心血管超声监测

三、心血管超声监测

心脏超声是目前唯一能在床旁进行心脏结构和功能检查的影像学检查。多普勒心脏超声技术可以更加详细评估血流动力学参数改变，因而可以快速明确循环衰竭的原因和机制。目前很多研究表明，心脏超声的使用，尤其是经食管心脏超声的应用，在重危病患者当中，包括已经应用右心漂浮导管的患者，有益于患者的治疗。因此，近几年心脏超声的应用在ICU中越来越多。

在ICU中管理血流动力学不稳定的患者时，多调节血管内容量和心脏前负荷以提高心排出量和组织灌注。在这个过程中，准确评估患者的容量状态十分重要。当患者需要进行补液治疗时，评估患者对容量的反应性是关键，心脏超声评估患者的容量状态是传统有创血流动力学监测评估的有益补充，更准确便捷地判断患者处于容量过多还是容量不足的情况。有时如果心脏超声图像不够理想时，经食管超声可以提供更佳的图像，并且比经胸心脏超声更准确评估心内流量、心肺交互作用和上腔静脉扩张变异度等。心脏超声除了可以直接测量心输出量外，还可显示静态指标和动态指标对容量状态进行判断。静态指标指测定心脏内径大小和流速快慢。动态指标用于判断患者对于干预措施(如液体复苏、被动抬腿试验等)的反应性，如流速和内径的变化。严重低血容量时，心脏超声可表现为左室功能增强但容量很小，测量左室舒张末期面积，若此时＜5．5cm²/m²BSA(BSA为体表面积)，如果患者容量负荷耐受性低，即不能适应继续补液治疗。此时心脏超声可有严重右室功能不全的表现，如超声上显示右室大于左室，上、下腔静脉仍充盈(排除心脏压塞的情况)，左室充盈压较高等。或应用被动抬腿试验(相当于内源性容量负荷试验)，同时应用心脏超声观察左室射血流速增加来预测容量反应性。在完全机械通气的窦性心律的患者当中，心脏超声也可预测容量反应性，如利用上腔静脉塌陷率、下腔静脉扩张指数、左室射血时呼吸变化率等。如果机械通气患者呼气末下腔静脉呼吸变化非常小，提示患者血容量不足。

心脏超声在评估前负荷及容量反应性方面有效且极具前景，但在评估液体反应性时需要考虑以下几点:①液体反应性的评估需要多个参数的测量;②左室、右室内径的大小变化对液体反应性的预测不一定可靠;③相关液体反应性指标仅在感染性休克和围手术期患者被证明有效;④当患者存在心律失常或自主呼吸时，应用心肺相互作用的指标评估液体反应性可能不准确，此时被动抬腿试验可能是有用的方法;⑤必须考虑自主呼吸与间歇正压通气对指标有不同影响;⑥心脏超声很容易发现其他检测方法评估液体反应性的假阳性原因(尤其是严重的右心衰竭)。

心功能的测定包括左(右)心室功能如收缩功能和舒张功能，左心室的功能临床上最为重要。射血分数是目前研究最多，且最为临床所接受的心脏功能指标，射血分数具有容易获得、可重复性好以及能够较早评价全心收缩功能等优点;射血分数还是目前发现和预后最相关的心功能指标，当然，其他指标研究可能有待进一步研究。射血分数的测量方法有很多，其中辛普森法最普遍，被美国超声学会所推荐，但最大弊端在于对心内膜边缘的确认水平要求较高，两腔像与死腔像垂直要求高，而且操作略显繁杂费时。射血分数值作为一个最重要的普通心功能(收缩功能)指标，有明显的局限性，尤其是对前后负荷的依赖非常明显，前负荷增加通过Frank－Starling机制增加射血分数值，而后负荷增加抑制射血分数值。另外一个重要的评估心功能指标是平均左室周径向心缩短率(mVCF)，其最大优点在于不依赖前负荷改变，同时经过心率纠正后的指标(rVCF)由于去除了心率的影响，因此可能比射血分数能更好地评价心肌收缩功能。

有研究证明，组织多普勒技术(TDI)的心肌收缩速度与射血分数相比较，更可以代表全心室功能，尤其是二尖瓣环心肌收缩速度，同时研究给出了可能的临界值。另外，相关研究显示，尽管也存在对前后负荷的依赖，但在肥厚性心肌病和具有舒张功能不全的患者中，运用TDI的心肌收缩速度指标可以在显性心肌肥厚和显性心肌收缩功能不全之前即发现渐进的心肌收缩功能受损，并且研究显示这些指标对前、后负荷的依赖不大。

近年来，有关心脏超声多普勒技术领域，评估左室心脏收缩指标的进展集中在两个方向，一是发展一些对负荷依赖程度低的指标，即接近心肌内在性能的指标，如:左室压变化率(LVdP/dT)和左室压变化率峰值(PeakLVdP/dT)不依赖于后负荷而前负荷轻度依赖、应力调节的mVCF相对对前、后负荷均依赖程度低，同时也有许多研究认为，这些指标有助于预后的判断，如左室压变化率和左室压变化率峰值可以独立预测充血性心衰的预后及包括瓣膜手术后转归等。二是研究心肌本身的指标:以往的指标都是测量心室对血容量(腔室的大小)和血流(多普勒流速和压力的变化)的效果，而最近许多研究开始关注心肌本身。基础研究中已经可以用游离动物模型的心肌细胞，然后测量长度、大小、收缩状态记忆收缩和舒张功能，尽管这些结果可以代表心肌本身的实际状态，但真正常规用于临床有一定困难。

随着近几年超声多普勒技术的进步，尤其是组织多普勒的发展应用使无创技术测量心肌本身或内在的功能成为可能，目前已有的指标有心肌收缩速度、左室质量等。近年来，生物力学作为一门快速发展的跨学科专业，而其中动力学与变形体力学、严重感染和感染性休克时的血流动力学变化有紧密联系，其中变形体力学(材料力学)与心脏本身的力学改变和功能改变极为相关，而应力与应变及两者关系是研究变形体材料本质特征的黄金方法和指标，它表现为压力－容量关系，并且其受负荷影响小，因此临床更有意义。随着相关技术的快速发展，使得应力和应变的测量变得能够较为准确获得，同时两者的关系分析也变得可行。因此，应变、应变率以及与应力的关系应该具有更好地前景。这些指标对预后的影响研究尚少，尤其大样本量的研究几乎没有，仅发现在充血性心衰患者心肌收缩速度＜5cm/s可以预测心脏不良事件的发生。国外相关临床研究集中在心肌病、冠心病以及高血压致心脏改变的研究上，目前仅在儿童研究中发现生物力学的研究有助于发现肥厚性心肌病的不明显的心功能不全。

在危重病患者当中，心功能的改变非常常见，尤其是心脏功能衰竭或抑制，此时心室收缩、舒张功能的定量分析对于病情监测、指导治疗和判断预后具有十分重要的临床意义。心脏超声作为无创手段对心脏功能进行评估，包括二维心脏超声、M型心脏超声、利用几何模型的容量方法、辛普森法、组织多普勒技术、Tei指数和三维心脏超声等方法。

Tei指数又称为心肌做功指数(MPI)，MPI=(心室等容收缩时间+心室等容舒张时间)/心室射血时间。该指数于1995年由日本学者Tei提出，能综合性反映心室收缩及舒张功能。目前，国内多采用传统测量方法，即在心尖五腔像于左室流出道与流入道交界处同时获得二尖瓣口及左室流出道血流频谱来测量Tei指数。目前Tei指数尚无公认的正常值，TDI测定的Tei指数是无创、敏感、可行的评价左室功能的指标，是对常规监测的血流多普勒参数的重要补充。

临床上如果能实时三维心脏超声，进行全面、快速、准确地测定左室功能，将极大限度地利用心脏超声技术，但既往的重建和实时三维往往需要多个心动周期的图像进行重建及多项处理才能得到结果，在临床上推广应用得到限制。最近的突破性研究显示，仅用一个心动周期的图像即可自动算出心室射血分数。实时三维心脏超声可以采用实时三维的心脏图像，以及左室时间－容积曲线，克服二维超声的限制，测量心室容积时不需要几何图形的假定，因而测量结果更加准确、全面，实时的观察和测量动态心室的整体及局部容积的大小、运动及功能状态，从而提高心功能评估的可靠性，是一种无创的新方法。

心脏超声多普勒技术还可以用来直接测量外周血管阻力，但操作略显复杂。临床上也可通过除外诊断，如在心脏足够负荷同时左右心脏收缩功能均满意的情况下，仍然存在的低血压来提示外周血管阻力的降低。

对于心脏超声的深入了解使得人们借助心脏超声工具应用于更多的临床方面，例如判断患者能否成功脱机。在ICU中有25%的患者尽管符合脱机标准但仍然脱机失败。脱机时，由于没有了正压PEEP和压力支持对吸气做功的支持，左心的前后负荷同时增加。在有左心疾病基础或慢性阻塞性肺病患者中，脱机失败的关键原因或合并原因主要是由于左心功能不全，导致不能适应脱机时呼吸做功增加的要求，甚至导致左心房压力过大或肺水肿。心脏超声可以在脱机实验的末期发现脱机困难的心脏原因。常见评估指标包括代表左心房压力改变的压力指数改变;新发的或原有的节段室壁运动异常;左心室整体功能下降;新出现或恶化的二尖瓣反流。如果在开始脱机试验前应用心脏超声进行心脏的基础评估，前后比较获得准确结果，将有助于预测脱机的成功可能性。

在ICU中无论是围手术期还是严重的创伤患者，缺血性心脏病非常常见，局部心肌的缺血导致局部心肌的运动异常。临床实际中，局部心肌缺血评估最常用到的方法是对二维超声显像室壁活动和室壁增厚率进行目测。与心肌节段的室壁增厚率相比较，二维超声应变成像对心肌缺血的变化更加敏感。急性心梗后可出现多种舒张期充盈异常即左心室舒张功能异常，表现为二尖瓣血流频谱E峰峰值速度减低，A峰峰值速度增高，E/A比值小于1，E峰减速，时间DT延长，IRT延长，肺静脉血流频谱S/D峰值比值增加等。彩色多普勒心脏超声在临床的广泛应用，使对急性心肌梗死后左室舒张功能改变有更全面深刻的认识。心脏超声可作为左心室舒张功能的一种重要的评估方式，对指导临床治疗方案也起到重要作用。心肌应变测量的是心肌各阶段的变形，在定量评价心肌各阶段的收缩和舒张功能时，心肌应变与心急的收缩和舒张功能密切相关，因此能准确评估心肌收缩和舒张功能。

心脏超声还对急性肺动脉血栓栓塞的病变程度、治疗效果及评估预后有重要作用，已普遍应用于临床。超声检查急性肺动脉血栓栓塞一般包括心脏超声检查及下肢深静脉检查。心脏超声可以从直接征象及间接征象为诊断PTE提供依据。直接征象包括:主肺动脉和左右肺动脉主干内血栓;右心内血栓伴右心扩大、肺动脉高压;血栓到达肺动脉以前，可以被腔静脉入右房处的Eustachil瓣、三尖瓣、右心耳阻截，如果同时伴有右心室扩大或肺动脉高压，则可以直接诊断肺动脉栓塞。经心脏超声发现直接征象的概率较低，主要由于:当肺栓塞栓子位于肺动脉外周血管时，难于检出;新鲜的血栓回声多较低，超声不易识别;机化血栓与血管壁融合，也不易区分。心脏超声检测PTE的间接征象包括肺动脉高压及肺源性心脏病征象。具体表现在以下几方面:右心系统扩大，受机械、神经反射和体液因素的综合影响，肺血管阻力升高，右心负荷增大，右心系统增大;右室壁运动幅度减低，室间隔与左室后壁运动不协调，在左室短轴切面，室间隔向左心室膨出，左心室呈“D”字形改变;三尖瓣返流、肺动脉高压，由于右心扩大，三尖瓣瓣环扩大，可引起不同程度三尖瓣反流，频谱多普勒可以测得三尖瓣反流压差，并据此可估计肺动脉压力。此外，还可见多普勒改变、肺动脉血流流速曲线发生特征性改变，主要表现为加速、减速时间缩短及频谱形态改变;如果伴有肺动脉高压，则血流频谱表现为收缩早期突然加速，加速至陡直，峰值流速前移至收缩早期，而后提前减速，呈直角三角形改变，有时可于收缩晚期血流再次加速，出现第二个较低的峰。心脏超声可通过上述的直接征象来直接诊断PTE，而间接征象可以提示诊断，更重要的是对具有胸痛、呼吸困难、心悸、气短等症状的患者可以与急性心肌梗死、冠心病、主动脉夹层、心包积液等疾病进行鉴别。对于确诊的PTE患者，超声探测到中毒、重度右室功能障碍者，其近期及长期病死率明显升高，而不伴有右室负荷过重的患者，近期预后良好。因此，超声能够根据右室功能状态进行危险度分层及预后判断。心脏超声可以动态、无创、重复估测肺动脉压力、因此可以判断治疗效果，可以作为随访追踪的一种快速、简便的检查手段。

目前很多ICU医生能掌握心脏超声的操作技术，在理解危重病患者的血流动力学基础上，利用心脏超声判断容量状态与容量反应性。但心脏超声与其他工具比较尚缺乏足够的证据证明其在血流动力学监测方面的有利地位。心脏超声的数据获得依赖于心脏超声操作者的专业技术能力，缺乏一定的客观性。心脏超声检测有其自身特点，监测的指标包括静态指标与动态指标。静态指标仅在极端状态下如低血容量和容量过负荷时意义较大除此之外需利用动态指标，但动态指标需要患者完全机械通气并且心率正常。既有自主呼吸又有心律失常时可选择动态手段衍生的动态指标如被动抬腿试验或容量负荷试验后的相关指标评估。心脏超声除了在ICU常见的心血管危重疾病应用外，在其他临床诊治诸多方面都逐步开始应用。

总之，目前血流动力学监测在危重患者中的评估及处理起着十分重要的作用。ICU中常规的心电监测如心率、心律及血压的变化能够辅助医生及时进行干预，恢复正常的生理指标。有创动脉导管不仅能提供持续性的血压监测，同时也提供了方便简单获取血气分析及其他实验室指标的方法。目前而言并没有绝对的中心静脉压力阈值判断患者对液体治疗的反应性，但可通过中心静脉压力值的变化趋势指导液体治疗，并提供中心静脉血氧饱和度。肺动脉导管可以监测心输出量、右心房压力、肺动脉压力、肺毛细血管楔压及混合静脉血氧饱和度等。心输出量的监测在血流动力学监测中占有举足轻重的位置，目前有相当多的方法可以测量，普遍为大家所接受的是热稀释法测量。这些测量技术都可用来检测心输出量、组织氧合情况等一系列血流动力学指标，但众多测量方法各有其优点及局限性，有待进一步研究确定其有效性。它们的治疗作用取决于正确的操作技术、波形解读和数据理解。虽然临床上广泛应用这一类技术，但临床益处的文献报道较有限。应用这些技术时应同时考虑患者目前的情况，专业技术人员的操作能力，可能发生的不良后果及治疗花费等。必须牢记的是，所有的血流动力学参数，需要同时结合患者的体格检查结果和实验室数据判断患者目前的情况。

(瞿洪平　李梅玲)