二叶式主动脉瓣管壁局部剪切应力与主动脉进行性扩张的关系

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中文：二叶式主动脉瓣管壁局部剪切应力与主动脉进行性扩张的关系

英文：Association of Regional Wall Shear Stress and Progressive Ascending Aorta Dilation in Bicuspid Aortic Valve

来源：JACC Cardiovasc Imaging. 2022 Jan;15(1):33-42. 

doi: 10.1016/j.jcmg.2021.06.020.  

翻译作者   ：瓦永凌 胡思雄

解读作者   ：徐吉喆

单位   ：兰州大学第一医院   

医学成像技术的快速发展主要集中在建立更为精确的疾病影像，新技术的发展使得临床医生能够通过更高质量的图像来加深对疾病的理解并提高诊疗水平。在心血管疾病方面，高质量的成像技术还能够提供血流动力学信息，使临床医生能够把血流动力学与疾病的发生发展联系起来。四维流相位对比MRI（4D Flow MRI）能够评估主动脉根部及升主动脉的血流动力学，计算壁面剪切应力（WSS），量化暴露于高WSS的区域，增强了临床医生通过影像学预测未来不良事件的能力。二叶式主动脉瓣（BAV）是一种常见的先天性主动脉瓣畸形，大约9%的BAV患者其家庭成员也患有BAV。研究表明BAV与主动脉扩张之间存在着特定的联系。国外指南建议对于无症状的BAV患者，如果主动脉根部或升主动脉的直径为5.0cm或更大，并且存在额外的夹层危险因素（例如，主动脉夹层家族史或主动脉生长速度≥每年0.5cm）则需要手术干预。然而对于临床医师来说评估患者将来是否发生主动脉扩张的手段及其有限。通过4D Flow CMR能够预测主动脉瓣狭窄特别是二叶瓣畸形患者未来主动脉扩张的风险和相关不良事件。为患者的风险预测提供新的思路。

图 1动脉血流改变继发的壁切应力升高与升主动脉更高的进行性扩张率相关

研究目的

本研究的目的是通过4D Flow CMR评估壁面剪切应力（WSS）在5年或更长时间的随访中作为升主动脉（AAo）扩张的预测因子的有效性。

研究方法

该研究回顾了 72 例 BAV 患者（年龄 45 ± 12 岁），他们在首次和 ≥5 年的随访中接受了4D Flow CMR检查以监测主动脉扩张情况。每个患者的4D Flow CMR分析均包括计算WSS热图。比较每个患者的区域WSS并将其与健康人群（年龄与性别均匹配）的平均值（136名，年龄19-81岁，男性67例，女性69例）相比较。计算暴露于WSS升高的升主动脉和主动脉的相对面积。

研究结果

中位随访时间为6年。表1为研究队列的基线特征。表2总结了基线时的主动脉内径和主动脉的生长速率。升主动脉的增长率为0.24±0.20mm/y。使用平均升主动脉增长率作为阈值，32名患者中有72名（44%）的主动脉生长速率>0.24 mm /y。

表 1研究队列的基线特征

表 2基线时的主动脉内径和主动脉的生长速度

图2显示了BAV患者的快速(>0.24 mm/y)和慢速(<0.24 mm/y)升主动脉扩张的WSS热图。红色代表 WSS 升高的区域。与主动脉生长速率较低的患者相比，主动脉扩张率较高的患者在热图上表现出更大的WSS升高区域。

图 2动脉扩张速度快与慢的患者的局部WSS升高情况

上述结果在整个队列的WSS热图分析中得到了证实。在基线水平时，主动脉扩张速率快的患者(>0.24 mm/y)相较于主动脉扩张速率慢(＜0.24 mm/y)的患者，扩张速率快的患者暴露于高WSS的数量更多(19.9% [IQR: 10.2%-25.5%] vs 5.7% [IQR: 1.5%-21.3%]; P＝0.008)。类似的差异在胸主动脉水平也有表现(9.1% [IQR: 4.8%-14.4%] vs 3.4% [IQR: 1.2%9.7%]; P =0.009)。同时研究还发现在主动脉扩张速度较快的患者中收缩期峰值血流有明显的增加(1.74 m/ s [IQR: 1.48-2.07 m/s] vs 1.48 m/s [IQR: 1.37-1.79 m/s]; P = 0.030)（表3）。

表 3

有趣的是在所有拥有4D Flow CMR的患者中收缩期最大血流速度从1.64m/S(IQR：1.43~2.01m/S)增加到1.71m/S(IQR：1.43~2.14m/S；P＝0.001)。但是其平均和最大WSS均没有随着时间出现明显的改变。 该研究分析发现，年龄、体表面积、体重指数、血管紧张素受体阻滞剂、血管紧张素转换酶抑制剂、升主动脉基线直径和主动脉瓣返流分数与AAO扩张率(>0.24 mm/年)没有显著相关性(表4)。β-受体阻滞剂的治疗和心率减慢都是进行性腹主动脉扩张>0.24 mm/年的预测因素(优势比[OR]：3.0 3；95%CI：1.10-8.39；P＝0.032）。

表 4影响BAV患者AAO扩张率(>0.24 mm/年)的单因素二元Logistic回归分析

在4D Flow CMR中，腹主动脉和整个胸主动脉热图上WSS升高的面积百分比是唯一的预测进行性腹主动脉扩张>0.24 mm/年的指标(增长10%，OR：1.5 1；95%CI：1.05-2.17；P＝0.026和OR：1.79；95%CI：1.01-3.15；P＝0.046)。 在多变量二元Logistic回归分析中，在调整了年龄、性别、心率和基线升主动脉直径后，基线时主动脉热图中WSS升高的面积百分比仍然与扩张率>0.24 mm/y显著相关(模型2，表5)。

表 5 BAV患者升主动脉扩张率(>0.24 mm/年)的多因素二元Logistic回归分析

结论

二叶式主动脉瓣引起的动脉血流改变继发的壁切应力升高与升主动脉更高的进行性扩张率相关。通过4D Flow CMR评估升主动脉 WSS 升高的区域能够较好的识别主动脉扩张率较高的 BAV 患者，从而确定哪些患者需要更密切的随访。

专家点评  

徐吉喆教授 兰州大学第一医院

4D FLOW CMR是一种无创的可以对心腔及大血管血流进行定性和定量分析的新技术。 它同时对三个相互垂直的维度进行速度编码并获得三维相位对比电影，可以三维直观显示心腔及大血管的血流特征，能一次扫描即获得扫描范围内任意位置血流的方向、速度、剪切力等血流动力学参数。

对瓣膜病、简单及复杂先天性心脏病及主动脉病变，既可提供流速、流量、反流分数、峰值流速等常规参数，还可提供剪切力、血流能量、脉冲流速、湍流动能等新的血流动力学参数，这些参数能够提示细微血流异常及其湍流类型，帮助临床更早地发现和评估疾病进展过程中的血流动力学改变及其对管壁的影响，对疾病的诊断和预后随访有重要价值。

该文章通过对72例二叶式主动脉瓣患者进行平均6年的4D Flow CMR随访，提示主动脉扩张率较大的患者WSS升高更明显，提示了BAV患者合并升主动脉扩张的随访不能仅关注瓣膜病变的变化情况，同时还要关注到升主动脉的扩张变化。 我国有大量的BAV患者，该研究提示可借助4D Flow CMR对BAV患者进行更为深入的研究，探寻BAV患者瓣叶损伤、钙化特征，更好的服务于患者。

专家介绍

徐吉喆

兰州大学第一医院心脏中心副主任医师，亚太结构⻘年俱乐部黄金会员，国家心血管病中心PFO规范化诊疗培训学院专家委员会委员，中国非公立医院协会结构性心脏病委员会常务委员，中国健康促进协会结构性心脏病委员会常务委员，西部左心耳联盟委员。国家卫健委心血管介入诊疗培训兰州⼤学第⼀医院基地秘书及结构性心脏病指导教师、甘肃省心血管介入诊疗质量控制中心秘书长、甘肃省医师协会心⾎管内科医师分会介⼊学组秘书。从事心血管疾病诊疗，擅⻓先天性心脏病介入、左心耳封堵及经导管主动脉瓣植入术等结构性心脏病诊疗，个人年手术例数约500余例。参与编写论文并翻译专科专著多部。积极筹备左心耳封堵术、经导管主动脉瓣植入术等技术在甘肃的开展，参与完成甘肃省首例左心耳封堵术及经导管主动脉瓣置换，联合多种影像手段及基因诊断对肥厚性心肌病、左心室致密化不全、肺动脉高压等疾病进⾏诊治。

来源：APSH青年俱乐部

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