最初治疗主动脉瓣狭窄的外科手术方法是外科瓣膜扩张，与肺动脉和二尖瓣狭窄相比，主动脉瓣狭窄外科瓣膜扩张效果差。行封闭式主动脉瓣联合部切开术的患者，急性主动脉瓣返流发生率和死亡率较高，开放式主动脉瓣外科手术开展后即被淘汰。主动脉瓣狭窄直视下外科瓣膜扩张始于1956年，有较高的再狭窄率，最终需要瓣膜置换术，并发症较多，如主动脉瓣返流、感染性心内膜炎和栓塞。对某些患者来说，直视下超声去钙化和外科剥离手术有效，但也存在着再狭窄问题。对严重主动脉瓣狭窄的婴儿和儿童，修补性的瓣膜置换术并不理想，开放式外科瓣膜切开术则是一种重要的治疗手段。
近些年，主动脉瓣置换术有了很大的改良与进展，大大减少了有症状的主动脉瓣狭窄患者的死亡率，目前虽然没有前瞻性随机对照试验比较主动脉瓣置换术和药物疗法的效果，但长期随访结果证实了瓣膜置换术的效果，包括血流动力学状况的改善、左室肥厚的逆转及生存率的提高。主动脉瓣置换术的手术死亡率是2-8%，如果患者年龄小于70岁，没有伴发疾病，死亡率可降低至1%。
瓣膜置换术可增加某些患者的死亡率。左室功能衰竭的患者，主动脉瓣置换术围手术期死亡率是10-25%，而急诊瓣膜置换术则高达40%；老年患者的手术危险性增加，若需要同时行冠状动脉旁路移植术或其它瓣膜手术，危险性会增加数倍。虽然近期研究表明高龄是主动脉瓣置换术手术死亡的强有力的预测因子，但高龄不能作为主动脉瓣狭窄患者瓣膜置换术的禁忌证。一项研究观察了469例70岁以上的主动脉瓣狭窄患者的手术效果，结果表明手术死亡率为0.9-76%，除年龄外，死亡率还取决于其它危险因素，如急诊手术、双瓣手术、冠状动脉疾病、女性和左室功能障碍。因此高龄患者若无其它危险因素，应实施手术以纠正瓣膜损害；而具有多项危险因素的患者手术死亡率很高。另外一项研究包括了64例80岁以上的主动脉瓣狭窄患者，很少伴发严重的非心脏疾病，瓣膜置换术后，院内病死率9.4%，另外10%出现永久性神经系统病变，其中38%恢复很慢，虽然最终结局良好，但常因脑瘫而需要康复治疗。大多数生存者可无心脏症状，但为了达到这一目标，需要花费很高的代价来降低围手术期的死亡及并发症发生率。虽然主动脉瓣置换术大大改善了大多数重度主动脉瓣狭窄患者的预后，高危患者包括老龄患者经常让医生或者患者拒绝手术，为了了解此类患者的自然病程，okeefe观察了22例非手术治疗的严重主动脉瓣狭窄患者，但1年、2年和3年的生存率分别为57%、37%和25%。而与年龄、性别相匹配的对照组结果是93%、85%和77%（p＜0.0001）。这项研究结果表明:主动脉瓣狭窄患者若不治疗，自然病程不佳。
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