新型呼吸训练器在对比增强经颅多普勒超声声学造影中的应用

黎枫 徐吉 张宏伟 沈群山 张曹进 张刚成

心脏右向左分流（right-to-left shunt，RLS）是指左右心房、心室或体循环与肺循环间存在异常通道，当右心系统压力高于左心系统时，血液通过异常通道产生RLS。卵圆孔未闭（patent foramen ovale，PFO）是最常见的RLS疾病，约95%的RLS由PFO提供通道［1］，当胸腔内压力增加时，静脉血栓或其他栓子（如空气、脂肪等）可通过异常通道直接进入动脉循环，从而诱发隐源性卒中、偏头痛等疾病。对比增强经颅多普勒超声声学造影（contrast-enhanced transcranial Doppler，c-TCD）以其灵敏度高、安全无创、易于重复操作等优点被广泛用于筛查PFO等疾病导致的RLS［2］。其要点在于Valsalva动作执行效力，但目前国内外尚无Valsalva动作执行效力的评判标准，且部分患者，如儿童、老年人等不易配合或存在认知障碍，无法有效完成Valsalva动作，这将对潜在的RLS低估甚至漏诊。因此，本研究采用新型呼吸训练器量化Valsalva动作的执行效力，对比新型呼吸训练器与标准Valsalva动作的RLS检出阳性率和一致性，探索新型呼吸训练器在c-TCD检查中的应用价值，为临床操作规范提供参考。

1 对象与方法

1. 1 研究对象

选取2021年4－5月在武汉亚洲心脏病医院、广东省人民医院、兰州大学附属第一医院、恩施华龙总医院门诊接受c-TCD检查的疑似PFO成年患者84例。纳入标准：（1）年龄≥18岁；（2）符合c-TCD检查适应证，包括不明原因卒中、短暂性脑缺血发作、先兆性偏头痛等［3］；（3）能够配合完成Valsalva动作。排除标准：（1）血管穿刺困难者；（2）严重多脏器功能衰竭者。

根据c-TCD检查方式，将84例患者分为新型呼吸训练器组和标准Valsalva动作组。采用自身对照的方法，所有患者随机采用新型呼吸训练器和标准Valsalva动作先后完成c-TCD检查，两种方法之间休息间隔10 min。每次操作均由两名固定的声学造影技师完成。本研究通过各医院伦理委员会伦理审查。所有患者签署知情同意书。

1. 2 检查方法

1. 2. 1 c-TCD检查方法之标准Valsalva动作 采用深圳德利凯公司经颅多普勒超声检测仪（双通道具备M模模式），探头频率1.6 MHz。患者取仰卧位，于右侧肘静脉处穿刺静脉留置针，连接三通阀；通过三通阀连接2支10 ml注射器，其中一支抽取9 ml生理盐水及1 ml患者的血液，另一支抽取1 ml空气（从生理盐水瓶内直接抽取洁净的空气）。通常认为对比剂中加入更多的血液可能导致对比剂黏性增加，减慢注入的速度。在两个注射器间来回推注20次，使生理盐水、空气、血液混合均匀，制成激活的生理盐水。固定好探头，监测单侧大脑中动脉血流信号。快速推注激活生理盐水，监测平静呼吸状态25 s内大脑中动脉微栓子数量；休息间隔2 min，再次采用上述方法制作激活生理盐水，嘱患者先深吸气后紧闭声门至胸廓抬起，快速推注激活生理盐水，再用力做呼气动作，以此来增加胸腔压力，监测并记录25 s内微栓子的检出情况［4］。

1. 2. 2 c-TCD检查方法之新型呼吸训练器 采用武汉君安友联医疗科技有限责任公司生产的新型呼吸训练器（2021年3月31日上市）。患者取仰卧位，静息状态下微栓子监测如“1.2.1”中方法。患者手握呼吸训练器，进行训练前保持呼吸训练器压入状态（图1 A）。嘱患者自胸腔发力，以匀速稳定的吹气逐渐提升呼吸训练器腔内压力，当腔内压力达到40 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）时呼吸训练器发出“咔”声，蓝色滑块弹出，将制作好的激活生理盐水快速推注，患者此时应继续吹气10 s，保持蓝色滑块上方红色显示块露出（图1 B），提示患者此时腔内压力大于40 mmHg。监测并记录25 s内微栓子数量，患者移除呼吸训练器。

图1 呼吸训练器 A. 呼吸训练器压入状态；B. 呼吸训练器弹出状态

1. 3 RLS分级标准

根据2021年《卵圆孔未闭相关卒中预防中国专家指南》［5］，通过观察静息状态及Valsalva动作后颅脑循环出现气泡的多少推测RLS，c-TCD微泡数量分级双侧标准为：0级，没有微栓子信号，无RLS；Ⅰ级，1～20个微泡信号（单侧为1～10个），为少量RLS；Ⅱ级，＞20个微泡信号（单侧为＞10个），非帘状，为中量RLS；Ⅲ级，栓子信号呈帘状或淋浴型，为大量RLS。标准Valsalva动作下和新型呼吸训练器下不同微泡数量分级见图2和图3。

图2 标准Valsalva动作下不同微泡数量分级 A. Ⅰ级；B. Ⅱ级；C. Ⅲ级雨帘状

图3 新型呼吸训练器下不同微泡数量分级 A. Ⅰ级；B. Ⅱ级；C. Ⅲ级雨帘状

1. 4 统计学分析

所有数据采用SPSS 21.0 统计软件进行分析。计量资料采用均数±标准差表示，计数资料用例或百分率表示。两组阳性率比较采用χ2检验。将标准Valsalva动作检查结果视为“金标准”，评估新型呼吸训练器组的阳性预测值、阴性预测值、灵敏度、特异度及准确度。两种方法的一致性检验采用Kappa系数评价，Kappa值＜0.4为一致性较差，0.4～0.74为中度一致性，≥0.75为高度一致性［6］。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2. 1 一般临床资料

84例患者中男32例，女52例；年龄18～68岁，平均（42±14）岁。84例患者均同时完成新型呼吸训练器与标准Valsalva动作检查，所有患者行c-TCD检查过程中均未见明显不良反应。标准Valsalva动作组检出RLS阳性者42例，阳性率为50.0%。新型呼吸训练器组检出阳性者41例，阳性率为48.8%。两组阳性率比较，差异无统计学意义（χ2=0.024，P=0.877）。

2. 2 新型呼吸训练器对于c-TCD的诊断价值

新型呼吸训练器组与标准Valsalva动作组的RLS检测结果（表1）中：81例患者结果一致（41例阴性，40例阳性）。3例患者结果不一致，其中1例新型呼吸训练器组检出少量RLS（3～7个微栓子），标准Valsalva动作组为阴性；2例新型呼吸训练器组为阴性，标准Valsalva动作组检出少量RLS（10～15个微栓子）。

表1 新型呼吸训练器与标准Valsalva动作检出的RLS分级（例）

将标准Valsalva动作检查结果视为“金标准”，分析新型呼吸训练器检查结果符合率。结果显示，新型呼吸训练器组阳性预测值=40/（40＋1）×100%=97.6%，阴性预测值=41/（41＋2）×100%=95.3%，灵敏度=40/（40＋2）×100%=95.2%，特异度=41/（41＋1）×100%=97.6%，准确度=（40＋41）/84×100%=96.4%。采用Kappa一致性检验，Kappa值=0.942，说明两种方法存在高度一致性。

3 讨论

RLS包括静息状态下即存在的固有型分流，以及在Valsalva动作等增加胸腔压力情况下才出现的潜在型分流。c-TCD以其安全无创、操作简便等特点，广泛应用于RLS的筛查诊断。尽管国内外均已推出相关专家共识［7-9］，但对于c-TCD操作中的细节问题，例如如何定义标准Valsalva动作等，并未明确说明。在临床操作过程中，通常认为胸腔内压力达到40 mmHg［10］或大脑中动脉血流速度降幅达25%［11］为“标准”Valsalva动作。但操作者均无法在检查过程中快速评判Valsalva动作的执行力度。这将直接影响c-TCD筛查的准确性，漏诊率可达40%［12］。Guo等［13］通过改良的可显示吹气压力值的水银压力计来量化Valsalva动作，要求吹气10 s并保持水银压力计达到40 mmHg。林攀等［14］在Guo等［13］水银血压计的基础上自制改装简易压力计，搭配50 ml针筒作为吹嘴。这类搭配压力计的吹气装置在操作过程中难以固定，易干扰操作。张小用等［15］探索了咳嗽动作在c-TCD中的检测价值，结果发现仅在少量RLS中，咳嗽动作检出率优于Valsalva动作。但咳嗽动作因其直接冲击作用，易干扰检测探头稳定性，同时咳嗽动作仍无法量化Valsalva动作效力。

本研究采用的新型呼吸训练器使用简单、容易掌握，患者在训练过程中对吹气力度易准确把握，充分增加腹腔压力，滑块弹出及时提示检查操作者推注激活盐水，有效量化Valsalva动作效力。试验采用自身对照，随机产生新型呼吸训练器与标准Valsalva动作执行的先后顺序，消除了因分配方案导致的选择性偏倚。对比新型呼吸训练器组与标准Valsalva动作组监测的RLS阳性率发现，差异无统计学意义，新型呼吸训练器组灵敏度、特异度及准确度均达95%以上，一致性检验Kappa值为0.942，与Valsalva动作保持高度一致性。在RLS分级中，有3例患者结果不一致，但仅在阴性与少量分流量之间有出入，考虑可能受患者心脏房间隔形态、患者Valsalva动作、血管探测、注射微泡数等多种因素影响，不影响整体结果的有效性。根据文献报道，搭配吹气装置的压力计分为弹性式盘状压力计、“U”型压力计和自制简易压力计［16］，此类装置虽可直观反馈患者吹气压力，易执行和掌握，但存在力气过大使水银柱破裂或未注意关闭阀门导致水银回吸口腔的风险，同时操作者需要时刻关注压力值变化，易干扰操作。新型呼吸训练器通过内部活塞杆、压簧、定位套等结构提示吹气压力达到40 mmHg，患者对吹气动作把握效果明显，检查过程中无其他干扰因素，操作者更易执行。因此，从技术角度来看，新型呼吸训练器可作为c-TCD筛查RLS中标准Valsalva动作的替代方案，可推荐常规使用，尤其当患者不易理解或无法配合Valsalva动作时，可采用新型呼吸训练器快速评判。

本研究局限性在于采用新型器材，样本量有限，尚待进一步大样本深入研究，为临床筛查RLS提供客观依据。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突