黄连军MDCT在经导管主动脉瓣置换术中

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作者：黄连军(首都医院)吴文辉(首都医院)

主动脉瓣狭窄病因包括先天性、风湿性及钙化性。其中，钙化性主动脉瓣狭窄（CAS）是老年患者中最常见的病因,且发病率随着年龄增长而增长，在75岁以上老年人中，主动脉瓣退行性变所致的主动脉瓣狭窄病变发生率高达10％。CAS患者出现胸痛、晕厥、左心衰竭等严重症状时，若不及时或不当治疗，预后较差，平均生存期仅１～３年，且内科保守治疗5年病死率高达52％-82％。故对于重症AS患者，外科人工主动脉瓣置换术仍然是首选治疗方法。但在高龄、主动脉瓣病变终末期、合并其他严重疾病如合并冠心病、糖尿病，心、肺及肾功能不全患者，外科主动脉瓣置换术后死亡和其它严重并发症的发生率大大增加，而丧失外科手术机会。最早的有关经导管主动脉瓣置换的试验始于60年代中期，，而在年Lababidi等首次报道了应用经皮主动脉瓣球囊成形术治疗AS。年Andersen等首先报道了经导管主动脉瓣置入术（Transcatheteraorticvalveimplantation，TAVI）的动物实验，年Ｃribier等实施了世界上首例人体TAVI。经过多年的动物实验及临床经验的积累，技术逐渐成熟。到目前，全球完成约例的TAVI手术。

目前，临床应用的TAVI的器材已经是第三代产品，主要是EdwardsSapienXT球囊扩张式牛心包瓣，和Medtronic公司生产的自膨式Core-Valve猪心包瓣（图1）。国内自主研发的VENUS-A生物瓣膜正在进行临床试验，并初步显示更适合国人的良好的临床应用前景。

图1

左：CribierEdward马心包生物瓣，右：CoreValve猪心包生物瓣

TAVI技术的出现，改变了主动脉狭瓣窄病变的国际治疗指南。ＴAVI主要针对不能进行或不适合进行外科主动脉瓣置换有明显症状的重度主动脉瓣狭窄患者，通常是指主动脉瓣面积＜１cm２或＜0.６ｃｍ２／ｍ２、欧洲心脏手术风险评分（LogisticEuroSCORE）＞20％和（或）美国胸外科医师学会（SocietyofThoracic　Ｓurgens，STS）评分＞10％的患者。除了临床入选标准，主动脉瓣周围的解剖形态及径线的测量对于TAVI至关重要，由于不能像外科手术那样直视，相关的数据完全依赖影像学。

超声心动图因其简便、重复性好以及无创，在TAVI术前评估中，扮演重要角色。经胸及经食道超声心动图能准确测量瓣环的尺寸，目前报道，两者的结合及补充，指导TAVI取得良好的结果。但超声心动图的最主要的局限性在于其二维成像的属性，主动脉根部是一个复杂的三维几何形状，主动脉瓣尖构成三分叉皇冠样形态。而通常使用的2D超声把主动脉瓣环想象为圆形，在单一平面重建可能高估或低估瓣环的大小。3D经食道超声设备及对于主动脉根部及左室流出道的多层面重建技术能克服该局限性，3D超声结果显示径线的测量大于2D超声。但瓣膜的钙化会影响超声对瓣环的整体评价。

多层CT在TAVI术前评估、术中指导和术后随访中扮有重要角色。因其具有较高的时间分辨率和空间分辨率、单次即可完成大范围覆盖扫描等优点被心血管ＣＴ学会（Society　of　Cardiovascular　ComputedＴomography，SCCT）推荐为进行TAVI术前评估及术后随访的有利工具。

MDCT设备要求及扫描方案

心脏CT检查对设备软硬件要求较高，为保证图像质量，CT扫描机以6４排CT以上为佳。MDCT的优势在于一次扫描不仅能对主动脉根窦部的解剖，包括冠状动脉做细致的评价，也可以对TAVI路径（股髂动脉、锁骨下动脉）做出评价，同时还可以除外胸腹部其它病变。因此一个成功的扫描，需包括心电门控下的主动脉根部扫描及非心电门控下的大范围全主动脉扫描。SCCT的专家共识要求主动脉根窦部一定要心电门控，尽量减少运动伪影，但并没有强调必须使用回顾性心电门控进行冠状动脉扫描，前瞻性心电门控扫描，可有效的降低辐射剂量。收缩期的图像具有比舒张期更好的指导价值，其原因是收缩期瓣环更大，测量数据更加准确。非心电门控下的全主动脉扫描推荐使用大螺距扫描（FLASH模式），速度快，可以不增加造影剂用量，还能有效的减少辐射剂量；专家共识强调扫描视野应该足够大，包括锁骨下动脉至腹股沟以下，层厚需≤1.0mm，电影序列通常没有必要。管电压及管电流可进行个性化选择。共识推荐BMI≤30，管电压可以用KV，BMI＞30，则用KV。可以使用电流调制技术降低辐射剂量。对比剂的注射速率可以略慢于常规冠状动脉扫描，有些患者3ml/s是可以满足检查需要的，这样既可以减少对比剂用量，又可以增加强化时间，符合TAVI扫描的特点。扫描方案是灵活的，根据各家机型的特点可以适当变动，总之在满足临床需要的前提下，近可能的减少辐射剂量及对比剂用量。

扫描结束后，选择收缩期主动脉瓣开放最充分的时相，一般为20％-45％RR间期收缩期图像传至后处理工作站作为后处理的主要时相并辅以舒张期时相，进行三维重建，重建方法可选择表面阴影遮盖SSD,VR、MIP等方法。为精确测量，一般还需构建与经典超声和造影平面相一致的二维平面，同时还可以进行与中央轴、心腔、血管长轴相垂直的二维平面重建，如主动脉瓣环平面、冠状斜位及矢状斜位，对于TAVI主动脉根窦部的径线进行测量（图2）

图2左图为冠状斜位，右图为斜矢状位

MDCT对TAVI术前的指导

（1）主动脉瓣环的测量

主动脉瓣环的测量和评价对于选择不同型号的人工瓣膜支架至关重要。选择小了，术后会有主动脉瓣瓣周返流；选择大了，则可能出现严重的致死性并发症。在瓣环测量方面，MDCT结果显示同外科直接测量良好的相关性.Yanoetal等分析了55例接受外科主动脉瓣置换的患者，将术中直接测量的主动脉瓣环直径同MDCT，TTE及主动脉造影测量结果进行比较。结果显示MDCT测量的瓣环直径（23.9±3.19mm）最接近手术直接测量的瓣环直径（23.7±3.99），优于TTE(20.3±2.5mm)以及主动脉造影（22.5±3.55mm）的测量结果。Dashkevichetal的研究显示了相似的结果，手术测量的瓣环尺寸与MDCT测量的瓣环尺寸有更好的相关性(r=0.93,P0.)，优于TEE的结果（r=0.52,P=0.)。TEE对瓣环尺寸的测量是在假设瓣环为圆形的基础上，而更多的研究则证明主动脉瓣环的形态并不是规则的圆形。Topsetal报道约50％的TAVI病人的主动脉瓣环是椭圆形的，长轴与短轴的差值为3.0±1.9mm。Messika-Zeitounetal报道MDCT的数据可以改变约40％TAVI病人治疗方案的选择，足可见其重要性。要对主动脉瓣环做出精确的分析，首先要显示主动脉瓣环平面。在寻找主动脉瓣环平面方面，SCCT共识推荐在双斜短轴位，寻找三个窦底同时消失的平面即可（如图3）。在瓣环平面上（一般为椭圆形）可以测量主动脉瓣环长径、短径和周长及面积，转换为等效圆有效直径（直径＝２×√(面积/π)／或直径＝周长／π），作为选择人工瓣环尺寸的标准。EdwardsSapien　XT牛心包瓣有20mm、23ｍｍ、26ｍｍ、29ｍｍ共４种型号；自膨式Core－Valve猪心包瓣，有26mm，29mm，31mm共３种型号。球囊扩张式支架瓣膜适用于主动脉瓣环内径18～25ｍｍ者，自膨式支架瓣膜适用于主动脉瓣环内径20～27mm者，植入瓣膜的型号一般均要求超出瓣环直径2～5mm，预防瓣周漏的发生。

图3、主动脉瓣环的确定（双斜短轴位）

A:在冠状位上沿左心室长轴切割，建出矢状斜位，见图B；B：在矢状斜位上沿垂直左心室长轴切割，得到双斜位图C，主动脉三个瓣位于同一平面。C：调整两条切线并向足位移动图C，使主动脉三个瓣的最低点位于同一平面，图D，该平面既为主动脉瓣环平面。D：在主动脉瓣环平面进行测量，得到主动脉瓣环的数据信息，见图E.

除了主动脉瓣环尺寸，其它主动脉根部的解剖测量也与TAVI手术的术前计划有关。包括冠状动脉开口与主动脉窦底距离、主动脉瓣叶的长度、主动脉窦的宽度、窦管交界的宽度及升主动脉宽度。主动脉窦过宽、窦高不足，窦管交界处过小、冠状动脉距窦底距离不足、瓣叶长、钙化重，这些危险因素都有可能造成瓣叶贴附冠状动脉，导致冠状动脉急性闭塞，患者发生急性心肌梗死甚至猝死。MDCT因其多层面成像能力及高的空间分辨率，非常适合应用于这些数据的测量。瓣环距冠状动脉开口的距离可以在可以在MDCT冠状斜位或矢状斜位上重建图像上测量（图4）。有研究报道左冠状动脉距窦底距离约15.5±2.9mm，右冠状动脉距窦底距离约17.3±3.6mm。目前还没有为防止冠状动脉阻塞所规定的冠状动脉距窦底最小距离的排除标准，但通常推荐10-14mm的距离是必须的。Edwards支架长度为15-19mm，不会超过主动脉窦。但是自膨式CoreValve支架的长度为52-55mm，植入高度超过主动脉窦管交界进入升主动脉，故其对窦宽及窦高均有要求。对于29mm的支架，窦宽最低要求为27mm，31mm支架需要29mm的窦宽。最低窦高要求为15mm。而且，主动脉瓣环上方40mm处主动脉横径不能超过40-43mm。

图4左（A）右（B）冠状动脉口与主动脉瓣环的距离对于评估支架瓣膜扩张时冠状动脉口被自身半月瓣所覆盖的潜在危险具有十分重要的意义。

（2）确定DSA投射角　

在实施TAVI时应保证支架与主动脉根部中心线同轴，并且与自体瓣膜平面垂直方向植入，关键在于找到瓣环平面的切线位。传统的在术中通过经验变换角度去寻找的方法不但费时，患者还会受到更多的X线辐射和接受更多的造影剂，且不一定能找到合适的切线位置。对于位置不良的放置，有报道称会有血栓形成的风险。MDCT提供的三维数据，通过重建能找到最合适的投照角度，提供垂直于主动脉瓣平面的视野。在MDCT后处理工作站上，同测量主动脉瓣环一样，先找到主动脉瓣环平面，然后向头侧移动（并不改变图像的方向）找到显示主动脉瓣接合处的主动脉窦平面，在此基础上可利用MIP技术获得与之相垂直的平面，再调整此平面的角度使之与经过左冠状动脉瓣及无冠状动脉瓣交界处的平面相垂直，此时平面的旋转角度即可用作DSA检查时投射角度的参考。MDCT评估切线位的角度对术中切线位的寻找很有意义，尤其对存在解剖变异或异常的患者（如脊柱侧弯畸形、主动脉走行异常等）更为有益。

（3）主动脉瓣钙化

钙化性主动脉瓣狭窄的病理特点是是瓣叶在增厚的基础上，存在大量的钙化结节，凸出于瓣叶的表面。TAVI手术不像传统外科手术，钙化的瓣叶无法取出，因此钙化的存在对于瓣膜假体能否良好锚定及避免移位非常重要。主动脉瓣钙化按严重程度可分为四级：1级为无钙化，2级为瓣周及瓣尖点状钙化，3级为多发大点状钙化，4级为连续线状钙化。大量钙化是也是术后主动脉瓣返流、主动脉瓣环撕裂、冠状动脉堵塞的危险因素。相对于球囊扩张式瓣膜，自膨式支架受钙化影响术后产生瓣周漏的可能性更大。升主动脉及主动脉弓的钙化是术中中风的重要原因，而对钙化的主动脉瓣行球囊成形是钙化斑块讨论导致的异位栓塞也有报道。CT对于钙化探查极为敏感，连续扫描后通过Agatston评分系统，可以对钙化进行定位、定量分析。

（4）手术入路的选择

TAVI瓣膜植入的方法主要包括：股静脉途径，经房间隔穿刺的前向技术，但因较高的并发症发生率，包括二、三尖瓣的损害，现临床上已基本不用；逆向技术（经股髂动脉、经锁骨下动脉和经腋动脉）和非体外循环经心尖直接径路植入术。入路选择与植入瓣膜的类型相关。Edwards　SapienXT牛心包瓣以３种植入技术行TAVI均有报道，但多以逆向植入为主；Core-Valve猪心包瓣时既往只能逆向技术植入，但最新产品也可以通过心尖顺向置入。逆向技术时动脉的选择主要依赖于血管内径大小、钙化范围及扭曲程度，MDCT可通过对双侧髂血管全程及股动脉、主动脉成像来评估上述指标。通过三维成像，可以对髂动脉，股动脉的管径，粥样硬化情况及走形进行全面的术前评估，这是很有必要的。Kurra等研究报道33％严重主动脉瓣狭窄的患者的髂、股动脉存在问题，77％的病人存在小于8mm的管腔。MDCT可以评估血管扭曲情况，粥样硬化程度，更严重的如主动脉夹层，主动脉瘤等。对于临界的管径及中等程度的粥样硬化，是可以完成手术的。但是对于大量钙化或节段性狭窄的病人既为经股动脉手术的禁忌症，这些病人可以考虑经腋动脉途径或经心尖途径。

（5）评估心脏及大血管外的相关疾病　

术前MDCT主动脉根部心电门控扫描可提供良好的冠状动脉影像，如同时发现伴有严重的冠状动脉狭窄，可在TAVI手术中同时进行冠状动脉内支架植入术。此外，大范围MDCT扫描同时可发现胸壁，肺内及腹部脏器肿瘤或其它病变，为术前整体评估患者状况提供依据。

MDCT对TAVI术中的指导

前面已提到，术前使用MDCT预测DSA所需的投射角度,可以减少TAVI术中主动脉摄影次数，缩短手术时间，减少放射剂量及对比剂用量，同时通过优化植入瓣膜支架的方向增加了同轴植入的可能性。最新应用在临床的图像融合技术，将术前CTA原始数据与透视图像相融合（图5）。从而实现实时手术路径跟踪，明显减少术中造影剂使用，帮助精确判断瓣膜、瓣环位置，提高支架瓣膜定位准确性，从而节约手术时间。

图5：左图为透视下图像，右图为MDCT图像融合后

MDCT对TAVI术后的评价

随着近几年来TAVI技术的飞速发展，手术例数逐渐增多，对术后较长期的随访数据越来越多。除了超声以外，MDCT在术后的随访中也发挥着重要的作用。术后即刻行MDCT检查可以发现是否有支架断裂、支架几何形态，贴壁状况及瓣叶是否增厚、粘连，联合应用MPR、VR、MIP等多种重建方式可获得最佳显示效果。植入瓣膜支架的形态是确定其疗效的重中之重，通常在与主动脉根部垂直的双斜位可以良好地显示植入支架的形态，可通过测量双斜位上两个互相垂直的支架最大外径和最小外径的差值来评价支架的膨胀情况，有推荐可使用简单的公式评估：1-（支架最小径/支架最大径）。如果1-（最小径/最大径）0.1，则认为支架圆形形态良好，预示膨胀良好。植入深度的评价则要显示支架最低点及最高点距左主干开口的距离。如果支架上端与左主干开口有重叠，则提示有支架移位。对于较长期的随访病例，MDCT可以观察支架的贴壁情况，如果贴壁不良则提示有返流或是支架移位。同时可以观察支架的损害情况，瓣叶的增厚，钙化及粘连情况，主动脉窦内有无血栓，有无支架的移位，支架有无回缩情况。有报道对比术后即刻和三年后支架内径的变化，发现支架主动脉端内径有回缩的趋势，但在支架的左心室端则没有发现回缩的趋势。

小结

MDCT心脏成像及TAVI手术都是近几年心血管领域的重大突破及进展。ＴAVI技术为主动脉瓣疾病的治疗带来了变革.MDCT以其高空间分辨率及强大的三维后处理功能，能为TAVI术前提供较为精确的主动脉根窦部解剖信息，评价冠状动脉及髂（股）动脉通路，为术中切线位的快速精确定位提供支持，更是术后短期及长期随访的重要工具。随着影像学的发展和我们认识的不断深入，TAVI手术的安全性和适用症，将会进一步发展，更好的为患者服务。