经食道超声心动图在微创心脏手术中的应用进展

刘爽爽 综述 宋亚男 李 民 审校

(北京大学第三医院麻醉科,北京 100191)

与胸骨正中切开的传统心脏直视手术相比,微创心脏手术(minimally invasive cardiac surgery,MICS)可以通过相对较小的切口(最大12.7 cm)进入胸腔进行手术。由于切口小、出血少、创伤应激小、术后疼痛感程度低、恢复快、远期效果良好等优点,目前MICS已越来越多地应用于临床[1～6]。Dieberg等[7]meta分析包括8项研究(9个干预组)共596例,其中298例MICS,298例正中胸骨切开传统心脏手术,MICS可以显著缩短ICU住院时间[平均差(MD)=-0.7 d,95%CI:-1.23～-0.18,P=0.009],2组心肌梗死发生率[OR=1.97,95%CI:0.49～7.9,P=0.34]和中风/神经系统并发症发生率(OR=0.67,95%CI:0.11～4.05,P=0.66)差异无显著性。可见,MICS与传统开胸心脏手术一样安全。

超声心动图是一种非常重要的心血管成像工具,相比于经胸超声心动图(transthoracic echocardiography,TTE),经食管超声心动图(transesophageal echocardiography,TEE)不受肥胖、胸廓畸形以及肺气肿等因素影响,图像清晰,明显提升超声图像分辨率[8,9],对MICS术中进一步明确诊断、指导体外循环插管定位、精准的手术操作、实时监测并指导排气以及术毕即时评估疗效等方面具有重要的实用价值,可显著降低心血管并发症的发生率[10,11],是麻醉大夫和外科大夫的“得力助手”。本文对TEE在MICS麻醉前评估、术中监测和指导体外循环建立及术后即刻手术效果评估等方面进行文献总结。

1 TEE的适应证、禁忌证和并发症

在过去30年,TEE在临床得到广泛应用,对心血管疾病的诊断、治疗、疗效评价产生了巨大影响,逐渐成为心血管疾病的主要诊疗方法和金标准。《围术期经食管超声心动图监测专家共识(2020版)》[12]指出,TEE适应证:TTE检查显像困难者,如肥胖、肺气肿、胸廓畸形或近期胸部手术后,以及正在使用机械辅助呼吸的患者;TTE检查难以显示的部位,如左心耳、上腔静脉、左右肺静脉以及胸降主动脉,对左右冠状动脉主干的显示等;TTE检查难以清晰显示的结构和病变。TEE绝对禁忌证:患者拒绝;先天性或获得性上消化道疾病,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、食管静脉曲张、咽部脓肿。TEE相对禁忌证:凝血障碍、纵隔放疗史、颈椎疾病、咽部占位性病变;严重心血管系统疾病,如重度心力衰竭、严重心律失常、急性心肌梗死、不稳定性心绞痛、重度高血压、低血压或休克状态等。

按照正确的操作步骤进行TEE检查是一个非常安全的过程,这种检查在偶然情况下可能出现严重的并发症。Freitas-Ferraz等[13]在一项单中心前瞻性队列研究中评估TEE相关的胃食管并发症,86%(43/50)MICS术后食管胃十二指肠镜检查显示新的食管或胃损伤,40%(20/50)有复杂病变(壁内血肿或撕裂伤),其中28%(14/50)食管血肿,2%(1/50)软腭血肿、24%(12/50)撕裂伤或擦伤,2%(1/50)胃撕裂伤;46%(23/50)有轻微的病变(瘀点或瘀斑)。MacKay等[14]对51 487例心脏手术进行回顾性队列研究,相比未行TEE患者,TEE患者AKI发生率更高(多元线性回归,风险差1.0%,95%CI:0.4%～1.6%,P=0.002),住院时间更长(多元线性回归,风险差2.2%,95%CI:1.2%～3.2%,P<0.001)。

2 麻醉前评估

麻醉前评估是MICS成功的关键,麻醉医生应该从术前开始参与共同决策,以避免在最后阶段不必要地改变计划或取消手术,尽早寻找可能改变MICS计划的风险因素,包括心脏占位、瓣膜形态、外周血管疾病、既往心脏手术等。

在过去20年中,TEE在心脏外科手术中的应用越来越广泛。相比常规TTE探头频率,TEE频率更高,可以使离胸壁较远的结构如心房、大血管等成像清晰,提高术前对心脏疾病诊断的可靠性和敏感性。Ren等[15]对52例心脏占位分别使用TTE和TEE进行术前诊断,TTE诊断率仅为38.5%(20/52),TEE诊断率76.9%(40/52)。Skinner等[16]对797例MICS行术中TEE监测,6%(50/797)发生手术策略改变,其中14例(14/50)是由于术前TTE检查的局限性,10例(10/50)是由于疾病进展。因此,在麻醉前评估时,应结合TTE和TEE,更加客观地评价疾病原因,修正和补充术前诊断。此外,术前TEE检查可为麻醉医生提供完整瓣膜的详细可视化解剖。Kawase等[17]报道术前TEE对60例三尖瓣形态进行评估,正中胸骨切开术测量每个瓣叶。85%(51/60)术中测得的小叶数量与术前TEE测得的相同,15%(9/60)的后叶数量与TEE结果不匹配。在收缩期中期和舒张期中期测量整个瓣环长度和每个瓣环长度,并将2个阶段的TEE参数与术中参数进行比较,收缩期中期和术中测量的整个环长度和每个环长度差异无显著性,舒张中期前叶瓣环长度[TEE(42.3±9.7)mm vs.术中(36.6±9.6)mm,P<0.001]和间隔叶瓣环[TEE(39.9±7.8)mm vs.术中(43.9±7.6)mm,P=0.003]与术中比较差异有显著性,但是整个瓣环长度未差异无显著性。可见,术前TEE检查不仅可以提高诊断率,而且可以帮助麻醉医生和外科医生获得更多的术前信息,这有助于制定手术计划。

3 术中监测和指导

TEE为手术操作和麻醉管理提供定时、定量、定位以及定性的图像和数据支撑,指导术中麻醉的管理。对于循环不稳定患者的处理至关重要,其对心脏收缩、舒张功能和心脏容量判断可以进行更为准确的术中监测,能作为麻醉用药及循环辅助装置的指导,并且能够提供心脏血流动力学方面的参数。

与常规的超声心动图比较,TEE的探头发出声波能够直接到达心包,获得最为清晰的心脏动图。对手术中出现血流动力学异常或气体交换障碍的患者,麻醉医生应及时行基础TEE检查,评价内容包括:心室大小和功能、瓣膜的解剖和功能、容量状态、心包腔、手术并发症等方面。TEE 监测结果是术中管理的重要依据,操作者必须对心脏的解剖、病理生理及外科手术过程有全面的了解,从而对血流动力学不稳定状态作出及时准确的判断及病因分析,以指导治疗[18]。Nanditha等[19]报道1011例TEE监测下心血管手术,11.4%(115/1011)的患者术中TEE监测发现异常,5.8%(59/1011)的患者手术决策受到影响。陈德理等[20]纳入56例微创心脏病封堵术,术中TEE全程监测封堵过程,引导封堵器的放置:29例房间隔缺损中,26例封堵器与缺损边缘吻合紧密,于心尖四腔切面未探及残余分流;18例室间隔膜周部缺损中,16例封堵器与缺损边缘吻合紧密,于心尖五腔切面未探及残余分流;9例管型或漏斗型动脉导管未闭,术中封堵均获成功,封堵器与主、肺动脉处的导管开口均吻合紧密,在胸骨旁大动脉短轴切面,未探及残余分流。可见,术中TEE实时监测封堵器的位置,对手术的成功具有至关重要的作用。左心房压(left atrial pressure,LAP)是术中评价微创二尖瓣介入治疗临床疗效的理想指标。目前,LAP的侵入性测量(i-LAP)是诊断金标准,Gavazzoni等[21]对34例MitraClip植入术的前瞻性研究显示,TEE测量LAP(e-LAP)和i-LAP存在相关性(r=0.809,95%CI:0.625～0.902,P<0.001)。可见,术中TEE可实时探查心脏大血管形态、监测心脏的结构、功能及容量情况,为手术医生和麻醉管理提供及时、准确的信息。

术中TEE监测还可以有效指导体外循环(cardiopulmonary bypass,CPB)建立,为术者提供清晰的术野,使MICS过程更为安全、有效。MICS体外循环插管路径主要根据手术方式选择,同时综合兼顾对手术视野影响的最小化,操作简便、利于止血,能有效的引流及灌注等因素。CPB导管定位错误会产生破坏性的后果,甚至威胁到患者的生命[22]。Mastroianni等[23]对33例CPB插管的研究显示,42%(14/33)未经TEE指导插管中,5例发生包括重新定位在内的插管相关并发症,58%(19/33)经TEE指导插管中,围术期均未发生任何与插管相关的并发症,也无需在插管后进行大幅度的重新定位。动脉插管部位的常用选择包括升主动脉、股动脉或腋动脉。在主动脉瓣或二尖瓣手术中,通常需要进行升主动脉插管。插管前应在TEE上彻底检查上胸主动脉是否有粥样斑块或钙化,以防止操作导致血栓脱落,必要时需要改变动脉插管,动脉粥样硬化或钙化的存在可能需要改变动脉插管的位置。由于气管和左主干支气管(位于主动脉弓和食管之间)的干扰,常规TEE只能用于评估50%～80%的上胸主动脉[24]。然而,同时在气管内放置充液球囊的改良TEE技术可以排除具有临床意义的胸主动脉动脉粥样硬化,Jansen Klomp等[25]进行大型队列研究对8605例心脏手术进行上胸主动脉粥样硬化筛查,16.2%(1391/8605)采用改良TEE,83.8%(7214/8605)采用常规TEE,30 d死亡率分别为2.2%和2.5%,多变量和倾向评分调整后的相对风险(RR)分别为0.70(95%CI:0.50～1.00,P=0.05)和0.67(95%CI:0.45～0.98,P=0.04),住院卒中率分别为2.9%和2.1%,调整后的RR分别为1.03(95%CI:0.73～1.45)和1.01(95%CI:0.71～1.43)。

综上,术中应常规使用TEE检查进行监测以及指导体外循环的建立,在动态观察的基础上有针对性的调整麻醉管理及治疗方案,进一步提高手术的成功率和安全性,对MICS具有重要的应用价值。

4 术后即刻手术效果的评估

心脏复跳后即刻的手术评价,及时发现异常情况,了解有无残余病变,避免再次手术,是MICS中TEE监测的重要内容。TEE通过持续评估节段性室壁运动异常、容量状态、心输出量(cardiac output,CO)、心功能、对正性肌力和血管活性治疗的需求以及指导主动脉内球囊的放置,进一步促进撤离体外循环[26,27]。心脏复跳后低血容量可能与CPB前插管的放置、CPB分离后容量重新分布或出血导致静脉流入受阻等有关。通过TEE评估左心室(left ventricular,LV)腔室大小是衡量LV前负荷的敏感指标,Cheung等[28]报道35例无瓣膜性心脏病术中接受TEE监测LV前负荷,对经胃 SAX区域变化的定量分析可以可靠地检测到血管内容量减少2.5%。

术后即刻评价还包括对手术相关并发症的筛查,例如微创人工瓣膜置换手术,术后需要了解是否有源自瓣环外侧的瓣周漏(paravalvular leakage,PVL)或人工瓣损伤引起的病理反流,以及瓣叶开启关闭异常等情况。通过TEE连续彩色多普勒测量跨瓣压差,可以明确是否存在瓣环内瓣叶间的反流或PVL。Hassan等[29]前瞻性队列研究纳入26例微创人工瓣膜置换术后PVL,TEE和CT与手术(金标准)在诊断PVL存在方面具有极好的一致性,一致性分别为0.95和1.0,TEE和CT检测PVL的敏感性、特异性分别为100%、95%和100%、100%,对所有接受PVL手术的患者进行术中定位,TEE正确识别96%(24/25)的PVL位置。车龙通等[30]报道TEE监测下35例CPB心脏手术,术后35例瓣叶均可以正常活动,未发现PVL,认为CPB心脏手术可以通过TEE对PVL等不良事件展开预防措施,避免患者再次接受开胸手术。此外,感染性心内膜炎是心脏手术术后常见的并发症,病死率1年内接近30%。Koneru等[31]将122例感染性心内膜炎接受增强心电图-心脏CT检查纳入研究,84例经TEE,CT和TEE识别假性动脉瘤/脓肿和裂开差异无显著性。对于检测人工瓣膜中的假性动脉瘤/脓肿,CT在机械主动脉瓣患者中显示出更高的敏感性(81% vs.64%)和特异性(75% vs. 33%);TEE在生物主动脉瓣患者的敏感性(72% vs.63%)和特异性(80% vs.73%)略高,但差异无统计学意义。此外,TEE在所有患者(包括人工瓣膜患者)中显示出更高的赘述物识别敏感性(85% vs. 16%,P<0.0001),包括人工瓣膜患者(敏感性,78% vs. 19%)。因此,术后TEE即刻的效果评价在MICS中有极其重要的临床价值,可以对手术后的并发症及时筛查,避免二次正中切口开胸的风险,建议MICS术后常规应用。

综上,MICS中应用TEE在修正补充麻醉前评估、术中监测及指导术中体外循环建立、术后即刻评价手术疗效等方面具有明显优势,为MICS的成功提供重要保障。