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综述

右心声学造影临床应用新进展

  • 赵若寒 ,
  • 张思忆 ,
  • 吕清 , 1,
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  • 1.430032 武汉,华中科技大学同济医学院附属协和医院超声医学科 湖北省影像医学临床医学研究中心 分子影像湖北省重点实验室
通信作者:吕清,Email:

Copy editor: 汪荣

收稿日期: 2022-12-12

  网络出版日期: 2024-03-05

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New progress in clinical application of right echocardiography

  • Ruohan Zhao ,
  • Siyi Zhang ,
  • Qing Lyu ,
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Received date: 2022-12-12

  Online published: 2024-03-05

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摘要

右心声学造影(agitated saline contrast echocardiography,ASCE)发展至今已有60年历史,其利用振荡的无菌生理盐水混合自体血液,或生理盐水+50%葡萄糖溶液振荡配制声学造影剂。微气泡的平均直径为16~38 μm,肺毛细血管的平均直径为7~8 μm,大于肺毛细血管直径的微气泡不能通过肺毛细血管进入左心系统,故正常情况下只能使右心显影。ASCE被广泛用于诊断或排除心内分流如卵圆孔未闭(patent foramen ovale,PFO)和肺内右向左分流如肺动静脉瘘等相关疾病。近年来,随着重症超声和康复医学等学科的发展,ASCE也逐渐拓展了应用范围,本文就ASCE在运动时肺血管储备情况评估、静脉-静脉模式体外膜肺再循环、各类插管定位等方面的临床应用新进展进行综述。

本文引用格式

赵若寒 , 张思忆 , 吕清 . 右心声学造影临床应用新进展[J]. 中华医学超声杂志(电子版), 2023 , 20(12) : 1317 -1319 . DOI: 10.3877/cma.j.issn.1672-6448.2023.12.018

右心声学造影(agitated saline contrast echocardiography,ASCE)发展至今已有60年历史1,其利用振荡的无菌生理盐水混合自体血液,或生理盐水+50%葡萄糖溶液振荡配制声学造影剂。微气泡的平均直径为16~38 μm,肺毛细血管的平均直径为7~8 μm,大于肺毛细血管直径的微气泡不能通过肺毛细血管进入左心系统,故正常情况下只能使右心显影2-3。ASCE被广泛用于诊断或排除心内分流如卵圆孔未闭(patent foramen ovale,PFO)和肺内右向左分流如肺动静脉瘘等相关疾病。近年来,随着重症超声和康复医学等学科的发展,ASCE也逐渐拓展了应用范围4,本文就ASCE在运动时肺血管储备情况评估、静脉-静脉模式体外膜肺再循环、各类插管定位等方面的临床应用新进展进行综述。

一、运动时肺血管储备评估

多项研究发现,运动负荷后行ASCE会出现肺内分流,导致左心显影5,6,7。Eldridge等5发现,约有91%的健康者运动后左心会出现肺血管来源的微气泡。La Gerche等8研究发现,进行运动负荷后行ASCE检查肺内分流较多者,运动峰值时最大心输出量更高,肺动脉收缩压(pulmonary artery systolic pressure,PASP)更低,肺动脉阻力更低。Sanz-de La Garza等7的研究同样也提出,相较于肺内分流较少者,运动后肺内分流较多者具有更高的右心室收缩储备、肺血管储备、更强的运动能力和运动时更明显的双心室重塑,氧饱和度下降程度更大。
运动后肺内分流来源有两种假说,一是来自于PASP升高后开放的肺动静脉吻合,一是来源于扩张的肺内毛细血管。目前的研究发现以下两点:其一,PASP每升高1 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa),肺毛细血管内径增加2%7。运动员运动时PASP最高可达到45 mmHg,以此推算,肺毛细血管内径不会超过16~18 μm,不足以使大量微气泡通过;其二,多巴胺可以增加肺内动静脉吻合,应用多巴胺受体阻断剂后再运动行ASCE检查,肺内分流明显减少,并伴有最大心输出量,运动时峰值氧耗量下降9。说明运动后肺内分流来源更倾向于由运动诱发的肺动静脉吻合开放。
运动负荷时,心搏出量明显增加,与之对应PASP也会明显升高,甚至超过50 mmHg,与左心室相比,运动时流量和压力的剧增可导致右心室承受不成比例的过载,进而导致更大的壁应力增加,长此以往的负荷会导致右心室功能受损,PASP升高诱导的肺动静脉吻合开放,肺内分流增加,有助于降低剧增的PASP,减轻右心室负荷,提高运动耐量。而在肺动脉高压、肺血管床受损的情况下,肺动静脉吻合降低,肺内分流减低,对于运动时的耐受、右心室储备、肺血管的储备也会下降。因此,ASCE能够为肺血管储备能力、右心室收缩储备能力、运动负荷提供一定的诊断价值。

二、静脉-静脉模式体外膜肺再循环评估

静脉-静脉模式体外膜肺(V-V extracorporeal membrane oxygenation,V-V ECMO)通过右股静脉或右颈内静脉将体内的静脉血引出体外,经膜肺氧合后通过离心泵和管道再由患者右颈内静脉或股静脉回流入右心房,起到部分心肺替代作用,改善呼吸衰竭患者的脏器组织氧合,减少肺损伤10。但V-V模式下引流量、泵入量、右心功能不匹配和插管放置不当,会产生再循环现象,即小部分经ECMO氧合的血液回输后未进入心房,而是通过输入管直接回到引流管处,再次进入ECMO通路现象,虽然排出的血液具有较高的氧饱和度,但有效供氧率降低,不利于改善缺氧11
Pierrakos等12利用ASCE可以对V-V ECMO再循环进行评估。经输入管道注入振荡生理盐水10 ml,经剑突下清晰显示右心房及下腔静脉,至少显示引流管道下腔静脉远端至肝静脉交界处至少2 cm,观察随着泵入量的增加下腔静脉的浑浊情况。通过对2名V-V ECMO上机患者进行试验,发现即使在泵入量降低至2 L/min时,下腔静脉仍有微气泡显影,但患者的氧饱和度不受影响,说明一定程度的再循环是无法难免的。随着泵入量的增加,下腔静脉完全浑浊的时间逐渐缩短,推测可以将1200~1400 ms出现下腔静脉完全浑浊作为排除临床上显著的再循环的指标。在研究当中,注入振荡生理盐水未对ECMO功能造成影响,说明ASCE用于评估V-V ECMO再循环可能是安全的。但该研究为先导性研究,仅纳入2名患者,得出的截断值仍需要大量的临床实践验证。

三、经导管主动脉瓣置换术后瓣周漏评估

经导管主动脉瓣置换(transcatheter aortic valve replacement,TAVR)术后最常见的并发症为瓣周漏(perivalvular leakage,PVL)13,TAVR术后发生严重PVL的患者1年死亡风险是无PVL患者的2~4倍,即使是轻度PVL也会影响患者的长期生存率14。参照国际瓣膜学术研究联盟(valve academic research consortium,VARC)发布的VARC-2标准,评估反流束长度与主动脉瓣环周长的比值来判断TAVR术后PVL的程度,即比值<10%为轻度PVL,10%~30%为中度PVL,>30%为重度PVL15。对于TAVR术后出现中度及重度PVL的患者均需进一步干预治疗。因此,TAVR术后PVL程度的判断对临床决策十分重要。
Le等16报道一例TAVR术后左心进行性增大,行经胸超声心动图(transthoracic echocardiography,TTE)提示轻-中度PVL,瓣架位置、大小正常,TTE评估的PVL情况与左心增大情况不吻合,拟进行主动脉根部造影复核,但由于患者肾功能不全,不能耐受碘造影剂,因此选择经主动脉导管注入振荡生理盐水,TTE观察左心微气泡显影情况,一经注入振荡生理盐水,左心在2个心动周期内充满密集浑浊的微气泡,证实了临床上怀疑PVL为重度的推测。但由于存在潜在体循环栓塞风险,注射振荡生理盐水中空气的量需要严格控制。在存在碘造影剂过敏、严重肾功能不全等碘造影剂使用禁忌的患者中,TTE的ASCE主动脉造影对于TAVR术后PVL严重程度的评估有一定临床价值。

四、肝肺综合征评估

肝肺综合征(hepatopulmonary syndrome,HPS)是肝硬化的严重并发症之一,因肝功能不全引起肺血管扩张、气体交换障碍导致的低氧血症及其一系列病理生理变化的临床综合征,其发病率为5%~32%,如不考虑进行肝移植,终末期肝病患者合并HPS后心血管呼吸系统死亡风险明显上升,其中位生存时间仅为24个月,5年生存率仅为23%17。肺内血管扩张是HPS主要的病理改变,可累及毛细血管前血管至毛细血管后血管(直径15~500 μm),HPS中肺微血管扩张首先影响下肺区。
ASCE是诊断HPS的首选检查,其识别肺血管扩张的敏感度高于血气分析,肺血管扩张越明显,左心微气泡显影分级越高。随着ASCE中右向左分流分级的增高,肺泡-动脉血氧分压差逐渐升高,肺通气-灌注失调逐渐加重,患者缺氧症状更重,HPS分级更高。HPS患者直立时,肺内血流再分布,导致肺内血流-通气比例失调,诱发肺血管扩张,因此直立位ASCE的HPS检出率更高18。当肝硬化患者肺血管呈弥漫性扩张时,也可在早期探及左心微气泡显影,因此微气泡左心显影时间不是判断肺血管来源的绝对指标19。肺血管来源和PFO的微气泡鉴别点如下:(1)左心显影心动周期:超过6个心动周期左心房微气泡显影,考虑心外来源可能性大,6个心动周期以内PFO来源可能性大;(2)微气泡来源位置:观察到微气泡穿过房间隔卵圆孔或来源于肺静脉可直接诊断;(3)微气泡与Valsava激发关系:PFO来源的微气泡Valsava动作后会明显增多,肺血管来源的微气泡与Valsava激发关系不大;(4)微气泡大小:PFO来源的微气泡大小不均,相对较大,肺血管来源的微气泡更细密,大小均匀。若经胸ASCE判断来源困难,可在经食管超声心动图(transesophageal echocardiography,TEE)下行ASCE检查,明确鉴别心内/心外分流。虽然肝硬化并发症胃食管静脉曲张是TEE的相对禁忌证,但临床研究显示,Grade1-2级的患者如近期无上消化道出血表现,进行无胃底切面扫查的TEE是可以接受的,Meta分析研究显示,胃食管静脉曲张患者TEE后出血的发生率为0.84%,有静脉曲张患者和无静脉曲张患者的出血风险相当(风险差异值为0.26%;95%CI为-0.80%~-1.32%)20。明确肝硬化是否合并HPS对患者预后判断及治疗方案的制定具有重要意义21

五、各类导管定位

在监护室内,经常需要置入各种导管如中心静脉导管、ECMO双腔导管、心包积液引流管等,导管置入的位置异常可能导致严重的并发症,比如穿刺部位血肿、肢体坏死、心脏破裂。重症患者搬运不便,目前采用的床旁X线片无法及时、精确评估导管位置,ASCE可增强回声对比度,在导管精确定位方面具有一定的临床参考价值。
中心静脉导管经由锁骨下静脉、颈内静脉及股静脉等通路,将导管尖端置于上、下腔静脉。由于动静脉并行排列,穿刺过程中导管容易误入动脉,结合ASCE可以对以上情况进行及时识别。FLUSH研究提示,置入导管后,推注振荡生理盐水,关注右心是否有微气泡显影,如右心有微气泡显影则表明导管正确放置于静脉系统,如右心无微气泡显影,则表明导管误入动脉系统。相较于X线,该方法敏感度为84.6%,特异度为100%22。但为了避免大量的微气泡直接进入左心,使用该种方法时振荡生理盐水的推注量需谨慎考虑。导管正常进入静脉系统后,需要正确放置于上腔静脉或下腔静脉内,以便长期使用并减少对周围静脉的刺激。可以采用ASCE对导管尖端放置位置是否正确进行评估,Meggiolaro等23研究发现,与正常置管者相比,如导管尖端位置“过高”,即离上下腔静脉过远或导管尖端贴壁,那么注入振荡生理盐水后的右心显影程度不充分,右心“推注-显影”时间延迟。位置正常患者,推注后右心在50 ms内完全浑浊,以“推注-显影”时间500 ms为截断值可有效识别中心静脉导管位置“过高”(ROC曲线下面积为0.99,敏感度为100%,特异度为99%)。研究同样指出,在导管尖端“过低”,即尖端进入右心房时,“推注-显影”时间明显缩短,以150 ms为截断值可较好地识别导管尖端“过低”(ROC曲线下面积为0.71,敏感度为67%,特异度为70%)。该方法也同样适用于新生儿中心静脉导管定位24
V-V ECMO的双腔导管输入口在对准三尖瓣时对右心的冲击较小,插入过深,进入肝静脉可能会导致肝淤血,注入振荡生理盐水后通过回声对比可更清晰地定位输入口的具体位置25
有研究者曾报道在TTE引导下,应用ASCE定位穿刺针位置后成功完成心包积液穿刺26-27。应用ASCE可以在扩张和插入心包引流导管之前安全地确认心包穿刺针在心包空间中的位置。此外,ASCE还可以防止心包穿刺导管意外放置于右心室27

六、小结

ASCE通过微气泡增强了回声对比,是二维及彩色多普勒超声心动图的有效补充,其显影清晰、价格低廉、操作简便、安全可靠,易于推广普及。其临床应用不仅仅局限于评估心内、肺内分流,目前已拓展至重症、康复医学等领域。在重症领域,ASCE可以对各类插管的定位及时提示,对ECMO的再循环进行半定量评价;在康复领域,结合运动负荷可以评估肺血管、右心储备能力;在介入手术治疗结构性心脏病方面,可以为碘造影剂过敏及不耐受患者提供另一种选择。
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