体外膜氧合支持的成人患者的心脏超声（1）

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体外膜氧合支持的成人患者的心脏超声（1）

重症行者翻译组 刘晔

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摘要

静脉-动脉（VA）和静脉-静脉（VV）体外膜氧合（ECMO）支持在成人中的应用近年来正日益增多。由于基础疾病导致了严重呼吸或心脏衰竭， 心脏超声在管理这些病人中扮演重要的角色。然而，目前没有心脏超声在ECMO支持时的应用的指南。本文总结了目前在VA与VV ECMO支持的患者的心脏超声应用的情况。

 

引言

近年来体外膜氧合（ECMO）在成人治疗方面的应用日益增加，尤其是静脉（VV）ECMO 治疗呼吸衰竭。最近发表的关于ECMO的管理意见的文献推荐受过心脏超声训练的医师应成为治疗ECMO患者的团队的一部分。然而，在已发表的文献中关于心脏超声在ECMO的作用仍然较匮乏，且主要局限于儿科患者。在本文中，我们将回顾总结在成人ECMO支持时的心脏超声的知识和应用的现状。文中将对ECMO各种模式进行简要概述，为理解心脏超声在此类患者中的作用提供讨论的基础，但作者仍建议读者检索既往文献以获得关于ECMO更详细的综述。

 

ECMO概述 

当前ECMO应用的两个主要方式是用于呼吸支持的VV ECMO和用于心肺支持的VA ECMO（图 1）。VV ECMO不提供直接的心脏的支持，但是，缓解严重低氧血症和高碳酸血症可以降低肺血管阻力，减少右心室（RV）后负荷并改善右心室功能。这应可以增加左心室（LV）充盈。此外，VV ECMO的建立运行通常会降低气道压力，也降低了RV后负荷。当患者出现心肺功能不全时，VA ECMO是可选择的方式，能够提供全心肺支持。

 

ECMO前的评估 

启动ECMO支持之前，在患者血流动力学状况允许的情况下应进行全面的心脏超声检查（表 1）。心血管系统崩溃需要紧急实施ECMO时显然不应进行完整的心脏超声检查。在极端情况下，在体外循环支持心肺复苏救治难治性心脏骤停时，可以只评估心腔和瓣膜的解剖学方面的情况，但心脏超声可迅速诊断容易纠正的可逆性的病因，如心包填塞。

VV和VA ECMO支持之间的选择取决于病人的失代偿的基本病因。急性呼吸窘迫综合征（ARDS） 患者因实施保护性通气策略，右心室功能障碍的发生率已大大减少，但仍高达25% 。甚至在呼吸衰竭占主要方面时，最有利于病人的ECMO方式的选择也不总是一目了然的。应用VV ECMO可以使低氧血症和高碳酸血症得到缓解并且降低气道压力，从而降低肺血管阻力。这可能扭转与右心室功能不全相关的血流动力学不稳定。然而，引起RV衰竭的原因可能不是马上就可以逆转的，并且可能很难确定代谢紊乱对于血流动力学不稳定的贡献的比例有多大。当合并存在显著的左心室功能障碍时，则有必要应用VA ECMO，并且心脏超声在评估左心室残余的收缩功能方面具有至关重要的作用。

右心室功能不全的心脏超声特征包括RV心腔扩大；室间隔变平使LV呈D字形致LV偏心指数大于1；右心房（RA）和三尖瓣（TV）瓣环扩大，伴有明显的三尖瓣关闭不全（TR）；以及影像学表现为心尖部为右心室所占据，这一表现通常可在经胸心脏超声（TTE）和或经食道心脏超声（TEE）的四腔心切面图像上观察到。客观测量右心室收缩功能包括三尖瓣环收缩期位移；组织多普勒测量三尖瓣环收缩期峰值速度（S'）；以及面积变化分数。RV基部及中部严重运动减低而心尖部运动增强，称为McConnell征，提示急性肺动脉高压。

可以使用简化的伯努利方程，通过测量三尖瓣返流速度峰值估计右心室收缩压。也可以通过脉冲波多普勒获得肺动脉（PA）收缩期血流流速波形以估测肺动脉压力升高的程度。出现双相波形以及PA峰值加速时间（从收缩期开始到压力达峰值的时间）小于100ms提示肺动脉压增高。在患者接受ECMO支持时，TR的测量不再可靠，这些指标将作为参考。事实上，在ECMO支持时，从RA引流以及回输血液使得TR无法准确量化。从RA将血引出可能会改变RV和RA之间的压力梯度，从而使准确评估右心室收缩压变得不再可行。然而，需要牢记的重要之处在于，即，如果在后负荷急性增加的情况下，RV不能产生足够的压力，那么在急性右心室衰竭时PA 压力可能不会上升。

虽然不是一种完美的评估方法，超声对LV功能的客观评估包括对其大小的测量以及整体和局部功能的评估。较薄的室壁通常提示一个慢性过程。同样，左心房（LA）的增大与左房及左室舒张压慢性增高一致。整体收缩功能可以用改良辛普森法评估，得出估测的射血分数（EF）。如果考虑给某位患者进行VA ECMO支持，那就意味着该患者的心脏收缩功能严重下降，EF<>

在体外生命支持实施之前，进行TTE或TEE检查是非常有用的，可以检测出某些特定的重要疾病。启动VA ECMO治疗会增加LV后负荷并使得任何已存在的主动脉瓣返流的严重程度进一步恶化，会造成心肌氧耗和室壁应力的增加，因而导致LV进一步扩张、肺水肿及心内膜下缺血的风险增加。严重的二尖瓣返流的存在可能与肺水肿增加有关。重要的是确定严重二尖瓣返流的病因，以除外可能需要外科干预的情况。.

同样，应评估TV病变情况。虽然在成年人中极为罕见，三尖瓣狭窄会阻碍氧合的血液从RA流到RV。急性重度TR及随之而来的右心房压力增高造成经过开放的卵圆孔（PFO）的右向左分流，可能引起严重的低氧血症。心内分流，如房间隔缺损或PFO的存在或许不会直接影响ECMO支持的患者的氧合；然而，在撤离ECMO的时候就可能有后果，撤机过程中，右心压力增加会导致通过房间隔缺损或PFO的右向左分流。

主动脉的检查是必不可少的，如主动脉夹层动脉瘤可能是血流动力学不稳定的根本原因，可能需要紧急外科手术。此外，主动脉夹层动脉瘤是VA ECMO的相对禁忌症。

心包积液的有无以及量都必须事先确认，以便于鉴别（ECMO运行之后的）心包积液是先前存在的或是由于置管导致的医源性的积液。

在检查过程中有可能会发现正常的变异和胚胎学遗留物，亦应当报告，尤其是明显的Chiari网或冠状静脉窦扩张，后者可能伴或不伴有永存左侧上腔静脉（SVC）。Chiari网可能阻碍导管的正常放置过程并使得患者血栓形成的风险升高。扩张的冠状静脉窦可能更容易把导管误放进去：如果碰巧置入永存左上腔静脉，会损害氧合，因为氧合的血液被注入了左侧上肢而不是右心房（译注：此处参考文献报告一例此类病例，发生于婴儿使用双腔管的情况。供参考）。

 

置管 

目前，对于用哪一种影像学方式引导ECMO置管更好尚没有推荐意见。可以应用透视、TTE或TEE引导置管。这些方式各有其优点和缺点。心脏超声能够确定导管的确切位置，虽然超声伪像的存在可能会造成误导。同时心脏超声还能够对置管并发症做出迅即的诊断，如心包积液或主动脉夹层。

在置管之前，全面检查血管解剖将有助于确定任何潜在的置管障碍。可以识别血栓、血管狭窄、 动脉瘤或严重的动脉粥样硬化，从而有助于置管。引流导管的直径大小是ECMO通路血流量的主要决定因素；因此，应尝试置入尽可能大的导管。测量血管的直径可能有助于导管尺寸的选择。动脉回流导管通常小一些，但如果患者股动脉较细，则需要考虑置入远端的灌注管，以确保充足的血液流向下肢。

在VV ECMO，经皮穿刺的方法通常是首选。血液是从静脉系统引出，氧合并去除二氧化碳（CO2）后回输到病人的静脉系统。这可以通过两根导管实现，通常采用股静脉置管，将导管进至下腔静脉（IVC），以及颈内静脉置管，将导管进至SVC。另外，也可以双侧股静脉置管，将回输导管进至右房。另一种方式是经右颈内静脉置入单根双腔导管至SVC。明视导丝进入并走行于正确的血管内对于安全置管最为重要。

应该注意正确显示导丝。TEE的食管中段两腔心切面和改良两腔心切面图像可以绝好显示IVC、SVC、TV和RA。在上下腔静脉中应当都能够看到导丝，才能确保导丝不会通过三尖瓣进入RV、或穿过房间隔缺损，或进入冠状静脉窦。在反复扩张皮肤和皮下组织，以及沿导丝进管的时候，有必要持续保证导丝的可视，以发现任何继发的位置变化。此外应注意监测任何新出现的心包积液或原有心包积液的增加。

欲达到最佳的引流效果，导管尖端应位于右心房腔静脉与心房的交界处。导管深度不足则导管尖接触下腔静脉壁的风险增加。如果进入太深，则损伤RA的结构如房间隔或三尖瓣的风险会增大，如果引流导管与回流导管尖端距离太近，会增加再循环的可能。

Avalon Elite?（Marquet，Rastatt，德国）双腔导管的设计可以满足从上下腔静脉引血并将氧合的血回输至RA，血流直接朝向三尖瓣（图 2）。它的优点是一次置管并且再循环的倾向比较低。心脏超声可以提供导管不同部分所在位置的绝好图像。导管尖部位于IVC必须确定以避免导管进入肝静脉。利用彩色血流多普勒可以证明回输的血流是朝向三尖瓣，而不是房间隔或肝静脉的方向。

正如VV ECMO，在VA ECMO 血液也是从静脉系统引出，但是在氧合与去除CO2后返回到动脉系统。外周VA ECMO的静脉引流类似于VV ECMO，引流导管放置在下腔静脉-RA交界处。回输导管通常置入股动脉，其尖端位于髂动脉或主动脉的远端。主动脉超声可以用于显示导丝走行于上段腹主动脉内，以避免误将动脉导管置入侧枝。在中心VA ECMO，回输导管通常直接插入病人升主动脉。

儿科文献中的很少有研究报道正确行ECMO置管使用心脏超声进行引导所能提供的额外价值。术中胸部X光检查并不能显示导管的错误位置并且不能评估血流的情况。在另一个研究中，13%的患者需要额外的干预措施，例如，调整导管位置、增加ECMO流量或更换更大的氧合器，但在胸部X光检查时并不能检出异常。一些作者已经描述了在VV ECMO使用超声造影有助于引导回输的血流方向更准确的朝向三尖瓣。随着越来越多的患者应用ECMO支持，越来越多的研究报告描述在ECMO置管中使用心脏超声能够提供更多地信息，无论是不是同时使用了透视。超声心动图的使用当然不能完全防止并发症的发生，但似乎是其他影像学方法的一种有价值的辅助手段。不同的影像学方法的应用目前仍是均势，有些作者提倡同时使用透视和心脏超声。

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