超声心动图在左心室辅助装置中的应用
超声心动图在左心室辅助装置中的应用
左心室辅助装置（LVAD）是治疗终末期心力衰竭的重要方法，而超声心动图作为一项简便、无创的影像工具，在LVAD的临床应用中发挥着重要作用。本文将详细介绍超声心动图在LVAD患者筛选、术中监测、术后ICU监测、术后随访以及识别LVAD警报等方面的具体应用。
在介绍LVAD的心超评估之前，首先要对LVAD产品有一个大概的了解。目前市面上常用的LVAD产品都是磁液悬浮式的，即没有轴向与滚轮，而是抽吸泵式的产品。如上图所示，
①LVAD的流入部分，包括插入心室内的管道和泵，抽吸心室内的血液；
②旁路血管，接收泵体泵出的血液；
③旁路血管插入升主动脉/主动脉弓的位置。
整个LVAD装置抽吸左心室血液并通过旁路血管泵入升主动脉/主动脉弓，代替左心室做功。LVAD装置的核心调控参数是泵的转速与功耗。
患者筛选
经胸超声心动图（Transthoracic echocardiography，TTE）是患者筛选的首选超声方法，若患者透声差或其他紧急状况，例如抢救、机械通气等可选用经食管超声（transesophageal echocardiography，TEE）。超声评估内容需尽量全面，重点包括左心室大小及功能、右心室功能、心腔内分流、瓣膜尤其是主动脉瓣情况、心腔内血栓等。
左心室大小及功能
目前左心室功能的主要超声参数是左心室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）。国际推荐LVEF<25%的晚期心力衰竭患者为LVAD的适用人群，临床实践中对LVEF范围会根据患者实际临床状态而有略微浮动，如果这类患者经规范指南导向的药物方案（guideline-directed medical therapy，GDMT）治疗后心衰仍然反复发作，经专业心脏科医生评估后建议机械辅助治疗。
左心室大小的主要超声参数为左心室舒张末期内径（LV internal dimension at end-diastole，LVIDd），用于术前筛选及术后随访，此外也可用左心室舒张末期容积（LV end-diastolic volume，LVEDV）。LVIDd<63mm不推荐植入LVAD，文献报道该类人群LVAD术后30天的死亡率和并发症发生率较高，常见于体型较小的老年女性或浸润性心肌病患者，后者常合并右心功能不全。
右心室功能
右心室功能不全的超声表现包括右心室收缩功能下降、右心室扩张、右心房压升高和中度以上的三尖瓣反流。右心室收缩功能指标临床常用右心室面积变化率（right ventricular fractional area change，RV FAC，正常>35%）、三尖瓣环平面位移（tricuspid annular-plane systolic excursion ，TAPSE，正常>16mm）和右心室游离壁长轴峰值应变（right ventricular free-wall peak longitudinal strain，RV LGS，正常绝对值>20%）。判断右心室功能要注意结合患者的临床表现和症状及体征，推荐多参数综合判断右心室功能，若合并右心室功能衰竭，建议考虑双心室机械辅助装置。
右心房压升高的判断依据包括右心房增大、下腔静脉增宽及随呼吸塌陷率<50%、中心静脉压升高。中度以上的三尖瓣反流须超声除外三尖瓣解剖结构的器质性改变，如三尖瓣下移、腱索断裂或瓣膜穿孔等，如果合并以上结构病变建议LVAD术中同期处理三尖瓣。
心腔内分流
卵圆孔未闭（Patent foramen ovale，PFO）在正常人群的发生率约1/4～1/3，在LVAD植入术后会引起低氧或矛盾栓塞，因此LVAD术前应重点排查PFO及其他房水平分流，推荐用右心声学造影配合Valsalva动作筛查。室间隔缺损在LVAD术后同样会引起低氧或矛盾栓塞，须超声术前筛查、术中同期处理。
瓣膜情况
主动脉瓣反流会增加LVAD植入术后的无效循环，故应在术前重点关注主动脉瓣反流程度。心衰患者的LVOT流量、流速常较低，左心室充盈压较高，易低估主动脉瓣反流量，推荐用频谱法估测LVOT处的每搏量（stroke volume，SV），并用此计算反流分数（regurgitant fraction，RF）。中度及以上的主动脉瓣反流须术中同期处理。
二尖瓣反流在LVAD术后常可以得到明显改善，因左心室缩小、充盈压降低、二尖瓣有效对合面积增加，因此LVAD术中不推荐常规处理二尖瓣。
三尖瓣反流常与右心室功能不全共存，很多中心推荐LVAD术中常规同期三尖瓣成形。
肺动脉瓣反流常见于先天性心脏病患者，也与右心功能不全相关，中度以上的肺动脉瓣反流在右心室辅助装置或双心室辅助装置植入中应予以处理。
左心瓣膜狭窄在LVAD患者中常可耐受，如非特别严重，不推荐同期处理。
心腔内血栓
血栓常见于严重左心室功能不全患者的左心室腔内或室壁瘤内，也多见于房颤患者的左心房尤其是左心耳内。因LVAD涉及左心室腔内手术操作，血栓有可能脱落造成脑卒中或周围动脉栓塞，因此术前筛查非常重要，必要时推荐选用左心声学造影，也可用CT检查。TEE推荐用于房颤患者群，了解左心房包括左心耳情况。
其他
急性感染包括急性心内膜炎是LVAD禁忌症，若超声发现心腔或瓣膜上明显摆动的赘生物，须重点关注病人发热及病原学证据。升主动脉病变如升主动脉瘤或夹层也是LVAD的相对禁忌症，TTE发现以上情况，须结合患者CTA或MRI明确主动脉情况。
术中监测
围术期术前TEE。
LVAD术中监测主要是由TEE完成，流程图如上图所示。术前须再次确认左房室大小、左室功能、右室功能、心腔血栓、房水平分流、升主动脉情况和主动脉瓣反流程度。当心包打开后，可由术者按压心尖部，根据3D-TEE的X-plane切面选择合适的心尖部流入管插入点。理想位置应在流入管植入后，使流入管轴线垂直二尖瓣环，而不是偏向一侧心室壁，并要留意该处无明确血栓或其他活动的新生物摆动。
围术期术后TEE。
LVAD植入完成检测评估流程图如上所示，TEE首先要观察左心腔内气体是否充分排空，然后依次开放主动脉阻断钳、心脏复跳后启动LVAD。LVAD启动后，TEE依次观察异常房水平分流、主动脉瓣开放比例和反流情况、流入管和流出管的位置及血流，除外梗阻情况。下图为LVAD成功植入患者的示例。
随着心脏逐渐复苏，在体外循环撤机过程中，TEE重点关注右心室功能及房间隔、室间隔的位置。如果术前评估右心室功能尚可，术后出现不可逆的右心室功能衰竭是非常少见的。因此LVAD术后的右心室功能障碍绝大多数为一过性，原因主要有三种可能：
1.术后早期的右冠状动脉气栓，因右冠位于主动脉窦的最高点，是最容易进气的位置，此时表现为心电图ST-T改变、右室扩张伴收缩功能明显减退、右室壁心肌回声显著增强，冠脉气栓为一过性场景，此时通过静脉用药提高循环灌注压及扩张冠脉血管后可得到逐步改善；
2.心脏复苏早期，右心室功能尚未恢复，此时如果心脏回血较快，右心室尚不能承担过多容量负荷出现功能减退，此时可将心脏放空，并行循环一段时间，待右心室功能恢复后再逐步心脏回血；
3.LVAD启动后给予的负荷量过大过快（转数太大），此时左心室形态尚可或偏小，而右心室扩张伴收缩功能减退，此时注意房室间隔的位置，当房室间隔向左室面偏移时，常提示LVAD泵转速过高，须酌情减速，当房室间隔向右室面偏移时，常提示LVAD泵转速不够，可逐步增加转数，至房室间隔居中位为佳。根据房室间隔、CPB流量和动脉血压调整LVAD至合适转数，直至体外循环撤机。此过程中注意流入管入口应对着二尖瓣口，其不朝向任何一侧心室壁，注意左心室不要“吸空”，若发现左心室越来越小，应注意减慢转数。下图为抽吸事件（suction event）示意图，发生吸空时泵会停转，同时有效搏出量会消失。
流出管通常位于升主动脉右前侧壁，注意观察其走行及开口，是否有打折或狭窄，可用连续波多普勒方法测量出口血流速度，>2m/s为异常，常提示流出口狭窄。
在体外循环撤机过程中，须TEE全程关注左右心室大小、功能、房室间隔平衡情况，结合体外循环数据及LVAD泵参数，安全撤离体外循环。
术后ICU监测
LVAD患者进入ICU后，术后24小时内TTE透声条件常较差，有条件的话推荐24小时内保留TEE。术后根据患者的血流动力学情况，随访超声及有创血流动力学指标。超声观察内容主要包括：
①患者心脏的评估（左心房室大小及左心室功能，右心房室大小及右心室功能，主动脉瓣开放及反流情况，二尖瓣开放及反流情况，三尖瓣反流及肺动脉压力）
②LVAD的评估（流入管位置、指向：应指向二尖瓣口、周围是否有附壁血栓；流出管内径、血流及血流频谱；主动脉是否有血肿；心包积液或积血等；重点观察房室间隔位置，理想状态应居中，不偏向左心或右心；结合超声结果优化LVAD转数）。
术后ICU状态比较复杂，须结合患者个体差异情况及药物使用情况综合判断及调整LVAD参数。
术后随访：优化LVAD
LVAD患者应规律随访超声，推荐方案是术后2周、1月、3月、6月，随后每6-12月随访。即使没有设备警报，患者无症状或轻微症状，也可进行LVAD转数调节，使患者及设备达到最优状态。操作上即在患者LVAD基础转数上做规范TTE，内容包括LVAD流入流出管流速，左心室大小及功能，主动脉瓣开放频率及时长，主动脉瓣反流程度，三尖瓣及二尖瓣反流程度，右心室大小及功能，房间隔及室间隔偏移/位置等，同时标记患者血压，在此基础逐级调节LVAD转数，在房室间隔平衡、不向左侧偏移的情况下，选择二尖瓣反流最少或循环血压最好的转数状态。房室间隔左移通常提示右房室舒张末压升高、左心室前负荷较少，或转数太高导致左心室过度抽吸，此时应减少转数，防止“抽吸”现象；房室间隔右移通常提示左心室舒张末压升高，常为转数不够导致，也有可能为泵功能不全、梗阻、严重主动脉瓣反流或左心室后负荷升高，此时须排除故障，及时提高转数。
下图给出的是LVAD植入后患者心输出量的计算方法，但临床上可能更关注患者的一般情况与心功能状况。
超声识别LVAD警报
LVAD警报主要包括低流量报警和高流量报警。
低流量警报的可能原因包括左心室“抽吸”、低血容量、右心室功能障碍、心包填塞、恶性高血压、流入管血栓、流出管打折或梗阻、心律失常等。
高流量警报的可能原因包括马达或轴承血栓导致的泵功能异常、感染性休克、药物相关的周围血管扩张、明显的主动脉瓣反流等。
除了低流量警报和高流量警报外，还可能出现其他警报，如泵头血栓、传感器故障等。这些警报需要专业的技术人员进行处理和维护。
评估自体心脏功能恢复
极少LVAD患者在植入后自体心脏功能会恢复。在LVAD随访过程中，超声会发现这部分患者自体心脏缩小、收缩功能明显回升，同时LVAD转数在随访过程中逐步减低，流入管和/或流出管的超声多普勒频谱显示无明显前向甚至逆向频谱。此时患者的抗凝治疗到位，不存在泵功能的器械问题。
评估自体心脏功能恢复推荐给患者做运动试验，如6分钟步行试验或其他心肺运动试验，测量患者运动后的左心室功能参数，包括且不仅限于LVEF，若运动过程中有症状应提前终止运动试验。
LVAD转数在随访过程中逐步减低是指，在检查LVAD的工作状态、评估患者的肝肾功能和营养状况的基础上，转数逐步降低，患者仍能维持较好生活状态。
流入管和/或流出管的超声多普勒频谱显示无明显前向甚至逆向频谱时，需除外LVAD设备异常。频谱出现逆向血流提示左心室功能恢复，可考虑撤泵。
综上所述，超声在LVAD的术前评估、术中植入监测和术后随访中都发挥着重要的作用，是LVAD工作组中不可或缺的重要一环。
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