二尖瓣反流(mitral regurgitation,MR)是一種發病機制比較復雜的瓣膜性心臟病。但是,目前臨床對MR的理解多停留在單純空間的角度。我們建議對于MR的評估要突破二維單幀的面積局限思維,過渡到三維空間-時間積分(也就是四維時空)的全面評估。其次,要注意MR發生的時間機制及時間思維,不同心動周期、同一心動周期內,MR量可能有所不同。由于心臟收縮在時間維度上的變化可導致MR的發生,有時需要從時間思維而不是空間思維去理解MR。
引用本文: 潘文志, 李偉, 潘翠珍, 周達新, 葛均波. 二尖瓣反流機制的再認識:從二維世界到四維時空. 中國胸心血管外科臨床雜志, 2022, 29(7): 801-805. doi: 10.7507/1007-4848.202109006 復制
筆者曾通過《二尖瓣反流機制的新認識及其應用》[1]一文,對二尖瓣反流(mitral regurgitation,MR)的機制進行較全面且新穎的分析。近年來,隨著對MR研究的不斷深入,筆者認為,單純立足于空間思維不足以充分解釋MR的發病機制,本文擬從時空結合角度,對MR機制及評估做深入分析。
1 二尖瓣的應用解剖
準確來講,二尖瓣不是一個單一的結構,是個復合體,應該稱之為二尖瓣復合體[2],是一組復雜的功能和解剖結構裝置,通常認為包括瓣環、瓣葉、腱索和乳頭肌。
二尖瓣的瓣葉通常由前葉、后葉及連接前后瓣葉對合面的交界瓣葉組成。自基底部至邊緣,二尖瓣的前葉、后葉可分為近端的心房區和遠端的對合區,并進一步根據后葉的兩條切跡(瓣裂)區分,包括相對應的外側(A1)、中央(A2)、內側(A3)、外側(P1)、中央(P2)及內側(P3)區域。二尖瓣前葉通常呈半卵圓形,其長度、厚度及面積均明顯高于后葉,但其基部較后葉短,約占瓣環周長的1/3,其心房區光滑、菲薄、半透明,而對合區則增厚粗糙,且附著腱索[2]。生理狀態下,二尖瓣前葉與主動脈無冠瓣環的1/2、左冠狀動脈(冠脈)瓣環的1/2以及左右纖維三角[3]共同構成了主動脈-二尖瓣簾。由于該結構存在,如果經導管主動脈瓣置換術(transcatheter aortic valve replacement,TAVR)瓣膜植入過深,就會影響二尖瓣前葉開放[4-5];而經導管二尖瓣置換如果瓣膜選擇不合適,就會導致左心室流出道梗阻[5]。二尖瓣后葉位于左心室壁的頂點,通常呈長條形,后葉的切跡上附著大量腱索,在舒張期通過牽張力維持后瓣最大限度的開放。由于后葉的一部分附著于左心室底部肌肉,而左心室收縮時最大張力集中在二尖瓣后瓣葉的中段,因此二尖瓣后葉P2區域面積相對最大也最容易產生脫垂。交界瓣葉是前后葉交界處匯合時形成的一個小三角形的瓣葉組織,其基底部附著于二尖瓣瓣環,游離緣附著一至兩條特征性的扇形腱索,該功能實體的存在完善了前后葉交界區的連續性,保證瓣葉邊界區的有效對合。
二尖瓣環是二尖瓣病變時,外科及經導管二尖瓣修復/置換術極其重要的指示點[6]。它并非一個平面,而是指心房至瓣葉的結合處具有高密度的結締組織,是自二尖瓣前葉延續的主動脈-二尖瓣簾開始,纖維彈性索穿過前外側及后內側兩個纖維三角,并部分圍繞二尖瓣后葉,形成的“D”字形形狀馬鞍形立體結構[7-8]。由于纖維連接的存在,二尖瓣環與主動脈瓣環的角度在整個心動周期中不斷變化,尤其在等容收縮期時,引起非常早的瓣環收縮及馬鞍形增強,使得瓣葉相互靠近以有效預防收縮早期引起的MR[9]。此外,二尖瓣環在心外膜面毗鄰心大靜脈及冠脈的左回旋支,前者可以作為二尖瓣環縮的治療靶點[10],但后者在行二尖瓣環縮時,又變成為潛在副作用靶點(回旋支受壓迫、穿孔)[11]。
為了達到瓣葉正常的開關功能,腱索和乳頭肌作為主要的瓣下懸吊結構,將瓣葉與左心室相連,保證瓣葉在心室收縮期開放,但防止在心室舒張期瓣葉移位至瓣環水平以上。
2 二尖瓣反流的分類
二尖瓣功能的完整性要求二尖瓣環大小合適、瓣葉結構完整、乳頭肌收縮牽拉腱索發揮瓣葉的支撐作用、左心室肌肉收縮產生關閉力量適當、心室形態及功能正常。這些因素中任何一個出現異常都會導致MR。整體上,MR可以分為原發性(器質性)及繼發性(功能性)。其具體病因可歸納為原發性(先天性畸形、炎癥性疾病、退行性疾病、細菌性心內膜炎、創傷性、鈣化性、腫瘤/放射治療后)、繼發性(缺血性心臟病、擴張性心肌病、梗阻性肥厚型心肌病、房性/室性瓣環擴張)以及混合性病因[12-13]。在Carpentier分型[12]基礎上,可將MR進一步細分為數個亞型[Ⅰ型:瓣葉活動正常而瓣膜功能失調;Ⅱ型:瓣葉活動過度的瓣膜功能失調(我們首次對Ⅱ型進行細分分型[14]);Ⅲ型:瓣葉活動受限的瓣膜功能異常]。但有時候,可能多種機制參與MR,尤其對于瓣膜纖維鈣化改變的老年患者,原發性MR和混合性MR的某些特征很可能同時出現。但是,無論屬于哪種分型,通常有一個占主導地位的機制可成為患者治療的靶點。
3 二尖瓣反流的病理生理及預后
MR一方面由于血液倒流到左心房,導致肺水腫、肺動脈高壓及心房顫動發生;另一方面由于前向血流減少,導致左心室輸出量下降、體循環低灌注。此外,由于血液在左心室、心房無效來回運動,增加左心室負荷和消耗,導致左心衰竭,使得患者生存率明顯下降。
對于原發性MR,早期研究[15]顯示二尖瓣連珈合并嚴重MR患者10年隨訪間約90%發生死亡或需要再次手術干預,新發心房顫動及心力衰竭發生率可分別達30%和63%,而出現嚴重心力衰竭者[紐約心臟協會(New York Heart Association,NYHA)心功能分級3級以上],每年死亡率達34%。另一項納入456例無癥狀嚴重原發性MR患者的前瞻性隨訪研究[16]顯示,5年內全因死亡、心臟性死亡和心血管事件發生率分別達 22%±3%、14%±3%和33%±3%,232例(50.88%)患者最終接受外科手術治療。同時,該研究結果提示隨著二尖瓣有效反流口面積(effective regurgitant orifice area,EROA)的增加,患者死亡風險也明顯上升,EROA每增加10 mm2,風險增加18%,95%CI(1.06,1.30),P<0.01,其中EROA≥40 mm2的患者5年生存率為58%,預后最差。
對于繼發性MR患者,嚴重MR也與不良預后息息相關。一項針對1 256例缺血性及擴張性心肌病患者的研究[17]發現,平均隨訪3年后,在修正臨床、人口統計學變量、左心室大小及功能影響后,合并嚴重繼發性MR患者出現死亡及再住院事件的風險是無明顯反流患者的2倍。另一項納入45 900例繼發性MR的Meta分析[18]發現即使是合并輕微繼發性MR也會明顯增加患者的全因死亡率[RR=1.56,95%CI(1.31,1.85)]、心血管相關死亡率[RR=2.62,95%CI(1.87,3.69)]及因心力衰竭再住院風險[RR=2.26,95%CI(1.92,2.67)]。2018年,Goliasch等[19]對576例慢性心力衰竭患者的5年隨訪研究發現,嚴重繼發性MR是心力衰竭患者死亡的獨立預測因素[HR=1.76,95%CI(1.34,2.30),P<0.001]。
目前,外科手術是治療嚴重癥狀性MR的主要手段[20],但是由于年齡大、手術風險高、基礎合并疾病多等原因,超50%患者未能及時接受治療[21-22]。而在中國,雖然目前尚無MR流行病學的準確數據,但通過類比美國流行病學數據,復旦大學附屬中山醫院葛均波院士、周達新教授團隊預測,我國需要干預治療的MR患者約為750萬,重度MR患者約為550萬,但目前患者治療率僅為0.5%[23]。因此,進一步挖掘MR的發生、發展機制,并在此基礎上,探討延緩其進程的方法及干預其病變的手段,將有利于進一步推動MR的治療。
4 二尖瓣反流的空間機制
4.1 二尖瓣瓣環擴張
正常時,前后瓣葉有較大的對合面積,二尖瓣前瓣有很大的潛在代償能力。如果瓣環擴張,兩個瓣葉之間的對合面積將減少。當瓣環極度擴張時,兩個瓣葉不能完全對合,之間出現孔隙,必將引起瓣膜反流。這個為房性功能性二尖瓣反流(atrial functional mitral regurgitation,AFMR)的主要機制[24-25]。由于這個機制存在,在二尖瓣修復中,特別是環縮中,一個核心的療效預測指標就是三腔切面時瓣環的前后徑(anterior-posterior diameter,APD),進一步可量化為二尖瓣前葉(anterior mitral leaflet,AML)和二尖瓣后葉(posterior mitral leaflet,PML)長度之和與APD的比值,即瓣葉對合指數(leaflet-to-annulus index,LAI),LAI=(AML+PML)/APD[26-27]。
4.2 破壞瓣膜的完整性
二尖瓣葉畸形、穿孔、裂縫、攣縮或損害,破壞了瓣膜的完整性,可導致瓣膜反流。
4.3 腱索及乳頭肌損害
腱索發自心室或者起源于乳頭肌的最上端,心室收縮時,乳頭肌收縮并牽拉腱索繼而對二尖瓣起到支撐作用。當腱索或者乳頭肌功能損害(斷裂或松弛延長),二尖瓣支撐作用減弱,可引起二尖瓣脫垂,導致MR[28]。
4.4 左心室形態異常
正常左心室為錐體型,如果左心室擴大、心室成球形,使得乳頭肌及腱索向離心方向移位,就會過度牽拉二尖瓣葉,限制二尖瓣運動(腱索栓系),導致二尖瓣對合不良,從而產生 MR。此為擴張性心肌病、心室擴大及缺血性心肌病患者MR的主要機制[29]。
4.5 左心室收縮期壓力過大
如果左心室收縮力過大,可導致心室內壓力過大(如高血壓、甲狀腺功能亢進、主動脈瓣狹窄),腱索及乳頭肌支撐力不夠,會導致MR。反之,如果左心室壓力減小,如TAVR術后,MR也會減少。
4.6 心率與二尖瓣反流
心率加快,使得心臟收縮期縮短,同一心臟周期的MR減少,每搏量增加,嚴重MR患者在搶救時心率應適當控制在較高水平。
4.7 二尖瓣前葉收縮期前移
梗阻性肥厚型心肌病、左心室流出道動力性梗阻患者,由于左心室流出道血流的虹吸作用,可導致二尖瓣前葉收縮期前移(systolic anterior motion,SAM),繼而導致MR[30]。
4.8 房性功能性二尖瓣反流
左心房、左心室房室交界處的肌肉對二尖瓣后葉起到支撐作用。二尖瓣后瓣瓣膜表面的心內膜與左心房后壁的心內膜相延續,故左心房擴大時可以牽拉后瓣,從而縮小后瓣的有效面積,并使得瓣環擴大,造成MR。這種MR被稱為AFMR[31-33]。因此,MR和左心房擴大是互為因果的。
4.9 二尖瓣反流導致二尖瓣反流
目前觀點認為,MR是進展性疾病,“MR導致MR”概念開始被重視。MR導致心房、心室擴大,這可導致瓣環擴張,繼而加重MR。因此,目前對MR患者越來越傾向于早期干預,打破此惡性循環[34-36]。《2020 AHA/ACC瓣膜心臟病管理指南要點更新》[37]推薦左心室收縮功能保留[左心室射血分數(left ventricular ejection fraction,LVEF)>60%,左心室收縮末期直徑<40 mm]、無癥狀的嚴重原發性MR患者若出現左心室進行性增大及LVEF進行性下降的影像學表現可選擇二尖瓣外科手術治療。對于無癥狀原發性MR且左心室收縮功能保留(LVEF>60%,左心室收縮末期直徑<40 mm)患者,若外科修復成功率>95%且預期死亡率<1%,可在有經驗的心臟中心進行外科修復術[38]。
5 二尖瓣反流的時空機制
以上反流機制是建立在對MR空間解剖和生理理解基礎上。筆者認為,MR的發生是一個時空復合機制,應該從二維的平面思維過渡到四維的時空思維。
5.1 二尖瓣反流在短時間內可能是動態變化的
MR具有動態特征,其嚴重程度隨左心室負荷變化而變化,在短期內都可能出現明顯變化。例如,與清醒狀態下經胸超聲心動圖(transthoracic echocardiogram,TTE)評估相比,經食管超聲心動圖(transesophageal echocardiogram,TEE)術中的鎮靜和血壓降低可能會顯著減輕MR的嚴重程度[39];高血壓急癥出現嚴重的MR,通過控制血壓可顯著改善MR;梗阻性肥厚型心肌病患者,后負荷的減少預計也會增加MR的嚴重程度。更有甚者,MR的嚴重程度在不同心動周期內都可能是動態變化的,不同心動周期反流程度不同[40]。
5.2 二尖瓣反流量與瞬間反流量和持續時間有關
MR的總體反流量應該是每一刻反流量的時間積分,反流總量除了和瞬間反流量有關,也和持續時間有關。因此,MR在同一心臟周期的收縮期內也是動態變化的,不能靠某一時刻單幀的反流量去評估反流量[41]。非全收縮期MR常見,單幀的面積測量(二維思維)會高估MR。
5.3 二尖瓣反流發生的時空滯后機制
據文獻[42]報道, MitraClip解剖入選標準要求對于功能性MR患者,前后瓣尖端之間接合長度要>2 mm。那么問題來了,既然前后瓣葉都接合重疊了,那怎么會出現反流?要解釋這個問題必須從MR時空滯后角度去分析。這些患者,由于乳頭肌部位心臟收縮減弱,瓣膜被腱索牽拉而不能閉合,出現了收縮早中期的瓣膜閉合延遲而出現MR,而到了收縮晚期,心臟收縮幅度加大,向瓣環靠攏,腱索沒受到牽拉而出現了瓣膜閉合和接合[43]。所以,這些患者的MR并非存在于全收縮期,只存在于收縮早中期。左束支傳導阻滯患者出現MR主要也是該機制[44-45]。因此,通過糾正心臟收縮順序可以治療MR。同樣,我中心近期在European Heart Journal-Case Reports[46]報道了一組舒張期MR的有趣病例,這些病例二尖瓣的解剖完全正常,其發生機制也是心臟收縮的時間順序發生紊亂,導致心室和心房之間的壓差逆轉或者腱索被提牽拉限制,從而導致MR。
6 總結
通過上述分析,我們建議對于MR的評估要突破二維單幀的面積局限思維,過渡到三維空間-時間積分(也就是四維時空)的全面評估。其次,要注意MR發生的時間機制及時間思維,不同心動周期、同一心動周期內,MR量可能有所不同。最后,心臟收縮在時間維度上的變化可導致MR的發生,有時需要從時間思維而不是空間思維去理解MR。
利益沖突:無。
作者貢獻:潘文志負責論文設計、論文初稿撰寫;李偉負責數據整理與分析;潘翠珍、周達新和葛均波負責論文審閱與修改。
筆者曾通過《二尖瓣反流機制的新認識及其應用》[1]一文,對二尖瓣反流(mitral regurgitation,MR)的機制進行較全面且新穎的分析。近年來,隨著對MR研究的不斷深入,筆者認為,單純立足于空間思維不足以充分解釋MR的發病機制,本文擬從時空結合角度,對MR機制及評估做深入分析。
1 二尖瓣的應用解剖
準確來講,二尖瓣不是一個單一的結構,是個復合體,應該稱之為二尖瓣復合體[2],是一組復雜的功能和解剖結構裝置,通常認為包括瓣環、瓣葉、腱索和乳頭肌。
二尖瓣的瓣葉通常由前葉、后葉及連接前后瓣葉對合面的交界瓣葉組成。自基底部至邊緣,二尖瓣的前葉、后葉可分為近端的心房區和遠端的對合區,并進一步根據后葉的兩條切跡(瓣裂)區分,包括相對應的外側(A1)、中央(A2)、內側(A3)、外側(P1)、中央(P2)及內側(P3)區域。二尖瓣前葉通常呈半卵圓形,其長度、厚度及面積均明顯高于后葉,但其基部較后葉短,約占瓣環周長的1/3,其心房區光滑、菲薄、半透明,而對合區則增厚粗糙,且附著腱索[2]。生理狀態下,二尖瓣前葉與主動脈無冠瓣環的1/2、左冠狀動脈(冠脈)瓣環的1/2以及左右纖維三角[3]共同構成了主動脈-二尖瓣簾。由于該結構存在,如果經導管主動脈瓣置換術(transcatheter aortic valve replacement,TAVR)瓣膜植入過深,就會影響二尖瓣前葉開放[4-5];而經導管二尖瓣置換如果瓣膜選擇不合適,就會導致左心室流出道梗阻[5]。二尖瓣后葉位于左心室壁的頂點,通常呈長條形,后葉的切跡上附著大量腱索,在舒張期通過牽張力維持后瓣最大限度的開放。由于后葉的一部分附著于左心室底部肌肉,而左心室收縮時最大張力集中在二尖瓣后瓣葉的中段,因此二尖瓣后葉P2區域面積相對最大也最容易產生脫垂。交界瓣葉是前后葉交界處匯合時形成的一個小三角形的瓣葉組織,其基底部附著于二尖瓣瓣環,游離緣附著一至兩條特征性的扇形腱索,該功能實體的存在完善了前后葉交界區的連續性,保證瓣葉邊界區的有效對合。
二尖瓣環是二尖瓣病變時,外科及經導管二尖瓣修復/置換術極其重要的指示點[6]。它并非一個平面,而是指心房至瓣葉的結合處具有高密度的結締組織,是自二尖瓣前葉延續的主動脈-二尖瓣簾開始,纖維彈性索穿過前外側及后內側兩個纖維三角,并部分圍繞二尖瓣后葉,形成的“D”字形形狀馬鞍形立體結構[7-8]。由于纖維連接的存在,二尖瓣環與主動脈瓣環的角度在整個心動周期中不斷變化,尤其在等容收縮期時,引起非常早的瓣環收縮及馬鞍形增強,使得瓣葉相互靠近以有效預防收縮早期引起的MR[9]。此外,二尖瓣環在心外膜面毗鄰心大靜脈及冠脈的左回旋支,前者可以作為二尖瓣環縮的治療靶點[10],但后者在行二尖瓣環縮時,又變成為潛在副作用靶點(回旋支受壓迫、穿孔)[11]。
為了達到瓣葉正常的開關功能,腱索和乳頭肌作為主要的瓣下懸吊結構,將瓣葉與左心室相連,保證瓣葉在心室收縮期開放,但防止在心室舒張期瓣葉移位至瓣環水平以上。
2 二尖瓣反流的分類
二尖瓣功能的完整性要求二尖瓣環大小合適、瓣葉結構完整、乳頭肌收縮牽拉腱索發揮瓣葉的支撐作用、左心室肌肉收縮產生關閉力量適當、心室形態及功能正常。這些因素中任何一個出現異常都會導致MR。整體上,MR可以分為原發性(器質性)及繼發性(功能性)。其具體病因可歸納為原發性(先天性畸形、炎癥性疾病、退行性疾病、細菌性心內膜炎、創傷性、鈣化性、腫瘤/放射治療后)、繼發性(缺血性心臟病、擴張性心肌病、梗阻性肥厚型心肌病、房性/室性瓣環擴張)以及混合性病因[12-13]。在Carpentier分型[12]基礎上,可將MR進一步細分為數個亞型[Ⅰ型:瓣葉活動正常而瓣膜功能失調;Ⅱ型:瓣葉活動過度的瓣膜功能失調(我們首次對Ⅱ型進行細分分型[14]);Ⅲ型:瓣葉活動受限的瓣膜功能異常]。但有時候,可能多種機制參與MR,尤其對于瓣膜纖維鈣化改變的老年患者,原發性MR和混合性MR的某些特征很可能同時出現。但是,無論屬于哪種分型,通常有一個占主導地位的機制可成為患者治療的靶點。
3 二尖瓣反流的病理生理及預后
MR一方面由于血液倒流到左心房,導致肺水腫、肺動脈高壓及心房顫動發生;另一方面由于前向血流減少,導致左心室輸出量下降、體循環低灌注。此外,由于血液在左心室、心房無效來回運動,增加左心室負荷和消耗,導致左心衰竭,使得患者生存率明顯下降。
對于原發性MR,早期研究[15]顯示二尖瓣連珈合并嚴重MR患者10年隨訪間約90%發生死亡或需要再次手術干預,新發心房顫動及心力衰竭發生率可分別達30%和63%,而出現嚴重心力衰竭者[紐約心臟協會(New York Heart Association,NYHA)心功能分級3級以上],每年死亡率達34%。另一項納入456例無癥狀嚴重原發性MR患者的前瞻性隨訪研究[16]顯示,5年內全因死亡、心臟性死亡和心血管事件發生率分別達 22%±3%、14%±3%和33%±3%,232例(50.88%)患者最終接受外科手術治療。同時,該研究結果提示隨著二尖瓣有效反流口面積(effective regurgitant orifice area,EROA)的增加,患者死亡風險也明顯上升,EROA每增加10 mm2,風險增加18%,95%CI(1.06,1.30),P<0.01,其中EROA≥40 mm2的患者5年生存率為58%,預后最差。
對于繼發性MR患者,嚴重MR也與不良預后息息相關。一項針對1 256例缺血性及擴張性心肌病患者的研究[17]發現,平均隨訪3年后,在修正臨床、人口統計學變量、左心室大小及功能影響后,合并嚴重繼發性MR患者出現死亡及再住院事件的風險是無明顯反流患者的2倍。另一項納入45 900例繼發性MR的Meta分析[18]發現即使是合并輕微繼發性MR也會明顯增加患者的全因死亡率[RR=1.56,95%CI(1.31,1.85)]、心血管相關死亡率[RR=2.62,95%CI(1.87,3.69)]及因心力衰竭再住院風險[RR=2.26,95%CI(1.92,2.67)]。2018年,Goliasch等[19]對576例慢性心力衰竭患者的5年隨訪研究發現,嚴重繼發性MR是心力衰竭患者死亡的獨立預測因素[HR=1.76,95%CI(1.34,2.30),P<0.001]。
目前,外科手術是治療嚴重癥狀性MR的主要手段[20],但是由于年齡大、手術風險高、基礎合并疾病多等原因,超50%患者未能及時接受治療[21-22]。而在中國,雖然目前尚無MR流行病學的準確數據,但通過類比美國流行病學數據,復旦大學附屬中山醫院葛均波院士、周達新教授團隊預測,我國需要干預治療的MR患者約為750萬,重度MR患者約為550萬,但目前患者治療率僅為0.5%[23]。因此,進一步挖掘MR的發生、發展機制,并在此基礎上,探討延緩其進程的方法及干預其病變的手段,將有利于進一步推動MR的治療。
4 二尖瓣反流的空間機制
4.1 二尖瓣瓣環擴張
正常時,前后瓣葉有較大的對合面積,二尖瓣前瓣有很大的潛在代償能力。如果瓣環擴張,兩個瓣葉之間的對合面積將減少。當瓣環極度擴張時,兩個瓣葉不能完全對合,之間出現孔隙,必將引起瓣膜反流。這個為房性功能性二尖瓣反流(atrial functional mitral regurgitation,AFMR)的主要機制[24-25]。由于這個機制存在,在二尖瓣修復中,特別是環縮中,一個核心的療效預測指標就是三腔切面時瓣環的前后徑(anterior-posterior diameter,APD),進一步可量化為二尖瓣前葉(anterior mitral leaflet,AML)和二尖瓣后葉(posterior mitral leaflet,PML)長度之和與APD的比值,即瓣葉對合指數(leaflet-to-annulus index,LAI),LAI=(AML+PML)/APD[26-27]。
4.2 破壞瓣膜的完整性
二尖瓣葉畸形、穿孔、裂縫、攣縮或損害,破壞了瓣膜的完整性,可導致瓣膜反流。
4.3 腱索及乳頭肌損害
腱索發自心室或者起源于乳頭肌的最上端,心室收縮時,乳頭肌收縮并牽拉腱索繼而對二尖瓣起到支撐作用。當腱索或者乳頭肌功能損害(斷裂或松弛延長),二尖瓣支撐作用減弱,可引起二尖瓣脫垂,導致MR[28]。
4.4 左心室形態異常
正常左心室為錐體型,如果左心室擴大、心室成球形,使得乳頭肌及腱索向離心方向移位,就會過度牽拉二尖瓣葉,限制二尖瓣運動(腱索栓系),導致二尖瓣對合不良,從而產生 MR。此為擴張性心肌病、心室擴大及缺血性心肌病患者MR的主要機制[29]。
4.5 左心室收縮期壓力過大
如果左心室收縮力過大,可導致心室內壓力過大(如高血壓、甲狀腺功能亢進、主動脈瓣狹窄),腱索及乳頭肌支撐力不夠,會導致MR。反之,如果左心室壓力減小,如TAVR術后,MR也會減少。
4.6 心率與二尖瓣反流
心率加快,使得心臟收縮期縮短,同一心臟周期的MR減少,每搏量增加,嚴重MR患者在搶救時心率應適當控制在較高水平。
4.7 二尖瓣前葉收縮期前移
梗阻性肥厚型心肌病、左心室流出道動力性梗阻患者,由于左心室流出道血流的虹吸作用,可導致二尖瓣前葉收縮期前移(systolic anterior motion,SAM),繼而導致MR[30]。
4.8 房性功能性二尖瓣反流
左心房、左心室房室交界處的肌肉對二尖瓣后葉起到支撐作用。二尖瓣后瓣瓣膜表面的心內膜與左心房后壁的心內膜相延續,故左心房擴大時可以牽拉后瓣,從而縮小后瓣的有效面積,并使得瓣環擴大,造成MR。這種MR被稱為AFMR[31-33]。因此,MR和左心房擴大是互為因果的。
4.9 二尖瓣反流導致二尖瓣反流
目前觀點認為,MR是進展性疾病,“MR導致MR”概念開始被重視。MR導致心房、心室擴大,這可導致瓣環擴張,繼而加重MR。因此,目前對MR患者越來越傾向于早期干預,打破此惡性循環[34-36]。《2020 AHA/ACC瓣膜心臟病管理指南要點更新》[37]推薦左心室收縮功能保留[左心室射血分數(left ventricular ejection fraction,LVEF)>60%,左心室收縮末期直徑<40 mm]、無癥狀的嚴重原發性MR患者若出現左心室進行性增大及LVEF進行性下降的影像學表現可選擇二尖瓣外科手術治療。對于無癥狀原發性MR且左心室收縮功能保留(LVEF>60%,左心室收縮末期直徑<40 mm)患者,若外科修復成功率>95%且預期死亡率<1%,可在有經驗的心臟中心進行外科修復術[38]。
5 二尖瓣反流的時空機制
以上反流機制是建立在對MR空間解剖和生理理解基礎上。筆者認為,MR的發生是一個時空復合機制,應該從二維的平面思維過渡到四維的時空思維。
5.1 二尖瓣反流在短時間內可能是動態變化的
MR具有動態特征,其嚴重程度隨左心室負荷變化而變化,在短期內都可能出現明顯變化。例如,與清醒狀態下經胸超聲心動圖(transthoracic echocardiogram,TTE)評估相比,經食管超聲心動圖(transesophageal echocardiogram,TEE)術中的鎮靜和血壓降低可能會顯著減輕MR的嚴重程度[39];高血壓急癥出現嚴重的MR,通過控制血壓可顯著改善MR;梗阻性肥厚型心肌病患者,后負荷的減少預計也會增加MR的嚴重程度。更有甚者,MR的嚴重程度在不同心動周期內都可能是動態變化的,不同心動周期反流程度不同[40]。
5.2 二尖瓣反流量與瞬間反流量和持續時間有關
MR的總體反流量應該是每一刻反流量的時間積分,反流總量除了和瞬間反流量有關,也和持續時間有關。因此,MR在同一心臟周期的收縮期內也是動態變化的,不能靠某一時刻單幀的反流量去評估反流量[41]。非全收縮期MR常見,單幀的面積測量(二維思維)會高估MR。
5.3 二尖瓣反流發生的時空滯后機制
據文獻[42]報道, MitraClip解剖入選標準要求對于功能性MR患者,前后瓣尖端之間接合長度要>2 mm。那么問題來了,既然前后瓣葉都接合重疊了,那怎么會出現反流?要解釋這個問題必須從MR時空滯后角度去分析。這些患者,由于乳頭肌部位心臟收縮減弱,瓣膜被腱索牽拉而不能閉合,出現了收縮早中期的瓣膜閉合延遲而出現MR,而到了收縮晚期,心臟收縮幅度加大,向瓣環靠攏,腱索沒受到牽拉而出現了瓣膜閉合和接合[43]。所以,這些患者的MR并非存在于全收縮期,只存在于收縮早中期。左束支傳導阻滯患者出現MR主要也是該機制[44-45]。因此,通過糾正心臟收縮順序可以治療MR。同樣,我中心近期在European Heart Journal-Case Reports[46]報道了一組舒張期MR的有趣病例,這些病例二尖瓣的解剖完全正常,其發生機制也是心臟收縮的時間順序發生紊亂,導致心室和心房之間的壓差逆轉或者腱索被提牽拉限制,從而導致MR。
6 總結
通過上述分析,我們建議對于MR的評估要突破二維單幀的面積局限思維,過渡到三維空間-時間積分(也就是四維時空)的全面評估。其次,要注意MR發生的時間機制及時間思維,不同心動周期、同一心動周期內,MR量可能有所不同。最后,心臟收縮在時間維度上的變化可導致MR的發生,有時需要從時間思維而不是空間思維去理解MR。
利益沖突:無。
作者貢獻:潘文志負責論文設計、論文初稿撰寫;李偉負責數據整理與分析;潘翠珍、周達新和葛均波負責論文審閱與修改。