Niedopasowanie zastawki – ważny problem kliniczny

zapalenia wsierdzia, a także możliwość rozwoju dysfunkcji wszczepionej zastawki. Szczególnym problemem u tych chorych jest niedopasowanie protezy zastawkowej. Pojęcie niedopasowania protezy zastawkowej (prosthesis-patient mismatch) wprowadził w 1978 r. Rahimtoola ¹ . Polega na wszczepieniu zastawki, której efektywna powierzchnia jest mniejsza niż powierzchnia prawidłowej zastawki ludzkiej, dlatego wszczepiona, strukturalnie prawidłowa proteza zastawkowa funkcjonuje jak zastawka stenotyczna. Zmniejszenie efektywnej powierzchni wszczepionej zastawki jest zwykle małe lub umiarkowane, dlatego objawy zwężenia nie pojawiają się natychmiast po wszczepieniu. U tych chorych nie obserwuje się spodziewanej poprawy po operacji, a w miarę upływu czasu może dochodzić nawet do pogorszenia stanu klinicznego ^{2, 3, 4, 5} .

Etiologia i patogeneza

Przyczyn niedopasowania zastawki może być kilka. Jedną z nich jest fakt, że efektywna powierzchnia wszczepianych zastawek serca in vitro jest z reguły mniejsza niż powierzchnia zdrowych zastawek ludzkich, a dodatkowo po wszczepieniu może ulec jeszcze zmniejszeniu z powodu endotelializacji. Ponadto wszczepienie zastawki jest zdeterminowane średnicą pierścienia zastawki pacjenta oraz wielkością jamy serca, w której wszczepiona zastawka będzie funkcjonować ¹ .

Wieloletnie obserwacje udowodniły, że niedopasowanie zastawki jest częstsze u osób otyłych, dlatego wprowadzono nową definicję tego zjawiska. Według niej niedopasowanie protezy zastawkowej charakteryzuje się nieadekwatnym efektywnym polem powierzchni wszczepionej zastawki w stosunku do pola powierzchni pacjenta ⁶ .

Rycina. Pomiar efektywnego pola ujścia protezy zastawkowej u chorej z wszczepioną sztuczną zastawką aortalną St Jude Medical 21A.

Rycina. Pomiar efektywnego pola ujścia protezy zastawkowej u chorej z wszczepioną sztuczną zastawką aortalną St Jude Medical 21A.

Rycina. Pomiar efektywnego pola ujścia protezy zastawkowej u chorej z wszczepioną sztuczną zastawką aortalną St Jude Medical 21A.

Problem niedopasowania protezy dotyczy częściej ujść o małym polu powierzchni, głównie zastawki aortalnej, zdecydowanie rzadziej zastawki mitralnej. U chorych ze stenozą aortalną często dochodzi do zwapnień i zwłóknień pierścienia aortalnego, a także znacznego przerostu mięśnia lewej komory. Ten patologiczny proces może dodatkowo zmniejszać średnicę pierścienia i przyczyniać się do niedopasowania protezy u tych chorych.

Dobrze dopasowana proteza zastawkowa nie stanowi oporu dla przepływającej przez nią krwi, gradient przez zastawkę jest mały, co zapewnia właściwą objętość wyrzutową i pojemność minutową u pacjentów.

Wszczepienie zbyt małej zastawki skutkuje zmniejszeniem objętości wyrzutowej, rzutu serca, a w odległej obserwacji brakiem regresji mięśnia lewej komory, występowaniem dolegliwości klinicznych o typie męczliwości i duszności wysiłkowej oraz rozwojem niewydolności serca i gorszym rokowaniem.

Tabela 1. Parametry echokardiograficzne prawidłowo funkcjonalnej protezy aortalnej [7]

Diagnostyka zjawiska niedopasowania protezy zastawkowej

Ocenę funkcji wszczepionej zastawki umożliwia echokardiografia (ryc. 1). Ocena protezy zastawkowej wszczepionej w pozycję aortalną powinna uwzględniać analizę maksymalnej prędkości przepływu przez zastawkę (V_maxAo), średniego przezzastawkowego gradientu ciśnień (P_meanAo), całki prędkości przepływu w czasie przez zastawkę aortalną (VTI_Ao) i w drodze odpływu lewej komory (VTI_LVOT), indeksu prędkości przepływu proksymalnie do zastawki i prędkości na poziomie zastawki (DVI_Ao), efektywnego pola ujścia protezy zastawkowej (EOA_Ao), a także czasu akceleracji przepływu przez protezę zastawkową (AT_Ao) (tab. 1).

Liczne obserwacje i badania pozwoliły na opracowanie metody stosowanej do oceny wielkości wszczepianej zastawki w celu przeciwdziałania zjawisku niedopasowania ^{8, 9, 10} . Do ilościowej oceny stopnia niedopasowania zastawki aortalnej możemy posłużyć się tzw. indeksem efektywnego pola ujścia protezy zastawkowej aortalnej (EOAI_Ao), obliczanym z przekształconego wzoru ciągłości przepływu przez zastawkę aortalną:

[_wzór_1_]

W którym EOA_Ao oznacza efektywne pole ujścia protezy zastawkowej aortalnej, LVOT_d – wymiar drogi odpływu lewej komory, VTI_LVOT – całkę prędkości przepływu w czasie w drodze odpływu lewej komory, a VTI_Ao – całkę prędkości przepływu w czasie przez zastawkę aortalną.

Zatem:

[_wzór_2_]

Przy czym EOAI_Ao oznacza indeks efektywnego pola ujścia protezy zastawkowej aortalnej, EOA_Ao – efektywne pole ujścia protezy zastawkowej aortalnej, a BSA – powierzchnię pacjenta.

Tabela 2. Stopnie niedopasowania zastawki aortalnej

W prawidłowo dopasowanej zastawce aortalnej EOAI_Ao wynosi powyżej 0,9 cm ² /m ² . W łagodnym niedopasowaniu zastawki EOAI_Ao wynosi od 0,85 do0,9 cm ² /m ² , w umiarkowanym – 0,6-0,85 cm ² /m ² , a EOAI_Ao ≤0,6 cm ² /m ² wskazuje na niedopasowanie znacznego stopnia (tab. 2). Według autorów niedopasowanie znacznego stopnia stwierdza się u ok. 2-11% chorych (rycina), a umiarkowane niedopasowanie występuje u ok. 20-70% chorych ^{11, 12} .

Indeks efektywnego pola ujścia protezy zastawkowej nie ilustruje wymiaru ani geometrii protezy zastawkowej, jest parametrem odnoszącym się do gradientu przezastawkowego po operacji. Ma również znaczenie rokownicze. Według autorów niedopasowanie zastawki istotnie skraca przeżycie krótko- i długoterminowe chorych, zwłaszcza tych z dysfunkcją lewej komory ^{13, 14, 15, 16} . W grupie chorych z niedopasowaniem protezy zastawkowej badania wykazały mniejszą redukcję przerostu lewej komory po operacji wszczepienia zastawki, wzrost częstości występowania niepożądanych zdarzeń sercowych oraz brak poprawy wydolności określanej klasą wg NYHA.

Tabela 3. Parametry echokardiograficzne prawidłowo funkcjonalnej protezy mitralnej [7]

Niedopasowanie zastawki opisywane jest również w odniesieniu do zastawki mitralnej ¹⁷ . Ocena protezy zastawkowej wszczepionej w pozycję mitralną powinna uwzględniać analizę maksymalnej prędkości przepływu przez zastawkę (V_maxM), średniego przezzastawkowego gradientu ciśnień (P_meanM), całki prędkości przepływu w czasie przez zastawkę mitralną (VTI_M), indeksu całki prędkości przepływu w czasie przez zastawkę mitralną i całki prędkości przepływu w czasie w drodze odpływu lewej komory (DVI_M), a także czasu półtrwania gradientu ciśnień (PHT_M) (tab. 3).

Do oceny efektywnego pola ujścia protezy mitralnej (EOA_M) rzadziej stosuje się wzór z wykorzystaniem parametru czasu półtrwania gradientu ciśnień. Najczęściej obliczane jest ze wzoru:

[_wzór_3_]

W którym EOA_M oznacza efektywne pole ujścia protezy zastawkowej mitralnej, SV – objętość wyrzutową, VTI_M – całkę prędkości przepływu w czasie przez zastawkę mitralną. Natomiast:

[_wzór_4_]

Przy czym OA_Ao oznacza pole powierzchni zastawki aortalnej, a VTI_Ao – całkę prędkości przepływu w czasie przez zastawkę aortalną.

W przypadku istotnej niedomykalności zastawki aortalnej do wzoru można podstawić pole powierzchni zastawki płucnej i całkę prędkości przepływu w czasie przez zastawkę płucną.

Tabela 4. Stopnie niedopasowania zastawki mitralnej

Według piśmiennictwa indeks efektywnego pola ujścia protezy zastawkowej wszczepionej w pozycji mitralnej nie powinien być mniejszy niż 1,2-1,3 cm ² /m ² (tab. 4). Taki indeks pozwala uniknąć nieprawidłowego podwyższonego gradientu przezzastawkowego po operacji. Według autorów częstość występowania niedopasowania wszczepionej zastawki mitralnej wynosi 39-71% i jest związana z przetrwałym nadciśnieniem płucnym i skróceniem długoterminowego przeżycia u tych chorych ^{18, 19, 20, 21} .

Ostatnie doniesienia sugerują, że zjawisko niedopasowania protezy zastawkowej różni się u chorych otyłych (BMI >30 kg/m ² ) w porównaniu z chorymi bez otyłości, o podobnej powierzchni ciała. U chorych otyłych rzut serca jest mniejszy, ale pokrywa fizjologiczne zapotrzebowanie. Te spostrzeżenia wymagają dalszych badań ⁷ .

Stwierdzenie w trakcie badania echokardiograficznego u chorego po operacji wszczepienia zastawki aortalnej zwiększonej maksymalnej prędkości przepływu przez zastawkę, a więc i zwiększonego gradientu przezzastawkowego wymaga różnicowania między dysfunkcją zastawki, hiperkinetycznym krążeniem a niedopasowaniem protezy zastawkowej. Wydłużenie czasu akceleracji i zwiększenie maksymalnej prędkości przepływu przez zastawkę ponad normę (tab. 1) pozwala z dużym prawdopodobieństwem rozpoznać dysfunkcję zastawki. Zwiększenie maksymalnej prędkości przepływu przez zastawkę przy prawidłowym czasie akceleracji może nasuwać podejrzenie niedopasowania zastawki. Analiza indeksu efektywnego pola ujścia protezy zastawkowej pozwala na postawienie prawidłowego rozpoznania ⁷ . U chorych z wszczepioną zastawką mitralną stwierdzenie zwiększonej maksymalnej prędkości fali wczesnego napływu przez zastawkę, zwiększonego średniego gradientu przezzastawkowego, a także znacznie wydłużonego czasu półtrwania gradientu ciśnień wymaga różnicowania między dysfunkcją zastawki lub tachykardią a niedopasowaniem protezy zastawkowej. Porównanie analizowanych parametrów z wartościami prawidłowymi, a także określenie indeksu efektywnego pola ujścia protezy ułatwia właściwe rozpoznanie.

Zapobieganie niedopasowaniu

Postęp technologii medycznych, wprowadzenie nowych typów zastawek zarówno mechanicznych, jak i różnych bioprotez stentowych, bezstentowych i bezszwowych o lepszych parametrach hemodynamicznych przyczyniło się do znacznego zmniejszenia częstości występowania zjawiska niedopasowania zastawki. Analiza w grupie chorych po wszczepieniu sztucznej zastawki aortalnej metodą klasyczną wykazała częstsze występowanie niedopasowania w porównaniu z grupą chorych, u których implantowano przezskórnie bioprotezę aortalną ^{22, 23} .

Autorzy zalecają odpowiednie postępowanie w celu uniknięcia niedopasowania protezy. U wszystkich chorych planowanych do zabiegów zastawkowych powinno się dokładnie obliczyć powierzchnię ciała, a następnie, korzystając ze specjalnych tablic, określić wymaganą, minimalną efektywną powierzchnię zastawki dla pacjenta o wyznaczonej powierzchni ciała. Określenie minimalnej efektywnej powierzchni zastawki dla danego chorego pozwala wybrać najlepszą protezę. Różne protezy zastawkowe mimo standardowego wymiaru różnią się efektywnym polem ujścia, np. efektywne pole ujścia stentowej bioprotezy Hancock II 21 mm wynosi 1,18±0,11, a efektywne pole ujścia mechanicznej zastawki Carbomedics Standard 21 mm – 1,54±0,31 ²⁴ . W celu uniknięcia niedopasowania wykorzystuje się również specjalne techniki chirurgiczne polegające na poszerzeniu pierścienia aorty, nadpierścieniowej implantacji zastawki, a także wszczepianiu bezstentowych bioprotez, homograftów i autograftów ²⁵ .

Podsumowanie

Niedopasowanie protezy zastawkowej jest ważnym problemem klinicznym, istotnie wpływającym na rokowanie pacjenta po leczeniu operacyjnym. Zjawisko to można przewidzieć już na etapie kwalifikacji chorego do zabiegu wszczepienia sztucznej zastawki. Znaczącą rolę odgrywa tu badanie echokardiograficzne umożliwiające pomiar pierścienia zastawki natywnej. Wielkość pierścienia zastawki i określenie powierzchni ciała umożliwiają dobór odpowiedniej dla chorego protezy zastawkowej i techniki operacyjnej.