作者：张长东尚小珂董念国
华中科技大学同医院
经导管肺动脉瓣置换术（TPVR，又称经皮肺动脉瓣植入术PPVI）是自PhilippBonhoeffer教授于年首次报道后逐渐兴起的一种微创介入手术方式，主要用于治疗先天性心脏病术后并发肺动脉瓣反流患者，可替代外科肺动脉瓣置换，并改善这类患者的长期预后。作为最早面世的经导管瓣膜技术，实际却因病患群数量、适应证、耐久性与推广价值等方面的原因，其发展相对滞后于左心瓣膜疾病的经导管治疗。本文将就TPVR技术的发展现状及未来展望进行阐述（上篇）。
一、右室流出道解剖复杂性对TPVR影响
TPVR最主要适合对象法洛四联症矫治手术后患者。这些患者主要问题是右心室流出道（RVOT）或肺动脉瓣狭窄，手术通常是通过各种方式疏通或重建RVOT，缓解肺动脉狭窄，但可导致即刻的或迟发渐进的肺动脉瓣反流。具体术式包括RVOT切开疏通、RVOT补片、肺动脉瓣及瓣环切开、跨瓣环补片、带瓣膜跨环补片（自制）、同种或异种带瓣管道替换等等（图1），从而导致术后RVOT解剖类型多样，加上长期肺动脉瓣反流造成的慢性RVOT和肺动脉瘤样扩张，使得其解剖学极具复杂性。
图1法洛四联症流出道跨环补片与带瓣管道替换手术示意。
小儿心脏手术学第三版，，刘锦纷主译
法洛四联症术后患者RVOT解剖形态特点多样，Schievano等人对其进行了形态学分类，定义了五个示意性RVOT几何形状并简化了形态类型，包括正八字型、反八字型、直筒型、梭型、哑铃型（图2）。
图2五种RVOT形态学。TYPEI:/\,Convergent;TYPEV:)(Stenotic;TYPEII:Straight;TYPEIV:()Enlarged;TYPEIII:\/Divergent
YCLAUDIOCAPELLI，Phil.Trans.R.Soc.A(),–
从以上可以看出，由于患者RVOT多样性及复杂性，给TPVR的介入瓣膜设计和手术策略的制定都带来很大挑战。植入部位的解剖结构必须提供支架的良好铆定，以确保经导管瓣膜的稳定性及功能。不同类型、不同直径的RVOT形态对于植入指征的判断、植入部位和方法的确定、瓣膜型号选择都有重要影响。因此，TPVR术前需经过非常仔细的筛选和详细的CTA评估，不同平面流出道直径的准确测量在制定手术计划和策略中发挥着最关键的作用。同时，CTA三维重建对于识别最佳手术投照角度、准确判断病变程度及铆定部位，也有着举足轻重的意义。图4中四个例子反映了不同解剖条件下瓣膜植入策略对手术结果的影响：（a）成功植入，近端和远端有合适的铆定；（b）瓣膜选择瓣膜的中央部分未完全打开，需要进行预扩张或后扩张，或降低瓣膜型号；（c）近段压迫过度、远端接触不完全，瓣膜可能受右心室流出道反复挤压而上移，也可能出现支架下滑最终腰部嵌顿于流出道的相对狭窄处；（d）近端悬空、与流出道不完全接触，远端貌似可铆定，但如摩擦力不足可导致瓣膜下滑至右心室内。
图3不同流出道解剖在瓣膜植入的策略与问题
SilviaSchievano，JournalofCMR()9,–
二、球囊扩张瓣膜的特点及局限性
目前国际上比较成熟的球囊扩张式经导管肺动脉瓣有Medtronic公司的Melody瓣膜系统和Edwards公司的SAPIEN瓣膜系统，全球总植入量已有万例（其中大部分使用的是Melody瓣膜)。由于欧美广泛使用带瓣管道的手术策略，远期以管道再狭窄（±反流）为主，球囊扩张瓣膜产品的设计理念是重建右室流出道-肺动脉带瓣管道中功能不全的肺动脉瓣，已成为治疗术后肺动脉瓣狭窄合并反流的标准方法。由于瓣膜型号较小，不适合因长期肺动脉瓣反流而出现瘤样扩张的RVOT（自体RVOT）解剖学特点，上述两款产品也均未在国内开展临床应用及上市销售。
Melody瓣膜
Melody瓣膜(图4)是第一款上市的商业化瓣膜，年获得CE批准，年登陆美国，年获得FDA上市前批准，年正式批准用于经导管肺动脉瓣治疗及瓣中瓣植入。Melody瓣膜由Bonhoeffer等人使用的初始装置发展而来，是将牛颈静脉带瓣管道（三叶式瓣膜）沿支架全程缝合在铂铱合金支架载体上，支架的编织金属丝上的每个节点通过黄金填料焊接成封闭单元。支架长28mm，压缩后直径6mm。瓣膜外径比内径大约2mm，瓣膜内径可根据球囊大小扩张至18、20、22mm范围内（对应扩张后支架长度23、24、26mm）。最初的干预标准包括RVOT-PA管道直径大于16mm、球囊测量最窄处直径为14-20mm，中到重度PR或狭窄（压差大于35mmHg）。有报道可以超指征使用24mm球囊最大限度的扩张支架，如果在高压下（大于4atm）扩张则可扩至内径25mm。目前Melody瓣膜已广泛用于治疗右室-肺动脉管道功能障碍、生物瓣衰败，并用于一部分瓣环直径不大的自体流出道肺动脉瓣反流，自体流出道内植入需采用包括预支架在内的改良植入技术，因瓣膜植入通常需要一定的环形铆定区，而对于右心室-肺动脉外管道（如Rastelli术后）内的TPVR也可见诸报道。Melody肺动脉瓣膜使用的Ensemble输送系统。输送系统的球囊采用Balloon-in-Balloon高压双球囊扩张系统，扩张时内球囊直径为外球囊直径的一半，球囊为尼龙材料，外球囊直径有18mm、20mm、22mm三种（24mm未经批准），在植入前需手动将瓣膜压接在球囊上。
图4Melody瓣膜及其输送系统
Melody瓣膜主要问题是支架断裂。目前国外关于TPVR的远期并发症（包括支架断裂、感染性心内膜炎等）以及长期疗效数据几乎均是基于Melody瓣膜的临床研究结果。Melody瓣膜的5年内76%的患者无需再干预，瓣膜耐久性结果及在5年以上免于再干预比例仍然缺乏数据。再干预最常见的原因是支架断裂导致植入瓣膜再狭窄，而15%的原因是感染性心内膜炎导致的植入物移除及瓣膜置换。现有证据表明，Melody瓣膜支架断裂常发生在管道或自体流出道瓣膜功能障碍的患者中，很可能是由于铂铱合金支架上的反复应力所致。文献中支架断裂的发生率为5%～25%。在Melody瓣膜植入前预先植入一枚球囊扩张式裸金属支架作为着陆区，可显著降低支架断裂的发生率，同时可以保证瓣膜支架的形态学稳定性和术后血流动力学指标，减少再介入概率。再次经导管瓣膜置入术是治疗Melody瓣膜支架断裂的主要方法。
SAPIEN瓣膜
EdwardsSapien系列（图5）最早用于经导管主动脉瓣植入，年在美国实施了肺动脉瓣的首次人体植入，年获得CEmark，年SapienXT获得FDA批准用于人工管道衰败的经导管肺动脉瓣植入。SapienXT瓣膜有23mm、26mm、29mm三种规格。支架材料为激光切割成型的钴铬合金，瓣叶为牛心包，缝合在支架内侧，并缝合有PET材质的密封裙边。第三代Sapien3瓣膜已经在主动脉位商业化应用，目前正在进行TPVR的临床试验评估其有效性（COMPASSIONS3ClinicalTrialnct），除带瓣管道衰败外，也已成功用于生物瓣衰败瓣中瓣植入和自体流出道植入。由于比Melody拥有更大的尺寸，其可植入于更大直径的流出道内，也有学者曾尝试使用新的柔软的Nucleus球囊输送系统使得SAPIENXT瓣膜扩张到更大的尺寸。
图5SAPIENXT与SAPIEN3瓣膜
对于更大的自体RVOT，有人尝试过在流出道植入多枚支架重叠，为经导管瓣膜创造一个合适的着陆区。对于RVOT-PA全程直径较大者也有人尝试在左、右肺动脉分支各植入一枚Sapien瓣膜，这种异位植入也有较好的效果，已累计报道数十例，但技术难度偏大，失败率及死亡率偏高。为了适应更大直径的自体流出道，Edwards公司年开发了一款经皮植入的AlterraAdaptivePrestent预支架（图6），旨在内部重塑自体RVOT，缩小RVOT直径并产生刚性着陆区，然后植入标准球囊扩张瓣膜，已完成了第1例人体试验。支架为对称的沙漏型设计，流入和流出直径为40mm，中心直径为27mm，总长度48mm，通过16FreSheath植入自体流出道后搭配29mmSapian3瓣膜植入。
图6EdwardsLifescienceAlterraAdaptivePrestent
从目前的临床研究结果看，无论没有预先植入支架，Sapien瓣膜支架断裂也很少见，这可能与钴铬支架更耐用有关，COMPASSION研究最新报道的结果显示，TPVR手术后4年免于再次外科手术比率为91.8%，术后4年免于再次TPVR干预的比率为91.2%，术后5年无手术相关死亡，也无支架断裂情况出现。
三、自膨胀瓣膜的特点及局限性
使用跨瓣环补片技术重建RVOT在TOF矫治手术中非常普遍，但术后远期可导致显著的RVOT-PA扩张和失用性肺动脉瓣反流，RVOT的大小很容易超过目前可用的球囊扩张瓣膜，因为大部分情况下不适合使用。目前经导管肺动脉瓣的大小选择主要取决于自身瓣环大小。对于目前上市的球囊扩张瓣膜，在补片扩大的自体RVOT中植入经导管肺动脉瓣要求植入部位直径小于29mm，有报道称因而大约有2/3超大肺动脉瓣环的患者被排除在经皮治疗方案之外，另一篇报道则估计目前只有15%的自体流出道肺动脉瓣反流患者符合经导管球囊扩张瓣膜植入的条件。临床迫切需要专门用于扩张的自体RVOT的经导管肺动脉瓣装置，目前至少有2个瓣膜正在进行初步临床研究试图填补这一空白。然而与RV-PA管道不同，自体RVOT解剖学十分复杂，设计和植入一个能适应多种术后RVOT解剖的自膨胀系统是一个很大的挑战。
Harmony瓣膜
年Schievano等首次报道了将自膨胀式经皮肺动脉瓣植入扩张的肺动脉干内，后来被命名为MedtronicHarmony瓣膜（图7），用于治疗自体流出道肺动脉瓣反流。该装置具有哑铃形设计，在近端和远端具有较大直径，瓣膜位于中心狭窄部分，依靠镍钛合金的温度依赖性形状记忆特性，使得其被释放于不同的流出道解剖结构中。Harmony瓣膜输送系统是25Fr线圈装载导管输送系统，早期可行性研究报道了20名患者成功植入并完成了2年随访，初步结果证明了其优异的手术成功率、安全性、良好的血流动力学效果和右心结构功能改善，但使用的瓣膜仅有单一型号，远端花冠、腰部、近端花冠直径分别为34mm、23mm、42mm，支架总长度为55mm。Harmony瓣膜目前正在美国进行III期多中心临床试验（MedtronicHarmonyTPV临床试验NCT）并设计了更多规格型号。
图7MedtronicHarmonyValve及其输送系统
VenusP瓣膜
VenusPValve（图8）杭州启明公司研发的自膨胀、沙漏型经导管肺动脉瓣膜，用于经皮介入植入自体右室流出道。首例植入医院完成，目前国内临床试验在6家中心完成55例植入，正在等待上市前审批。VenusP在全世界范围内已在16个国家27个中心完成了多例植入，并已完成CEmark临床研究入组（80例），即将开展FDAapprovalIDE研究。VenusP瓣膜支架由3部分组成，两端成喇叭口状，远端喇叭口为完全镂空的裸支架，网眼较大且较为柔软，下段喇叭和中间直段为覆膜的猪心包组织缝合固定在镍钛合金支架上，三叶猪心包均由聚乙烯缝线缝合在一个猪心包膜裙边上，瓣膜所在的中间直段较长，为主要的支撑铆定部位。根据中间段直径瓣膜型号范围从16到32mm，每2mm为一个规格，并有不同中间段径向长度，近端流入道花冠直径较中间段大10mm，远端流出道花冠直径较中间段大7mm。同时VenusP在开发更大型号的34、36mm规格瓣膜，以使更多患者有条件接受该手术方式。
图8Venus-P瓣膜及其输送系统Pulsta瓣膜
韩国SNU-TaeWooMedical公司发明的Pulsta瓣膜（图9）是另一种为自体RVOT设计的自扩张经导管肺动脉瓣，支架形态更接近直筒状，骨架为0.英寸直径的镍钛合金丝双股编织而成，且没有焊接，与其他自膨胀瓣膜相比其支架更软，在顺应性大、直径变化率高的自体RVOT病变中具有更好的预防支架断裂的潜力，同时可降低输送系统尺寸。支架腰部呈轻微弧型内凹，上下端最大径仅比腰部直径大4mm。瓣膜腰部直径18-28mm，长度28-38mm。更大型号30mm、32mm瓣膜的体外测试已经完成，有望很快用于临床。支架内层覆膜采用猪心包组织由5–0聚酯编织丝紧密地手工缝合在支架壁上，以保证裁剪好的三叶猪心包瓣缝合后对合良好。除两端外的支架壁大部分以猪心包覆膜。据报道已成功完成10例人体植入，目前正在进行韩国的多中心临床试验以进一步评估安全性和有效性（clinicaltrials.gov标识符：NCT）。
图9Pulsta瓣膜及其输送系统
PT瓣膜
由北京迈迪顶峰公司研发出的PTValve（图10）已在国内已完成二十余例人体植入，特征是其哑铃形、对称性的镍钛合金支架设计，支架的两端较柔软而腰部瓣位的支架小而硬，支架流出端与腰部的连接为开环设计，瓣膜为猪心包瓣叶裁切缝合而成，支架内为猪心包密封膜。依据支架花冠部和腰部的直径，瓣膜型号包括28-20、32-23、36-26、40-26、44-26五种，即有5个支架尺寸和3个瓣膜尺寸，其中26mm瓣膜有3个不同的框架（36/40/44mm）。未来也正在开发另外两款48-29、52-29两种规格以更多适应国人的自体流出道解剖特点。输送系统胶囊腔为21F，推送杆部分为12F，并在尾端自带有可移动的入路止血阀设计。
瓣膜支架的定位主要依赖于两侧膨大的花冠铆定在主肺动脉及流出道内（术前需要进行多平面测量），型号选择不受瓣环的直径限制，因而可以处理肺环直径超过30mm的患者（最大可达36-38mm）。由于中间相对狭窄的支架腰部瓣位不受压，不影响瓣膜小叶的性能，减少了小叶展开不全导致的跨瓣梯度升高和机械剪切力增加，不影响瓣膜耐久性，同时可显著降低支架中段外压导致的冠状动脉压迫的风险（左冠往往走形在瓣环左后方附近），多数病例甚至可无需行球囊压迫试验。支架猪心包全覆膜设计使得支架与流出道有足够的接触面以减少瓣周漏的出现。
图10PTValve及其输送系统
内容编辑：潘文志
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来源：APSH青年俱乐部编辑/排版：Lily
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