复杂外科瓣手术后主动脉根部的几何形状 对未来VIV手术的影响

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中心思想

CVG手术后的CTA分析显示冠状动脉高度显著降低，表明如果需要进行ViV手术，大多数生物CVG患者都有冠状动脉阻塞的风险

使用生物CVGs进行主动脉根部置换的手术正在增加，但在生物CVGs中使用ViV手术的可行性尚不确定。大多数接受bio- cvg45治疗的患者在未来的ViV手术中存在冠状动脉梗阻的风险。需要进一步的研究来评估可改变的危险因素，以在防止未来的ViV手术中发生生物- cvg后患者的冠状动脉阻塞。

目的:生物复合瓣膜移植(CVGs)的应用越来越频繁，这就增加了治疗生物瓣膜失效的介入治疗的需求。瓣中瓣(ViV)程序在这一人群中的可行性尚不确定。本研究旨在评估CVG植入后主动脉根部几何形状和冠状动脉高度的变化，以更好地了解未来的干预措施。

方法:我们回顾性地确定了64例生物CVG置换后的患者进行了术前和术后的计算机断层血管造影。采用虚拟瓣膜模拟进行手术前经导管主动脉瓣膜评估，且进行了主动脉根评估。

结果:64例患者(年龄67.6±9.3岁，男性76.6%)术前冠状动脉高度为(左冠状动脉(LCA) 14.3±6.8 mm，右冠状动脉(RCA) 17.9±5.9 mm)，植入CVG后冠状动脉高度明显降低，LCA 64为8.7±4.4 mm, RCA为11.3±4.4 mm (p<0.001)。虚拟瓣环到冠状动脉的距离为65 4.0±1.3 mm (LCA)和4.6±1.4 mm (RCA)。总体而言，bio-CVGs患者中有59.4% (n=38)存在冠状动脉梗阻风险，LCA患者中有29.7% (n=19)， 67例RCA患者中有10.9% (n=7)， LCA和RCA联合患者中有18.8% (n=12)。

结论:冠脉高度明显降低。在未来的ViV手术中，接受bio-CVG治疗的患者存在冠状动脉梗阻的潜在风险。需要进一步的研究来确定冠状动脉再植入术的最佳技术和其他措施来降低这患者未来发生冠状动脉阻塞的风险。

引言

根据改良Bentall技术的复合瓣膜移植物(CVG)植入被认为是治疗主动脉根部病变的金标准，而所有的主动脉根部和瓣膜置换需要联合治疗(1-3)(图1A)。

该程序，最初由Bentall和deBono在1968年报告，已被不断调整，目前是一个标准化的方法;主动脉根部被完全切除，并用复合瓣膜移植物代替(一个支架瓣膜，机械的或支架植入的异型假体，包含在涤纶主动脉管移植物或Valsalva主动脉假体窦中)。冠状动脉在开口水平重新植入，并在主动脉移植物的相应位置保留主动脉壁组织袖套(“冠状动脉按钮”)(图1B)。近几十年来，用于外科手术主动脉瓣膜置换 (SAVR)的生物瓣数量增加，这也导致植入生物CVGs 的数量增加。因此，在不久的将来，更多曾经接受过生物- cvg的主动脉根置换的患者将出现衰败的生物瓣。经导管选择，特定的瓣中瓣(ViV)手术，已经成为衰败生物瓣干预的常见解决方案。然而，经导管主动脉瓣膜置换术(TAVR)与Savr相比，发生冠状动脉阻塞的风险高达6倍。VIVID registry的数据显示，ViV-TAVR术后出现症状性冠状动脉阻塞的发生率为2.3% 。冠状动脉梗阻的几个危险因素已经被确定，最重要的是低冠状动脉口高度(< 12 mm)，因此，我们研究了CVG植入后主动脉根部几何形状和冠状动脉ostia高度的变化，以评估该特定人群在未来ViV手术中发生冠脉阻塞的风险。

方法

伦理声明本研究在复合材料瓣膜移植维也纳注册中心框架内进行，经维也纳医科大学伦理委员会(EC-Nr)审查批准。: 2311/2020;批准日期:2021年1月19日)。患者为研究数据的公布提供了知情的书面同意。

患者与实验设计

如果患者在维也纳注册中心登记接受复合瓣膜移植，则符合纳入研究的条件。本研究记录了507例在改良Bentall技术后接受cvg主动脉根置换的患者，最近详细描述了纳入和排除标准。这项分析包括:

1)患者接受了生物CVG手术

2)主动脉根和胸主动脉的计算机断层血管造影(CTA)(术前1年内)和如果影像学数据对于特定的根几何学测量具有足够的质量(即完整的感兴趣区域的描绘[主动脉瓣环，主动脉瓣窦，冠状动脉起点和窦管交界处]，主动脉根部没有或有轻微的运动伪影。因此，ct与心电图门控或快速采集协议与现代扫描仪包括在内。

基于CTA的主动脉根部测量

使用TAVR术前规划专用软件(主动脉瓣包，3 Mensio, Pie Medical Imaging;荷兰马斯特里赫特)由两个独立研究小组成员组成。患者接受了胸部门控CTA或全主动脉CTA，这可以在没有心脏运动引起的伪影的情况下进行充分的根分析。首先，手工放置主动脉根部和升主动脉的轴向对齐标记。在正确对齐后，测量主动脉瓣环(=瓣膜面积)、冠状动脉、主动脉瓣窦(右、左、非)和窦管连接处。虚拟瓣膜-冠状动脉距离(VTC)是通过一种标准化方法评估的，该方法使用在个生物假体支柱框架内虚拟插入的瓣膜，略微缩小直径以适应支柱的外端。对显示冠状动脉高度低于生物支架高度(左或右)的患者亚组进行VTC测量。

潜在的冠状动脉阻塞风险

在Vancouver方法之后评估了未来ViV手术中冠状动脉梗阻的风险

当例患者同时满足以下两项标准时，我们定义了冠状动脉梗阻的风险:

1)术后测量的左冠状动脉或右冠状动脉的高度均低于生物假体支架的高度;

2)术后测量的患冠状动脉VTC在或低于4毫米

统计学分析

在非正态分布的情况下，连续变量用均数(±标准差)或中位数[四分位数]来描述，两组患者之间分别用依赖样本学生t检验或Wilcoxon秩和检验进行比较。使用卡方检验或费雪精确检验对个类别数据进行比较。为了评估观察者间的可靠性，两名研究小组成员(PW和IC)独立进行了术后CTA扫描的主动脉根测量次。这一评估基于个样本量的计算，得出了患者所需的最小样本量为50个患者，以实现类内相关系数(ICC)大于0.80 (alpha = 0.05, 149的幂次为0.80)。用ICC和相应的95%置信区间(CI)计算评级信度，分为轻微(ICC<0.2)、一般(0.2-0.4)、中等(0.41 0.6)、良好(0.6-0.8)和几乎完全一致(ICC>0.8)。使用IBM SPSS统计27 (V. 27，发布于2019年;IBM公司，美国纽约)

结果

术前及手术特点

在排除了影像学缺失患者(n=333)、影像学资料不充分的患者(n=26)和机械性CVGs患者(n=84)后，共纳入了研究(补充1)。在研究队列中(76.6%男性，年龄67.6±9.3岁，BMI 26.8±4.3 kg/m²)，主动脉瘤44例(68.8%)，主动脉夹层19例(29.7%)，心内膜炎1.6% (n=1)。在索引cvg植入时，73.4% (n=47)的三尖瓣瓣膜形态患者， 20.3% (n=13)的二尖瓣形态患者和6.3% (n=4)的三尖瓣形态患者已经经历了SAVR。手术细节和使用的植入设备见表1。

主动脉根部几何形状和观察者间可靠性

术后CTA的中位时间为5个月。在队列研究中，术前平均瓣环直径和面积分别为25.5±3.7 mm2和514.5±152.6 mm。术前Valsalva窦高平均为29.8±7.4 mm, Valsalva窦宽，右、左、非冠状窦分别为40.1±6.3 mm、40.2±6.5 mm和41.0±7.1 mm。术前平均冠状动脉高度LCA为14.3±6.8 mm, RCA为17.9±5.9 mm。术后根测量结果显示显著小于术前测量值。术后平均瓣环直径为21.0±1.8 mm (p<0.001)，平均瓣环面积为 348.6±60.5 mm (p<0.001)。术后Valsalva窦高平均为27.4±4.4 mm (p<0.001)，窦宽分别为右、左、非冠状窦32.6±2.4 mm、32.3±2.6 mm和332.2±2.9mm(p<0.001)。CVG植入后lca和RCA的平均高度显著降低(8.7±4.4 mm)11.3±4.4 mm (p<0.001)。表2总结了术前和术后测量。

观察者间的可靠性在测量比例较大时表现优异，瓣环内径ICC值为0.90 [95% CI 0.83-0.94]，瓣环面积为0.89[0.82-0.93]，瓦式窦宽度右窦为0.80 [0.67-0.88]，无冠状窦宽度为0.93 [0.88-0.96]，LCA高度为0.92 [0.87-0.95]，RCA高度为0.84 [0.73-0.9]，LCA VTC为0.85 [0.74-0.91]。Valsalva高度窦位的ICC为0.6 [0.31-0.77]，中管结宽度为0.78 [0.64-0.87]，RCA VTC为0.67[0.36-0.83]，观察者间可靠性良好。观察到Valsalva宽度左侧窦的观察者间信度中等，ICC值为0.58 [0.28-0.74]

冠状动脉阻塞的风险

对所有患者在未来的ViV手术中预测的冠状动脉阻塞风险进行评估。在这项研究中，43.8% (n=28)接受了Magna Ease (Edwards Lifesciences, Irvine, CA, USA)假体，25% (n=16)接受了Mosaic(Medtronic，明尼阿波利斯，MN, USA)，17.2% (n=11)接受了Inspiris (Edwards Lifesciences, Irvine, CA, USA)， 12.5% (n=8)接受了Avalus (Medtronic，明尼阿波利斯，MN, USA)1.6% (n=1)和接受了Trifecta假体(Abbott, Abbott Park, IL, USA)。瓣膜直径为21号瓣7.8% (n=5), 23 号瓣25% (n=16), 25号瓣45.3% (n=29), 27 号瓣 20.3% (n=13) and 29 号瓣1.6% (n=1)的患者使用了Valsalva主动脉假体(Terumo aortic, Glasgow, United Kingdom) A窦。主动脉假体尺寸26 mm占9.4% (n=6)， 28 mm 198占34.4% (n=22)， 30 mm占32.8% (n=21)， 32 mm占21.9% (n=14)。

冠状动脉高度低于生物假体瓣膜高度96.9% (n=62)。VTC的平均值分别为LCA(4±1.3 mm)和RCA(4.6±1.4 mm)。Valsalva移植组(n=44, 68.8%， LCA VTC 4.02±1.48 mm, RCA VTC 4.4±1.43 mm)与直管移植组(n=19, 29.9%，LCA VTC 4.04±1.03 mm, p= RCA VTC 5.16±1.28 mm)的左、右VTC测量值差异无统计学意义(LCA VTC p=0.97, RCA VTC p=0.1)。

VTC低于4mm的患者占59.4% (n=38);因此，患者中有59.4% (n=38)存在冠状动脉梗阻风险。在所有患者中，29.7% (n=19)有发生LCA 梗阻的风险，10.9% (n=7)有发生RCA梗阻的风险，18.8% (n=12)有发生冠状动脉梗阻的风险。表2和图3总结了术前和术后的测量结果。

通过对模拟的TAVR支架支架进行完全膨胀，对可自行膨胀的第三代TAVR (Medtronic Evolut)进行了具体的模拟。推荐的插入瓣膜直径为23 mm (n=7, 10.9%)、23或26 mm (n= 1, 1.6%)、26 mm (n=23, 35.9%)、26或29 mm (n=15, 23.4%)和29 mm (n=18, 28.1%)(在两种可能直径的情况下，选择较小的型号)。LCA和3.5±1.8 mm的平均VTC值分别为3.2±1.3 mm和37.5% (n=24)有发生LCA阻塞的风险，7.8% (n=5)有发生RCA阻塞的风险，31.3% (n=20)有发生LCA和RCA冠状动脉218阻塞的风险。

讨论

在年轻时进行主动脉瓣膜疾病的终生管理至关重要，应以心脏-团队指导并从术前规划开始。随着ViV技术的发展，主动脉瓣膜生物假体植入的频率将增加次。这一趋势也可以转化为主动脉根部手术，在过去十年中，生物CVG置换手术的比例增加。因此，我们在一项基于cta的模拟研究中，研究了ViV手术在这一特定患者群体中的可行性(图4,视频)。

我们的研究有三个主要发现:

1)冠脉开口处再植入术后，左、右冠状动脉高度明显降低;

2)在未来的瓣中瓣操作中发现生物CVG植入的患者(56.25%)存在冠脉阻塞的风险;

3) 患者中，两种冠状动脉均有危险，占18.8%;232例LCA闭塞患者中，仅有29.7%的人有危险，而RCA闭塞患者中，仅有10.9%的人有危险。

在不到15年前的临床实践中第一次进行了瓣中瓣操作，这种方法已经成为治疗退化的外科手术生物假体的一个组成部分。ViV手术的可行性在很大程度上取决于冠状动脉阻塞的风险，因为这是一个潜在的致命事件，与TAVR相比，ViV 手术的发生频率更高。几项研究调查了SAVR术后行经导管瓣膜置入术的患者，以确定不成功或复杂的ViV手术的危险因素。在最大的ViV病例队列之一(VIVID登记)中，对1598例有支架置入术(81.8%，n=1307)或无支架置入术(18.2%,n=291)的SAVR病例进行了手术成功和中期结果分析。患者的冠状动脉阻塞发生率显著增加(6.0% vs. 1.5%)然而，在无支架瓣膜的患者中观察到，30天和1年的死亡率在组间无统计学差异。另一项对1612名患者的VIVID注册组群的里程碑式分析显示，安装了外部瓣膜的假体比安装了瓣膜的假体更容易导致冠状动脉阻塞。虚拟经导管瓣膜至冠状动脉口距离的截止水平为4mm，可作为预测冠状动脉梗阻发生的有力指标。基于计算机断层扫描技术的主动脉ViV模拟研究在心脏手术后患者中的可行性目前还有限，但是，它们非常有价值，因为它们可能会为该患者群体添加相关信息和考虑。我们最近调查了外科手术主动脉瓣膜置换术后冠状动脉高度的变化。在这样本中，RCA和LCA的冠状动脉高度在使用常规缝合生物假体的savr和使用快速部署瓣膜的SAVR后显著降低，观察到的为。另一项基于cta的模拟研究观察了异质队列患者在主动脉根部介入治疗后发生复杂TAVR的风险，包括无支架瓣膜置换、同种异体置换、瓣膜保留重建和CVG根部置换。他们对81例患者的研究结果显示，在这个队列中，预计复杂TAVR占很大比例(50.6%)。与VIVID登记的结果相对应，他们发现患者在无支架SAVR后发生复杂ViV的风险更高，患者有不典型的根形态和直管移植。

再次手术后冠状动脉高度

考虑到ccg植入患者的术前和术后CTA的可用性，我们能够研究指数手术后冠状动脉高度的变化。LCA的平均高度显著降低，从14.8 mm下降到8.4 mm，相应的， RCA高度从18.2 mm下降到12.7 mm。冠状动脉高度的显著降低可能是由于静脉窦Valsalva直径的减少，随后需要条不同的路径来治疗冠状动脉起源。为了实现无张力冠状动脉重逼近，更低的再插入是一个自然的结果，因为它需要更短的长度和更少的广泛的动员(这降低了冠状动脉扭结的风险，另一种罕见但可怕的并发症，特别是考虑到RCA)。冠状动脉的低插入高度往往意味着冠状动脉的来源在假体支柱或假体导轨(=假体传单的上边缘，通常比支柱低1-2毫米)，几乎可用的19mm生物假体瓣膜已经超过了13mm的支柱高度(一个值得注意的例外是Mitroflow [LivaNova, London, UK]的假体，其支柱高度为11mm)。

主动脉根部形态

在分析的生物CVG植入患者中，获得的平均VTC LCA为4mm, RCA为4.6 mm，这是边界，4mm被认为是冠状动脉阻塞风险的临界值。经过进一步检查，这些数字并不令人惊讶。考虑到CVG的组成部分和术中分级模式。术中对瓣膜的通径使用自定义sizer确定所需的瓣膜通径。随后选择瓣膜大小大于3或5mm的瓣膜移植窦，大小大于。由于贴标的瓣膜通径是指内径(贴标通径因厂家不同而异，所以外径自然要大一些。这样就只剩下直径的主动脉假体和瓣膜假体之间3-5毫米的差距，这必须被分成(理想情况下是相等的)两部分，不可避免地产生一个小于4毫米的VTC。然而，只有一半的患者在生物CVG植入后出现了VTC小于4mm，这可能部分归因于在全身流动条件下填充和加压时Valsalva移植物窦的额外延伸。

cvd植入后冠状动脉起点和狭窄根形态的显著降低导致了本研究中进行ViV手术的先决条件较差。在本研究中，接受bio-CVG治疗的患者被发现有LCA (n=19, 29.7%)冠状动脉阻塞的风险，而联合患者(n=12, 18.8%)或RCA (n=7, 10.9%)有风险。

一般情况下，指数CVG植入术中冠状动脉血流梗阻主要是由于冠脉再植入术不当，导致支血管扭结或伸展而导致血流障碍。特别是当将右冠状动脉置于低位或向左时，右心室流出道的充盈会对路线产生负面影响，从而影响RCA的流量。相反，在ViV程序中(生物CVG后)冠状动脉血流阻塞很可能是由生物瓣衰败的瓣叶直接阻塞冠状动脉口引起的，生物假体瓣叶由于TAVR支架的径向力向外推。考虑到目前的研究结果，在进行手术时，外科医生需要采取预防措施，以避免患者在未来进行ViV手术时发生冠状动脉阻塞的风险。当重新植入冠状动脉开口时，必须以尽可能高的高度为目标。为将来的主动脉瓣膜干预提供有利条件，目标冠状动脉高度(从假体的缝纫环测量)应该理想地在或高于生物假体瓣膜轨道水平，该水平在12到19mm之间，根据使用的生物瓣膜的类型和尺寸(例如:Medtronic Avalus 13- 17mm, Medtronic Mosaic 1331319mm, Edwards Magna Ease 13- 18mm, Edwards Inspiris 13- 19mm)。然而，必须不惜一切代价避免冠状动脉的紧张、弯曲或扭曲，在许多病例中可能需要比理想的重新植入术低，以避免患者在手术过程中发生冠状动脉事件。目前的挑战是，还没有普遍的术中评估冠状动脉再植术高度的模型或测量工具。

主动脉瓣、假体瓣膜的大小与冠状动脉阻塞的风险之间的关系可以假设;因此，较小的主动脉瓣和较大的瓣膜尺寸可能增加了冠状动脉阻塞的风险(图3)。移植到瓣膜的尺寸差异7mm可能有利于避免冠状动脉阻塞的风险。此外，应该使用Valsalva的窦，因为与直管移植相比，它提供了更宽的窦，因此在低冠状动脉再植的情况下可能会增加VTC。此外，心血管病植入后需要主动脉瓣膜干预的患者应始终在多学科心脏小组中讨论，并在三级护理中心接受现场心脏手术和先进的经导管治疗。这些选择包括Basilica，其中故意小叶撕裂保存冠状动脉灌注，和“冠脉保护”的ViV，烟囱冠脉支架再瓣膜植入前已经固定了冠状动脉通路。

优势与学习局限性

据我们所知，这是第一个使用CTA系统评估CVG植入后冠状动脉形态变化的研究，特别是在ViV手术中。然而，它在本质上是追溯的;因此，只有有限的同质患者亚群可供分析。考虑到患者样本相对较小，有不同成分影响根的几何形状，其自由度为，因此没有进行危险因素测试。然而，可用的数据使主动脉根几何评估具有足够的统计能力，以证明评估参数的稳健性。此外，所提供的数据反映了单中心经验和一个特定的外科医生子集，因此，没有进一步的研究，不能泛化。

总结

管带瓣瓣膜移植主动脉根部置换术后患者的冠状动脉高度在指数手术后显著降低。基于tavr的主动脉根部几何构型生物CVG植入后的评估显示，大多数患者在生物CVG植入后，在未来的ViV手术中存在冠状动脉梗阻的风险。需要更大规模的多中心研究和更多的患者来确定生物cvg植入后冠状动脉阻塞的危险因素。

参考文献：Werner P, Kuscu BS, Coti I, Puchner S, Loewe C, Schmaranzer F, Ad N, Laufer G, Andreas M, Ehrlich M. Aortic Root Geometry following Composite Valve Graft Implantation - Implications for Future Valve-in-valve Procedures. J Thorac Cardiovasc Surg. 2023 May 30:S0022-5223(23)00447-6. doi: 10.1016/j.jtcvs.2023.05.024. Epub ahead of print. PMID: 37263524.

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