的AS患者中发现低压差与高纤维化程度、减少的纵向功能有关,即使左室射血分数正常其临床结果较差(19)。二尖瓣环位移可用于区分中度AS和低压差严重AS左室射血分数正常的患者。研究中通过使用不同的技术,如M模式超声心动图(20)、组织多普勒成像(TDI)(21)和二维超声心动图斑点追踪(2D STE)(22,23)轻微的心肌功能障碍和减少的纵向形变已被证明(图2)。在左心室射血分数正常的低流量/低压差主动脉瓣狭窄患者中,发现减少的整体纵向应变与通过Zva计算得出的升高的后负荷呈负相关(24)。

图2(A)左室射血分数正常的低流量/低压差严重AS。一名78岁的男性,既往有高血压病史、发生过劳力性呼吸困难和胸痛的AS。计算的瓣口面积为0.88 cm(指数瓣口面积为0.44 cm2/m2,体表面积为2 m2),但压差测量结果为50/24 mmHg。计算得到的每搏量指数为30.6 mL/m2Zva为5.8 mmHg·mL-1·m-2。(B)通过2D STE评估局部和整体应变。整体纵向应变为13.3%表明左室功能轻度下降。患者也出现了临床症状并被诊断左室射血分数正常的低流量/低压差严重AS。Zva增加和整体应变下降表明可能左室功能受损。由于病人并不是进行心脏主动脉瓣膜置换术手术的合适对象,因为他存在多种合并症,因此经导管主动脉瓣置换术(TAVi)经股进行。

仅仅是简单的左室舒张功能不全的问题吗?

由于老年人可同时患有冠状动脉疾病、高血压和糖尿病,因此老年人群中常可见到不同程度的舒张功能障碍。心肌舒张功能受损和弹性减弱导致左室舒张期充盈减少。左室舒张功能不全伴严重充盈压增加的AS患者预后较差。在低压差主动脉瓣狭窄患者中左心室室腔减小充盈受限很常见(5)。然而,每一个因素包括房颤、二尖瓣环钙化、重度肺动脉高压等都能减少左室充盈,这将导致心输出减少。

主动脉瓣狭窄的严重程度分级不一致的方法论解释

临界值的定义

目前指南指出:当AS是严重的而心输出量正常,平均跨瓣压差通常>40 mmHg。然而,如上所述,各瓣膜区(<1 cm2)和跨瓣压差(<40 mmHg)之间的差异,在有创心导管检查和无创的超声心动图测量中经常发生。

部分不一致可能与截止值相匹配程度有关,已建议在无创测量的基础上。通过戈林公式计算瓣口面积的方法为:

瓣口面积戈林=[心输出量/(收缩射血期×心率)]/(44.3×)。

Carabello证明了截止值与下面的假定值很大程度不匹配(25)。心输出量为6 L/min,收缩射血期为0.33 s,心率为每分钟80次,平均压差为26 mmHg时,实际上对应的瓣口面积为1.0 cm2,而平均压差>40 mmHg时,对应的瓣口面积为0.8 cm2。

这些数据与上述来自对2427例左心室收缩功能正常而主动脉瓣狭窄的患者研究观察到的数据相似(3)。在这项研究中有相当大比例(30%)的患者通过连续性方程计算的瓣口面积<1 cm2,但平均压差<40 mmHg(3)。与Carabello的结果相似,瓣口面积为1.0 cm2时,对应的平均压差为22.8 mmHg。相反,40 mmHg的平均压差对应的瓣口面积为0.75 cm2,而最大流速为4 cm/s时对应的体内瓣口面积为0.82 cm2。

这些数据表明,超声心动图和有创心导管检查得到的瓣口面积和跨瓣膜压差实际上是一致的,但建议的截止值有所限制。

小体表面积

考虑体表面积的指数瓣口面积对评估不一致测量结果是很重要的。在当前指南中,推荐指数瓣口面积为0.6 cm2/m2作为严重AS的诊断标准(1,2)。如果瓣口面积没有进行指数转化,体表面积小的患者可能被误诊为患有严重AS。相反,体表面积大的患者就疾病的严重程度来说,很可致高估瓣口面积,除非它用体表面积进行指数转换。例如,一个体表面积为1.3 m2而瓣口面积为0.9 cm2(指数瓣口面积=0.7 cm2/m2)的女性患者并未出现严重AS,而一个体表面积为2.1 m2而瓣口面积为1.2 cm2(指数瓣口面积=0.57 cm2/m2)的男性患者应被当作严重AS。

左室流出道测量的测量误差和可能的陷阱

需要重视的是,左室流出道测量起着至关重要的作用,有以下几个原因。首先,通过连续性方程计算瓣口面积(图3)取决于左室流出道测量的面积(26)。其次,通过左室流出道脉冲多普勒计算出每搏量。第三,用Zva估计全负载需要精确测量左室流出道。所有这些参数的变化基于左室流出道测量的变化。因此,如果左室流出道的测量发生任何错误,主动脉瓣口面积、SV和Zva将计算错误。图4描述了测量左室流出道的重要性。

图3 根据质量守恒定律得到的持续方程。流经瓣膜下左室流出道的血液体积与通过瓣膜的血液体积相等。左室流出道流量可以通过左室流出道中的横断面积(红色圆圈)和流出道的脉冲多普勒的速度时间积分(VTI)(红色波形面积)计算得出。通过瓣口的流量是一样的,因此,硬化瓣膜的有效开口面积可以很容易地通过每搏输出量除以主动脉瓣区连续多普勒速度时间积分(VTI)(蓝色波形的面积)得到。

图4 测量左室流出道的重要性:典型病例的左室射血分数为64%和压差分别为52/32 mmHg,瓣口的速度时间积分为99 cm。低估左室流出道测量(A组,上层)可能产生的结果如下,左室流出道长度=1.25 cm,左室流出道横断面积=1.22 cm2,左室流出道的速度时间积分=24.7 cm,瓣口面积=0.34 cm2和指数瓣口面积=0.24 cm2/m2。每搏输出量指数=17.7 cc/m2,Zva=10.8 mmHg·m2/cm2。所有这些测量结果表明低流量、低压差极为严重、后负荷增加较多的AS。因此,在这个病人瓣膜置换术是必需的。然而,高估左室流出道测量(B组,下),结果如下左室流出道长度=2 cm,左室流出道横断面积=3.14 cm2,左室流出道的速度时间积分= 37 cm,瓣口面积=1.17 cm2和指数瓣口面积=0.7 cm2/m2。每搏输出量指数=68 cc/m2,Zva =2.8 mmHg·m2/cm2。高估的这些结果得出结论,这个病例是正常流量的低压差AS患者(根据瓣口面积标准)和后负荷不增加中度AS一致。如果目前还不清楚这名患者的病情,药物治疗应认真进行随访。虽然连续性方程是一个实用和强大的计算瓣口面积的方法,这个例子揭示了对左室流出道测量的依赖。

二尖瓣返流信号干扰LVOT和错位多普勒波束错误校正是其他潜在的误差。

如何处置低压差并严重AS患者?

准确评估AS的血流动力学的严重程度是临床必需的,有几个原因。首先,理解临床症的关键是明确疾病的严重程度。如果AS不严重,鉴别诊断应仔细审查,并应排除其他可能的原因,如冠心病或高血压心脏病。其次,由于AS是一种渐进性疾病,定期检查可监测和预测疾病进展从而选择瓣膜置换术的最佳时机。第三,如果病人是完全无症状,对疾病严重程度的评估为危险分层和未来的治疗决策提供了重要的数据参考。

主动脉瓣狭窄的严重程度分级不一致的情况下,尽管左室射血分数正常,但仍要考虑可能的测量缺陷和明确患者的病程阶段。如果病人出现临床症状并且指数瓣口面积<0.6 cm2/m2,推荐应该进行主动脉瓣置换(AVR)。如果症状不明确,需要测定后负荷,特别是可以计算得到的Zva,以估计总负荷。此外,检测左室全负荷可以为评估左室功能和风险分层提供重要的数据。然而,值得注意的是,无论是Zva还是整体纵向应变均不能区分中度和重度AS。Zva反映的是增加的总负荷,但可惜不能单独鉴别哪种负荷增加。检测多巴酚丁胺刺激反应,以评估收缩储备。测定B型脑钠肽(BNP)可为风险评估提供有用的数据。还有其他影像学检查,如TEE和3DTEE,可以更好地测量左室流出道,最后主动脉瓣钙化评分可以让我们知道疾病的严重程度。

由于缺乏有关低流量和低压差而射血分数正常的严重AS患者预后的前瞻性随机试验,使用上述参数(Zva、整体纵向应变、DSE的收缩储备或瓣膜的钙化得分)是不全面的,并且应制订个体化的临床诊疗决策。

典型案例述评

在我们的典型案例中,患者出现临床症状并有严重的AS。有创心导管检查证实,该患者是左室射血分数正常的低流量/低压差严重AS。每搏输出量指数计算为42 mL/m2,Zva计算为4.5 mmHg·mL-1·m-2。本案例是一个很好的AS分级不一致的例子。

结论

在评估可疑的主动脉瓣严重狭窄的患者时,AS病情分级常常不一致。在这些患者中有一个很重要的子群“左室射血分数正常的低流量/低压差严重AS”。这些患者的病情更加严重,同时预后也差。分级结果不一致可能导致低估了临床症状和不适当地延迟AVR。虽然准确的评估AS的血流动力学的严重性,对AS患者临床决策是必不可少的,同时应仔细评估这些患者的疾病状态和定制个体化的临床决策。

致谢

声明:所有作者声明本文不涉及任何利益冲突。

 

作者|OzkanAlper 1 

1 Heart and Vascular Institute, Cleveland Clinic, Cleveland, Ohio, USA

译者|谭兴,第二军医大学

审校|薛澄,第二军医大学长海医院

 

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doi:10.3978/kysj.2014.1.1426

 

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