左心室辅助装置植入术围术期经食道超声心动图的应用研究

施怡声，朱振辉，王浩，王现强，陈海波，杜娟，胡盛寿

心脏移植目前仍然是终末期心力衰竭（心衰）患者的金标准治疗方法，但由于供体数量有限及术后排异反应的存在，其应用受到较大限制。左心室辅助装置（LVAD）可提供有效的机械循环支持，近年来已成为终末期心衰的另一种重要治疗手段。LVAD的即刻及远期疗效有赖于多种因素，包括术前患者筛选、术中外科和麻醉处理、术后管理等。其中，经食道超声心动图（TEE）由于具有使用方便、相对便宜、创伤小、可重复性强等优点，成为LVAD 植入术围术期最重要的影像学检查手段[1-2]。

中国医学科学院阜外医院于2018 年1 月开始作为主要参加单位开展“永仁心”LVAD 临床试验，至2020 年12 月，共成功完成12 例LVAD 植入术。我国LVAD 植入术仍处于起步阶段，本研究旨在对这些患者的围术期TEE 资料进行回顾分析，以期为LVAD 植入术在我国的开展提供可借鉴的临床经验。

1 资料与方法

研究对象：回顾性分析2018 年1 月至2020年12 月在中国医学科学院阜外医院接受“永仁心”LVAD（重庆永仁心医疗器械有限公司）植入术的12 例患者的围术期TEE 检查结果及临床资料。12 例患者均为终末期心衰患者，INTERMACS 分级[3]为1～2 级。每例植入术均获得中国医学科学院阜外医院伦理委员会批准。

TEE 检查仪器与方法：二维及三维TEE 检查采用Philips Epic7c 超声诊断仪（飞利浦公司，荷兰），X7-2t 探头，探头频率7-2 MHz。TEE 检查时间点为：麻醉诱导后LVAD 植入前、植入后、转入重症监护室 1 h 后；植入前，进一步确认术前经胸超声心动图（TTE）检查结果，并确定是否存在TTE 未能发现但可能需要术中同期处理的潜在问题；植入后即刻，主要监测心腔内排气、左右心腔内径及功能、心脏瓣膜功能，再次确认有无心内分流，评估LVAD 流入和流出套管的位置及血流、室间隔的位置，估算LVAD 流量并识别LVAD 故障；转入重症监护室 1 h后的TEE 评估，除再次评估左右心腔内径、功能及心脏瓣膜功能变化外，还需进一步协助调整LVAD泵功能及确认有无外科术后并发症[4]。

统计学方法：所有数据采用SPSS 26 软件进行分析，计量资料用±s表示。由于LVAD 植入后即刻患者循环尚未稳定，LVAD 泵功能优化过程中各心腔内径变化较大，故将数据采集时间点定为植入前及转入重症监护室1 h 后，循环相对稳定时。所采集的超声资料使用自身前后对照，植入前、后各指标采用配对样本t检验。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

患者术前基本资料：12 例患者均为男性，平均年龄为（43.3±8.6）岁，平均体重指数为（22.7±3.1）kg/m2。术前诊断扩张型心肌病7 例、冠心病心衰3例、心肌致密化不全1 例、二尖瓣脱垂致心衰1 例。LVAD 植入前TEE 检查示，12 例患者均全心增大，且合并不同程度的二尖瓣及三尖瓣反流，少量以上二尖瓣反流11 例，少量以上三尖瓣反流9 例，主动脉瓣反流量均≤少量；合并不同程度右心功能不全11 例，肺动脉高压9 例，卵圆孔未闭（PFO）3 例，左心室心尖部室壁瘤1 例；均无心内血栓。

患者手术情况：12 例患者均在低温直视体外循环下行LVAD 植入术，平均体外循环时间为（113.2±25.7）min；同期行二尖瓣成形术3 例、三尖瓣成形术5 例、冠状动脉旁路移植术2 例、右心室流出道折叠成形术1 例、PFO 缝合术3 例，均顺利完成手术。外科术中探查结果均与术前TEE 检查结果一致。

患者LVAD 植入后即刻TEE 监测结果：在TEE监测下，各心腔充分排气，均无气体栓塞并发症出现；LVAD 流入和流出套管的位置均良好；调整LVAD 泵输出量至本实验要求范围内[心脏指数＞2.0 L/（min·m2）]。

患者重症监护室TEE 检查情况及预后：患者LVAD 植入术后入重症监护室1 h 时再次行TEE 检查，在TEE 监测下进一步调整LVAD 转速至合适的LVAD 流量，并维持左、右心功能平衡。患者的左心室舒张末期内径、左心室收缩末期内径、右心室中部左右径、肺动脉收缩压均较植入前减小，三尖瓣环位移显著下降，左心室射血分数增加，差异均有统计学意义（P均＜0.05）；但右心室面积变化率无显著变化（表1）。所有患者的二尖瓣、三尖瓣反流量均减少至≤少量，主动脉瓣反流量无显著变化。发现术后右心房旁血肿1 例，及时行外科手术清除。12 例患者均未出现围术期死亡和血栓栓塞事件。

表1 LVAD 植入前及入重症监护室1 h 后经食道超声心动图指标比较（±s）

3 讨论

在欧美国家，LVAD 植入已经成为心衰非药物治疗的主要手段，每年植入LVAD 的患者例数已经逐步超过心脏移植术[5]。但由于各种条件的限制，LVAD 植入在我国的开展极为有限。主流的LVAD装置有轴流泵、离心泵和磁悬浮泵。本研究中使用的“永仁心”LVAD 是采用离心泵结构的植入式LVAD，其运行机制是将流入套管插入左心室心尖部，流出套管与升主动脉右前壁吻合，通过离心泵以连续血流的方式将血液从左心室心尖部输送到升主动脉，从而降低左心负荷并增加心输出量。TEE监测由于连续且创伤小，在LVAD 植入术围术期监测中起着非常重要的作用。

3.1 LVAD 植入前TEE 评估要点

LVAD 植入前，TEE 除了进一步确认术前TTE检查结果并建立基线资料，还可识别可能漏诊的问题。除了对心脏整体形态及功能的综合评估，植入前TEE 检查尤其需关注心内分流、心内血栓、主动脉瓣反流及右心功能。

如果存在心内分流，在LVAD 启动后，由于左心腔内压力显著下降，可出现右向左分流，导致患者低氧血症并可造成LVAD 装置堵塞。本组患者植入前TEE 使用二维超声及彩色多普勒探查房间隔，结合右心声学造影，同时配合使用球囊通气使胸腔内压力大于30 cmH2O（1 cmH2O=0.098 kPa）后再释放，以提高PFO 检出率[6-7]。本组共检出3 例PFO，外科术中探查均确认并行修补。

终末期心衰患者由于房室腔显著扩大，心腔内血流缓慢，易形成心内血栓。心腔内血栓不是LVAD 植入的绝对禁忌证，但可增加患者术中和术后脑卒中的发生风险，并可能在植入后由于血栓脱落堵塞LVAD 装置，严重影响泵功能。LVAD 植入前使用TEE 在食道上段及中段各切面详细探查各心腔，尤其要重点排除左心耳和左心室心尖部的血栓。如确诊血栓，应向外科大夫详细描述血栓的大小和位置。我们在二维的基础上使用三维超声心动图对左心耳进行进一步显像，获得了更为直观和清晰的图像。左心室心尖部图像欠清晰时，也可考虑使用左心室超声对比显像来进一步诊断[8]。本组12 例患者植入前TEE 及外科探查均证实无心内血栓，围术期无血栓栓塞事件发生。

LVAD 植入前需关注的另一个重要问题是主动脉瓣反流量的评估。一旦LVAD 启动，主动脉瓣反流可使LVAD 输送到升主动脉的血流通过功能不全的主动脉瓣返回到左心室，使左心输出量减少，且LVAD 植入后存在明显主动脉瓣反流的患者死亡率高于无主动脉瓣反流的患者[9]。因此，植入前TEE检查必须在食道中段多切面探查主动脉瓣，以明确主动脉瓣形态，并通过测量主动脉瓣反流缩流颈宽度、主动脉瓣反流宽度与左心室流出道宽度的比值等方法，来评估主动脉瓣反流严重程度。少量以上的主动脉瓣反流应考虑同期行主动脉瓣成形术或生物瓣置换术。本组入选的12 例患者主动脉瓣反流量均≤少量。12 例患者在LVAD 启动后、体循环收缩压恢复到接近正常时，再次TEE 检查显示，主动脉瓣反流量较植入前均无明显增加。

由于左心功能衰竭导致肺循环淤血，终末期心衰患者常可合并不同程度的右心功能不全，而右心功能不全是增加患者围术期死亡率、降低远期存活率的危险因素之一[5]。因此，LVAD 植入前后右心室功能的评估和监测尤为重要。由于受到TEE 切面的限制，且患者处于麻醉、机械通气状态，因此需要强调的是，LVAD 植入前右心室功能评估应与术前TTE 相结合。TEE 检查右心室的最佳切面包括食道中段四腔心切面、食道中段右心室流入-流出道切面、经胃底右心室流入道切面、经胃底心室短轴切面。本组12 例患者中，经LVAD 植入前TEE 结合TTE、临床症状及N末端B型利钠肽原、总胆红素水平判断，合并不同程度的右心功能不全11 例，少量以上三尖瓣反流 9 例，肺动脉高压9 例。LVAD 植入后，随着左心卸负荷，肺动脉收缩压显著下降，右心室内径减小，三尖瓣反流量均减少至少量或以下。另一方面，LVAD 增加了左心输出量，继而右心回流量增加，又可使右心室功能进一步减低。此外，Singh 等[10]发现，所有心脏外科手术患者，无论手术类型、手术入路、是否为再手术状态，停止体外循环后即刻，右心室面积变化率、三尖瓣环位移及右心室二维应变指标均会下降，提示右心功能受损，尤其是已有右心功能减低及肺动脉高压的患者。本组患者的三尖瓣环位移在LVAD 植入后显著下降，提示右心室侧壁纵向收缩功能进一步受损，但同时反映右心室侧壁、室间隔纵向和径向运动的右心室面积变化率无显著变化，考虑与左心卸负荷后室间隔运动改善、LVAD泵功能优化及正性肌力药物等多种因素有关[11]。

3.2 LVAD 植入后TEE 评估要点

LVAD 植入后应再次评估各心腔内径、左右心功能、各心脏瓣膜功能及有无心内分流等。此外还需重点关注：心腔内排气、LVAD 流入及流出套管的位置和流量及LVAD 泵功能的优化。

LVAD 植入术中在左心室心尖钻孔插入流入套管的过程中难免夹带空气进入左心。在LVAD 泵启动前要求TEE 连续监测、引导排气过程，应全面仔细观察左心房、左心室（包括左心室心尖部流入套管周围）、主动脉根部、升主动脉、流出管道与升主动脉吻合处、降主动脉是否有强回声气体存在[1]。本组12 例患者植入LVAD 后在TEE 监测和引导下充分排气，术后均无气体栓塞并发症出现。本研究发现，由于心衰左心室扩张，室壁运动减低，气体更易聚集于前室间隔中部且相对较难排出。

理想的左心室心尖部流入套管应与室间隔保持适当的距离，其开口方向应与二尖瓣开口对齐，使二尖瓣口舒张期血流呈层流状进入LVAD（图1）。除常规使用二维TEE 外，我们还使用三维TEE 在食道中段利用实时三维成像及X-Plane 同步显示两个正交平面，来判断流入套管位置及其与二尖瓣瓣口的关系，并结合彩色多普勒、频谱多普勒显示血流状态及速度。左心室心尖部流入套管内正常血流频谱形态呈连续、低速、低搏动性，流速通常≤1.5 m/s，如出现湍流、血流速度明显增高或减低，则提示可能存在血栓、二尖瓣瓣下组织或LVAD 泵抽吸室壁而导致流入套管阻塞。本组LVAD 流出套管均与升主动脉右前外侧壁行端侧吻合（图2），将取样线置于主动脉吻合口近端约1 cm 处测量频谱，血流频谱形态同流入套管，峰值速度通常为1.0～2.0 m/s。如出现血流状态及速度的改变，应检查流出管道是否存在扭曲及其与升主动脉间的角度是否异常[12]。本组12 例患者LVAD 植入后TEE 评估流入及流出套管位置及血流频谱形态、流速均在理想范围。因此，需要TEE 连续监测不同泵速下的多个指标[4,13]。本组LVAD 泵速调整的目标为：尽可能使左心室最大程度卸负荷，同时使右心室功能有一定程度改善或维持植入前的状态，房室间隔位置适中，主动脉瓣、二尖瓣及三尖瓣反流量维持在少量或以下，主动脉瓣间歇开放并维持足够的泵输出量。本组12 例患者在手术室内优化后，LVAD 泵速范围为1 700～1 850转/min，平均泵输出量为（3.85±0.43）L/min，心脏指数为（2.14±0.36）L/（min·m2），达到本研究要求[心脏指数＞2.0 L/（min·m2）]并维持循环稳定。

图1 LVAD 植入后实时三维经食道超声心动图显示左心室心尖部流入套管，插管位置与二尖瓣口对位良好

图2 LVAD 植入后经食道超声心动图显示流出人工套管与升主动脉吻合，彩色多普勒显示正常层流状血流

在TEE 指导下优化LVAD 泵功能是一个较为复杂的过程。由于术后早期左心室和右心室的前、后负荷波动较大，LVAD 泵速的改变可使左心室、右心室的几何形态和功能在短时间内发生急剧的变化。

3.3 LVAD 植入后重症监护室TEE 评估要点

Bahatyrevich 等[14]研究表明，TEE 监测可能比常规监测（包括Swan-Ganz 导管）更能迅速、准确地反映LVAD 患者的心功能、心室容量状态或室间隔位置，更有助于指导术后早期重症监护室中的最佳干预措施。术后由于关胸、患者搬运至病房、血管活性药物调整等因素，血流动力学及LVAD 管道位置可能会受到影响。本组患者入重症监护室 1 h 后常规再次行TEE 评估，其主要内容除再次评估心腔内径、心功能、心脏瓣膜功能、心内分流、流入及流出管道位置、LVAD 泵流量等以外，重点还在于评估血流动力学、进一步优化LVAD 泵功能及排除外科术后早期并发症[15-16]。本组1 例患者在重症监护室经TEE 检查发现右心房旁有较大异常团块压迫右心房壁及上腔静脉近心段，考虑为右心房旁及主动脉根部血肿。立即开胸探查，见升主动脉人工血管吻合口处活动性出血点，周围血凝块压迫右心房壁及上腔静脉，清除血凝块并彻底止血。

总之，本研究表明，TEE 有助于LVAD 植入前明确诊断、植入后连续监测、并在术后重症监护室进一步评估血流动力学及排除外科并发症，同时还在LVAD 功能优化及故障排除方面起着至关重要的作用，可对LVAD 植入术的顺利进行及患者的预后产生积极的影响。但本研究为回顾性研究，且患者病例数较少，因此有待于今后进一步扩大病例数，积累更多的经验。

利益冲突：所有作者均声明不存在利益冲突