第二节 经食管心脏超声基本平面
一、概述
经食管心脏超声(transesophageal echocardiography,TEE),即是指利用安装在内镜尖端的小型超声探头经由食管内探查心脏和大血管解剖结构和血流信息的影像诊断技术。在多种疾病的定性和定量诊断中,TEE的价值已明显高于TTE(经胸心脏超声)。1954年,Elder首次成功应用超声波从体表记录到人体心脏二尖瓣前叶的运动曲线,宣告了超声心动图学的诞生。1976年,Frazin等首次报道用经食管的方法获得M型超声心动图。1977年,Hisanaga等首次获得二维TEE图像。1980年,Hanrath等通过革新TEE探头来扩展TEE的使用。直到今天,经食管超声心动图已经成为评价心脏结构和功能的重要方法,在心血管疾病的诊断、心脏外科手术、麻醉学及危重患者中得到广泛的应用。
TTE与TEE在重症患者的评估中各有优势。TTE相对无创,对于特定部位如心尖部血栓、心包、下腔静脉的结构评估有优势,尤其在跨瓣区域的多普勒超声测量上优势更明显;但是TTE经常由于患者因素(如肥胖、心脏手术后、高PEEP、存在肺过度充气等情况)和疾病病情(如心内膜炎、主动脉夹层、心脏术后评估等)等限制了其部分临床应用价值。TEE的优势在于对于深部大血管、心脏瓣膜、腱索、左心耳等深部结构及心内分流等评估更准确,并且相对于TTE可以更好地评估上腔静脉及其变异度。但是相对于TTE,TEE的并发症多,很难做到动态重复监测评估。因此,当有些疾病需要全面系统或者特殊平面评估时需要TTE与TEE联合应用。
二、TEE临床应用及局限性
TEE通过自然腔道进入患者体内进行检查,能很好地避免外界因素干扰,提供优质的图像,以具有更好的诊断能力及可重复性。不仅如此,TEE还能够提供快速简单的心功能监测路径。因此,应用TEE评估血流动力学状态可用于管理循环衰竭的脓毒症休克及其他各类重症患者。
(一)ICU的TEE临床应用
TEE主要用于常规TTE检查成像困难或者有关结构显示不够满意、致使诊断难以明确的各种心脏或大血管疾病患者。包括:
1.常规TTE检查困难时血流动力学的评估
超声心动图是血流动力学衰竭患者的标准评估手段。当患者因水肿、肥胖、肌肉肥厚、外伤、伤口敷料或气胸TTE检查不满意时,TEE是其适应证。尤其在心脏术后患者由于胸骨正中切口和胸壁装置的出现,TTE检查受限时,TEE是其适应证。
2.不可解释的低血压
尤其心脏术后出血伴有局部填塞是心脏术后威胁生命的并发症此时需要TEE进行诊断,因为TTE不能做出肯定的诊断。
3.评价前负荷
机械通气期间使用TEE评估上腔静脉随呼吸的变异度相当简单,并可以敏感地评价前负荷状态。
4.不可解释的低氧血症
利用快速注射盐水法,TEE能较好地识别心内右向左分流。
5.主动脉夹层的鉴别
TEE能较清晰地检查升主动脉和降主动脉,这是TTE无法做到的。
6.心脏骤停
在心肺复苏过程中,TEE具有连续检测心脏图像的优势,可以明确心脏骤停的原因和复苏是否充分。
7.肺栓塞的鉴定
近端肺栓塞可以用TEE检测。
8.引导操作
作为可视化操作的替代方法,TEE可以实时引导各种操作,如插入体外膜肺氧合导管、主动脉内球囊反搏和静脉起搏器。
9.TTE诊断不充分的情况
如心内血栓的检查、微小瓣膜病的诊断、详细肺静脉血流的评估。这些异常情况检查是TEE的典型适应证,但它可以被重症工作者所掌握。
(二)TEE的禁忌证
TEE的禁忌证与胃镜检查大致相似。由于TEE属于半侵入性检查,而受检者均是怀疑心血管疾病的患者,检查中有发生严重并发症的潜在可能性,故不应盲目开展此项目。应严格掌握下列禁忌证,尽可能减少或避免。
1.咽部或食管疾病。
2.严重心血管疾病 巨大心脏、重症心力衰竭、严重心律失常、急性冠脉综合征、严重高血压、低血压或休克等。
3.其他系统疾病 剧烈胸痛、腹痛、咳嗽、哮喘,症状未控制者;严重感染、传染性疾病、凝血功能障碍及体质极度虚弱者。
4.局部麻醉药物过敏。
5.精神障碍或过度紧张等不能配合检查的患者应禁用或慎用。
(三)TEE的并发症
TEE检查常见并发症较轻,一般不需要特殊处理,个别患者可出现严重并发症,甚至死亡。随着检查者操作水平的提高,并发症可明显减少甚至完全避免。
并发症主要包括:①恶心、呕吐或呛咳;②咽部黏膜损伤、血痰;③黏膜麻醉剂过敏;④严重心律失常,如阵发性室上性心动过速或室性心动过速、心室颤动、心室停搏等;⑤食管穿孔、出血或局部血肿;⑥其他意外,如心肌梗死、急性心力衰竭、休克或大出血等。
三、TEE检查
对于初学者来说,TEE图像很难定位,其图像的透视角度取决于食管与心脏之间的关系。要认识这一新的透视角度,应理解食管与心脏的解剖结构及相互关系。因为心脏在胸腔的位置是可变的,通常获得不标准的图像,当操作TEE探头时,没有获得标准图像的妙法。为了胜任TEE的操作,必须从食管的透视角度去理解心脏的三维解剖结构。
美国心脏超声协会(A S E)及心血管麻醉协会于1 9 9 9年编写的指南中,建议在术中进行复杂的心脏和大血管T EE检查包括2 0个连续的横断切面(表2-2-1)。这些切面是根据探头位置(如超声声窗)、图像平面类型(长轴、短轴)及图像的主要解剖结构所确定。
表2-2-1 经食管超声的20个切面的检查位置及成角
续表
检查时,不应该直接就对病变部位(手术指征)进行检查,而是按照标准方案进行T E E检查。每一步都应专注于一个心脏结构(瓣膜、心腔),分析病变特点以及与其他结构的关系。检查时通过移动探扫平面,并从二维切面构建出所检查部位的三维结构非常重要。心脏检查从三个位置进行,第一个位置是食管中段的主动脉瓣水平,第二个位置是远离食管中段数厘米的二尖瓣水平,第三个位置是胃内左心室水平。心脏检查完成后,再进行主动脉胸内走行部分的检查。在完成心脏检查后,需对全部胸段的主动脉进行评估。
1.TEE检查 在选择标准切面的同时,也获得多个非标准切面。下面介绍1999年TEE指南推荐的最经典的TE E检查的标准切面(图2-2-1)。
图2-2-1 经食管超声标准20切面
2.由于经典经食管超声检查的20个切面操作起来相对复杂,故出现了TEE基础11切面,被广泛应用于围术期和ICU危重症患者的检查。下面介绍经食管超声围术期基础1 1切面或ICU1 1切面(图2-2-2)。
图2-2-2 食管超声围术期基础11切面或ICU11切面
(1)食管中段四腔心切面:当完成食管中段双房腔静脉切面后,扫描角度调至0°,继续前送探头至二尖瓣水平,在横截面角度可获得食管中段四腔心切面。该切面可以观察到心脏的四个腔室。调整扫描角度0°~10°并将探头轻微后屈,可以观察到左房、左室、右房、右室、二尖瓣、三尖瓣、室间隔和心室侧壁。如果该切面显示部分左室流出道和主动脉瓣,可调整探头适当前屈,并稍微前送或旋转扫描切面5°~10°得到四腔心切面(图2-2-3)。
食管中段四腔心切面是TEE中诊断价值最高的切面之一,该切面的诊断目标包括评估心腔大小及功能、瓣膜功能(二尖瓣及三尖瓣)、心室相互作用及左心室侧壁及室间隔的节段运动。该切面的另一重要作用是可以观察体外循环时心室间有无气泡通过。在通过该切面的二维超声观察后,应采用彩色多普勒超声观察二、三尖瓣,评估有无瓣膜关闭不全或狭窄。
(2)食管中段二腔心切面:在食管中段四腔心切面基础上,扫描切面旋转60°~90°即可获得食管中段二腔心切面。本切面可探查到左心耳及左室前壁和下壁无法探查右心系统结构。向右侧旋转探头,可以使扫描角度与心室轴向更加一致,能看到左室心尖部。常可在该切面探查到心室内血栓或心尖运动减低(图2-2-4)。
该切面的首要目标是评估左室功能(尤其是心尖)和左室前壁、下壁局部运动情况。该切面同样可用来探查心室内血栓及左心耳。
图2-2-3 食管中段四腔心切面
图2-2-4 食管中段二腔心切面
(3)食管中部长轴:在食管中段两腔心的基础上,向前多角度转动120°~140°,直到左室流出道和主动脉瓣出现,即为食管中段长轴切面(图2-2-5)。可以观察到的结构包括左心房、二尖瓣、左心室、左室流出道、主动脉瓣和升主动脉近端。该切面可以评估左心室的容积和功能、二尖瓣和主动脉瓣的功能、左室流出道病变、左心室的局部运动评估。基底部的下侧壁和中下侧壁由右冠状动脉和回旋支共同供血,心尖侧壁、心尖部、心尖前壁、前间隔中部和前间隔基底部由左前降支供血。彩色多普勒可用于二尖瓣、左室流出道和主动脉瓣的瓣膜疾病(关闭不全和狭窄)的诊断。
图2-2-5 食管中部长轴切面
(4)食管中部升主动脉长轴:在食管长轴上回退探头即可见降主动脉图像。右肺动脉与食管相邻,且在升主动脉的后方。当图像位于中间时,逆时针旋转探头就可获得主肺动脉和肺动脉瓣的长轴图像。由于肺动脉长轴和超声声束平行,因此这是使用脉冲多普勒和连续多普勒观测右室流出道和肺动脉瓣的最佳切面。肺动脉近端血栓可以在该切面观察到(图2-2-6)。
(5)食管中部升主动脉短轴:在食管中部升主动脉长轴的基础上,转动多平面角度回到2 0°~4 0°,即肺动脉的分叉处,既是升主动脉短轴切面,也就是上腔静脉短轴切面(图2-2-7)。该切面观察到的结构包括近端升主动脉、上腔静脉、肺动脉瓣和近端的主肺动脉。近端肺动脉栓塞可以在该切面观察到。
(6)食管中段主动脉瓣短轴切面:探头进入食管后,继续前进至主动脉瓣出现,然后调整扫描角度至45°,可以获得食管中部主动脉瓣短轴切面。这个切面可以比较主动脉瓣直径与左房大小,可以观察主动脉瓣的活动度及是否存在钙化(图2-2-8)。
这个切面的诊断目标是确定主动脉瓣的形态(如二叶或三叶)及是否存在主动脉瓣狭窄。该切面也可同时检查房间隔的情况,如存在房间隔缺损或卵圆孔未闭都可以观察到。
图2-2-6 食管中部升主动脉长轴
图2-2-7 食管中部升主动脉短轴
图2-2-8 食管中段主动脉瓣短轴切面
(7)食管中段右室流入-流出道切面:在主动脉瓣水平可获得的下一个切面是食管中段右室流入-流出道切面,从食管中段主动脉瓣短轴切面开始,无须移动探头位置,将扫描切面角度调整至60°~90°即可获得该切面。理想的切面应该能显示三尖瓣、右室流出道和近端肺动脉(图2-2-9)。
图2-2-9 食管中段右室流入-流出道切面
该切面的诊断目标是测量右室心腔和肺动脉的大小,并评估肺动脉瓣。在采用多普勒超声评估三尖瓣方面,该切面评估要优于食管中段四腔心切面。
(8)食管中段双房腔静脉切面:通过转动探头进一步朝向患者的右侧获得食管中段双房腔静脉切面。该切面最好通过食管中段主动脉瓣长轴切面基础上调整5°~15°而获得。该切面可探查到的主要结构包括左房、右房、上腔静脉、房间隔和右心耳(图2-2-1 0)。
图2-2-10 食管中段双房腔静脉切面
本切面的诊断目标是探查心房扩大、卵圆孔未闭及房间隔缺损,并探查心房内气体。如果怀疑房间隔完整性,可通过彩色多普勒成像或气泡造影成像进行探查。
(9)经胃中部短轴切面:在完成主动脉和二尖瓣水平的心脏超声检查后,扫描切面调回0°,继续前送探头至胃部,得到经胃切面。第一个是经胃中部短轴切面,探头需要前曲并适当回撤使之紧贴胃壁。该切面可观察到的主要结构除了左室后内侧及前侧乳头肌,还包括左室室壁和左室心腔。左室短轴横切面的确定标志是两个乳头肌大小相等。准确调整到切面较为困难(图2-2-1 1)。
图2-2-11 经胃中部短轴切面
该切面的主要诊断目标是评估左室收缩功能,左室容积和节段运动情况。
(10)降主动脉短轴切面:在完成心脏的初步检查后,需进一步检查主动脉。从经胃两腔心切面,调整扫描角度至0°,向患者左侧旋转探头,轻度回撤探头直到显露主动脉的横截面(降主动脉短轴切面)。主动脉超声成像的关键因素是主动脉内径较小,且紧邻食管内的探头。下一步程序是优化主动脉成像。首先,减小图像深度,放大主动脉成像,调整探头频率以提高分辨率,然后沿着主动脉走行回撤探头逐步检查。主动脉逐渐变长即到达主动脉弓水平(图2-2-1 2)。
图2-2-12 降主动脉短轴切面
(11)降主动脉长轴切面:从食管上部主动脉弓短轴切面,将扫描角度调整90°,前送探头就可获得降主动脉长轴切面。再进一步向前送探头时,轻微向左、向右旋转探头可以更好地探查主动脉壁(图2-2-1 3)。
图2-2-13 降主动脉长轴切面
四、常用重症超声测量切面
1.上腔静脉(SVC)二维超声切面将M型超声光标放置在垂直于SVC的切面上所产生的图像,可以测量SVC直径随呼吸的变异率。临床常用来评估前负荷状态。变异率>3 6%提示患者存在容量反应性(图2-2-1 4)。
2.二尖瓣流入切面 在心尖四腔心切面的基础上,利用脉冲多普勒在二尖瓣瓣尖处测量二尖瓣口血流频谱。临床常用来评估左室的舒张功能和左室充盈压(图2-2-1 5)。
图2-2-14 上腔静脉二维超声切面
图2-2-15 二尖瓣流入切面
3.二尖瓣环组织多普勒成像(TDI)在心尖四腔心切面的基础上,可以使用组织多普勒测量二尖瓣环的横向速率,这种测量也可以在间隔处完成。临床上常用来评估左室舒张功能和左室充盈压(图2-2-1 6)。
4.经胃中部乳头肌短轴切面面积变化分数(FAC%),从左心室中部水平冻结心室腔图像,可以测量左心室舒张和收缩末期面积,从而可以计算面积变化分数。FAC% =(左室舒张末容积-左室收缩末容积)/左室舒张末容积(LVEDV-LVESV/LVEDV)。临床常用来评估左室的收缩功能(图2-2-1 7)。
图2-2-16 二尖瓣环组织多普勒成像
图2-2-17 经胃中部乳头肌短轴切面
五、迷你TEE探头的使用和前景
超声心动图应用于ICU患者的血流动力学监测已具诸多优势。其中,TEE因对机械通气的患者有更好的重复性、诊断能力和治疗影响,而优于TTE。然而通过传统TEE监测的血流动力学参数在ICU中并非随时可得。有报道称重症医师至少需要6个月时间并进行至少31次TEE检查才能获得TEE评估ICU机械通气患者血流动力学的能力。另外,TEE实施中可能因反复评估需要多次插拔探头而增加并发症的风险。同时这一操作也有更强的操作者依赖性,需要进行大量的培训来获取可靠的结果,因此临床应用受到一定限制。正是由于TEE在临床使用中的优势和劣势并存,近期多篇研究探究了迷你TEE探头新技术的临床应用,这一新技术的使用可能进一步推动TEE在重症领域的临床应用。
迷你TEE探头已被证明能相对于传统监测手段提供额外信息,迷你TEE探头比传统TEE探头更易置入,需要喉镜辅助与额外镇静药物更少。从放置探头的时间上,尽管有研究发现只接受了6小时培训的重症医师使用迷你TEE系统完成启用、获取和处理图像所需平均时间为25分钟。但研究者认为这是由于研究本身需要的信息繁多,而在真正临床情况下可能时间更短。另一研究认为对于有经验的TEE操作者来说,两种探头的操作时间无明显差异,均为12分钟左右。并且迷你TEE探头能够在体内留置时间长达72小时,以实现实时血流动力学监测,进一步缩短了检查所需准备时间。另外,迷你TEE探头可以与超声机分离,从而使一台超声机能够同时半连续地监测多名患者。这些研究都提示迷你TEE简单易操作,节省时间,而且经过短时培训都能获取有效的血流动力学参数信息并用于指导临床血流动力学管理。
总之,TEE是重症的重要评估手段,与TTE结合可以更加完整的监测评估心血管结构与功能状态,更加准确指导诊断与治疗。
(尚秀玲 王小亭)