超声心动图在心脏病患者非心脏手术围术期中的应用进展

本文原载于《中华麻醉学杂志》2022年第2期

随着我国人口老龄化及心脏疾病年轻化，心脏病患者行心脏及非心脏手术的例数呈逐年增多趋势[1]。术前需要对此类患者进行全面的麻醉风险评估，以明确合适的手术时机，并针对术中及术后可能发生的心血管事件做好应对措施，尤其需要熟知各种血流动力学监测手段及其相应的数据解读。在现有的围术期血流动力学监测中，超声心动图可以直接或间接评价心功能、血容量和外周血管阻力三要素，是一种无创、直观、重复性好的方法，因此应用超声心动图可提高术中循环功能监测和管理的准确性。一项纳入214例非心脏手术患者的前瞻性研究发现，经食道超声心动图(TEE)或经胸超声心动图(TTE)的使用对40%的患者产生显著影响，如改变了药物或手术治疗、证实诊断，避免了有创性肺动脉导管监测；而在有TEE最强指征的患者和手术中，该比例更高[2]。其中将TEE对围术期决策的影响分为：主要影响，即治疗可能危及生命的事件、改变麻醉或手术治疗决策、有临床意义的术后评估；次要/有限影响，即改变药物治疗、消除血流动力学变化的可能原因、代替更具侵入性的装置来评估心脏功能[3]。在非心脏手术的高危患者中，TEE或TTE检查最常见的术中诊断是低血容量、低射血分数、局限性室壁运动障碍、瓣膜病、右心室衰竭或肺栓塞。低血容量的典型征象有左室舒张末期容积减少，射血分数增高，乳头肌"亲吻征"，扩容后左室舒张末期容积增大。但心脏病患者的左室可能比原有扩大或缩小，应注意术前测量基础值。在严格把握禁忌证的情况下，TEE不影响术野及手术操作，更加适合术中使用。TEE探头频率较TTE探头高，检查时离心脏更近，因而图像更加清晰，同时获得的临床信息还往往能对其他血流动力学监测装置如中心静脉导管或肺动脉导管起到补充作用。现就TTE和TEE在心脏病患者非心脏手术围术期的应用和进展综述如下。

一、TTE和TEE在冠心病患者非心脏手术围术期管理中的应用

根据《中国心血管健康与疾病报告2020概要》[4]，我国现有1 139万冠心病患者，除急性冠脉综合征患者外，不推荐在非心脏手术前进行心肌血运重建来改善非心脏手术的围术期结局[5]。麻醉医生在围术期使用TEE和TTE要重点关注患者心功能、心肌缺血和并发症的评估。

1．左室收缩功能

采用定性或半定量的方法评估左室收缩功能。①定性评估：目测法可用于定性评估左室整体收缩功能以及估测左室射血分数，这种方法能够快速提供信息，来甄别患者是否需要使用正性肌力药物或其他血管活性药物[6]。左室短轴切面和长轴切面均可定性评估左室整体收缩功能。利用补充切面定性评估左室扩大、左室肥厚等。②半定量和定量评估：M型超声、双平面辛普森法、左室流出道时间速度积分法、4D心室定量均可用于整体半定量和定量评估。除了对左室收缩功能的整体评估，组织多普勒斑点追踪、牛眼图还可监测评估节段性左室收缩功能。

2．左室舒张功能

越来越多证据表明，左室舒张功能障碍是术中血流动力学紊乱的原因之一。但若怀疑射血分数正常或接近正常的心力衰竭患者，即射血分数保留型心力衰竭存在舒张功能障碍，该评估可能有助于指导血流动力学管理。舒张功能的超声心动图指标包括二尖瓣流入的多普勒E和A波形、肺静脉血流的多普勒S和D波形、组织多普勒二尖瓣侧瓣环位移速度等。

3．心肌缺血的监测

冠心病患者行非心脏手术时，手术应激可能诱发心肌缺血和梗死，因此及时发现心肌缺血对治疗及预后有重要意义。TEE和TTE主要通过观察心室壁的节段性室壁运动异常(RWMA)来反映心肌缺血，较ECG监测心肌缺血的敏感性更高。RWMA表现为心内膜内向运动减弱或消失以及收缩期心肌增厚障碍，并以此分级。由于不同冠状动脉分支灌注的心肌区域不同，因此，通过对RWMA的定位，可大致了解出现缺血的冠状动脉分支。不同的超声心动图切面图像可显示不同冠状动脉分支灌注的心肌区域。需要注意的是，冠状动脉分布在不同患者可能有变异，一些心室节段也可能存在变异的冠状动脉灌注。

4．心肌梗死并发症监测

TTE和TEE除了对心肌缺血有很好的监测作用以外，对相关并发症也具非常重要的诊断价值。心肌梗死急性期并发症主要包括心脏破裂、二尖瓣反流、心包积液、室壁瘤和左室血栓、心源性休克、室间隔穿孔等。对急性心肌梗死发生心源性休克的患者，不仅可发现其病因，而且可以提供可靠的诊断依据[7]。

二、TTE和TEE在先天性心脏病患者非心脏手术围术期管理中的应用

我国现有先天性心脏病患者200万例[4]，美国大约有100万例，生存至中年及以后的患者例数在逐渐增多[8,9]。其中很多患者会进行心脏手术或非心脏手术。在2018年美国心脏病协会发布的关于成年人先天性心脏病管理指南中指出，先天性心脏病患者接受非心脏手术，围术期风险更大，TTE和TEE可评估心脏解剖结构、心脏内修复或姑息治疗的类型、当前血流动力学状态、心功能状态以及既往心血管并发症。患者常见危险因素包括：发绀、充血性心力衰竭、一般健康状况差、年幼、肺动脉高压、呼吸和神经系统手术、复杂先天性心脏病、是否急诊手术[10]。根据先天性心脏病围术期管理特点，先天性心脏病右心衰竭较左心衰竭更为常见，对于存在重度肺高压或右心室衰竭的患者，术中通常会进行TEE监测。监测包括：(1)右室收缩功能。非心脏手术中通常采用右室收缩功能的目测法或者定性估测。①定性评估：一般右室心腔小于左室心腔，而且在四腔心切面右室不参与形成心尖。此外，右室壁比左室壁薄。右室心腔大小与厚度均超过左室反映右室的容量负荷和压力负荷出现问题。②定量评估：4D心脏超声出现之前，定量评估右室功能方法如三尖瓣环收缩期运动幅度、右心室面积变化分数(FAC)和右室心肌做功指数都可以定量评估右心功能，但是这方法均有一定局限性。目前4D右室功能定量测量软件在右心功能评估的应用，使得其相关数据更加精确，可重复性显著提高[11]。(2)评估左心室功能。(3)评估瓣膜病变，尤其是定性评估三尖瓣和肺动脉瓣功能。(4)估计收缩期或平均肺动脉压[12]。采用TEE监测可迅速发现术中变化。紧急使用TEE的指征为确定急性失代偿的原因，如重度右室或左室功能不全、肺栓塞或低血容量[13]。

三、TTE和TEE在心肌病患者非心脏手术围术期管理中的应用

围术期最常见的心肌病为扩张型心肌病(DCM)和肥厚型心肌病(HCM)，常见继发性心肌病如缺血性心肌病、应激性心肌病以及近期新型冠状病毒肺炎导致的急性心肌损伤。

1．DCM

DCM是一类以左室或双心室扩大伴收缩功能障碍为特征的心肌病，是心肌病最常见的类型。术前超声及术中超声重点评估心腔大小、室壁运动功能、有无附壁血栓、瓣膜功能，以决定术前调整用药及是否需要抗凝以及容量评估，避免容量不足或过负荷。超声心动图主要表现为：①左室或各心腔均有扩大，常合并有二尖瓣和三尖瓣反流、肺动脉高压。②左室壁运动弥漫性减弱，室壁相对变薄，可合并右室壁运动减弱。③左室收缩功能下降，左室射血分数<45%；合并有右室收缩功能下降时，三尖瓣环位移<1.7 cm、FAC<35%。④其他：附壁血栓多发生在左室心尖部[14]。若术前存在射血分数<25%、肺毛细血管楔压>20 mmHg(1 mmHg＝0.133 kPa)、心指数<2.5 L·min-1·m-2、低血压、肺动脉高压、中心静脉压升高、恶性心律失常，猝死风险极高，需术前积极准备，禁忌非挽救生命的一切手术。

2．HCM

HCM是一种以左室肥厚为突出特征的原发性心肌病。心肌肥厚部位以左室为常见，右室少见。室间隔基底部肥厚向左室腔内突出，收缩时引起左室流出道梗阻者，称为肥厚型梗阻性心肌病。超声心动图检查是HCM患者诊断、病情监测、治疗方法选择及治疗效果评估的首选检查方法[15,16]。围术期超声评估的主要方面是确定有无左室流出道梗阻及严重程度，是否具有心脏外科手术指征，以及通过术前准备将术中及术后梗阻恶化的可能性降到最低。具体要点：(1)同时满足以下2个条件者为心外科行室间隔心肌切除适应证：①药物治疗效果不佳，已出现呼吸困难、胸痛或晕厥；②静息或运动激发后，由室间隔肥厚和二尖瓣收缩期前移(SAM征)所致的左室腔流出道压差≥50 mmHg，存在中重度二尖瓣关闭不全、房颤或左心房明显增大等，也考虑外科手术；(2)若该类患者存在上述心脏外科处理指征，在行非心脏手术时，需要相应心脏外科同台准备，并做好体外循环准备；(3)若同时合并右室心肌肥厚及梗阻(静息时右心室流出道压差≥25 mmHg)，则围术期风险更高，慎重考虑行非心脏手术[15]。

3．应激性心肌病

应激性心肌病又称Takotsubo心肌病、心尖球形综合征、心碎综合征等，是一种以暂时性左心室中段和心尖节段性收缩功能障碍为特征的综合征，根据现有资料，90%患者为中老年女性，类似于心肌梗死，但没有阻塞性冠状动脉疾病或急性斑块破裂的血管造影证据[17]；围术期神经系统疾病如蛛网膜下腔出血、卒中/短暂性脑缺血发作或癫痫发作以及嗜铬细胞瘤可能是应激性心肌病的诱因；TTE及TEE超声表现为心尖节段性室壁运动异常(运动减弱、无运动或反常运动)，平均左室射血分数为41%，典型表现为左室心尖部在收缩期呈球形改变，左室中段和心尖部的运动减弱，而心底部室壁运动增强。在国际应激性心肌病登记研究中，81.7%的患者属于此型，另外少见的有心室中段型、基底段型、局部型和整体型。

4．新型冠状病毒肺炎所致心肌损伤

2019年报道并存心血管疾病的患者更容易感染新型冠状病毒肺炎，而大约17%的新型冠状病毒肺炎住院患者因出现急性心肌损伤导致死亡率增加[18]。由于TEE检查可产生气溶胶，未气管插管的确诊或疑似病例应避免使用，可考虑行TTE。对于已插管的确诊或疑似病例，进行围术期TEE很可能利大于弊。如果采用TEE，所有医护人员均应使用防止空气传播、接触传播和飞沫传播的个人防护装备，包含N95口罩或更高级别的呼吸器或动力送风过滤式呼吸器、护目用具、手套、一次性防护服、手术帽和鞋套。使用TEE探头护套以进一步降低医护人员感染和环境污染的风险[19]。指南推荐床旁超声在监测原发疾病同时对新发的心肌损伤所致的右心功能不全(如右室扩张、室间隔矛盾运动和右室纵向应变障碍)、左心功能不全、容量状态都有很好的评估作用，TTE可协助指导患者是否需要冠状动脉造影及机械性的循环支持如ECMO，根据明显的心肌缺血症状、心肌损伤生物标记物升高、ECG改变和超声检查结果判断是否有新的心室局部室壁运动异常，即可迅速开展心肌梗死的诊断，以便及时干预[20]。

四、TTE和TEE在瓣膜病患者非心脏手术围术期管理中的应用

2020年美国心脏病协会以及2021年欧洲心脏病协会颁布的心脏瓣膜病管理指南中指出，对于临床怀疑中度或以上瓣膜狭窄或反流的患者，建议非心脏手术前均需进行超声心动图检查，如果临床病程没有进展，可以参考过去12个月内的超声心动图检查结果[21,22]。围术期通过对日常活动能力或运动试验来衡量是否耐受手术。大多数不良事件的发生是因为瓣膜病的诊断不明确。评估包括：①有无症状；②心脏瓣膜病的严重程度；③非心脏手术的类型；④心脏瓣膜病导致左室和/或右室负荷过重的表现；⑤肺动脉收缩压。一般来说狭窄性瓣膜病变的进展速度比反流性更快，围术期风险更大，但由于感染性心内膜炎、腱索断裂和缺血性心脏病导致的急性瓣膜反流性疾病同样也可能造成患者迅速死亡。超声评估要点是量化瓣膜狭窄或反流的严重程度、心肌收缩力的受损程度，评估舒张功能、左室大小和心脏结构、肺动脉压、目前维持心输出量的代偿机制、是否存在其他瓣膜疾病。4D超声可以提供更直观的瓣膜形态和功能影像。多学科共同进行决策，使严重心脏瓣膜病患者在行非心脏手术时获益最大。

1．主动脉瓣狭窄

严重主动脉瓣狭窄的患者，应在严密的血流动力学监测包括TEE、TTE监测下进行急诊非心脏手术。择期非心脏手术相关的决策取决于患者是否有症状和手术类型。对于有主动脉瓣狭窄症状的患者，行非心脏手术前应考虑先行主动脉瓣手术。在无症状患者中，尽管有心力衰竭的风险，可以先行择期低、中风险类型手术。如果非心脏手术有可能循环波动较大，则由整个团队共同决策，可考虑先行主动脉瓣手术。术中TEE或TTE重点监测容量状态和舒张功能，避免前负荷和后负荷水平下降。

2．二尖瓣狭窄

非重度二尖瓣狭窄(瓣膜面积>1.5 cm2)患者和无症状重度二尖瓣狭窄且肺动脉收缩压<50 mmHg的患者可考虑优先行非心脏手术。对于有症状的患者或肺动脉收缩压>50 mmHg的患者，如果二尖瓣狭窄的风险较高，应在非心脏手术前尝试通过经皮二尖瓣连合部切开术矫正二尖瓣狭窄。术中TEE或TTE重点监测容量状态，避免容量过多引起急性肺水肿和左心衰竭。

3．主动脉瓣和二尖瓣反流

无症状的严重二尖瓣反流或主动脉瓣反流患者，若左室功能正常可先行非心脏手术。出现瓣膜反流症状或左室功能障碍时应考虑瓣膜手术，但在非心脏手术前很少需要这样做。如果左室功能障碍严重(射血分数<30%)和/或肺动脉收缩压>50/60 mmHg，则只有对心力衰竭进行药物治疗优化后，才应进行非心脏手术。术中TEE或TTE监测重点是优化心室功能，增加前向搏出量。

五、其他

心包填塞有时难以快速诊断，因为临床表现和ECG表现的敏感度和特异度较低。心包填塞时气管插管和正压通气可导致静脉回流减少和右室后负荷增加导致血流动力学不稳定，影响右室每搏量，TTE能迅速显示心包填塞[23]。有研究发现，重症患者尤其是心脏术后或严重胸部创伤者，可能因包裹性积液或局部血肿、血块引起局部心包压塞，此时可能并不存在心包压塞的典型体征，但其往往会造成严重的血流动力学障碍甚至死亡[24]。立即行心脏超声检查是救治这部分患者血流动力学障碍的关键。而这种局限性心包压塞在常规TTE检查中很难发现，需要及时行TEE来迅速明确诊断。

综上所述，随着对TEE的安全性和床旁超声作用的理解加深，超声快速监测和评价心血管功能将使危重症患者和重大手术的围术期管理变得更加安全[25]。未来围术期超声心动图将在心脏病患者的非心脏手术围术期的应用中发挥更大作用。

利益冲突

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文中所涉及药物使用、疾病诊疗等内容仅供医学专业人士参考。

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编辑：Michel.米萱

校对：MiLu.米鹭

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