引用本文: 姜文劍, 劉揚, 余長遙, 張宏家. 單純升主動脈擴張患者手術指征的探討. 中國胸心血管外科臨床雜志, 2019, 26(11): 1113-1118. doi: 10.7507/1007-4848.201903005 復制
升主動脈擴張的患者若不進行外科干預,任其自然演變常導致主動脈夾層或破裂,最終導致患者死亡[1-2]。根據拉普拉斯定律,隨著升主動脈內徑的增大,升主動脈動脈壁的張力也隨之增大。因此,傳統的心臟外科理念認為擴張的主動脈更容易發生夾層[3]。根據歐美指南,對于主動脈最大內徑>5.5 cm 的單純性主動脈擴張患者,即使不合并瓣膜及其他病變也均應手術治療。但是對于這一手術指征,現在仍然存在較大爭議,尚未有明確的研究報道作為有力的依據。在本研究中,比較了在首都醫科大學附屬北京安貞醫院接受手術治療的單純升主動脈夾層患者與單純升主動脈擴張患者的升主動脈內徑及術后結局,探討現有指南指導國人升主動脈擴張患者手術時機選擇的可靠性。
1 資料與方法
1.1 臨床資料
回顧性分析 2010~2017 年在首都醫科大學附屬北京安貞醫院接受手術治療的主動脈擴張及主動脈夾層住院患者的臨床資料。所有患者術前均通過主動脈 CT 血管造影(CTA)確診。為了排除一些與本研究無關的干擾因素,我們僅納入了單純局限的升主動脈夾層和單純升主動脈擴張的患者,本研究只涉及升主動脈,升主動脈內徑數據來源于北京安貞醫院超聲心動圖數據庫。排除標準:年齡<18 歲,遺傳性結締組織疾病如馬方綜合征、Loeys-Dietz、Ehlers-Danlos 綜合征,炎癥性主動脈疾病,心臟瓣膜疾病,如主動脈狹窄或功能不全,雙瓣主動脈瓣,有升主動脈手術史。排除假性動脈瘤、升主動脈潰瘍、壁內血腫患者,以及同時合并降主動脈夾層的患者。我們最終確定兩組患者:其中單純局限的升主動脈夾層組 83 例,男 40 例,女 43 例,平均年齡為(56.93±10.74)歲;單純升主動脈擴張組 56 例,男 25 例,女 31 例,平均年齡為(57.27±10.96)歲(圖 1),收集的數據主要來源于住院患者的病歷。臨床資料包括升主動脈內徑、主動脈竇內徑、性別、年齡、身高、體重、體表面積、術前心臟射血分數(EF)、術前左室舒張末期內徑(LVEDD)、術前左室收縮末期內徑(LVESD)、左心房內徑、手術相關參數及術后結果。

1.2 統計學分析
正態分布的計量資料用均數±標準差(±s)表示,非正態分布的計量資料用中位數(P25,P75)表示。計數資料采用例數和百分數表示。使用 C 統計和 Hosmer-Lemeshow χ2檢驗新模型區別和校準主動脈夾層發生的能力。采用 bootstrap 方法對新模型進行內部驗證,采用 C 統計、重分類改善指數(NRI)和綜合判別改善指數(IDI)評價模型與升主動脈內徑預測的能力。
2 結果
2.1 基線特征
兩組患者基本數據對比見表 1。兩組性別、年齡、身高、體重、體表面積、體重指數、術前 EF、術前 LVEDD、術前 LVESD,左心房內徑等差異無統計學意義(P>0.05)。


2.2 手術相關參數及術后結果
與單純升主動脈擴張組患者相比,單純局限的升主動脈夾層組的患者術中體外循環(CPB)時間和主動脈阻斷時間顯著延長(P 均<0.001),總住院天數顯著縮短(P=0.005),機械通氣時間和 ICU 停留時間顯著延長(P 均<0.001);見表 2。兩組患者在術后住院時間、紅細胞懸液輸注、血漿輸注、術后 EF、術后血清肌酐水平等方面差異無統計學意義。對于術后結局,單純局限的升主動脈夾層組死亡率、氣管切開術發生率以及術后出血再次探查的發生率均顯著高于單純升主動脈擴張組患者(P=0.040,0.011 和 0.028)。兩組患者的腦卒中發生率、肺部感染發生率及術后透析發生率差異無統計學意義(P>0.05)。


2.3 升主動脈內徑比較
升主動脈擴張組升主動脈內徑大于升主動脈夾層組[(57.30±9.41)mm vs.(50.72±9.53)mm,P<0.01];見表 3。結果顯示,近 73% 的單純局限的升主動脈夾層組患者的主動脈內徑<5.5 cm,52% 的患者主動脈內徑<5.0 cm。考慮體表面積的影響,我們使用了升主動脈內徑指數(升主動脈內徑/體表面積)。單純升主動脈擴張組患者的升主動脈內徑指數大于單純局限的升主動脈夾層組。這與兩組間升主動脈內徑的差異是一致的。


將兩組分別分為男性和女性患者進行比較,結果發現,男性和女性的結果不同。男性患者中,單純升主動脈擴張組患者的升主動脈內徑及升主動脈內徑指數均大于單純局限的升主動脈夾層組,兩組主動脈竇內徑大小相似。但是兩組的女性患者在主動脈竇內徑、升主動脈內徑、升主動脈內徑指數方面差異均無統計學意義;見表 3。
3 討論
在我們的研究中,單純局限的升主動脈夾層患者與單純升主動脈擴張的患者相比較有較高的死亡率、氣管切開術的發生率和術后出血的再次探查發生率,這提示一旦升主動脈擴張發展為升主動脈夾層,圍手術期的死亡率和發病率將顯著增加,在升主動脈夾層發生前對升主動脈擴張患者進行外科手術干預,其治療風險將大大降低。因此,單純升主動脈擴張的手術指征的確立對于這類患者極為重要。在我國,現行的手術指征為升主動脈內徑>5.5 cm,該指征來源于 2014 年歐洲心臟病學會(ESC)和 2010 年美國心臟病學會(ACC)、美國心臟協會(AHA)、美國胸外科學會(STS)、美國胸外科學會(AATS)的主動脈疾病診療指南[4]。Coady 等[5-6]也在 1997 年提出了大量的臨床證據來支持該手術指征。但是該指南主要基于臨床醫生和外科醫生積累的經驗,缺乏足夠的證據支持和理論依據。因此,針對國人的單純升主動脈擴張的手術指征的研究尤為重要。同時,指南也承認這些指標并非絕對,也應考慮許多其他因素的影響。例如,指南中認為馬方綜合征患者手術指征為 5 cm,有夾層家族史及嚴重主動脈反流等附加危險因素的患者手術指征可調整為 4.5 cm。從指南中可以看出,遺傳因素、瓣膜功能紊亂等對手術適應證有很大影響。因此,在本研究中,我們排除了遺傳因素、炎癥、瓣膜疾病等因素的干擾,選擇單純升主動脈擴張和單純局限的升主動脈夾層患者作為研究對象。這使我們可以將重點放在升主動脈內徑對升主動脈擴張適應證的影響上,且兩組患者更具有可比性。
我們單中心的臨床資料顯示,83 例單純局限的升主動脈夾層患者中,有近 73% 的患者升主動脈內徑<5.5 cm,近 52% 的患者升主動脈內徑<5.0 cm。Pape 等[9]在 2007 年的研究中也展示了類似的數據,他們收集了 1996~2005 年國際急性主動脈夾層登記處(IRAD)591 例 A 型夾層患者(平均年齡 60.8 歲)的資料,發現 59% 的患者內徑<5.5 cm,40% 的患者內徑<5 cm,與我們的研究結果相似。從本研究結果看,大部分單純局限的升主動脈夾層組患者內徑<5.5 cm。如果采用目前歐美指南中針對單純升主動脈擴張的手術指征,將會有更多的患者提前發生升主動脈夾層,甚至死亡。部分患者發生夾層時,升主動脈內徑甚至小于正常的內徑。在臨床實踐中,我們確實發現一些患者雖然升主動脈“小”,甚至<3.5 cm,但也發生了升主動脈夾層。相反,在一些主動脈擴張的患者中,升主動脈的內徑有時甚至達到 8~9 cm,但是仍然是“安全”的。這表明,一方面對于這些“小主動脈”患者,似乎需要使用更為合理的指標作為手術指征來避免單純的升主動脈擴張進展為災難性的升主動脈夾層。另一方面。對于一些“大主動脈”的患者,以升主動脈內徑>5.5 cm 作為手術指征似乎又太過激進。因此,僅僅依靠升主動脈的內徑來決定是否應該進行手術是遠遠不夠的,我們有必要為手術尋找更準確的評價指標。
傳統觀念上我們認為升主動脈擴張的內徑小于升主動脈夾層的內徑。隨著升主動脈內徑的增大,夾層的風險增大,即升主動脈內徑“足夠大”,才會導致升主動脈夾層的發生。然而,這個傳統觀念正受到越來越多的非議,許多醫生認為升主動脈內徑仍然受到許多其他因素的干擾,例如性別和體表面積。Davies 等[10]對 805 例動脈瘤患者進行回顧性分析,發現女性動脈瘤夾層發生率較高,5 年生存率較低。研究者[11-12]發現女性主動脈瘤患者主動脈內徑增加較快。為了排除性別因素的干擾,在本研究中,我們將患者分為男性和女性兩組,其結果確有不同。男性患者中,單純升主動脈擴張組患者的升主動脈內徑及升主動脈內徑指數均大于單純局限的升主動脈夾層組,兩組主動脈竇內徑相似。但是兩組的女性患者在主動脈竇內徑、升主動脈內徑、升主動脈內徑指數方面差異均無統計學意義。此外,K?lsch 等[13]發現體表面積是升主動脈內徑增加的相關獨立危險因素。Davies 等[10]認為主動脈內徑指數達到 2.75 cm/m2時,動脈瘤患者應行手術治療。為了排除這一因素的干擾,我們在本研究中比較了兩組之間升主動脈內徑/體表面積的參數,即升主動脈內徑指數,發現兩組之間這一指數的差異和升主動脈內徑的差異是一致的。他們認為主動脈內徑指數達到 2.75 cm/m2時,動脈瘤患者應行手術治療。
在另一項研究中,一些學者認為人群中升主動脈的內徑存在所謂的“正態分布”,內徑為中等大小的升主動脈的數量是最多的,這意味著相當多的人口擁有“小內徑”升主動脈,所以“小內徑”的升主動脈夾層的數量也比“大內徑”主動脈夾層多[14-15]。他們的研究證實,盡管夾層確實會發生在較小尺寸的升主動脈患者中,但升主動脈內徑較大的患者發生主動脈夾層的風險要比內徑較小的患者高出 6 000 倍。如果我們想測量主動脈夾層發生的風險,應該測量主動脈夾層的患者人數/擁有相同內徑主動脈的總人數。結果顯示“大內徑”主動脈夾層的“風險”明顯大于“小內徑”,這就解釋了為什么將升主動脈內徑擴張到一定程度作為手術指征的原因。但在實際情況中,升主動脈內徑的數據在總人口中很難收集。因此,主動脈內徑在一般人群中是否為正態分布還需要進一步的證據。此外,雖然“小主動脈”患者夾層發生的風險小于“大主動脈”,但“小主動脈”人群數量較多,因此“小主動脈”夾層患者的絕對數量也很大,在臨床實踐中不容忽視。
在中國缺少 IRAD 這樣的數據庫平臺,升主動脈擴張的診治經驗總結和循證醫學研究開展難度較大。目前,中國的心臟外科醫生更多地依靠歐美的指南來指導臨床工作。我們現有的單純升主動脈擴張手術指征也是基于這些歐美指南。眾所周知,中國人與歐美人種有很大的差異,所以有必要確立一個屬于中國人的升主動脈擴張的手術指征。本研究結果顯示憑現有指南指導國人升主動脈擴張患者手術時機選擇是不夠的,在未來的臨床研究中,我們還需要明確更加合理的指標。
當然,我們的研究也有一些局限性:在病例選擇中排除了遺傳性和炎性主動脈疾病,但這些疾病可能是解開升主動脈擴張進展為夾層秘密的關鍵。此外,值得注意的是,我們的研究大多只包括發生夾層后的升主動脈內徑,但解剖前內徑才是真正可以指導手術的內徑。在今后的研究中,我們將進一步探討升主動脈擴張的發病機制。同時,本研究中我們只對性別和體表面積這些影響升主動脈內徑的因素進行了探討,仍然還有其他因素未作涉及,這也需要我們未來進一步研究。
利益沖突:無。
升主動脈擴張的患者若不進行外科干預,任其自然演變常導致主動脈夾層或破裂,最終導致患者死亡[1-2]。根據拉普拉斯定律,隨著升主動脈內徑的增大,升主動脈動脈壁的張力也隨之增大。因此,傳統的心臟外科理念認為擴張的主動脈更容易發生夾層[3]。根據歐美指南,對于主動脈最大內徑>5.5 cm 的單純性主動脈擴張患者,即使不合并瓣膜及其他病變也均應手術治療。但是對于這一手術指征,現在仍然存在較大爭議,尚未有明確的研究報道作為有力的依據。在本研究中,比較了在首都醫科大學附屬北京安貞醫院接受手術治療的單純升主動脈夾層患者與單純升主動脈擴張患者的升主動脈內徑及術后結局,探討現有指南指導國人升主動脈擴張患者手術時機選擇的可靠性。
1 資料與方法
1.1 臨床資料
回顧性分析 2010~2017 年在首都醫科大學附屬北京安貞醫院接受手術治療的主動脈擴張及主動脈夾層住院患者的臨床資料。所有患者術前均通過主動脈 CT 血管造影(CTA)確診。為了排除一些與本研究無關的干擾因素,我們僅納入了單純局限的升主動脈夾層和單純升主動脈擴張的患者,本研究只涉及升主動脈,升主動脈內徑數據來源于北京安貞醫院超聲心動圖數據庫。排除標準:年齡<18 歲,遺傳性結締組織疾病如馬方綜合征、Loeys-Dietz、Ehlers-Danlos 綜合征,炎癥性主動脈疾病,心臟瓣膜疾病,如主動脈狹窄或功能不全,雙瓣主動脈瓣,有升主動脈手術史。排除假性動脈瘤、升主動脈潰瘍、壁內血腫患者,以及同時合并降主動脈夾層的患者。我們最終確定兩組患者:其中單純局限的升主動脈夾層組 83 例,男 40 例,女 43 例,平均年齡為(56.93±10.74)歲;單純升主動脈擴張組 56 例,男 25 例,女 31 例,平均年齡為(57.27±10.96)歲(圖 1),收集的數據主要來源于住院患者的病歷。臨床資料包括升主動脈內徑、主動脈竇內徑、性別、年齡、身高、體重、體表面積、術前心臟射血分數(EF)、術前左室舒張末期內徑(LVEDD)、術前左室收縮末期內徑(LVESD)、左心房內徑、手術相關參數及術后結果。

1.2 統計學分析
正態分布的計量資料用均數±標準差(±s)表示,非正態分布的計量資料用中位數(P25,P75)表示。計數資料采用例數和百分數表示。使用 C 統計和 Hosmer-Lemeshow χ2檢驗新模型區別和校準主動脈夾層發生的能力。采用 bootstrap 方法對新模型進行內部驗證,采用 C 統計、重分類改善指數(NRI)和綜合判別改善指數(IDI)評價模型與升主動脈內徑預測的能力。
2 結果
2.1 基線特征
兩組患者基本數據對比見表 1。兩組性別、年齡、身高、體重、體表面積、體重指數、術前 EF、術前 LVEDD、術前 LVESD,左心房內徑等差異無統計學意義(P>0.05)。


2.2 手術相關參數及術后結果
與單純升主動脈擴張組患者相比,單純局限的升主動脈夾層組的患者術中體外循環(CPB)時間和主動脈阻斷時間顯著延長(P 均<0.001),總住院天數顯著縮短(P=0.005),機械通氣時間和 ICU 停留時間顯著延長(P 均<0.001);見表 2。兩組患者在術后住院時間、紅細胞懸液輸注、血漿輸注、術后 EF、術后血清肌酐水平等方面差異無統計學意義。對于術后結局,單純局限的升主動脈夾層組死亡率、氣管切開術發生率以及術后出血再次探查的發生率均顯著高于單純升主動脈擴張組患者(P=0.040,0.011 和 0.028)。兩組患者的腦卒中發生率、肺部感染發生率及術后透析發生率差異無統計學意義(P>0.05)。


2.3 升主動脈內徑比較
升主動脈擴張組升主動脈內徑大于升主動脈夾層組[(57.30±9.41)mm vs.(50.72±9.53)mm,P<0.01];見表 3。結果顯示,近 73% 的單純局限的升主動脈夾層組患者的主動脈內徑<5.5 cm,52% 的患者主動脈內徑<5.0 cm。考慮體表面積的影響,我們使用了升主動脈內徑指數(升主動脈內徑/體表面積)。單純升主動脈擴張組患者的升主動脈內徑指數大于單純局限的升主動脈夾層組。這與兩組間升主動脈內徑的差異是一致的。


將兩組分別分為男性和女性患者進行比較,結果發現,男性和女性的結果不同。男性患者中,單純升主動脈擴張組患者的升主動脈內徑及升主動脈內徑指數均大于單純局限的升主動脈夾層組,兩組主動脈竇內徑大小相似。但是兩組的女性患者在主動脈竇內徑、升主動脈內徑、升主動脈內徑指數方面差異均無統計學意義;見表 3。
3 討論
在我們的研究中,單純局限的升主動脈夾層患者與單純升主動脈擴張的患者相比較有較高的死亡率、氣管切開術的發生率和術后出血的再次探查發生率,這提示一旦升主動脈擴張發展為升主動脈夾層,圍手術期的死亡率和發病率將顯著增加,在升主動脈夾層發生前對升主動脈擴張患者進行外科手術干預,其治療風險將大大降低。因此,單純升主動脈擴張的手術指征的確立對于這類患者極為重要。在我國,現行的手術指征為升主動脈內徑>5.5 cm,該指征來源于 2014 年歐洲心臟病學會(ESC)和 2010 年美國心臟病學會(ACC)、美國心臟協會(AHA)、美國胸外科學會(STS)、美國胸外科學會(AATS)的主動脈疾病診療指南[4]。Coady 等[5-6]也在 1997 年提出了大量的臨床證據來支持該手術指征。但是該指南主要基于臨床醫生和外科醫生積累的經驗,缺乏足夠的證據支持和理論依據。因此,針對國人的單純升主動脈擴張的手術指征的研究尤為重要。同時,指南也承認這些指標并非絕對,也應考慮許多其他因素的影響。例如,指南中認為馬方綜合征患者手術指征為 5 cm,有夾層家族史及嚴重主動脈反流等附加危險因素的患者手術指征可調整為 4.5 cm。從指南中可以看出,遺傳因素、瓣膜功能紊亂等對手術適應證有很大影響。因此,在本研究中,我們排除了遺傳因素、炎癥、瓣膜疾病等因素的干擾,選擇單純升主動脈擴張和單純局限的升主動脈夾層患者作為研究對象。這使我們可以將重點放在升主動脈內徑對升主動脈擴張適應證的影響上,且兩組患者更具有可比性。
我們單中心的臨床資料顯示,83 例單純局限的升主動脈夾層患者中,有近 73% 的患者升主動脈內徑<5.5 cm,近 52% 的患者升主動脈內徑<5.0 cm。Pape 等[9]在 2007 年的研究中也展示了類似的數據,他們收集了 1996~2005 年國際急性主動脈夾層登記處(IRAD)591 例 A 型夾層患者(平均年齡 60.8 歲)的資料,發現 59% 的患者內徑<5.5 cm,40% 的患者內徑<5 cm,與我們的研究結果相似。從本研究結果看,大部分單純局限的升主動脈夾層組患者內徑<5.5 cm。如果采用目前歐美指南中針對單純升主動脈擴張的手術指征,將會有更多的患者提前發生升主動脈夾層,甚至死亡。部分患者發生夾層時,升主動脈內徑甚至小于正常的內徑。在臨床實踐中,我們確實發現一些患者雖然升主動脈“小”,甚至<3.5 cm,但也發生了升主動脈夾層。相反,在一些主動脈擴張的患者中,升主動脈的內徑有時甚至達到 8~9 cm,但是仍然是“安全”的。這表明,一方面對于這些“小主動脈”患者,似乎需要使用更為合理的指標作為手術指征來避免單純的升主動脈擴張進展為災難性的升主動脈夾層。另一方面。對于一些“大主動脈”的患者,以升主動脈內徑>5.5 cm 作為手術指征似乎又太過激進。因此,僅僅依靠升主動脈的內徑來決定是否應該進行手術是遠遠不夠的,我們有必要為手術尋找更準確的評價指標。
傳統觀念上我們認為升主動脈擴張的內徑小于升主動脈夾層的內徑。隨著升主動脈內徑的增大,夾層的風險增大,即升主動脈內徑“足夠大”,才會導致升主動脈夾層的發生。然而,這個傳統觀念正受到越來越多的非議,許多醫生認為升主動脈內徑仍然受到許多其他因素的干擾,例如性別和體表面積。Davies 等[10]對 805 例動脈瘤患者進行回顧性分析,發現女性動脈瘤夾層發生率較高,5 年生存率較低。研究者[11-12]發現女性主動脈瘤患者主動脈內徑增加較快。為了排除性別因素的干擾,在本研究中,我們將患者分為男性和女性兩組,其結果確有不同。男性患者中,單純升主動脈擴張組患者的升主動脈內徑及升主動脈內徑指數均大于單純局限的升主動脈夾層組,兩組主動脈竇內徑相似。但是兩組的女性患者在主動脈竇內徑、升主動脈內徑、升主動脈內徑指數方面差異均無統計學意義。此外,K?lsch 等[13]發現體表面積是升主動脈內徑增加的相關獨立危險因素。Davies 等[10]認為主動脈內徑指數達到 2.75 cm/m2時,動脈瘤患者應行手術治療。為了排除這一因素的干擾,我們在本研究中比較了兩組之間升主動脈內徑/體表面積的參數,即升主動脈內徑指數,發現兩組之間這一指數的差異和升主動脈內徑的差異是一致的。他們認為主動脈內徑指數達到 2.75 cm/m2時,動脈瘤患者應行手術治療。
在另一項研究中,一些學者認為人群中升主動脈的內徑存在所謂的“正態分布”,內徑為中等大小的升主動脈的數量是最多的,這意味著相當多的人口擁有“小內徑”升主動脈,所以“小內徑”的升主動脈夾層的數量也比“大內徑”主動脈夾層多[14-15]。他們的研究證實,盡管夾層確實會發生在較小尺寸的升主動脈患者中,但升主動脈內徑較大的患者發生主動脈夾層的風險要比內徑較小的患者高出 6 000 倍。如果我們想測量主動脈夾層發生的風險,應該測量主動脈夾層的患者人數/擁有相同內徑主動脈的總人數。結果顯示“大內徑”主動脈夾層的“風險”明顯大于“小內徑”,這就解釋了為什么將升主動脈內徑擴張到一定程度作為手術指征的原因。但在實際情況中,升主動脈內徑的數據在總人口中很難收集。因此,主動脈內徑在一般人群中是否為正態分布還需要進一步的證據。此外,雖然“小主動脈”患者夾層發生的風險小于“大主動脈”,但“小主動脈”人群數量較多,因此“小主動脈”夾層患者的絕對數量也很大,在臨床實踐中不容忽視。
在中國缺少 IRAD 這樣的數據庫平臺,升主動脈擴張的診治經驗總結和循證醫學研究開展難度較大。目前,中國的心臟外科醫生更多地依靠歐美的指南來指導臨床工作。我們現有的單純升主動脈擴張手術指征也是基于這些歐美指南。眾所周知,中國人與歐美人種有很大的差異,所以有必要確立一個屬于中國人的升主動脈擴張的手術指征。本研究結果顯示憑現有指南指導國人升主動脈擴張患者手術時機選擇是不夠的,在未來的臨床研究中,我們還需要明確更加合理的指標。
當然,我們的研究也有一些局限性:在病例選擇中排除了遺傳性和炎性主動脈疾病,但這些疾病可能是解開升主動脈擴張進展為夾層秘密的關鍵。此外,值得注意的是,我們的研究大多只包括發生夾層后的升主動脈內徑,但解剖前內徑才是真正可以指導手術的內徑。在今后的研究中,我們將進一步探討升主動脈擴張的發病機制。同時,本研究中我們只對性別和體表面積這些影響升主動脈內徑的因素進行了探討,仍然還有其他因素未作涉及,這也需要我們未來進一步研究。
利益沖突:無。