三维经食管超声心动图在心脏外科手术中的应用＊

吴贻怡

经食管超声心动图是一种经由患者食管将超声探头深入至心脏后方左心房附近位置，进而在心脏后面观察患者心脏内部病变的超声检查技术。经食管超声心动图是当前心血管疾病诊断技术中较为常用的一种技术类型，亦是当前临床针对心脏疾病进行辅助检查的基本技术类型，是保证心血管外科临床工作顺利开展的重要保障技术。研究证实：经食管超声心动图在心脏外科手术领域中的应用具有成像清晰可靠、不干扰手术操作，能够评价心脏疾病治疗效果等多种优点[1-3]。相较于传统的二维经食管超声检查影响，三维经食管超声心动图能够为医护人员提供整体、直观的心脏结构信息，同时具有较强的后期分析功能，对帮助医护人员分析当前患者心脏解剖结构、心脏病理改变均有积极作用[4]。本次研究将以心脏外科手术为基础，针对三维经食管超声心动图在心脏外科手术中的各项应用进行简单综述，具体如下。

1 三维经食管超声心动图在心脏外科手术的术前应用

1.1 三维经食管超声心动图的成像模式

传统的二维经食管超声心动图在心血管疾病中的应用，仅能实时显示当前患者心脏的单一切面影像，无法从整体角度明确当前患者的心脏整体解剖结构。因此医护人员在使用二维经食管超声心动图完成对心血管疾病的术前检查与评估中，只能依靠个人以往临床经验，通过多次二维经食管超声心动图获得的多个切面信息进行整体结构模拟。而三维经食管超声心动图技术在心血管疾病中的应用则有效突破了以往的技术束缚。相较于二维经食管超声心动图检查，三维经食管超声心动图拥有新一代的矩阵探头，通过覆盖探头表面的独立晶体传感器及容积扫描技术，能够实时展现当前患者心脏结构在不同平面基础下的整体信息，以此形成三维成像的全面检查结果。结合临床实践，三维经食管超声心动图拥有双平面成像模式、实时三维成像模式、三维放大成像模式及三维全容积成像模式等多种探查模式，能够基于医护人员需求完成对患者心脏结构信息与相关病变的实时探查，对帮助医护人员判断患者心脏疾病、制定手术计划、评估手术效果有良好作用。

以双平面成像模式为例，该种成像模式能即时显示患者心脏结构中两个90°夹角背景下的切面信息；实时三维成像模式能即时显示患者心脏结构中60°×30°扇面大小的三维图像信息；三维放大成像模式能即时显示患者 20°×20°～90°×90°扇面大小的三维图像信息；三维全容积成像模式能够以门控重建的方法，显示患者在不同周期的心脏三维图像。三维经食管超声心动图在心脏外科手术的术前检查应用中，其不同成像模式具有不同的特点。实时三维成像模式具有空间分辨率高、时间分辨率高的优点，但成像区域受到限制，适宜用于心脏手术中的实时引导过程中[5]。三维放大成像模式相较于实时三维成像模式的空间分辨率、时间分辨率均有所降低，适宜用于心脏手术前的心脏解剖结构观测操作中[6]。三维全容积成像模式空间分辨率是最高的，成像区域的面积也是最大的，因此在高级分析软件的辅助下能够对患者心脏容积、心脏尖瓣解剖结构进行更加深入和清晰的探查[7]。但需要注意的是，三维全容积成像模式的时间分辨率较低，因此使用过程中需要医护人员积极分辨门控重组图像中可能出现的伪影。

1.2 三维经食管超声心动图的术前应用

基于三维经食管超声心动图本身实时采集、快速成像的优点，三维经食管超声心动图在心脏外科手术的术前应用中，可用于心脏瓣膜病变患者的术前病情评估中。研究证实：三维经食管超声心动图检查过程中不会受到患者体位姿势、肺内气体等影响，因此能够更加精确地定量评估患者心脏瓣膜、瓣环、瓣叶形态，观察患者心脏瓣膜的立体结构信息，且通过辅助软件对患者心脏瓣膜三维成像模型进行旋转、切割，对患者心脏瓣膜病变的定位、诊断、辨别均有非常积极的效果[8]。

以二尖瓣疾病为例：人体二尖瓣及瓣叶、瓣环、腱索等存在解剖功能异常即会导致二尖瓣关闭不全。有研究使用三维经食管超声成像对缺血性二尖瓣反流患者进行检查评估，通过二尖瓣瓣叶参数发现缺血性二尖瓣严重病变患者其二尖瓣的前叶、后叶均有变形及扩张特征，前叶对合线及后叶对合线的长度均明显高于单纯缺血性心肌病[9]。亦有研究显示：使用三维经食管超声心动图检查二尖瓣脱垂患者，可发现患者瓣环高度相较健康群体明显降低，提示二尖瓣对合指数能积极反映当前患者二尖瓣的实际对合情况[10]。在二尖瓣狭窄中，三维经食管超声心动图亦有良好的应用效果。相关研究提示：三维经食管超声心动图能清晰观察当前患者二尖瓣叶的形态信息、运动信息，发现解剖结构中的异常，进而准确评估当前患者瓣膜交界位置处的融合情况及是否狭窄，是当前临床用于评估二尖瓣狭窄患者病情程度的一种有效检测技术[11]。以主瓣膜疾病为例：人体主动脉瓣由三个半月瓣组成，其辦叶附着缘以弧线形越过心室-动脉连接处，因此每个辦叶都在左心室内附着于主动脉，且每个辦叶后都形成有主动脉窦。三维经食管超声心动图能从立体角度实时观察当前患者主动脉瓣膜的瓣叶数量、瓣叶形态、瓣膜启闭等。慢性主动脉瓣膜关闭不全是较为常见的一种主动脉瓣膜疾病类型。研究证实：三维经食管超声心动图能够对慢性主动脉瓣膜关闭不全患者的瓣环瓣叶立体结构进行定量分析，从而明确患者瓣环瓣叶的结构信息、缩流面积及反流束特征[12]。亦有研究对程度较轻的主动脉瓣膜关闭不全患者进行三维经食管超声心动图检查，结果提示患者相较于正常对照组存在明显的三瓣叶游离边缘长度提升、主动脉三瓣叶无法对合等临床特征，符合主动脉瓣膜关闭不全的确诊标准[13]。

2 三维经食管超声心动图在心脏外科手术的术中应用

三维经食管超声心动图在心脏外科手术中的应用一方面能基于该项技术的实时展示优点，对患者术前诊断内容进行验证或补充，及时有效地评估和检测当前心脏外科手术效果，帮助医护人员及时修正当前心脏外科手术方案。例如三维经食管超声心动图在心脏瓣膜疾病手术中能及时发现病变瓣膜的形态与结构信息，评估人工二尖瓣瓣周漏封堵情况，指导三尖瓣成形术的开展并及时检测心脏瓣膜的成型效果，有效降低心脏外科手术的并发症发生率，提高心脏外科手术的术中安全性[14]。另一方面，三维经食管超声心动图在心脏外科手术中的心脏复跳进程中，亦能帮助医护人员及时排出患者心室腔内的气体，协助医护人员明确患者主动脉内球囊反搏的具体安装位置[15]。此外，三维经食管超声心动图在心脏外科手术中还能用于对患者血流动力学指标的监测中，对监测患者血容量具有良好效果，能够为患者围手术期的诊疗决策提供辅助依据，对提高心脏外科手术操作、麻醉的安全性和有效性亦有积极帮助。

以二尖瓣手术为例：二尖瓣修复手术是当前临床较为常见的二尖瓣疾病治疗方案，对伴有反流症状的瓣膜进行修复手术能有效提升二尖瓣患者的生活质量，是当前临床公认的心脏瓣膜疾病首选治疗策略[16]。但二尖瓣本身属于动态解剖结构，其自身形态结构较为复杂的情况下想要取得成功的外科手术修复效果，就必须对二尖瓣的病变情况建立全面、清晰的认知。医护人员在二尖瓣修复手术中对二尖瓣进行直视观察时，二尖瓣处于静止状态，无法了解二尖瓣运动状态下的病变症状。因此通过三维经食管超声心动图的应用，在术前、术中持续观察的情况下能有效了解患者二尖瓣运动状态下的解剖结构形态与病理改变，对顺利完成二尖瓣修复手术并确保手术修复的成功性具有重要的指导作用。研究证实：三维经食管超声心动图能够直接展示患者心脏瓣膜的左心房面信息，对帮助医护人员完成瓣膜病变的准确定位，判断瓣膜脱垂程度、脱垂位置、穿孔位置等均有非常积极的作用[17-18]。此外，三维经食管超声心动图在二尖瓣疾病手术中的应用亦能与高级分析软件联合，精确计算患者瓣膜脱垂的区域、高度、面积等复杂信息，有效提升二尖瓣脱垂小叶分区的准确率，对人工二尖瓣周漏封堵进行精确评估，在二尖瓣疾病相关手术中的应用均有良好效果[19-20]。以三尖瓣手术为例：人体三尖瓣相较二尖瓣其解剖结构更加复杂。三尖瓣包括隔瓣、前瓣、后瓣及瓣下结构等多项组成内容。在以往使用二维超声心动图进行术前检查的情况下，其无法有效展示隔瓣、前瓣、后瓣在相同平面下的关系。而三维经食管超声心动图能以直观形态展示上述三个瓣膜的大小、形态、关系，帮助医护人员明确瓣膜病变的具体位置，从而为医护人员在三尖瓣手术中瓣膜的成型选择提供科学的辅助信息。研究证实：在先天性心脏瓣膜疾病及获得性心脏瓣膜疾病中，三维经食管超声心动图均能帮助医护人员准确定位患者瓣膜的脱垂位置，明确瓣膜的形态功能信息，且影像信息与实体解剖信息存在较高的一致性[21]。以心脏介入手术为例，以往先天性心脏疾病介入封堵手术中多使用放射线完成术中监测，用于评估患者心脏缺损的大小、形态，并评估手术治疗效果。而在三维经食管超声心动图技术的帮助下，医护人员能够对术中介入封堵的效果进行实时监测，有效弥补此前放射线术中监测中不能显示心房间隔、结构缺损及封堵伞位置关系的缺点。三维经食管超声心动图能直观展示心脏介入手术中封堵伞的位置、形态，与周边结构的具体关系及输送导管的具体位置，持续观察封堵伞的实时安装过程。即便封堵未能成功，三维经食管超声心动图亦能帮助医护人员立即建立体外循环以完成缺损修补手术。当前三维经食管超声心动图已经能够从术前全面评估、术中实时监测、术后即刻评估三个角度参与到先天性心脏疾病介入封堵手术中，为医护人员提供实时、准确的心脏影像信息。研究证实：三维经食管超声心动图对提升先天性心脏病介入封堵手术的成功率、降低术后瓣膜反流等并发症发生率均有良好效果，该项技术已经成为封堵治疗中不可或缺的一项重要术中监测手段[22]。

3 微型经食管超声心动图在心脏外科手术的术后应用

在经食管超声心动图技术的发展过程中，近年来经食管超声心动图的微型化发展趋势愈发明显，使得经食管超声心动图在心脏外科手术患者的术后应用中亦发挥了良好的应用效果。相较于此前的二维、三维经食管超声心动图检查技术，微型化的经食管超声心动图检查技术进一步减小了探头体积，因此其图像分辨率有所下降，但简便性明显提升。且微型经食管超声心动图在人体食管内的持续应用时间可达72 h之久，有效弥补了以往经食管超声心动图检查无法长久持续应用的问题[23]。相关研究总结：与标准经食管超声心动图检查技术相比，微型经食管超声心动图检查技术多用于外科手术术后患者管理中，患者无麻醉要求，其图像优良率为50.88%左右，并发症发生率仅为0.2%～0.5%[24]。当前微型经食管超声心动图在国内的应用较少，在国外的应用较多。相关报道证实：微型经食管超声心动图对帮助医护人员诊断心脏手术患者术后难治性低血压、感染性休克、早期心脏压塞等均有积极效果[25]。

综上所述，近年来超声心动图检测技术不断进步，三维经食管超声心动图已经成为当前临床心脏外科手术术前评估、术中监测广泛使用的一项超声技术类型，对心脏相关疾病的病情量化评估、手术计划制定、术中操作引导均有良好应用效果。而微型经食管超声心动图技术的发展亦使得经食管超声心动图技术在心脏外科手术患者的术后管理效果得到有效提升，对辨别、防护患者术后并发症的发生发挥了积极作用。随着经食管超声心动图技术的不断发展，相信未来经食管超声心动图技术将取得更加积极的突破，在心脏外科手术中的应用亦将愈发深入，对心脏外科手术的顺利开展提供更加坚实的支撑作用。