群蜂原创 | 心脏瓣膜疾病治疗技术全面梳理

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群蜂原创 | 心脏瓣膜疾病治疗技术全面梳理

近期,群蜂社团队在以色列完成了两个早期医疗器械研发公司的尽职调查工作,两家公司都是利用微创手术治疗心脏瓣膜疾病,借着尽调的机会,我们全面梳理了心脏瓣膜疾病的治疗方式,特此分享给大家。


特别说明,本文主要用作为科普及行业交流,作者并非心脏相关临床医学专业毕业,也没有临床工作经验,关于治疗技术的介绍和用词并不足够严谨,主要以便于理解为行文出发点,文中如有错误及疏漏,欢迎专业人士指正与补充。相关疾病患者请勿以此文作为临床治疗方式选择的参考,具体治疗方式的选取,一定请咨询专业临床医生。文中视频可能引起观者不适。


下面我们正式进入今天分享的主题 -- 心脏瓣膜疾病。


相信大多数人对于冠状动脉疾病非常熟悉,而对心脏瓣膜疾病可能就不太熟悉了,但其实心脏瓣膜疾病也是常见的心脏疾病,2014年在中国大陆及香港心脏瓣膜手术共计60485例(冠状动脉手术中国超过50万例/例),属于常见的心脏疾病,因此,了解心脏瓣膜疾病的基本常识,不仅对投资人了解产业、寻找产业投资机会有帮助,可能对我们自己的日常生活也会有所帮助。


/1. 心脏瓣膜是什么/


心脏结构示意图


如上图所示,人的心脏主要由心肌构成,有左心房、左心室、右心房、右心室四个腔体。而心脏瓣膜指心房与心室间,或者心室与动脉间的瓣膜,总共有四个,分别是主动脉瓣、二尖瓣、三尖瓣和肺动脉瓣,这四个瓣膜扮演的角色类似“阀门”,保证心脏中血液在心房与心室间、心室与动脉间进行单项的循环流动。


/2. 心脏内的血液循环是怎样的/


心脏血流示意图


了解完基本的结构,我们再来看看血液在心脏中是怎样流动的,见上图。


血液先从上下腔静脉流向右心房,右心房收缩,三尖瓣打开,血液通过三尖瓣从右心房流入右心室,三尖瓣关闭,右心室收缩,肺动脉瓣打开,血液通过肺动脉瓣流入肺动脉干,肺动脉瓣关闭,血液进入肺部,完成氧气和二氧化碳的交换。此时左心房扩张,血液流入左心房,左心房收缩,二尖瓣打开,血液通过二尖瓣流入左心室,二尖瓣关闭,左心室收缩,主动脉瓣打开,血液通过主动脉瓣流入主动脉,主动脉瓣关闭。


/3. 心脏瓣膜疾病是什么/


正常的心脏瓣膜 VS 狭窄的心脏瓣膜(1)


心脏膜瓣病是一种常见的心脏病,指二尖瓣、三尖瓣、主动脉瓣和肺动脉瓣的瓣膜因风湿热、黏液变性、退行性改变、先天性畸形、缺血性坏死、感染或创伤等出现了病变,影响血流的正常流动,从而造成心脏功能异常,最终导致心力衰竭的单瓣膜或多瓣膜病变。在发达国家,心脏瓣膜病的患病率估计为2.5%,在65岁之后明显增加,75岁以上的老年人中,有12.5%的人患有瓣膜病。


/4. 心脏瓣膜疾病的分类/


正常的心脏瓣膜 VS 狭窄的心脏瓣膜(2)


根据不同的瓣膜,可以将心脏瓣膜疾病分为四大类,其中主动脉瓣疾病和二尖瓣膜疾病最多,三尖瓣膜疾病也越来越受到重视。


• 主动脉瓣疾病(Aorta Valve Disease)

• 二尖瓣疾病(Mitra Valve Disease)

• 三尖瓣疾病(Tricuspid Valve Disease)

• 肺动脉瓣疾病(Pulmonary Valve Disease)


这四个瓣膜常见的病变方式又可以分为两类:


• 瓣膜狭窄(Valvular Stenosis),导致血流动力学改变

• 瓣膜关闭不全,导致血液反流 (Valvular Regurgitation),导致血流动力学改变


心脏瓣膜疾病分类介绍


/5. 心脏瓣膜疾病的治疗方式/


心脏瓣膜疾病的治疗以外科手术为主,根据手术复杂程度、所需膜瓣个数不同,单台手术费用在4-20万元左右。


心脏瓣膜疾病的治疗以手术为主


/6. 主动脉瓣疾病的治疗方式/


最常见的主动脉瓣疾病为主动脉狭窄和主动脉关闭不全,文献显示瓣膜疾病中有33.9%的病人为主动脉瓣狭窄


主动脉瓣狭窄的病因包括先天性主动脉瓣狭窄、风湿性心脏病、主动脉瓣退行性钙化。主动脉瓣关闭不全的病因主要为风湿性心脏病和主动脉瓣退行性病变。


目前治疗主动脉瓣病变的主要方法有以下4种:


(1)心外科主动脉瓣置换(SAVR):开胸手术。为病人置换一个人工主动脉瓣,最为主流和成熟的术式,目前是治疗主动脉瓣病变的首选术式;


瓣膜置换外科手术(开胸)


2)经皮球囊主动脉瓣成形术(PBAV):微创手术。


通过球囊扩张,扩大主动脉瓣口面积,迅速改善患者血流动力学状态;但因为6个月内主动脉瓣再狭窄的发生率很高,导致疗效不能维持,主要作为开胸外科手术的过度,以及姑息治疗的选择;


(3)经皮主动脉瓣置换术(TAVI):通过微创手术进行主动脉瓣的置换,是最近10多年发展起来的新型术式。


2002年,Cribier等完成了世界首例TAVI手术,随后的10余年,TAVI技术不断地发展与完善,在世界各地广泛开展,2017年,世界范围内已完成超过30万例。复旦大学葛均波教授团队在2010年完成了中国第1例的TAVI手术,到2017年,我国完成TAVI手术约700例。


TAVI手术目前主要适合存在外科手术禁忌证、手术风险高而不适合传统SAVR手术的病人。目前传统的开胸手术是低危、年龄小于65岁患者的最佳选择,而TAVI则适合于中、高危,相对高龄的患者。但随着TAVI操作技术的逐渐成熟,装置的不断改进,其适用范围有望进一步扩展,发展潜力很大。


TAVI手术(微创)


4)药物治疗: 传统的内科药物治疗并不能延缓或者阻止主动脉疾病的进展,对于有症状的的主动脉狭窄病人,长期的药物姑息治疗仅适用于存在AVR禁忌症者。


/7. 二尖瓣疾病的治疗方式/


常见的二尖瓣疾病有两类,第一类是二尖瓣狭窄,其中最常见的是风湿性二尖瓣狭窄,是由细菌感染后诱发机体的自身免疫性反应导致的二尖瓣病变。


第二类是二尖瓣关闭不全(二尖瓣反流),其中,二尖瓣关闭不全又分为两类,一类是原发性二尖瓣关闭不全,另一类是慢性继发性二尖瓣关闭不全。中重度二尖瓣反流在美国有400万名患者,每年新增20万例。中重度二尖瓣反流在中国有1000-2000万患者,市场巨大,目前只有不到2%的患者接受了手术。


二尖瓣疾病治疗方法介绍


内科治疗只能暂时改善患者心功能,降低房颤后栓塞的发生率,目前,治疗二尖瓣病变的主要方式是外科手术和微创手术。二尖瓣反流疾病的治疗经历了无法治疗及外科手术治疗阶段,现如今已达到微创及经导管介入治疗阶段。其术式大致可以分为以下几种:


  • 治疗二尖瓣狭窄

(1)经皮二尖瓣球囊成形术(PBMV):微创手术,通过球囊扩张,扩大二尖瓣瓣口面积,迅速改善患者血流动力学状态;该术式是治疗二尖瓣狭窄的首选术式;


PBMV手术(微创)


(2)二尖瓣狭窄外科手术:开胸手术,不适合二尖瓣球囊成形术的患者,可以选择做外科手术。


  • 治疗二尖瓣关闭不全(二尖瓣反流)

(1)外科二尖瓣修复术和置换术:开胸手术,其中在手术的选择上有二尖瓣成型及二尖瓣置换;


二尖瓣置换外科手术(微创)


(2)经导管二尖瓣修复术:微创手术。目前发展极为活跃的领域,存在大量的投资机会,着重介绍下以下三种主流术式:


(a)经导管二尖瓣缘对缘瓣膜修复术:主要为雅培的MitraClip产品,FDA已经批准,其使用二尖瓣夹合器,夹住二尖瓣前、后叶的中部,使二尖瓣在收缩期由大的单孔变成小的双口,从而减少二尖瓣反流。2012年5月,复旦大学附属中山医院心内科使用雅培的MitraClip,完成中国首例经导管二尖瓣修复术;


经导管二尖瓣缘对缘瓣膜修复术


(b)经导管二尖瓣瓣环成形术:其根据二尖瓣关闭不全由瓣环扩大引起的机理,使用某种技术使得瓣环缩小,从而达到治疗二尖瓣反流的目的。下面视频介绍的Mitralign产品已于2016年获得CE认证。


经导管二尖瓣瓣环成形术


(c)经皮二尖瓣膜置入术(TMVR):通过经皮的方法,置换新的二尖瓣,近几年发展迅速,处在临床试验阶段,该术式的行业并购非常活跃。2015年,行业巨头Medtronic投资4.58亿美元收购Twelve,Edwards投资4亿美元收购CardiAQ,Abbott投资2.5亿美元,收购Tendyne,目前都处在临床试验阶段。


经皮二尖瓣膜置入术(TMVR)


利用手术机器人行二尖瓣修复术


/8. 三尖瓣疾病的治疗方式/


常见的三尖瓣疾病同样分为三尖瓣狭窄(相对罕见)和三尖瓣关闭不全(三尖瓣反流,常见)。目前,美国有160万中重度的三尖瓣反流患者,欧美共有300万,每年新增病理10万人,而在美国,每年仅有1万台三尖瓣手术。三尖瓣手通常作为其他心脏手术的同期手术,单独的三尖瓣手术很少见。


三尖瓣手术量不高主要有两个原因:


第一,过去主要对三尖瓣疾病采取保守治疗策略,认为修复好左心脏的膜瓣,就可以缓解和治疗三尖瓣疾病,但这个观念已被认为是不正确的;


第二,三尖瓣疾病的治疗手术死亡率高,并发症多,单独三尖瓣手术的死亡率9%,合并三尖瓣手术的死亡率为11%。


三尖瓣疾病最常见的病因为继发于右心室扩张、瓣环扩大的功能性关闭不全,原发病常为风湿性二尖瓣病、先天性和肺源性心脏病,直接引起器质性三尖瓣关闭不全的病因较少。


三尖瓣疾病的手术术式通常有以下几种:


(1)三尖瓣分离:主要治疗三尖瓣狭窄,外科手术


(2)三尖瓣经皮球囊扩展瓣膜成形术:主要治疗三尖瓣狭窄,微创手术


(3)三尖瓣瓣环成形术:主要治疗三尖瓣反流,开胸手术,是目前治疗三尖瓣疾病的主要术式,主要有以下三种术式:


(a)瓣环缝缩术:沿前瓣和后瓣交界处及后瓣瓣环用双头无创伤缝线作1~2针褥式缝合,两侧都衬垫片,结后短缩瓣环。


(b)De Vega 术:用带双头针的无创伤缝线沿前瓣和后瓣瓣环作双层交叉连续缝合,两端进出针处各带一垫片,收紧缝线结,以缩短扩大的后瓣和前瓣基部瓣环。


(c) Carpentier 环固定术:Carpentier环是仿照三尖瓣环形态,用不锈钢制成的椭圆形半圆环,外用涤纶布包裹,有不同的号码。手术时沿三尖瓣环放置褥式缝线,再缝于适合号码的Carpentier环上。结固定后即可将扩大的前瓣和后瓣基部瓣环缩小,而使三尖瓣恢复对合良好。经改良的carpentier环,采用弹性材料制环,能适应心脏周期房室环的活动,减少缝合圈上的应力,从而减少撕脱的可能性。


(4)三尖瓣置换术:外科手术,非常少见,因为三尖瓣置换术患者面临高死亡率及高并发症发生率的风险,主要是为严重器质性三尖瓣病变的最终治疗手段。


(5)三尖瓣再次衰败后的经导管介入治疗技术:微创手术,通过导管将人工膜瓣放置到三尖瓣的位置。该类手术主要的应用场景是生物瓣置换术后或瓣环成形术后的三尖瓣衰败病例,再次对这类患者进行手术。通俗来讲,就是做过一次三尖瓣的外科手术后,三尖瓣又出问题了,这时患者再次外科手术的风险很高,因此,采用微创的方式,放置一个新的膜瓣到原有出问题的膜瓣位置,进行治疗。主要可以分为两类:


(a)三尖瓣生物瓣衰败后经导管瓣中瓣植入术;


(b)三尖瓣瓣环成形术后的经导管三尖瓣植入术。


(6)原始三尖瓣反流的微创介入治疗:微创手术,大致分为三类


(a)原始三尖瓣反流的经导管三尖瓣植入术;


(b)下腔静脉处植入瓣膜治疗重度三尖瓣反流;


(c)二瓣化技术治疗三尖瓣反流,Mitralign系统。


二瓣化技术治疗三尖瓣反流


/9. 肺动脉瓣疾病的治疗方式/


肺动脉疾病同样分为肺动脉瓣狭窄(相对罕见)和肺动脉瓣关闭不全。肺动脉狭窄的首要病因为先天性肺动脉瓣狭窄,肺动脉瓣关闭不全主要继发于肺动脉高压所致的肺动脉瓣干的根部扩张引起的瓣环扩大。


治疗肺动脉狭窄的标准方法是直视下肺动脉瓣切开,由于介入技术的不断发展,越来越多的患者选择球囊导管成形术使黏连的肺动脉瓣撕开,除个别病例失败外,基本成功,在狭窄率极低,因此目前基本替代了手术治疗。


肺动脉瓣关闭不全的治疗以治疗导致肺动脉高压的原发性疾病为主,如缓解二尖瓣狭窄的梗阻。仅在严重的肺动脉瓣反流致顽固性右心室衰竭时才考虑进行手术治疗,手术方案为肺动脉瓣置换。


微创肺动脉瓣置换术


讲到这里,关于常见心脏瓣膜手术的介绍就结束了。欢迎对本行业关注的读者与我们进行进一步地交流,我们长期关注本领域的创业与投资机会。文中如有疏漏、不严谨和错误的地方,敬请指正。


本文作者吴寒,群蜂社高级投资经理,美国南加州大学生物医学工程硕士,华中科技大学生物科学学士。在群蜂社和分享投资参与近10个医疗项目投资工作,曾参与创立某医疗健康产业创业服务平台,拥有民营综合医院筹建工作经验。目前在负责群蜂社以色列基金的相关工作。


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