姜海濱 黃新苗 白元 陳翔 宗書(shū)峰 劉宗軍 趙仙先 秦永文

自從2002年Cribier等[1]成功進(jìn)行了人經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣膜置入術(shù)以后,經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣置入手術(shù)(transcatheter aortic valve implantation,TAVI)在全球范圍內(nèi)迅速發(fā)展,到目前為止,TAVI手術(shù)已經(jīng)在50多個(gè)國(guó)家、170多個(gè)心臟中心完成了萬(wàn)余例。今年國(guó)內(nèi)也在幾家醫(yī)院相繼開(kāi)展此種手術(shù),國(guó)內(nèi)外的臨床應(yīng)用結(jié)果顯示TAVI是治療高危主動(dòng)脈瓣狹窄患者有效方法[2-3]。

由于進(jìn)口產(chǎn)品價(jià)格昂貴,國(guó)產(chǎn)化是解決低收入患者治療問(wèn)題的必然選擇。我們從2006年起即開(kāi)始對(duì)經(jīng)導(dǎo)管瓣膜置入的手術(shù)器材和手術(shù)過(guò)程進(jìn)行研究,取得了一定的成果[4-5]。但是,在經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣膜置入的實(shí)驗(yàn)中,我們發(fā)現(xiàn)在心臟搏動(dòng)的各期,主動(dòng)脈瓣上和瓣下變化迅速的壓力階差對(duì)瓣膜支架的定位和釋放影響極大,瓣膜支架很容易受血流的沖擊,引起釋放中的瓣膜支架移位,導(dǎo)致釋放失敗。為降低主動(dòng)脈和左心室的壓差,減少血流對(duì)瓣膜支架釋放精度的影響,在人體經(jīng)導(dǎo)管瓣膜支架的置入過(guò)程中進(jìn)行右心室的快速起搏。對(duì)于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中如何選擇適當(dāng)?shù)钠鸩珔?shù)尚無(wú)參考資料,為此,我們觀察了在不同起搏頻率對(duì)實(shí)驗(yàn)羊跨主動(dòng)脈瓣壓力階差的影響,以便為成功地進(jìn)行瓣膜置入的實(shí)驗(yàn)研究提供起搏參數(shù)。

動(dòng)物與方法

一、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇

健康實(shí)驗(yàn)羊6只,體質(zhì)量(43.08±3.61)kg,雌雄不限,由海軍醫(yī)學(xué)研究所提供。術(shù)前聽(tīng)診檢查未聞及心臟雜音,心電圖、胸部X線攝片檢查均未見(jiàn)異常。禁食10 h后行介入手術(shù)檢查。氯胺酮(福建古田藥業(yè)有限公司,10 mg/kg)肌肉注射麻醉誘導(dǎo),丙泊酚(北京費(fèi)森尤斯卡比醫(yī)藥有限公司,0.2 mg kg-1min-1)靜脈滴注維持麻醉。

二、壓力檢測(cè)方法

1.置入臨時(shí)起搏器電極:待實(shí)驗(yàn)羊麻醉完全后,雙側(cè)腹股溝備皮,常規(guī)消毒手術(shù)區(qū)域,鋪無(wú)菌巾單。穿刺右側(cè)股靜脈,置入7 F血管鞘,經(jīng)血管鞘送入5 F臨時(shí)起搏電極,由右側(cè)股靜脈、下腔靜脈、右心房,過(guò)三尖瓣至右心室心尖部,連接臨時(shí)起搏器(MINIATURE,MODEL EV4543,PACE.MEDICAL.Inc),將輸出電壓調(diào)至2 V,頻率為200次/min,進(jìn)行起搏測(cè)試,證實(shí)起搏功能良好后關(guān)閉起搏器,體外固定起搏電極和臨時(shí)起搏器。

2.經(jīng)雙側(cè)股動(dòng)脈穿刺置入血管鞘(6 F,日本泰爾茂公司),經(jīng)雙側(cè)血管鞘分別送入豬尾導(dǎo)管(5 F,美國(guó)Cordis公司),兩根豬尾導(dǎo)管分別置于主動(dòng)脈瓣上和瓣下,連接壓力轉(zhuǎn)換接頭自動(dòng)測(cè)壓(PH116,美國(guó)惠普公司),壓力數(shù)據(jù)同時(shí)顯示在顯示屏上。首先測(cè)量基線狀態(tài)下主動(dòng)脈瓣上、瓣下的收縮期、舒張期和平均壓力,然后從150次/min開(kāi)始起搏,待壓力穩(wěn)定后測(cè)量并記錄壓力數(shù)值后關(guān)閉臨時(shí)起搏器,待壓力數(shù)據(jù)恢復(fù)未起搏基線狀態(tài)后,以25次/min的增量遞增頻率起搏再次測(cè)量記錄壓力數(shù)值。如此反復(fù)起搏測(cè)壓,最高頻率設(shè)置為350次/min。

3.數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理:求取各種壓力階差值的均值,畫(huà)出圖表,根據(jù)散點(diǎn)圖進(jìn)行回歸曲線分析。得出的回歸方程R2>0.8,P<0.05認(rèn)為方程擬合度佳,回歸方程有意義。統(tǒng)計(jì)軟件使用 SPSS 18.0。

結(jié) 果

1.早期有2只羊在起搏頻率達(dá)到400次/min時(shí),出現(xiàn)室顫,一只在除顫后恢復(fù)竇性心律,另一只經(jīng)除顫等搶救無(wú)效死亡,之后將起搏頻率上限設(shè)為350次/min,未再出現(xiàn)羊死亡,其余羊均存活。

2.未起搏時(shí)實(shí)驗(yàn)羊的平均心率(133.32±11.58)次/min,主動(dòng)脈瓣上的收縮期、舒張期和平均壓力分別為(123.50±5.65)mm Hg、(98.67±6.68)mm Hg、(109.00 ±3.03)mm Hg,主動(dòng)脈瓣下的收縮期、舒張期和平均壓力分別為(149±3.85)mm Hg、(-3.33 ±1.21)mm Hg、(60.00 ±6.16)mm Hg,主動(dòng)脈跨瓣壓差在收縮期、舒張期和平均壓力差分別為(-25.00 ±3.90)mm Hg、(102.00 ±7.48)mm Hg、(48.17±5.19)mm Hg。起搏到350次/min時(shí),主動(dòng)脈瓣上的收縮期、舒張期和平均壓力分別為(88.00 ±5.37)mm Hg、(86.00 ±5.25)mm Hg、(86.83.00±4.96)mm Hg,主動(dòng)脈瓣下的收縮期、舒張期和平均壓力分別為(86.83±4.96)mm Hg、(49.50 ±3.62)mm Hg、(60.83 ±3.82)mm Hg,主動(dòng)脈跨瓣壓差在收縮期、舒張期和平均壓力差分別為(13.83 ±3.31)mm Hg、(36.50 ±2.67)mm Hg、(26.17 ±1.94)mm Hg(表 1)。

主動(dòng)脈瓣上平均壓在起搏頻率低于250次/min時(shí)隨著起搏頻率的加快稍有上升,當(dāng)起搏頻率高于250次/min時(shí),隨著頻率的加快而迅速下降(圖1)。升主動(dòng)脈和左心室收縮期的壓力差在未起搏時(shí)為(-25.00±3.90)mm Hg,隨著起搏頻率的加快,壓力差逐漸上升,當(dāng)起搏頻率達(dá)到250次/min時(shí)達(dá)到(11.17±10.85)mm Hg,上升曲線變?yōu)槠脚_(tái)期。此后,起搏頻率上升,壓力差無(wú)明顯變化(圖2)。升主動(dòng)脈和左心室舒張期的壓力差在未起搏時(shí)為(102.00±7.48)mm Hg,隨著起搏頻率上升而逐漸下降,當(dāng)起搏頻率達(dá)到250次/min時(shí)達(dá)到(47.00±3.03)mm Hg,下降曲線向平臺(tái)轉(zhuǎn)化,此后,起搏頻率上升,壓力差的下降也不明顯(圖3)。升主動(dòng)脈和左心室平均壓力差在未起搏時(shí)為(48.17±5.19)mm Hg,隨著起搏頻率上升而逐漸下降,當(dāng)起搏頻率達(dá)到250次/min時(shí)稍升高為(35.50±7.2)mm Hg,此后隨著頻率上升曲線再次下降,但下降速率明顯減小(圖4)。

表1 心臟搏動(dòng)周期主動(dòng)脈瓣壓力、瓣下壓力和跨瓣壓差隨起搏頻率變化值(mmHg,–x±s)

表2 心臟搏動(dòng)周期主動(dòng)脈瓣壓力、瓣下壓力和跨瓣壓差隨起搏頻率變化回歸分析

圖1 主動(dòng)脈瓣上平均壓隨起搏頻率的變化

圖2 收縮期主動(dòng)脈跨瓣壓力階差隨起搏頻率的變化

討 論

我們?cè)谶M(jìn)行TAVI實(shí)驗(yàn)中,常常因主動(dòng)脈根部區(qū)域的壓力變化引起瓣膜支架在釋放過(guò)程定位不準(zhǔn)確,或者出現(xiàn)釋放瞬間的移位現(xiàn)象,極易導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)動(dòng)物死亡。在國(guó)外的 TAVI手術(shù)中,也有類(lèi)似的報(bào)道[5-6]。

右心室臨時(shí)起搏降低動(dòng)脈壓力的方法最早應(yīng)用于經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈球囊擴(kuò)張手術(shù)的方法[7],之后在TAVI手術(shù)中得到應(yīng)用[6,8],以期在TAVI手術(shù)期間,能降低主動(dòng)脈及左心室的壓力,減少血流沖擊對(duì)瓣膜釋放精度的影響。起搏頻率過(guò)低無(wú)法起到降低壓力的效果,起搏頻率過(guò)高則極易誘發(fā)室顫,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)動(dòng)物死亡。因此,確定一個(gè)適合的起搏頻率,既能降低心臟和主動(dòng)脈壓力,又不至于引起實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的心室顫動(dòng)和明顯影響重要器官的供血。

本實(shí)驗(yàn)中結(jié)果顯示在主動(dòng)脈瓣上收縮期的壓力曲線總體上隨著頻率的加快而逐漸降低,由未起搏到起搏頻率350次/min,收縮壓由(123.50±5.65)mmHg降至 (88.00 ±5.37)mm Hg,降幅為28.74%。舒張期壓力變化曲線大體呈拋物線狀,起搏頻率在150次/min到250次/min之間逐漸上升,上升到最高點(diǎn)(103.83±2.93)mm Hg(對(duì)應(yīng)起搏頻率為250次/min),此后逐漸下降,超過(guò)300次/min后快速下降。壓力最低點(diǎn)為(86.00±5.25)mm Hg(對(duì)應(yīng)起搏頻率為350次/min)。分析原因主要是主動(dòng)脈瓣上收縮期壓力主要是由心臟輸出量決定,隨著起搏頻率的升高,心臟充盈不足,導(dǎo)致主動(dòng)脈瓣上收縮期壓力逐漸下降。舒張期的壓力主要由大動(dòng)脈彈性和阻力血管決定,在心臟輸出量減少的早期,大動(dòng)脈彈性回縮力和阻力血管的調(diào)節(jié)作用尚能對(duì)壓力作部分代償,然而,隨著起搏頻率的進(jìn)一步升高,心臟搏出量進(jìn)一步減少到代償難以為繼的時(shí)候,舒張期壓力即出現(xiàn)大幅下降。

主動(dòng)脈瓣下在收縮期的壓力曲線也是隨著頻率的加快而逐漸降低,起搏頻率由150次/min上升到350次/min,壓力對(duì)應(yīng)由(149.00±3.85)mm Hg降至(74.33±3.14)mm Hg,降幅達(dá)到為50.11%。舒張期壓力變化曲線隨著頻率的加快而逐漸升高,起搏頻率在150次/min時(shí)為(-3.33±1.21)mm Hg,到起搏頻率為250次/min時(shí)基本處于平臺(tái)期,壓力穩(wěn)定在(53～57)mm Hg左右,到起搏頻率為350次/min開(kāi)始下降。舒張期主動(dòng)脈瓣下的壓力隨起搏頻率加快而逐漸升高,主要是因?yàn)檎Ｇ闆r下,左室排空完全,殘余血量較少,且舒張期心肌舒張完全,形成左心室腔內(nèi)負(fù)壓,利于左心室的快速充盈。隨著起搏頻率的升高,左室收縮周期和舒張周期均明顯縮短,心臟排空不完全,心肌在舒張期舒張不充分,造成血流淤積在左心室內(nèi),導(dǎo)致心室壓力明顯升高。

主動(dòng)脈瓣上平均壓隨起搏頻率的上升而下降,當(dāng)起搏頻率上升到 300次/min時(shí),壓力下降為(100.33±1.86)mm Hg。收縮期主動(dòng)脈瓣跨瓣壓力階差在初始狀態(tài)下為(-25.00±3.90)mm Hg,此后,隨著起搏頻率的較快上升,在起搏頻率為250次/min左右以后基本穩(wěn)定在(11.17～13.83)mm Hg左右。舒張期主動(dòng)脈跨瓣壓差在未起搏時(shí)可達(dá)到(102.00±7.48)mm Hg,此時(shí)極易將瓣膜支架吸入左心室內(nèi)。隨著起搏頻率的上升,壓力階差逐漸減小,到起搏頻率為(225～325)次/min左右以后基本可以穩(wěn)定在(40～50)mm Hg之間。瓣上和瓣下的平均壓差隨起搏頻率變化曲線總體隨頻率上升而下降。

適當(dāng)?shù)钠鸩l率是在保證安全的情況下,跨瓣壓力階差達(dá)到最低水平。壓力階差越小,對(duì)于TAVI手術(shù)的干擾就越小。然而,過(guò)高的起搏頻率雖然可以明顯降低壓力階差,導(dǎo)致心臟出現(xiàn)室速、室顫等惡性心律失常的可能性卻大大增加。因此,應(yīng)在盡可能低的起搏頻率下達(dá)到較好的降低壓力階差的效果。綜上所述,在進(jìn)行TAVI實(shí)驗(yàn)時(shí),比較合適的起搏頻率在250～300次/min之間,在這個(gè)頻率范圍內(nèi),主動(dòng)脈瓣上和瓣下的壓差無(wú)論在收縮期還是舒張期,下降都比較明顯,而且不易引起實(shí)驗(yàn)動(dòng)物室速、室顫等惡性心律失常。

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