Wady wrodzone
Comparison of some morphometric and functional parameters for both ventricles and great vessel valves in children (below 7 years of age and older) who underwent Ross procedure for congenital complex aortic valve disease

Wstęp

Korekcja wady lewego ujścia tętniczego metodą autograftu płucnego została po raz pierwszy wykonana w 1967 roku w Guy’s Hospital w Londynie przez Donalda Rossa [1]. Operacja ta polega na zastąpieniu zdegenerowanej zastawki aortalnej autogenną zastawką pnia płucnego, a rekonstrukcja drogi odpływu prawej komory jest wykonywana za pomocą homograftu. Przewagę operacji Rossa nad innymi formami wymiany zastawki aortalnej stanowi optymalny profil hemodynamiczny autograftu oraz możliwość jego wzrostu wraz z rozwojem somatycznym dziecka [2]. Dzieci po operacji metodą Rossa nie muszą przyjmować leków przeciwkrzepliwych, jak to jest konieczne w wypadku wymiany zastawki aortalnej na sztuczną, co przy aktywnym stylu życia i urazowości wśród dzieci ma niezwykłe znaczenie. Do trudności leczenia pochodnymi kumaryny należy dodać osobniczo zmienną farmakokinetykę leków przeciwkrzepliwych i związane z tym trudności w ustaleniu INR, wpływ diety na wchłanianie i dystrybucję ustrojową doustnych antykoagulantów oraz przestrzeganie przez pacjenta zaleceń lekarza. Z danych International Ross Registry w Montanie wynika, że 30-dniowa śmiertelność po operacji nie przekracza 2,5%, a ryzyko operacyjne w metodzie Rossa jest porównywalne z ryzykiem związanym z wszczepieniem sztucznej zastawki [3]. Odległe wyniki operacji metodą autograftu płucnego u 339 pacjentów operowanych w różnym wieku i różnymi technikami zostały przedstawione przez Rossa [4]. Wykazują one bardzo dużą skuteczność korekcji wady aortalnej, gdyż przeżycie w obserwacji 20-letniej sięga 80%, a 85% pacjentów nie było ponownie operowanych.


Materiał i metody

W latach 1995–2002 w Klinice Kardiochirurgii ICZMP w Łodzi operację metodą Rossa wykonano u 45 pacjentów. Wiek pacjentów w czasie operacji wynosił od 0,5 roku do 22 lat (średnio 12,26±6,43 roku). Okres obserwacji pacjentów po operacji wynosił od 1 roku do 7 lat, średnio 2,49±1,65 roku. Złożoną wadę zastawki aortalnej (zwężenie zastawki z jej niedomykalnością) rozpoznano u 30 dzieci, które podzielono na 2 grupy wiekowe. Pierwszą grupę dzieci młodszych stanowili pacjenci w wieku niemowlęcym i przedszkolnym, natomiast drugą grupę dzieci starszych – pacjenci powyżej 7. roku życia (tab. I).
Transtorakalne badanie echokardiograficzne w technice M-mode oraz w prezentacji 2D było badaniem podstawowym i niezbędnym w niniejszej pracy do oceny wyników leczenia metodą Rossa. Wykonano je aparatem Sonos 1000 i 2500 firmy Hewlett-Packard z głowicami 2,7 MHz i 3,5 MHz oraz od 1999 roku również aparatem Sequoia 512 Acuson. Aparaty te są wyposażone w system kolorowego odwzorowania przepływu krwi metodą Dopplera.
Badania były wykonywane przed korekcją kardiochirurgiczną oraz po tygodniu od operacji, po 1 roku i 2–5 latach od korekcji wady.
Na ich podstawie oceniano zarówno parametry morfometryczne, jak i czynnościowe obu komór serca i zastawek tętnic głównych. Parametry morfometryczne komór serca porównywano względem siebie, analizując odchylenie od normy wiekowej.
Wykonując badanie echokardiograficzne przed operacją i w opisanych okresach
pooperacyjnych, określano wartość następujących parametrów:
• wymiar końcoworozkurczowy prawej komory (RVEDD),
• wymiar końcoworozkurczowy lewej komory (LVEDD),
• grubość przegrody międzykomorowej w fazie rozkurczu (IVSD),
• grubość tylnej ściany lewej komory (LVPWD),
• stopień niedomykalności zastawki aortalnej wyrażony w skali czterostopniowej,
• stopień niedomykalności zastawki autograftu płucnego oraz homograftu,
• wielkość maksymalnego gradientu ciśnień przez zastawkę aortalną ocenianego na podstawie szybkości przepływu krwi przez tę zastawkę,
• wielkość gradientu ciśnień przez zastawkę autograftu i homograftu po korekcji wady.

Uzyskane w badaniu echokardiograficznym bezwzględne wartości parametryczne porównywano ze sobą, stosując odpowiednie testy statystyczne. Dla oceny częstości występowania poszczególnych kategorii zmiennych jakościowych w 2 grupach lub w tej samej grupie w 2 okresach zastosowano testy:
• niezależności chi-kwadrat (χ²),
• niezależności chi-kwadrat (χ²) z poprawką Yatesa lub test dokładny Fishera.

Charakter rozkładu zmiennych ilościowych oceniono za pomocą testu Shapiro-Wilka. Dla oceny różnic wartości przeciętnych w 2 grupach zastosowano test Manna-Whitneya (w wypadku gdy rozkład cech odbiegał od rozkładu normalnego) bądź test dla 2 prób niezależnych (gdy rozkład cech zbliżony był do rozkładu normalnego). Ostatni z wymienionych testów stosowany był po uprzednim sprawdzeniu założenia o równości wariancji za pomocą testu Fishera-Snedecora.


Wyniki

W obu grupach wiekowych (I – do 7. roku życia oraz II – powyżej 7 lat) analizowano wybrane parametry morfometryczne i czynnościowe komór serca oraz zastawki autograftu i homograftu. Stwierdzono, że wymiar końcoworozkurczowy prawej komory (RVEDD), utrzymujący się przed operacją w normie w obu grupach wiekowych, statystycznie częściej przekraczał normę u starszych dzieci. We wszystkich okresach pooperacyjnych uzyskano statystycznie istotne zależności u dzieci powyżej 7. roku życia w stosunku do dzieci młodszych (ryc. 1.).
Jak wynika z ryc. 2., grubość mięśnia przegrody międzykomorowej przed operacją była powyżej normy u 90% dzieci zarówno w I, jak i w II grupie badanych. Podobne wartości stwierdzono tydzień po operacji. W obserwacji rocznej wartości prawidłowe grubości mięśnia przegrody międzykomorowej wystąpiły u większej liczby dzieci poniżej 7. roku życia (60% dzieci) niż u dzieci starszych (40% dzieci), co stanowiło istotną statystycznie zależność (p=0,03). Różnic tych nie spostrzegano w okresie 2–5 lat od operacji, w którym 50% dzieci do 7. roku życia i 77,28% dzieci starszych miało grubość przegrody międzykomorowej powyżej normy.
Wartość grubości mięśnia tylnej ściany lewej komory przed operacją była podwyższona w obydwu grupach u 90% pacjentów i tydzień po operacji wzrosła do 100%. W obserwacji rocznej normę osiągnęło 80% dzieci w wieku do 7 lat (p=0,006) i tylko 13,33% dzieci starszych (ryc. 3.). Między tymi grupami w tym okresie obserwacji istniała zależność statystyczna (p=0,004). Natomiast w okresie 2–5 lat po operacji u 50% dzieci poniżej 7. roku życia i tylko u 11% dzieci starszych stwierdzono prawidłowe wartości grubości tylnej
ściany lewej komory.
Wymiar końcoworozkurczowy lewej komory przed korekcją przekraczał normę u 70% dzieci poniżej 7. roku życia i u 45% dzieci starszych (ryc. 4.). Tydzień po operacji
wymiar ten znormalizował się u 85% dzieci starszych (p=0,001) i u 60% dzieci w wieku poniżej 7. roku życia. Podobne wartości uzyskano w 1. roku od operacji.
W okresie 2–5 lat po korekcji wymiar LVEDD osiągnął normę u wszystkich dzieci starszych (p=0,017) i tylko u 50% dzieci poniżej 7. roku życia. W tym okresie obserwacji między obiema grupami dzieci istnieje statystycznie istotna zależność (p=0,018).
Z wyników badań echokardiograficznych przedstawionych w tym rozdziale wynika, że grubość mięśnia przegrody międzykomorowej i tylnej ściany lewej komory osiąga normę w krótszym czasie po operacji w grupie dzieci młodszych (do 7. roku życia), natomiast normalizację wielkości jamy lewej komory szybciej osiągają dzieci starsze (po 7. roku życia). Równocześnie w tej ostatniej grupie spostrzega się tendencję do poszerzania się prawej komory po operacji metodą Rossa.
Maksymalny gradient ciśnień przez zastawkę aortalną wynosił przed korekcją u dzieci młodszych średnio 50±4 mmHg, a u dzieci starszych 62±5 mmHg. Tydzień po operacji gradient przez zastawkę autograftu zmniejszył się u dzieci młodszych średnio do 6 mmHg, a u starszych do 5 mmHg. W dalszej obserwacji pooperacyjnej gradient ciśnień nie zmienił się w grupie dzieci starszych, a nieznacznie wzrósł, średnio do 10 mmHg, w grupie dzieci młodszych. We wszystkich okresach pooperacyjnych stwierdzono w obu grupach istotną statystycznie różnicę między gradientem ciśnień przed operacją i po operacji (p=0,0001).
W grupie dzieci młodszych przed operacją niedomykalność aortalną II stopnia stwierdzono u 4 dzieci (40%), a III stopnia u 6 pacjentów (60%). W grupie dzieci starszych niedomykalność II stopnia stwierdzono u 9 dzieci (45%), a III stopnia u 11 pacjentów (55%). Między tymi grupami nie było istotnej statystycznie różnicy.
Jedynie u 3 dzieci w grupie I tydzień po operacji stwierdzono niedomykalność autograftu II stopnia, zaś u pozostałych badanych nie wystąpiła niedomykalność zastawki
autograftu lub była ona nieistotna (I stopień). W obu badanych grupach w stosunku do wyników przedoperacyjnych stwierdzono istotną statystycznie różnicę (w grupie I p=0,016, w grupie II p=0,002).
W obserwacji rocznej niedomykalność autograftu nie narastała w żadnej z grup pacjentów i tylko u 1 dziecka młodszego stwierdzono niedomykalność II stopnia. Podobne
tendencje utrzymały się 2–5 lat po operacji, gdy niedomykalność autograftu II stopnia wystąpiła u 1 pacjenta w grupie I i u 1 dziecka w grupie II. Zarówno w obserwacji rocznej, jak i w okresie 2–5 lat po operacji nie stwierdzono istotnych statystycznie różnic między 2 grupami badanych.
Analizując przepływ przez zastawkę homograftu, stwierdzono, że tydzień po operacji w żadnej z badanych grup nie stwierdzono istotnej niedomykalności zastawki homograftu ani gradientu ciśnień przez tę zastawkę, zaś w pozostałych analizowanych okresach pooperacyjnych nie spostrzegano istotnej statystycznie różnicy między 2 grupami zarówno pod względem wielkości gradientu przez zastawkę homograftu, jak i stopnia jego niedomykalności. Nie obserwowano także narastania gradientu ciśnień przez zastawkę homograftu ani stopnia jego niedomykalności w stosunku do wczesnego okresu pooperacyjnego.

Dyskusja

Wartości parametrów morfometrycznych lewej komory i stopień ich normalizacji po operacji uzależniony jest od stopnia zwężenia zastawki aortalnej lub też jej niedomykalności. Zmniejszanie się grubości przegrody międzykomorowej, jak i tylnej ściany lewej komory jest najbardziej zauważalne w 1. roku po operacji metodą Rossa. Fakt ten znajduje potwierdzenie także w opracowaniach innych autorów [2, 5–7]. Według badań własnych, zmniejszanie się grubości ścian lewej komory i ich normalizacja przebiega szybciej w grupie dzieci młodszych, tj. do 7. roku życia. U dzieci starszych natomiast, tj. powyżej 7. roku życia, szybciej dochodzi do normalizacji wymiaru końcoworozkurczowego lewej komory. Ten aspekt zagadnienia nie był jednak dotychczas poruszany w dostępnym piśmiennictwie.
Zaznaczyć należy, że w piśmiennictwie brak także pogłębionej analizy wymiarów prawej komory po operacji metodą Rossa. W świetle uzyskanych wyników badań własnych problemy te wydają się niezwykle interesujące, gdyż odbiegający od normy wymiar końcoworozkurczowy prawej komory u dzieci ze złożoną postacią wady aortalnej, przy prawidłowo funkcjonującym homografcie po operacji metodą Rossa, jest niezrozumiały. Brak informacji na ten temat w dostępnym piśmiennictwie uniemożliwia wytłumaczenie tego problemu na obecnym etapie własnych badań, zwłaszcza że dotyczy on grupy dzieci starszych po 7. roku życia. Niektórzy uważają, że przyczyn należy szukać w odpowiedzi immunologicznej organizmu biorcy na wszczepiony homograft, a zwłaszcza w niezgodności w zakresie antygenów HLA-DR. Bechtel i wsp., badając wpływ przeciwciał przeciw antygenom HLA klasy I na żywotność homograftu po operacji metodą Rossa u dorosłych pacjentów, również stwierdzili nieznacznie podwyższony wymiar prawej komory [8].
W obserwacjach własnych nie stwierdzono natomiast korelacji w funkcjonowaniu autograftu płucnego, zależnej od rodzaju wady aortalnej czy też wieku operowanych. Podobne dane przedstawił Lupinetti [12], analizując wyniki pooperacyjne u 107 pacjentów. Zaznaczyć należy, że we wszystkich analizowanych rodzajach wady przepływ przez zastawkę autograftu był podobny do fizjologicznego i nie zależał od wieku operowanych. Autograft płucny wszczepiony w pozycję aortalną wykazuje bardzo dużą trwałość, a przepływ przez jego zastawkę jest laminarny i bezgradientowy w obserwacji średnio odległej. Funkcjonowanie homograftu płucnego, podobnie jak to potwierdzają inni autorzy, wymaga dalszych badań w celu identyfikacji czynników uszkadzających oraz ich wpływu na funkcję prawej komory [10, 11]. Operacja metodą Rossa zapewnia chorym dobrą jakość życia, a Laforest udowodnił, że zarówno w spoczynku, jak i podczas wysiłku przepływy przez autograft i homograft są prawidłowe [9].


Wnioski

Operacja metodą Rossa poprawia stan kliniczny dzieci w każdym wieku, a po roku od operacji dochodzi do normalizacji grubości przegrody międzykomorowej i tylnej ściany lewej komory u 50% operowanych dzieci poniżej 7. roku życia. U dzieci starszych natomiast normalizacja postępuje znacznie wolniej. Wymiar końcoworozkurczowy lewej komory normalizuje się u wszystkich dzieci starszych w obserwacji średnio odległej i tylko u 50% dzieci młodszych. Dalszych badań wymaga natomiast problem poszerzania się prawej komory u dzieci starszych. W obserwacji średnio odległej autograft płucny i homograft funkcjonują prawidłowo, ale konieczna jest coroczna ocena echokardiograficzna i kliniczna pacjentów.

Piśmiennictwo
1. Ross D. Replacement of aortic and mitral valves with a pulmonary autograft. Lancet 1967; 2: 956-8.
2. Elkins RC, Knott-Craig CJ, Ward KE, Lane MM. The Ross operation in children: 10-year experience. Ann Thorac Surg 1998; 65: 496-502.
3. Oury JH, Hiro SP, Maxwell JM, Lamberti JJ, Duran CM. The Ross Procedure: current registry results. Ann Thorac Surg 1998; 66: S162-S165.
4. Ross D, Jackson M, Davies J. Pulmonary autograft aortic valve replacement: long-term results. J Card Surg l991; 6 (4 Suppl): 529-533.
5. Böhm JO, Botha CA, Hemmer W, Roser D, Starck CT, Blumenstock G, Rein JG. The ross operation in 225 patients: a five-year experience in aortic root replacement. J Heart Valve Dis 2001; 10: 742-749.
6. Brown JW, Ruzmetov M, Vijay P, Bills RG, Turrentine MW. Clinical outcomes and indicators of normalization of left ventricular dimensions after Ross
procedure in children. Semin Thorac Cardiovasc Surg 2001; 13 (4 Suppl 1): 28-34.
7. Hokken RB, Cromme-Dijkhuis AH, Bogers AJ, Spitaels SE, Witsenburg M, Hess J, Bos E. Clinical outcome and left ventricular function after pulmonary autograft implantation in children. Ann Thorac Surg 1997; 63: 1713-1717.
8. Bechtel JF, Bartels C, Schmidtke C, Skibba W, Muller-Steinhardt M, Kluter H, Sievers HH. Anti-HLA class I antibodies and pulmonary homograft function after the Ross procedure. Ann Thorac Surg 2001; 71: 2003-2007.
9. Laforest I, Dumesnil JG, Briand M, Cartier PC, Pibarot P. Hemodynamic performance at rest and during exercise after aortic valve replacement: comparison of pulmonary autografts versus aortic homografts. Circulation 2002; 106 (12 Suppl 1): I57-I62.
10. Cleveland DC, Williams WG, Razzouk AJ, Trusler GA, Rebeyka IM, Duffy L, Kan Z, Coles JG, Freedom RM. Failure of cryopreserved homograft valved conduits in the pulmonary circulation. Circulation 1992; 86 (5 Suppl): II150-II153.
11. Dacey LJ. Pulmonary homografts: current status. Curr Opin Cardiol 2000;
15: 86-90.
12. Lupinetti FM, Duncan BW, Lewin M, Dyamenahalli U, Rosenthal GL. Comparison of autograft and allograft aortic valve replacement in children. J Thorac Cardiovasc Surg 2003; 126: 240-246.