中国麻醉医生要加强围术期心脏超声学习

中国心胸血管麻醉学会心血管超声分会

心脏超声在围术期的重要性正在得到认同, 但是使用很不均衡, 即便是在三级医院, 有的已经在心脏麻醉常规使用经食管超声心动图(transesophageal echocardiography, TEE), 有的则连便携的经胸超声心动图(transthoracic echocardiography, TTE)也不具备。以TEE为例, 根据我们在2018年完成的一项关于术中TEE使用状况调查[1], 在全国近700多家可以开展心脏外科手术的医院中, 13%医院不开展术中TEE。在这些参与调查的医院中, 麻醉科独立拥有TEE设备的仅占24%, 由麻醉医生独立完成TEE操作的占19%, 由超声科医生独立完成的占36%。绝大多数麻醉医生没有接受过系统规范的TEE培训, 即便是能够进行术中TEE操作的麻醉医生, 55%接受正式培训的时间不足1个月。因此, 本文强调了中国麻醉医生要加强围术期心脏超声学习的必要性, 呼吁尽快建立起更多有资质的围术期心脏超声培训基地, 并根据初级、 中级及高级3个层次, 制定国内规范统一的培训目标、 教学大纲和考核标准。这样有助于麻醉医生根据不同的需求参加不同的围术期心脏超声技能培训和认证考核, 从而推动该项技术的应用与普及。

1 心脏超声是麻醉专业的技术需求

心脏超声能够即时直观评估心脏的结构与功能, 是围术期血流动力学监测与管理的一种重要工具, 已经逐渐在急诊、 重症医学、 麻醉等学科开始应用, 但是由于其存在一定技术难度和设备要求, 即便是对于心内科医生, 也难以实现“人人会做心脏超声”的目标。2019年7月, 在第16届心脏影像及心脏干预大会上, 复旦大学附属中山医院葛均波院士、 北京大学第一医院霍勇教授、 解放军总医院陈韵岱教授等共同发起“心血管医生学习心脏超声”倡议, 呼吁心血管医生要加强心脏超声学习。

循环管理是术中重要核心任务, 如何维持大手术和危重患者术中血流动力学稳定成为麻醉医生的重要挑战。想要把控循环, 必需洞察心脏。心脏状态、 血容量和外周血管阻力是循环的3个要素, 在目前所有的术中血流动力学监测手段中, 只有心脏超声可以直接或间接评价这3个要素, 因此, 心脏超声对于术中循环监测与管理至关重要。

麻醉医生也是围术期医生, 既要关注术前危重患者的优化与评估, 还需致力于降低围术期并发症和死亡率, 这样才能真正成为围术期医学的领导者。麻醉学科才能成为“医疗安全的关键学科”, 成为真正的“麻醉与围术期医学科”[2]。急危重症患者围术期病情变化显著且进展迅速。麻醉诱导之前利用超声快速扫查心脏, 了解循环的实时状况, 对于能否平稳安全实施麻醉诱导意义重大。在术后一段时间, 由于合并疾病和手术创伤的双重影响, 围术期出现循环系统并发症几率增加, 心脏超声可以提供实时可靠的监测与诊断依据, 以提高术后并发症的及时诊断以及有效处理[3]。

2 围术期心脏超声的3个层次

基于美国超声心动学会(ASE)、 美国心血管麻醉医师协会(SCA)和中华医学会麻醉学分会(CSA)关于心脏超声在围术期应用的相关指南, 根据技术难度和设备要求将围术期心脏超声检查分为3个层次, 这样有助于学习者根据各自不同的临床需求和超声设备来学习心脏超声, 从而提高心脏超声训练和应用的针对性、 推动该项技术的临床普及。

2.1 初级心脏超声

初级心脏超声, 是指使用简单便携的心脏超声设备、 聚焦特定循环问题实施的快速心脏超声检查, 因此也可称之为“聚焦心超”, ASE给予的术语是:聚焦心血管超声 (focused cardiovascular ultrasound, FOCUS)。FOCUS技术在推广与应用过程中, 也获得了一些其他称谓, 如手持心脏超声、 POC心脏超声(Cardiac POCUS)、 超声听诊器、 床旁心脏超声和快速心脏超声等[4]。虽然这些名称不同, 但内涵一致。正是由于描述FOCUS的术语众多, 容易将FOCUS和有限心脏超声(Limited Echocardiography, Limited TTE)混淆。二者在技术难度和设备要求都有所区别: Limited TTE需要功能完整的超声设备、 获取图像的培训、 图像分析和说明的必需知识, 以及正确及安全使用超声心动图的资质; FOCUS由于受设备和操作医生技能限制, 其使用范围往往比较局限, 是针对特定的临床问题, 快速获得定性或者半定量数据[4-5]。

FOCUS的适应证包括: (1)血流动力学不稳或原因不明的休克状态; (2)心搏骤停; (3)心包积液/填塞; (4)心力衰竭; (5)心脏病高风险患者麻醉诱导前再评估; (6)作为体格检查的辅助手段。在血流动力学监测结合体格检查基础之上, 应用FOCUS可显著提高围术期心血管异常事件的检出率和诊断精确性, 让临床决策和干预措施更加有的放矢[5]。

在北美, FOCUS主要是TTE的“聚焦”。根据ASE FOCUS指南[5]和加拿大多伦多总医院麻醉科FOCUS培训网站(http: //www.pie.med.utoronto.ca/TTE/TTE_content/assets/applications/FOCUS/index.htm), TTE-FOCUS检查包括5个切面, 分别是: 胸骨旁左心室长轴切面、 胸骨旁左心室短轴切面、 心尖四腔心切面、 剑突下四腔心切面和剑突下腔静脉切面。在我国FOCUS概念被引入了TEE。CSA在中国首部围术期TEE专家共识中, TEE-FOCUS检查切面包括6个, 分别是: 食管中段四腔心切面、 食管中段左心室长轴切面、 食管中段右心室流入流出道切面、 降主动脉短轴切面、 升主动脉长轴切面, 经胃乳头肌中部左心室短轴切面[6]。

正如上述适应证介绍, 使用FOCUS可以快速判断有无心包积液、 左心室整体收缩功能和右心室大小, 以及根据左心室心腔大小和下腔静脉内径及其随呼吸时相的变化来进行快速容量评估。TTE-FOCUS 是无创操作, 无论患者清醒与否均可实施, 因此, 建议所有麻醉医生都接受TTE-FOCUS培训。由于其技术本身的固有特点, TEE-FOCUS对心脏瓣膜和心腔内血流的定性观察要比TTE-FOCUS更加有优势。但是, TEE是介入操作且技能操作要求高, 尽管 FOCUS 概念属于心脏超声的初级应用范畴, TEE-FOCUS在技术层面应归属于中级应用。

2.2 中级心脏超声

中级心脏超声, 是指在ASE和SCA相关指南里提到的有限经胸心脏超声(Limited TTE)和基本经食管心脏超声(Basic TEE), Limited TTE主要是针对TTE, Basic TEE是属于TEE范畴。中级心脏超声获取的切面数量介于初级和高级心脏超声之间。Limited TTE主要用于患者在近期接受全面TTE检查之后有针对性的复查, 其对技术与设备的要求与全面TTE检查相当; 而Basic TEE主要适用于非心脏手术循环监测和心脏手术后拔出TEE探头之前对心脏结构与功能的复查。对于麻醉医生而言, Basic TEE在手术麻醉中的使用更为常见。因此, 本文的中级心脏超声主要介绍Basic TEE的应用。

Basic TEE的适应证体现在主动使用与被动使用2个方面: (1)主动使用, 是指手术或患者合并的心血管问题预测可能在术中导致严重的循环、 呼吸或者中枢神经系统事件时, 提前放置TEE探头, 以便及时发现问题; (2)被动应用, 是指当患者术中出现难以解释的威胁到生命的循环事件, 且常规补液或应用血管活性药物难以纠正时, 如果设备和技术允许, 尽可能使用TEE, 帮助鉴别诊断, 提高处理措施的针对性[7]。从专业角度来讲, 如果出现循环问题被动使用, 此时的TEE属于救援超声, 其临床价值明显不如提前放置TEE探头更好。因此, 如果TEE设备和技术允许, 建议在没有禁忌证的前提下, 对于循环脆弱的患者和重大手术, 尽早使用TEE监测。

Basic TEE的禁忌证包括: (1)绝对禁忌证: 先天性或获得性的上消化道疾病, 如活动性上消化道出血、 食管梗阻或狭窄、 食管占位性病变、 食管撕裂和穿孔、 食管憩室、 食管裂孔疝、 先天性食管畸形、 近期食管手术史; 咽部脓肿、 咽部占位性病变; 严重的且未妥善固定的颈椎创伤; (2)相对禁忌证: 食管胃底静脉曲张、 凝血障碍、 纵隔放疗史、 颈椎疾病与损伤等[7]。

根据ASE指南[7], Basic TEE检查切面包括11个, 分别是: 食管中段四腔心切面、 食管中段两腔心切面、 食管中段左心室长轴切面、 食管中段升主动脉长轴切面、 食管中段升主动脉短轴切面、 食管中段主动脉瓣短轴切面、 食管中段右心室流入流出道切面、 食管中段双房腔静脉切面、 经胃乳头肌中部左心室短轴切面、 降主动脉短轴和降主动脉长轴切面。其中有6个切面可见于我国麻醉专家在中国首部围术期TEE专家共识的TEE-FOCUS, 以便于实施快速检查、 寻找循环波动的原因。在这11个切面中, 除去经胃乳头肌中部左心室短轴切面需要经胃获取, 其余10基本切面均可在食管中段水平获得。由于经胃左心室短轴切面相对简单容易识别, 而且直接可见左心室容量、 收缩功能和左心室壁局部运动功能, 这对于血流动力学不稳定患者的处理极有价值, 因此是术中循环管理最重要的TEE监测切面。

正如上述适应证介绍, 使用Basic TEE(含TEE-FOCUS)可以进行容量监测、 左右心室功能监测、 瓣膜结构与功能监测和心肌缺血监测。此外, 在一些临床危急事件抢救, 如急性大面积肺栓塞、 气体栓塞、 急性主动脉夹层和心搏骤停, 及时使用TEE, 能够对临床决策提供方向性指导并评估处理效果, 而且不影响实施抢救(如不影响心肺复苏时的心脏按压)。我国第一部TEE用于非心脏手术麻醉的专家共识“经食管超声心动图在非心脏手术中应用专家共识(2020 版)”正是基于Basic TEE提出的使用推荐[8], 因此, 建议所有主治医师及以上麻醉医生都接受Basic TEE(含TEE-FOCUS)培训。

2.3 高级心脏超声

高级心脏超声, 是指在ASE和SCA相关指南里提到的全面经胸超声心动图(Com TTE)和全面经食管超声心动图(Com TEE), Com TTE主要是针对TTE, Com TEE是属于TEE范畴。Com TTE需要利用2D、 多普勒、 应变分析和3D成像技术, 在14个标准经胸切面(和/或扩展切面), 采用标准的检查流程, 完成所有心腔、 瓣膜和心脏相连大血管结构与功能的测量, 得出定量和定性数据, 并生成诊断报告[9-10]。对于麻醉医生而言, Com TEE在手术麻醉中的使用较Com TTE更为常见。因此, 本文的高级心脏超声主要介绍Com TEE的应用。

Com TEE的适应证包括[11]: (1)患者不能接受TTE检查, 或者TTE影像结果质量欠佳、 不能形成确诊意见者, 如胸壁损伤患者或者监测左心耳、 MV及人工瓣膜等; (2)所有的心脏外科手术(如瓣膜手术)、 胸主动脉手术、 心内介入手术(如房缺封堵、 左心耳封堵或经导管瓣膜手术等), 以及某些冠状动脉旁路移植术; (3)需要避开手术区域, 既有操作的连续性也不影响外科手术; (4)所有Basic TEE的适应证(见于非心脏手术或出现临床危急循环事件时)。Com TEE禁忌证与Basic TEE相同。

根据ASE指南[11], Com TEE检查切面在Basic TEE基础之上增加至28个, 分别在食管中段、 食管上段和经胃(含胃深)水平获取。需要获得全部的4个瓣膜、 4个腔室和大血管的多种长轴和短轴切面, 并尽可能使用具有多平面同步成像功能的3D/4D 技术去定量与定性心脏的结构与功能。随着3D/4D技术进展, 目前主流的3D/4D心脏超声设备都能在单个心动周期内完成更大角度数据采集和彩色血流成像, 缩短数据采集时间, 减弱拼接伪影以及更加智能实施心腔及瓣膜等容积定量分析。术中3D/4D TEE也已经从早期的只能完成结构显像(3D/4D Zoom)和实时三维引导(Live 3D), 到目前能够快捷实施容积定量分析, 特别是主动脉瓣定量分析和二尖瓣定量分析, 提供瓣叶、 瓣环及病变情况等定量定性数据, 为经导管主动脉瓣置入术(transcatheter aortic valve implantation, TAVI)和二尖瓣手术方式的决策提供了在2D心脏超声不可能提供的信息[12]。

对于麻醉医生而言, 高级心脏超声(Com TEE)在心脏手术最重要的应用是提供明确的诊断信息, 帮助外科医生明确术前诊断、 发现遗漏病变、 调整手术决策和评估手术效果[13]。此外, 由于可见心脏结构与功能, Com TEE还能够帮助麻醉医生了解循环状况, 制定更加精准的血流动力学管理策略, 尤其是指导危重症患者顺利脱离体外循环。Com TEE用于心脏外科手术, 通常需要在麻醉后体外循环之前完成全面检查, 并对外科手术相关结构进行重点检查; 此外, 在脱机后应及时使用评估手术效果, 并建议在手术结束前完成一次TEE基本检查。因此, 建议所有主治医师及以上心血管麻醉医生接受高级心脏超声(Com TEE)培训。

3 麻醉医生如何学习围术期心脏超声

CSA超声学组2020年曾经发文“围术期超声培训指南”, 介绍了麻醉医生如何进行超声引导下神经阻滞和血管穿刺技术、 床旁超声(point-of-care ultrasound, POCUS)和围术期超声心动图等围术期超声相关培训[14]。本文关于“麻醉医生加强围术期心脏超声学习”的推荐建议是基于该指南在心脏超声培训推荐基础之上的具体扩展, 并结合了我们前面提出的“围术期心脏超声的3个层次”和兼顾了我国麻醉医生使用心脏超声的实际状况, 以增加麻醉医生围术期心脏超声阶段性和针对性培训的可行性。建议根据上述围术期心脏超声3个层次要求, 结合所在医院专业需求, 制定本麻醉学科的心脏培训系统规范教程, 并配备相应硬件设备。

3.1 设备需求

对于没有心脏外科的综合性医院麻醉科, 建议配置心脏超声机和经胸及经食管心脏探头, 达到初级和中级心脏超声的检查要求。对于承担心脏外科麻醉任务的科室, 建议配置目前高端心脏超声机和经胸及经食管3D/4D全容积心脏探头。虽然目前有的心脏超声系统已经可以微型化至手掌般大小, 成为真正意义上的“超声听诊器”, 但是受限于成像质量和功能局限等问题, 其可能更加适合患者筛查[15]。麻醉医生的专业特点决定了麻醉医生主导的围术期心脏超声应该是术中TEE, 是属于中级及以上心脏超声, 主要为手术麻醉患者服务, 因此需要配置中端及以上的心脏超声系统, 这既是技术需求决定, 也是学科优势所在。而且, 多数中端心脏超声系统是便携机(但不是“掌式”机), 也能够方便快捷的实施TTE-FOCUS检查。

3.2 技术培训

尽管ASE/SCA相关指南对TTE和TEE培训所需要掌握的理论知识和操作技能都提出了明确要求, 甚至对所需要完成的病例数都做了明确的界定。 但是, 目前我国仍然缺乏系统规范的教学培训大纲, 围术期TEE考核和认证体系也有待学会和国家层面的整合和建立[16]。

四川大学华西医院麻醉科在国内较早的开办了心脏超声, 特别是术中TEE系列培训, 将系统的理论学习、 模拟训练和临床操作三者有机结合, 推动了TEE在中国的应用与普及。近年来, 广东省人民医院、 湘雅医院、 北大人民医院、 天津胸科医院、 阜外医院以及北大国际医院等医院麻醉科也先后定期举办TEE培训。但是这些培训班目前共同问题是时间偏短, 招生人数有限, 多数希望学习TEE的麻醉医生还是处于半自学状态。自学面临的实际问题包括缺乏带教老师和患者安全问题。由于TEE是有创操作, 尽管极少出现严重致死性并发症, 但食管穿孔、 消化道出血、 咽部黏膜出血、 咽部血肿、 术后咽部疼痛或吞咽障碍等并发症有可能出现[17]。

因此, 模拟训练在TEE培训过程中显得尤为重要, 这也是TEE培训班的必须条件, 《卡普兰心脏麻醉学》第7版甚至用专门章节大量篇幅介绍如何利用模拟器来进行TEE学习。遗憾的是TEE模拟器价格较贵, 基本相当于一台中高端心脏超声的价格, 至少在目前阶段, 无论是在科室层面, 还是医院层面, 购买者有限。《卡普兰心脏麻醉学》也推荐了在线的TEE模拟教学资源(http: //pie.med.utoronto.ca/TEE/)。该TEE模拟教学资源属于加拿大多伦多总医院麻醉与围术期医学科“围术期互动教学”的一部分, 由Michael Corrin开发。这是目前最全面、 而且免费的在线心脏超声学习资源, 尤其是在TEE模拟教学, 除了是用鼠标代替TEE探头操作之外, 其余模拟培训效果跟实际模拟器差别不大, 因此, 国内一些TEE培训班和科室也在尝试使用。该在线TEE模拟器包括一个心脏模型、 一个虚拟TEE探头和一个TEE扫描切面。扫描切面可以旋转, 使用键盘和鼠标控制TEE探头。此外, 该在线教学资源还包括: 如何获取20个2D/3D标准TEE切面和19个2D/3D扩展TEE切面, 以及基于目前主流的心脏超声系统介绍了3D/4D TEE切面的获取、 优化和多平面切割重建。总之, 该在线TEE模拟器是一个免费、 强大的学习工具, 初学者即便没有机会操作真实但昂贵的TEE模拟器, 也可以通过网络随时学习训练, 以熟悉心脏超声解剖、 探头操作和切面获取。

TEE培训最终是需要有实际的临床操作, 必须在有资质老师的指导下, 在真实患者身上去置入探头、 获取图像和分析图像。可以根据上面提到的围术期心脏超声的3个层次, 尤其是中级和高级心脏超声所对应的Basic TEE(含TEE-FOCUS)和Com TEE去制定培训内容和目标, 必须有学员在带教老师指导下进行TEE操作与解读或独立实施TEE操作与解读的具体例数的规定。此外, 还应对TEE检查的病种及其例数有相应的规定。

因此, 建议根据现有的心脏超声(特别是Basic TEE或Com TEE)检查培训指南, 并兼顾我国心脏手术和术中TEE开展的实际情况, 在国内尽快建立起有资质的TEE培训基地; 同时, 在学会和国家层面, 建议制定规范而且相对统一的教学大纲和培训目标, 这样才能保证围术期心脏超声的应用质量, 同时获取外科同行的信任和依赖。

3.3 资质认证

麻醉医生在完成围术期心脏超声培训之后, 需要通过参加考试来认证其在超声心动图方面的理论知识和操作技能, 以达到改善心血管疾病患者医疗质量的目的。可以根据上述提到的心脏超声的3个层次提供不同种类的的认证, 如TTE-FOCUS、 Basic TEE(含TEE-FOCUS)或Com TEE认证。目前, 我国专业学会或者国家层面的围术期心脏超声的考核和认证体系急待制定和建立。

4 结语

心脏超声操作技能要求高, 即便是心内科医生, 也不全是这方面的专家。而心脏超声的围术期应用在我国起步较晚且发展不均。四川大学华西医院刘进教授团队在2018年曾经撰文“围术期超声-新时代麻醉科医师的基本技能”, 呼吁麻醉医生加强心脏超声的学习[18]。国家卫生健康委办公厅在2019-12-16颁布的 “国家卫生健康委办公厅关于印发麻醉科医疗服务能力建设指南(试行)的通知中”( http: //www.gov.cn/xinwen/2019-12/18/content_5462015.htm), 也明确提出了超声心动图技术是麻醉科医疗服务能力建设的关键技术。ASE的前任主席Madhav Swaminathan就是杜克大学麻醉科的教授。这些都显示, 心脏超声是麻醉专业的时代需求。围术期心脏超声不仅可以提高麻醉医生个体的专业素养, 也可以提高学科的影响, 更能够提升手术麻醉管理质量和保障患者的安全。因此, 应尽早建立符合我国国情, 规范统一, 层次分明的培训体系及资质认证, 鼓励更多麻醉医生参与围术期心脏超声培训, 加大心脏超声在围术期的应用与推广力度。