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二尖瓣反流介入装置的研制与应用

发布日期:2015-02-05收藏
作者:秦永文  白元

      二尖瓣返流(Mitral Regurgitation,MR)是一种常见的心脏瓣膜疾病,约占全部心脏瓣膜疾病的30%[1],发病率略高于主动脉瓣疾病[2],尤其是近年来,缺血性二尖瓣反流的发病率也明显升高。 二尖瓣反流的治疗取决于反流的严重程度、临床表现及患者的心功能。目前的治疗指南推荐,急、慢性的重度二尖瓣返流患者,若有相关的临床症状、左室收缩末期内径大于45mm且射血分数大于30%者就应行手术干预(ⅠA)。而在术式的选择方面,指南指出,对于大部分二尖瓣返流患者而言,选择二尖瓣修补术其效果优于二尖瓣置换术[3]。现阶段,外科手术仍是二尖瓣反流的标准治疗方法。然而在部分老年患者中,考虑到本身合并的其他疾病及外科手术的风险,很多患者均拒绝行外科手术,欧洲的一项流行病学调查显示,大于80岁的二尖瓣反流患者中最终接受外科手术治疗的仅为15%左右[4],因而介入技术为这类患者提供了一种相对微创、高效、安全的治疗手段。据不完全统计,截止2014年,已设计和已应用于临床的经导管二尖瓣反流治疗装置已近30种。根据不同装置针对二尖瓣反流的治疗部位不同,大致可分为以下四大类。
1. “瓣环“水平的治疗装置 
1.1 通过在冠状静脉窦植入器械进行二尖瓣瓣环缩环术
      该技术是利用冠状静脉窦与二尖瓣后叶瓣环邻近的解剖关系,将不同型号特制的缩环装置置入冠状静脉窦,通过缩环装置的弹性回缩力,将扩大的二尖瓣环缩小,进而使二尖瓣口面积减少。该装置由具有形状记忆和超弹性的镍钛合金构成,两端具有特制固定铆,置入冠状窦后,其近端和远端分别固定冠状窦开口和冠状静脉窦远端,并形成一定张力从而缩小瓣环。该方法操作较为简便迅速,极具吸引力。这类装置主要包括三种,Edwards Monarc系统包括两端的自膨胀支架和中间的缩环“桥梁”(图1)。
 
      图1 Edwards Monarc系统:A图示首先将导管放置在冠状静脉窦的远端,B图示经鞘管送入成型环,C图示成型环释放。(图片修改自WWW.TCTMD.COM)
      Viacor PTMA装置的基本结构与Edwards Monarc系相似见图2。
  
      图2. Viacor  PTMA系统(图片修改自J Am Coll Cardiol 2010;56:617–26)
      Cardiac Dimensions Carillon装置则由近端的冠状窦口锚定网和远段的心大静脉锚定网以及中间的记忆弹力环部分组成,见图3。
  

      图3. Cardiac Dimensions Carillon装置(图片修改自WWW.TCTMD.COM)

1.2二尖瓣瓣环消融成形术

      该装置的原理是利用射频能量加热二尖瓣瓣环,使其损伤,发生损伤的二尖瓣环在愈合过程中发生纤维疤痕化,使瓣环直径变小,从而达到减少返流的目的。代表装置有Quantumcor和Micardia装置。这类装置可通过股静脉途径穿房间隔也可经股动脉逆行和经胸壁顺行途径送至二尖瓣瓣环处对瓣环进行射频消融(图4)。

 
      图4 Quantumcor系统,示经心尖送入射频消融导管,消融二尖瓣环(图片修改自Cardiovascular Revascularization Medicine 11 (2010) 249–259及J Am Coll Cardiol 2010;56:617–26)
1.3经导管二尖瓣成型环植入术
      该方法采用的Millipede环则是一种具有形状记忆功能的人工瓣环,经导管将其在放置在瓣环的心房侧。Millipede瓣环由于具有形状记忆功能,故其直径会逐渐自动缩小从而达到缩小瓣口的作用,该装置在二、三尖瓣返流中均可应用。Cardioband系统则包括经股动脉和经心房两种类型,其主要原理是在X线和超声的引导下,经导管在心房侧植入C型环起到缩小自身瓣环的作用,目前正在进行人体实验[5]。 
1.4经左心室在二尖瓣下进行缩环操作
      该类的代表装置为Mitralign系统,它类似于外科的节段性瓣环成形术,Mitralign 系统将指引导管置于二尖瓣后叶的瓣叶中部,通过射频导丝穿刺二尖瓣瓣环到达左心房,并送入由细线互相连接的锚定垫子,通过收紧垫子之间的细线可以将二尖瓣瓣环周长缩短。操作过程是先经外周动脉逆行在左心室侧通过穿越导丝释放射频能量,穿过房室环,再交换输送鞘管,将铆钉样装置,固定在左心房面,在左心室侧收紧连接铆钉的牵引线,随着牵引线的拉紧,二尖瓣环缩小,具体操作过程见图5。初步的人体试验证实,这种器械不仅可缩小瓣环直径,而且在随访至6个月时,患者的左心室舒张末期容积明显减小。
 
       图5 Mitralign系统操作过程示意图。A:穿刺第一点;B:穿刺第二点;C:放置成型装置;D:收紧成型装置;E:另一侧同时放置成型装置(图片修改自WWW.TCTMD.COM)
2. “瓣叶”水平的治疗装置 
2.1 经导管二尖瓣“缘对缘”缝合技术
      这类器械主要包括Edwards Mobius和MitraClip两种。Edwards Mobius系统类似旧式缝纫机结构,它主要由带钉钩装置的单导管组成,临床上应用尚少(图6)。而最为代表性的为MitraClip系统,它由钴铬合金制成,是一个宽约4 mm的V字形钳夹装置,夹子的两条臂可以在人为控制下自由开合。 通过穿刺股静脉和房间隔,在X线透视和经食道超声心动图的指导下,将MitraClip顺着静脉血流送入右心房,经房间隔到达二尖瓣口,从二尖瓣瓣膜之间的腔隙送入左心室, 调整夹子在二尖瓣前后叶的中点位置, 夹合二尖瓣的前后叶,使二尖瓣口从一孔变为二孔(图7)。 除了最具里程碑意义的EVEREST系列研究外,其他注册研究如ACCESS-EU、PERMIT-CARE、TRAMI、GRASP、MitraSwiss等也同样证实了MitraClip手术的有效性。因此目前MitraClip在国际上广泛应用,病例数已超万例。国内复旦大学附属中山医院和浙江大学医学院附属第二医院也开展了类似手术,初步经验和中期随访也提示了MitraClip手术是安全有效的。
 

      图6Edwards Mobius装置(图片修改自WWW.TCTMD.COM)

2.2 “环中瓣”技术

      “环中瓣”技术在临床上的应用主要是针对先前外科手术植入的生物瓣膜衰败后的再次瓣膜置换。由于生物瓣膜的寿命有限,早年外科植入的生物瓣膜衰败后出现的重度二尖瓣反流,再次手术的风险极高,故经导管微创技术此时是这类患者的最佳选择。Seiffert M等应用经导管方法为6例二尖瓣生物瓣衰败的患者植入了Edwards Sapien球囊扩张式支架,手术成功率100%,术后二尖瓣返流量明显减少,有1例患者因心尖切口出血在术后第6天死亡。故这可能为今后经导管二尖瓣置换技术的适应证又提供了新的证据。

3.“腱索”水平的治疗
      与瓣叶和瓣环水平的治疗装置相比,针对“腱索”的介入治疗装置目前数量相当有限。根据文献检索结果仅有两种装置。NeoChord DS1000已获得CE认证,它由聚四氟乙烯制成,采用经心尖途径将人工腱索或“新腱索”植入跳动的心脏,替代受损腱索。早期进行的 7个中心的 TACT 临床试验,30 天 56% 的病人返流降到 2 度及以下。最近新开发的 V-Chordal 已经经过验证可以在乳头肌头部安置,避免更有侵入性的操作[7]。而Mitra-Flex则通过胸腔镜经心尖穿刺,植入新的人工腱索,这项技术还处于临床前期。MitraAssist Medical Ltd和 Middle Peak Medical Inc:是可以结合到患者二尖瓣上的假体,结合之后增强二尖瓣的功能。Middle Peak Medical 装置可以模拟收缩末期二尖瓣后叶正常关闭时的形状。经手术或者介入锚定在左室后壁上,阻挡向前移动的前叶,使两瓣膜更好的闭合[8]。
4. 二尖瓣复合体的整体替换---经皮二尖瓣置换技术(transcatheter mitral valve replacement, TMVR)
      受到TAVI技术的启发,研究人员对TMVR的研发也早早开始,根据每年发表的各类文献记载,目前有CardiAQ、Tiara、Fortis、Tendyne、Micro Interventional、Valtech Cardiovalve、ValveXchange、Lutter Valve、Medtronic、Tendyne、MitrAssist、Mvalve十三种TMVR装置,其中前四种均在人体上进行了临床试验。CardiAQ 瓣膜支架被认为是比较有应用前景的一种二尖瓣置换装置,该支架材料为镍钛记忆合金,带有锚定装置有利于支架固定。在2010年TCT会议公布的CardiAQ 瓣膜支架动物试验研究结果,研究者使用该装置经股静脉途径穿刺房间隔后成功置换了实验猪的自体二尖瓣,术后随访发现该装置位置良好,固定牢固,没有妨碍左室流出道,也没有瓣周漏的发生。但经导管二尖瓣置换存在几个技术难点,最主要难点在于瓣膜支架在二尖瓣瓣环处难以稳定的“锚定”;且在X线透视下,缺乏影像标记点,所以使瓣膜支架准确植入二尖瓣原位比较困难,也正因此,二尖瓣膜支架在其置入后有可能会引起左室流出道梗阻。经导管二尖瓣置换术的研究目前还仅限于动物试验,尚未应用到临床(图11)。2014年Cheung医生和其同事为两位二尖瓣反流的患者植入了Tiara系统,该装置由镍钛合金的自扩张框架和可以自行贴合不对称D形二尖瓣瓣环的三片式牛心包组成[9]。(图12)。植入术后瓣膜功能正常,心脏显著功能改善。
      总之,经导管介入治疗二尖瓣返流取得了令人鼓舞的成果,在经典的经导管二尖瓣瓣叶缘对缘修补术和经导管二尖瓣瓣环成形术上有了突破性的进展,经皮二尖瓣置换等更具创新性的器械也正在逐步完善,但由于MR病因的多样性、解剖的复杂性和现有技术条件的限制,目前的经导管治疗技术的推广应用仍然有待不断改进与完善。