Y型切口主动脉瓣环扩大术对主动脉瓣置换及瓣中瓣手术的血流动力学影响：计算流体力学研究

这篇研究通过计算流体力学(CFD)模拟，系统评估了Y型切口主动脉瓣环扩大术(Y-AAE)联合外科主动脉瓣置换术(SAVR)对15例患者特异性模型的血流动力学影响。结果表明，Y-AAE显著降低跨瓣峰值流速(39.3%)和压力梯度(87.2%)，同时减少平均血液停留时间(10.3%)，且在瓣中瓣(Valve-in-Valve, ViV)场景中优势更显著(流速降低55%，压力梯度降低92%)。研究证实Y-AAE能优化SAVR及后续ViV手术的血流动力学表现，且未增加血栓风险，为临床决策提供了重要依据。

　　

引言
主动脉瓣狭窄(AS)是65岁以上人群第二大常见瓣膜疾病，外科主动脉瓣置换术(SAVR)是标准治疗方案。然而54-65%的SAVR会出现患者-人工瓣膜不匹配(PPM)，导致跨瓣压力梯度(TPG)升高和左心室肥厚。生物瓣膜10-20年内的衰败问题也促使瓣中瓣(ViV)技术发展，但PPM仍是重大挑战。Y型切口主动脉瓣环扩大术(Y-AAE)通过扩大瓣环允许植入更大人工瓣，但其对血流动力学和血栓风险的影响尚不明确。

方法
研究团队构建了15个患者特异性模型（12个SAVR和3个ViV），基于密歇根大学医院接受Magna Ease SAVR（含/不含Y-AAE）患者的术前术后CT影像。采用计算流体力学(CFD)分析血流速度、压力梯度及血液停留时间(RT)——后者作为血栓风险的替代指标。通过虚拟植入Medtronic CoreValve模拟ViV场景，并采用稳定化Navier-Stokes方程求解血流动力学参数。

结果

1. 血流动力学改善：Y-AAE+SAVR模型显示跨瓣峰值流速降低39.3%（ViV场景达55%），TPG降低87.2%（ViV场景92%）。速度场显示更宽的血流喷射，压力分布更均匀。
2. 血栓风险评估：Y-AAE+SAVR的平均RT降低10.3%（ViV场景14%），但最大RT无显著差异。高RT区域（>0.2）占比与解剖形态相关，而非手术方式。
3. ViV场景优势：虚拟ViV植入后，Y-AAE模型仍保持55.1%的流速优势和92%的TPG优势，但所有模型的RT均增加31%，提示ViV术后需加强抗凝。

讨论
Y-AAE通过扩大有效瓣口面积显著改善血流动力学，其机制与降低剪切力和心室负荷相关。虽然ViV植入会形成"血流漏斗"效应，但Y-AAE预处理仍能维持更优血流参数。RT分析揭示血栓风险主要取决于患者特异性解剖结构（如窦部形态），而非Y-AAE本身。该发现与临床随访数据一致——Y-AAE患者术后3年内未发现瓣膜或补片血栓。

临床意义
本研究为Y-AAE的临床应用提供力学依据：

• 对SAVR患者：降低PPM风险，延缓生物瓣衰败
• 对潜在ViV需求者：预留更大植入空间，维持远期血流动力学优势
• 对年轻患者：减少二次手术时因小瓣环导致的ViV限制

局限性
静态模型可能高估RT值；未考虑主动脉运动对血流冲刷的影响；采用RT作为血栓替代指标未整合血小板激活机制。未来研究可结合流体-结构相互作用(FSI)模型进一步优化预测。