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第二节
经胸心脏超声心功能评估

一、概述

因经胸心脏超声可在床旁实施、可反复操作、无创等,已逐渐成为评估急危重症患者心脏功能的首选方法。通过经胸心脏超声,临床医生可以直视心脏室壁运动、心脏腔室大小,从而快速获取左心室收缩功能异常的类型及程度、室壁节段运动异常、左心室舒张是否受损及右心室功能等信息。本节将重点阐述经胸心脏超声评估右心室收缩功能、左心室收缩及舒张功能的要点。

二、经胸心脏超声心功能评估操作规范流程

(一)适应证

各种类型的休克、呼吸困难患者,以及临床医生认为需要评估心功能的急危重症情况。

(二)禁忌证

无。

(三)操作前准备

超声机、心脏超声探头和超声耦合剂。

(四)操作步骤
1.右心室收缩功能评估
(1)右心室大小:

右心室的室壁较薄,形状不规则,顺应性好,当出现急性右心室功能不全时,往往首先出现右心室代偿性扩大。右心室的大小是评估右心室功能较为敏感且容易识别的指标。心尖四腔心切面是定性评估右心室大小的参考切面,以右心室舒张末期面积与左心室舒张末期面积的比例作为右心室大小的评估标准。正常情况下,二者的比例< 0.6,若二者的比例为0.6~1,则为中度右心室功能不全;若二者的比例≥1,则为严重右心室功能不全。需要注意的是,右心室的明显扩大可以是急性的,也可以是慢性的,若合并右心房明显扩大和/或右心室壁明显增厚,多提示为慢性改变。

(2)室间隔运动:

对于右心室功能不全的患者,必须在胸骨旁短轴乳头肌水平切面评估室间隔的运动形态。正常情况下,该切面可见室间隔凸向右侧,若右心室功能不全,可能出现室间隔的矛盾运动,即室间隔在舒张期或收缩、舒张双期变平,呈现“D”字征,提示右心室压力增加。进一步评估三尖瓣反流速度及肺动脉瓣血流频谱可协助定量评估右心室后负荷。

(3)右心室收缩运动:

右心室以长轴收缩运动为主,肉眼评估右心室各部分的收缩运动可以判断收缩功能的强弱及节段特点。临床上常在心尖四腔心切面测量三尖瓣环收缩期位移(tricuspid annular plane systolic excursion,TAPSE)以定量评估右心室的收缩功能,TAPSE正常大于2cm/s。一般将TAPSE < 1.6cm/s视为右心室长轴收缩功能下降。结合右心室收缩运动的评估,有助于判断右心室收缩功能不全的病因。

2.左心室功能评估
(1)左心室收缩功能定性评估:

对急危重症患者首先应该定性评估左心整体收缩功能,有助于临床快速鉴别血流动力学紊乱的病因。在进行左心室收缩功能的定性评估之前,首先应明确心脏是否存在如心腔大小、瓣膜、心肌厚薄等基础结构改变,这有助于判断心脏收缩功能的异常是由急性还是慢性因素所致,如左心室明显扩大或左心室壁明显增厚提示存在慢性心脏疾病,如扩张型心肌病、原发性高血压、肥厚型心肌病等。

通过目测法对左心室收缩功能进行定性评估时,重点关注每次心动周期时左心室室壁的增厚和向心性运动位移的幅度,可快速将左心室收缩功能分为正常、增强、减弱。与舒张期比较,若收缩期左心室室壁增厚> 50%、内膜向心性运动大于30%内径,认为左心室收缩功能正常;若左心室室壁收缩期明显增厚、内膜向心性运动大于50%内径,认为左心室收缩功能增强;若左心室室壁增厚30%~50%、内膜向心性运动为内径的20%~30%,认为左心室收缩功能轻度减弱;若左心室室壁增厚< 30%、内膜向心性运动< 20%内径(肉眼评估几乎不动),认为左心室收缩功能重度减弱。左心室收缩功能的快速定性具有重要的临床意义,有助于快速鉴别休克的类型,评估容量反应性,协助诊断左心室收缩功能异常的病因。一旦发现左心室收缩功能减弱,需要明确是急性还是慢性,是弥漫性还是节段性收缩减弱。急性弥漫性左心室收缩功能减弱常见于心肺复苏后、脓毒性心肌病、镇痛镇静药物或抗心律失常药物应用后的副作用。急性节段性左心室收缩功能减弱需要鉴别是冠状动脉缺血性心脏病还是应激性心肌病,前者多表现为纵形节段受累,与冠状动脉的走行、分布相对应;后者多表现为环形节段收缩功能减弱,以心尖气球样改变为最常见。

(2)左心室收缩功能定量评估:

左心室收缩功能的定量评估主要包括左心室缩短分数(left ventricular fraction shortening,LVFS)、左心室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF)、心排血量(cardiac output,CO)。

1)LVFS:

主要反映左心室径向收缩功能,一般在胸骨旁左心室长轴切面二尖瓣瓣尖水平和/或胸骨旁左心室短轴切面乳头肌水平进行测量,将取样线通过左心室内径最长径线,并垂直于室间隔和左心室后壁。准确测量的前提是内膜显示清晰,分别测量左心室舒张末期内径(left ventricular end-diastolic dimension,LVEDd)和左心室收缩末期内径(left ventricular end-systolic dimension,LVESd),可计算得出LVFS,计算公式为: LVFS =( LVEDd - LVESd )/ LVEDd ×100%,正常参考范围为25%~45%,扩张型心肌病、缺血性心肌病 LVFS 下降。

2)LVEF:

是最常用的反映左心室收缩功能的指标,表示每次左心室收缩泵出的血液量占左心室舒张末期左心室总容量的比例,测量LVEF的金标准为Simpson法,如需要快速评估,可与测量LVFS一样,在标准胸骨旁左心室长轴切面二尖瓣瓣尖水平和/或胸骨旁左心室短轴切面乳头肌水平将取样线垂直于室间隔和左心室后壁,测量左心室舒张末期内径和左心室收缩末期内径,代入校正的立方体公式: V =7/(2.4+ D )π D 3 ,分别计算出左心室舒张末期和收缩末期容积,LVEF等于二者之差与左心室舒张末期容积的比值。

3)CO:

为每搏输出量(stroke volume,SV)与心率(heart rate,HR)的乘积,采用脉冲多普勒方法测量左心室流出道的血流频谱可以计算CO。根据“流量=左心室流出道横截面积×流速”的原理,由于左心室搏出的血流速度是变化的,所以需用速度时间积分(velocity time integrat,VTI)的形式表示,首先在左心室长轴平面测量左心室流出道的内径(D),假设左心室流出道为圆形,则左心室流出道面积=π( D /2) 2 。然后,在标准的心尖五腔心切面获得左心室流出道频谱并描记VTI。VTI指左心室流出道血流频谱的曲线下面积,再推导 SV =π( D /2) 2 × VTI CO = SV × HR 。测量VTI时,选择脉冲多普勒模式,将取样容积置于主动脉瓣下0.5cm处,调整声束方向与血流方向平行,但调整的角度不宜超过20°,以保证测量的准确性。标准的VTI图像应为形态一致的中空直角三角形,随后沿着三角形边缘描记VTI轨迹,计算机可自动得出VTI,单位为厘米(cm),以此方法计算呼气末连续3~5个VTI,取平均数作为最终VTI。

CO正常范围为3.5~5.5L/min。值得注意的是,CO不等同于心功能,如心功能受损、SV降低,心率可代偿性增快,此时CO可能维持在正常范围。

(3)左心室舒张功能评估:

左心室舒张功能不全在临床上非常常见,尤其对于高龄、高血压、糖尿病患者。左心室收缩功能不全的患者一定伴随舒张功能的下降,但约一半的心力衰竭患者为单纯的左心室舒张功能不全。根据美国心脏协会(American Heart Association,AHA)/美国心脏病学会(American College of Cardiology,ACC)指南定义,单纯的舒张功能不全是指存在心力衰竭的症状和体征,但射血分数在正常范围,因此又被称作射血分数保留的心力衰竭,其中包括左心室肥厚患者早期,射血分数正常,但左心室的顺应性下降。心脏超声是定性评估患者有无左心室舒张功能不全的有力工具,结合二尖瓣血流频谱、E峰减速时间、组织多普勒等测量技术可定量评估左心室的充盈压,对舒张功能不全进行分级。

左心室舒张早期充盈和舒张晚期充盈的血流速度可以反映左心室与左心房的压力差,从而评估舒张功能不全的严重程度。运用脉冲多普勒测量二尖瓣瓣口血流频谱,取样容积置于二尖瓣瓣尖水平,根据早期快速充盈形成的二尖瓣血流频谱E峰和左心房收缩形成的晚期充盈A峰的比值来评估。正常情况下,E峰最大流速平均73cm/s,A峰最大流速平均40cm/s,E/A比值正常为1.0~1.5。还可以通过测量E峰减速时间(E deceleration time,EDT)来评估舒张功能,EDT指从E峰顶点到E峰回落至基线之间的时间,正常范围为160~240ms。在左心室僵硬度增加的患者,左心室充盈早期二尖瓣E峰下降速度加快,EDT缩短。左心室舒张功能不全的分级及充盈压评估不能通过单一的指标进行判定,需要综合多个指标,但不属于基础评估的范围,故不在本节讨论。

(五)操作注意事项

1.在学习经胸心脏超声评估心功能之前,需掌握心脏结构及血流动力学的理论知识,熟悉心脏超声的标准切面,熟悉心脏超声各参数正常值范围。

2.评估心脏功能时,必须重视右心功能的评估,且优先评估右心室的大小,评估左心室功能时,必须评价左心室舒张功能。

3.显示心尖四腔心切面时,如不能清晰地显示房室瓣或心房,可能是由于探头向背部倾斜不足,相反,如果可以显示主动脉根部,则说明探头倾斜过度。

4.心率> 100次/min时可能出现E峰与A峰融合,心房颤动患者没有A峰,因此无法用E/A评估左心室舒张功能。

5.二尖瓣血流频谱评估左心室舒张功能的前提是得到清晰的血流频谱。

三、经胸心脏超声心功能评估操作规范核查表

经胸心脏超声心功能评估操作规范核查表见表2-2-1。评分表中如每一条项目完全正确,在“是”的一列打“√”;如完全不正确或部分不正确,在“否”的一列打“√”。根据“是”的数目评分,一个“是”记为1分,满分20分。

表2-2-1 经胸心脏超声心功能评估操作规范核查表

四、常见操作错误及分析

1.切面标准是超声评估心功能的基础,如心尖四腔心切面评估右心室大小时,心尖需位于屏幕的顶点,室间隔需直立,否则会发生心尖短缩效应,使右心室大小测量不准确。

2.心率可能影响左心收缩功能定性评估,当心率快时将导致左心室收缩功能被高估,心率慢时导致被低估。

3.LVEF往往会受心脏前后负荷影响,需要观察不同前后负荷情况下的射血分数才可以准确判断真实LVEF。例如,当二尖瓣关闭不全时,左心室收缩期会有部分左心室血液回流至左心房,导致LVEF假性升高。

五、常见训练方法及培训要点介绍

经胸心脏超声心功能评估训练时,建议首先采取学员相互练习的形式,相互充当正常的参考标准,熟悉心脏超声各个切面及相关参数的测量。随后可以在带教老师的指导下,并取得患者或家属同意后为患者行心脏超声检查,病种需要涵盖心源性休克、急性肺心病、低血容量性休克、分布性休克、慢性心脏基础疾病等典型病例,每个病种不少于3例。

六、相关知识测试题

1.目前公认的可以较好反映左心室收缩功能的指标是

A.心脏指数

B.每搏输出量

C.左心室射血分数

D.心排血量

E.左心室缩短分数

2.下列选项中, 不属于 肺动脉高压时的心脏超声征象的是

A.心尖四腔心平面见右心室:左心室< 0.6

B.心尖四腔心平面见右心室和左心室一样大

C.肺动脉明显增宽

D.胸骨旁短轴切面见室间隔D字征

E.三尖瓣最大反流速度为3.3m/s

3.下列选项中, 不能 反映左心室舒张功能的是

A.二尖瓣中度反流

B.左心室壁明显增厚

C.E/A

D.左心室收缩功能减弱

E.左心房增大

4.二尖瓣前叶运动曲线上A峰对应的时相是

A.等容舒张期

B.快速舒张期

C.心房收缩期

D.缓慢舒张期

E.心室射血期

5.下列选项中, 不属于 弥漫性左心室收缩功能减弱的疾病是

A.心肺复苏后

B.脓毒性心肌病

C.冠状动脉粥样硬化性心脏病

D.大剂量β受体阻滞剂应用后

E.扩张性心肌病

答案: 1.C 2.A 3.A 4.C 5.C

(李 莉)

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[1]刘大为,王小亭.重症超声.北京:人民卫生出版社,2017.

[2]王小亭,刘大为,于凯江,等.中国重症超声专家共识.中华内科杂志,2016,55 (11): 900-912.

[3]尹万红,王小亭,刘大为,等.重症超声临床应用技术规范.中华内科杂志,2018,57 (6): 397-417.

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[5]LEVITOV A, FRANKEL H L, BLAIVAS M, et al. Guidelines for the appropriate use of beside general and cardiac ultrasonography in the evaluation of critically ill patients-part Ⅱ: cardiac ultrasonography. Crit Care Med, 2016, 44 (6): 1206-1227. PPwVtZV49qBFziHHOHbSQSYu2f31HdHpg+BDNrxvYE5OkzqyC6OV4GOm4u919GQC

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