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综述

右心声学造影的临床应用进展

  • 杨安琪 1 ,
  • 郑哲岚 , 1,
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  • 1.310003 杭州,浙江大学医学院附属第一医院心血管超声中心
通信作者:郑哲岚,Email:

Copy editor: 汪荣

收稿日期: 2021-08-15

  网络出版日期: 2023-05-22

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Progress in clinical application of right echocardiography

  • Anqi Yang 1 ,
  • Zhelan Zheng , 1
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Received date: 2021-08-15

  Online published: 2023-05-22

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本文引用格式

杨安琪 , 郑哲岚 . 右心声学造影的临床应用进展[J]. 中华医学超声杂志(电子版), 2023 , 20(02) : 250 -252 . DOI: 10.3877/cma.j.issn.1672-6448.2023.02.018

右心声学造影是在经胸超声心动图的基础上,通过静脉注射声学造影剂,利用造影剂中微气泡与血液间巨大的声阻抗差产生强烈反射,从而在常规超声图像中显示特殊的微气泡图像来判断血液的分流方向并进行半定量或定量分析的超声检查方法,在临床上可起到协助心血管疾病诊断及鉴别诊断的作用。近年来,右心声学造影越来越得到超声医师以及临床医师的重视和认可,美国超声心动图协会(American Society of Echocardiography,ASE)声学造影指南以及中国心血管超声造影检查专家共识中均就右心声学造影做了相应介绍1, 2。目前,右心声学造影的临床应用越来越广泛,基于此,本文就右心声学造影技术的研究进展及其在临床中的应用综述如下。

一、右心声学造影剂

(一)手振含空气类造影剂

手振含空气类造影剂是目前临床最常用的声学造影剂,通过2个10 ml注射器及1个三通旋塞将空气和生理盐水或其他溶液混合,手动振荡生成微气泡,目前常用的手振含空气类造影剂如下。
1.手振激活生理盐水(hand-agitated saline solution,AS):AS经济安全、不良反应少,是多个指南推荐使用的传统声学造影剂,但其微气泡稳定性以及持续时间的不足有时无法满足临床需求3
2.手振激活50%葡萄糖溶液(hand-agitated 50% glucose solution,AGS):由于50%葡萄糖溶液具有更大的黏度,AGS比AS微气泡持续时间更长、显影浓度更高,从而使微气泡形态更加稳定,但AGS不适用于糖尿病患者4
3.手振激活自体血+生理盐水(hand-agitated saline solution with blood,ASB):血液可以稳定微泡并将微泡乳化,防止其在体循环中溶解,从而增加微泡持续时间,但有时ASB制备不当容易造成血液溅出5

(二)维生素B6+5%碳酸氢钠造影剂

维生素B6+5%碳酸氢钠造影剂(vitamin B6 and sodium bicarbonate solution,VSBS)的原理是维生素B6与碳酸氢钠的酸碱中和反应产生二氧化碳,这一反应是一个持续的过程,可产生更多的二氧化碳,更均匀的气泡和更长的微泡峰值时间,另外该造影剂的制备不需要三通旋塞和手动振荡,可避免因操作不当导致的造影剂溅出,但VSBS不适用于肾功能异常的患者6

二、右心声学造影的临床应用

(一)诊断心内及心外右向左分流

临床研究证明,右向左分流(right-to-left shunt,RLS)与反常栓塞、不明原因脑卒中、短暂性脑缺血发作、偏头痛等疾病关系密切,心内RLS最常见的原因为卵圆孔未闭(patent foramen ovale,PFO),心外RLS最常见于肺动静脉畸形(pulmonary arteriovenous malformation,PAVM)。右心声学造影对于微量低速分流的检出率高,已被临床广泛用于心内及心外RLS的筛查3
1.PFO诊断的相关进展:右心声学造影配合增加右心房压力的激发动作可以提高PFO-RLS的检出率,目前常用的激发动作为Valsalva动作,包括常规方法及改良方法,常规方法是指受检者尽力吸气憋气后再迅速松气,改良方法是指受检者用力吹压力表使胸腔压力≥40 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa),然后再迅速松气,改良法可以直观地了解患者憋气时胸腔压力是否达标,从而判断患者Valsalva动作是否规范有效7, 8
右心声学造影诊断PFO常用的注射部位是肘静脉。有研究表明,永存欧式瓣可造成假阴性结果,这与右心房血液流动模式有关,即来自上腔静脉的血液朝向右心房,而下腔静脉的血液朝向房间隔,肘静脉注射造影剂时欧式瓣将进一步促使无造影剂的下腔静脉血流向房间隔,并阻止通过上腔静脉进入右心房的微泡穿越房间隔。因此,如果存在明显的欧式瓣(厚1 mm,在右心房内突出至少10 mm),应考虑股静脉注射,以便含造影剂的血液从下腔静脉流向房间隔,为避免股静脉插管可能导致的动脉损伤或血肿的形成,也可考虑足静脉代替股静脉注射9
2.RLS半定量/定量分析:RLS分流量的大小与反常栓塞、脑卒中以及偏头痛等均有密切关系,因此对RLS进行半定量/定量分析至关重要。目前,主要根据左心室微泡数进行半定量分析,按静止的单帧图像中左心室内微泡数量将RLS分为4级,包括0级(无RLS):无微泡;Ⅰ级(少量RLS):1~10个微泡/帧;Ⅱ级(中量RLS):10~30个微泡/帧;Ⅲ级(大量RLS):>30个微泡/帧3
最新研究显示,可使用回声强度(echo density,ED)作为量化气泡密度的指标从而量化RLS的程度,通过图像处理程序量化患者不同帧的ED,即灰度值,完全黑色的图像的平均灰度值为0,而完全白色的图像的平均灰度值为255,通过测量左心室基线灰度值以及左心室微气泡数量最多时的灰度值来计算左心室ED的绝对变化,绝对变化率计算公式如下:左心室ED绝对变化率=(左心室最大灰度值-左心室基础灰度值)/(255-左心室基础灰度值)×100%。
因为左心室的ED依赖于右心室的ED,右心室的ED过小,可能会导致对RLS的低估,因此进一步改进这种新方法,将左心室最大灰度校正为右心室最大灰度,ED变化率校正公式如下:左心室ED相对变化率=(左心室最大灰度值-左心室基础灰度值)/(右心室最大灰度值-左心室基础灰度值)×100%10
这是一种新的定量方法,可定量分析心内及心外RLS量的大小,并对临床诊断以及后续治疗提供更加可靠的参考依据。
3.PFO与PAVM的鉴别诊断:如上所述,PFO与PAVM这两种心内与心外RLS均可能导致低氧血症和反常栓塞,但两种不同机制的分流后续治疗不同,因此,PFO与PAVM的鉴别诊断在临床中尤为重要。
目前,常根据左心室微泡显影的时间,鉴别判断RLS来源于PFO还是PAVM,显影时间在3~5个心动周期内,RLS多来源于PFO,超过5个心动周期多考虑为PAVM,然而,仅依赖心动周期计数可能会因为计数不准确导致错误分类。此外,PAVM-RLS与Valsalva动作的结束无明显关系,而PFO-RLS在Valsalva动作结束瞬间检出率最高。然而值得提出的是,Valsalva动作的完成质量个体间差异较大,规范有效的Valsalva动作经常不能执行3
最新研究表明,可根据声学造影剂进入和离开左心的时间模式在心内与心外分流中有显著差异的假说,通过分析左、右心室回声强度随时间变化的趋势来区分分流机制。通过相关软件绘制右心室以及左心室的最大区域(不包括心脏结构或相邻心外结构)内的时间-ED曲线,将反射回波的亮度作为整个图像记录时间内气泡密度的指标,x轴代表时间,y轴代表感兴趣区内的ED。研究结果显示:(1)PAVM:左心室时间-ED曲线呈缓慢持续上升并持续存在(如图1a蓝色曲线所示)。(2)PFO:左心室时间-ED曲线为快速短暂上升和快速下降(如图1b蓝色曲线所示)。此外,研究表明有很多PAVM患者声学造影过程中可出现右心室回声强度低于左心室(如图1a黄色曲线所示),这种情况在PFO中不可见,因此,若右心时间-ED曲线低于左心可高度提示PAVM11。这种新的定量分析方法具有很高的诊断价值,并可在一定程度上弥补心动周期计数以及Valsalva动作的局限性,其可有效提高PFO与PAVM鉴别诊断的准确性。
图1 右心声学造影时间-回声强度曲线。图a为肺动静脉畸形;图b为卵圆孔未闭[摘自Eur Heart J Cardiovasc Imaging,2020,21:307-317.]

注:PAVM为肺动静脉畸形;PFO为卵圆孔未闭;黄色曲线为右心室时间-回声强度曲线;蓝色曲线为左心室时间-回声强度曲线

4.其他RLS:除PFO与PAVM外,右心声学造影同样可以评估其他机制相关的RLS,如Fontan术后患者RLS、心房颤动消融术后医源性RLS以及房间隔或PFO封堵术后残留RLS存在与否以及分流量的大小,以便于临床预后评估及相关后续治疗的进行12, 13

(二)协助诊断其他先天性心脏病

右心声学造影可实时监测心脏大血管的血流动态分布,提高分流性先天性心脏病的诊断率。(1)心内左向右分流:当存在房间隔缺损或室间隔缺损等左向右分流型先天性心脏病时,无声学造影剂的左心血液会通过缺损处进入右心,并将含造影剂的血液冲走,导致右心出现造影剂充填缺失14。(2)静脉回流异常:是一种比较罕见的复杂先天性心脏病。其中,最常见的是持续性左上腔静脉异常引流,多数表现为通过冠状静脉窦引流至左心房,少数可直接回流入左心房,静脉回流异常还包括右上腔静脉异常引流至左心房,右心声学造影均表现为左心房较右心房更早出现微泡15。(3)肺动脉-左心房瘘:先天性肺动脉-左心房瘘是肺动脉与左心房之间通过瘘道连接,右心声学造影可协助诊断肺动脉-左心房瘘,并提高左心房与肺动脉间异常通道的检出率,本病与PAVM的主要鉴别点在于肺动脉-左心房瘘患者左右心几乎同时充盈,而PAVM左心多在5个心动周期后开始显影16。(4)判断右心结构异常:右心声学造影可清晰显示右心大小、轮廓、结构等,可协助诊断右心三房心、右心房憩室、房间隔膨胀瘤以及右心房或右心室占位等相关疾病217

(三)右心声学造影应用于静脉-静脉体外膜肺氧合

静脉-静脉体外膜肺氧合(venovenous extracorporeal membrane oxygenation,VV-ECMO)用于治疗严重呼吸衰竭,其原理是将体内的静脉血引出体外,经过体外氧合器氧合后再注入患者静脉系统,起到部分心肺替代作用,通常选择股静脉引出,颈内静脉泵入。VV-ECMO只可部分代替肺功能,因为只有一部分静脉血被引出并氧合,另一部分静脉血绕过ECMO引流插管,与经过体外膜肺氧合后的含氧血混合后共同进入血液循环,因此未氧合静脉血与氧合静脉血的比例决定了VV-ECMO的氧合程度以及治疗效果。研究表明,右心声学造影可对氧合程度进行半定量分析,体外膜肺氧合后的静脉血中没有微气泡,因此右心房内气泡的数量可代表未氧合静脉血相对于氧合血的数量,右心房中微气泡多少的分析对VV-ECMO过程中氧合程度的监测以及后续管理策略的制定是十分重要的18
综上所述,右心声学造影在相关心血管疾病的诊断中具有重要作用,且经济安全,灵敏度高。相信随着右心声学造影定量分析方法的不断改进以及临床应用范围的扩展,其将在相关疾病的诊断与治疗中发挥更大的作用。
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