本文介绍了一项由经过培训的新生儿科医生在新生儿重症监护室(NICU)中进行全面新生儿超声心动图检查的操作方案。经过培训的专业人员以会诊角色对心脏功能、体循环和肺循环血流动力学进行纵向评估。本文还描述了成为完全培训合格的新生儿血流动力学专家所需具备的条件。
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本文介绍了一项由经过培训的新生儿科医生在新生儿重症监护室(NICU)中进行全面新生儿超声心动图检查的操作方案。经过培训的专业人员以会诊角色对心脏功能、体循环和肺循环血流动力学进行纵向评估。本文还描述了成为完全培训合格的新生儿血流动力学专家所需具备的条件。
靶向性新生儿超声心动图(TnECHO)是指利用全面的超声心动图评估和生理学数据,获取关于危重新生儿发育期血流动力学的准确、可靠且实时的信息。这种综合评估基于多参数方法,克服了单一指标测量的可靠性问题,有助于更早识别心血管功能障碍,并提高诊断精确性与及时干预水平。基于TnECHO的研究加深了对疾病机制的理解,并推动了预测模型的发展,以识别高风险人群。这些信息可用于形成诊断判断,并为心血管治疗方案的选择提供个体化指导。TnECHO基于专家会诊模式,由接受过新生儿血流动力学高级培训的新生儿科医生执行全面且标准化的TnECHO评估。这一点与仅提供有限、短暂且单次评估的床旁超声检查(POCUS)有重要区别。新生儿血流动力学培训是一个为期一年的结构化项目,旨在优化图像采集、测量分析以及血流动力学知识(生理学、药物治疗学),以支持心血管临床决策。具备血流动力学专长的新生儿科医生经过培训,能够识别解剖结构偏离正常的情况,并对可能存在结构性异常的病例作出恰当转诊。本文提供了新生儿血流动力学培训的概要、标准化TnECHO成像方案,以及具有显著血流动力学意义的动脉导管未闭典型超声表现的示例。
靶向性新生儿超声心动图(TnECHO)是指在床旁使用超声心动图技术,对心肌功能、体循环和肺循环血流以及心内和心外分流进行纵向评估1。当TnECHO与临床发现相结合时,可为诊断、指导治疗干预以及动态监测治疗反应提供关键信息2 。TnECHO通常由经过培训的新生儿科医生针对特定临床问题实施,旨在获取血流动力学信息,以补充并深入理解患者的临床状况,从而实现精准的心血管管理3。在过去10至15年中,TnECHO服务已被澳大利亚、新西兰、欧洲和北美的多家三级新生儿重症监护病房(NICU)采纳,尤其应用于复杂且病情危重病例的管理4,5,6,7,8。 截至目前,美国已有八个中心配备经过培训的专业人员提供TnECHO服务,同时越来越多的机构正参与新生儿血流动力学相关研究。此外,美国超声心动图学会(ASE)成立了新生儿血流动力学与TnECHO专项兴趣小组(SIG),进一步加强了与小儿心脏病学领域的学术合作,并为该领域的持续发展建立了强有力的学术平台9。
新生儿血流动力学培训旨在确保接受培训的人员能够实现高水平的影像学操作,并提供全面的心血管决策支持。2011年,由欧洲和北美专业组织认可的经胸超声心动图(TnECHO)培训指南正式发表3。目前,已有超过50名北美新生儿科医师完成了TnECHO的正规培训;值得注意的是,超过50%的血流动力学临床医师被视为该领域的新兴学术带头人,这是正规培训带来的一项意料之外但极为重要的益处。图1总结了血流动力学培训与认证体系。
TnECHO 服务的基本要素包括能够使用专用的超声心动图设备。这可确保随时进行图像采集,并支持纵向随访(图2 和 图3)。数据库/图像存档系统必须具备即时回放且不降低视频质量的功能,同时提供标准化报告以及长期存储,符合超声心动图实验室认证国际委员会的建议10。标准的 TnECHO 包含一系列关键测量指标,可用于在新生儿期对复杂的心血管生理状况进行全面评估。这些指标包括左心室(LV)功能、右心室(RV)功能、心内分流(心房水平分流和动脉导管水平分流)、动脉导管未闭(PDA)的血流动力学影响、右心室收缩压(RVSp)/肺动脉(PA)压力、体循环和肺循环血流量、心包积液、血栓以及中心静脉导管位置的存在情况。表1列出了用于获取部分测量数据的常用超声心动图术语。该评估既可用于有症状的患儿,也可用于基于疾病指征的评估。补充文件1 和表2 概述了针对出生后前7天足月新生儿的全面新生儿超声心动图评估内容,包括推荐的测量项目、结果解读及参考范围。
左心室收缩功能的评估是关键组成部分,有助于明确危重新生儿血流动力学不稳定的原因并指导管理。建议采用定量评估,因为定性评估容易产生观察者间和观察者内的变异11。使用多平面方法(如辛普森双平面法或面积-长度法)计算射血分数优于M型超声估测法,后者可能遗漏节段性室壁运动异常,并且在室间隔变平时准确性较差12。左心室舒张功能障碍是新生儿血流动力学中一个新兴的概念,但相关数据仍有限13。
对右心室(RV)功能的评估在新生儿期至关重要,因为在过渡性循环中右心室是主要的心室,且许多新生儿疾病均与右心病理相关。出于类似原因,在评估左心室收缩功能时,应避免主观性评估14。然而,由于右心室具有不规则的形态、高度小梁化的表面以及环绕左心室的位置,其功能测量更为困难。尽管如此,已有多种可靠的定量参数被研究,并发布了相应的正常值数据15,16。右心室面积变化分数(FAC)和三尖瓣环收缩期位移(TAPSE)是目前推荐使用的两种定量测量指标17。
心内分流(心房水平和动脉导管水平)是新生儿超声心动图综合评估中的另一个重要方面。在大多数情况下,左心房压力高于右心房(RA)压力,从而导致左向右分流。然而,在新生儿期,双向分流仍可能是正常的。当存在心房水平右向左分流时,应考虑右侧充盈压升高,尤其是与肺动脉高压(PH)相关的情况;但不应孤立地依据此现象进行判断,因为心脏周期不同时相中 ventricular 顺应性/压力的变化也可能影响心房压力。
对动脉导管未闭(PDA)的评估应包括确定导管分流方向和测量导管压力阶差,这些信息可用于辅助治疗决策。主动脉弓方位的评估也十分重要,尤其是在考虑进行PDA手术结扎时。PDA的分流方向反映了主动脉与肺动脉(PA)之间的压力差异,以及肺循环和体循环相对阻力的差异。判断血流动力学显著性的一个指标是降胸主动脉或腹主动脉中是否存在全舒张期反向血流18。通过综合测量定量评估容量负荷的程度,可进一步评估血流动力学意义19。已有研究发表了一些评分系统,用于评估PDA分流所致的心脏容量负荷继发效应及与之相关的全身灌注不足情况,例如爱荷华PDA评分(Iowa PDA score)(表3)19,20,21。爱荷华大学已在临床实践中采用该评分,以提高判断PDA分流血流动力学显著性的客观性。评分超过6分提示存在具有血流动力学意义的动脉导管未闭(hsPDA)19。
在评估肺部血流动力学时,通过测量三尖瓣反流(TR)压差来估算右心室收缩压(RVSp)的绝对值。采用连续波多普勒技术测量通过三尖瓣的最大三尖瓣反流速度,即三尖瓣反流峰值速度。计算时通常假设右心房(RA)压力为 5 mmHg。随后,利用简化的伯努利方程22计算 RVSp:
RVSp = 4 × (三尖瓣反流峰值流速 [m/s])2 + 右心房压力
偶尔可采用另一种方法,即通过动脉导管未闭(PDA)的多普勒估测压差来计算肺动脉(PA)压力23。然而,在慢性肺动脉高压(PH)患者中,仅有约50%可检测到三尖瓣反流(TR)频谱24,25,26。在这些情况下,可采用如收缩末期偏心指数(sEI)等指标,该指标用于评估左心室的圆形度,可能提示心室间的相对压力关系。对于患有系统性高血压的患者,应谨慎解读该指标,因为轻度疾病可能因左心室舒张末期压力升高而被掩盖。 图4 展示了肺动脉高压的算法及新生儿超声心动图综合评估指南的示例。
为了评估左心室每搏输出量,需在心尖五腔切面、主动脉瓣水平处获取脉冲多普勒频谱,以测量时间-速度积分(TVI)。同时在胸骨旁长轴切面测量主动脉瓣环直径。结合上述两项测量值,采用以下公式估算左心室输出量27:
LV 输出量(mL/min/kg)=(TVI [cm] × π × [D/2]2 [cm2] × 心率)/体重。
然而,在存在动脉导管未闭(PDA)的情况下,由于在PDA水平存在分流,左心室输出量的测量值并不能反映体循环血流量3。通过多普勒超声检测腹腔动脉、肠系膜上动脉和大脑中动脉的舒张期血流,可提示是否存在PDA引起的体循环“窃血”现象,但也可能反映器官阻力状态,因为在高阻力情况下可观察到舒张期血流减少或缺失。
TnECHO 还可用于辅助检测心内血栓、心包积液及其血流动力学意义,指导心包穿刺术,以及辅助放置外周动脉导管、经外周静脉置入的中心静脉导管和脐静脉导管28. 在此,为了展示获取 TnECHO 图像及血流动力学信息的全面方法,我们描述了 TnECHO 的成像操作流程及其服务的组成要素(图 3)。
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本方案已获得该机构的人类研究伦理委员会批准,并在操作前取得了患者的书面知情同意。
1. 准备
2. 为患者进行超声心动图评估做准备
3. 探针与图像采集
4. 图像采集
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以下代表性结果概述了在临床环境中应用经胸超声心动图(TnECHO)评估具有血流动力学意义的动脉导管未闭(hsPDA)的实例。如前所述,需通过多项测量进行综合评估,以判断其血流动力学意义。爱荷华PDA评分(表3)是目前临床应用中采用的评分系统之一,可用于量化PDA分流所致的容量负荷增加和全身灌注不足的严重程度。
评估包括心尖四腔心切面,获取肺静脉D波速度、二尖瓣E波速度以及IVRT。二尖瓣E波速度和肺静脉D波速度升高提示存在左心容量负荷过重,同时IVRT缩短。速度以厘米每秒(cm/s)记录,时间测量以毫秒(ms)记录。随后评估左心室流出道血流。左心室输出量增加也提示左心容量负荷增加。在胸骨旁长轴切面中,评估左心房与主动脉比值(LA:Ao比值)。LA:Ao比值升高提示左心房扩张,符合左心容量负荷过重的表现。高位胸骨旁切面可用于评估动脉导管未闭(PDA)的大小、血流方向、分流模式,以及对供应降主动脉的血流所产生的分流效应。随后通过多普勒成像评估腹腔动脉、肠系膜上动脉(SMA)和大脑中动脉(MCA)以判断全身低灌注情况。
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经胸超声心动图(TnECHO)引导的诊疗已被许多新生儿重症监护病房采纳,作为新生儿科医生对婴儿血流动力学不稳定进行临床评估的辅助手段4。根据2011年美国超声心动图学会(ASE)指南3,已建立了认证培训项目,并着重采用基于能力的培训模式。未成熟心血管系统的独特脆弱性以及出生后过渡期心血管适应的复杂性,是决定血流动力学稳定性的关键因素,这凸显了全面、准确的系列TnECHO评估的重要性7,31。
需要特别注意的是,首次超声心动图检查应依据美国超声心动图学会(ASE)指南,采用节段分析法对心脏解剖结构和生理功能进行全面的形态学和血流动力学评估。此外,应在12小时内由小儿心脏病专家进行复查,以确认心脏解剖结构正常。随后的超声心动图评估则遵循本文前述的标准化方案。同时,临床信息(病史和体格检查)的采集应系统化,以形成诊断印象并提出治疗建议。鉴于近期研究强调了主观评估的局限性
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作者无任何利益冲突需要披露。
内容仅由作者负责,不一定代表美国国立卫生研究院的官方观点。M.M. 获美国国立卫生研究院少数族裔健康与健康差异研究所资助,项目编号为 R25MD011564。
图示资源、参考值及培训建议改编自 Ruoss 等人30、TnECHO 教学手册47、新生儿血流动力学研究中心(NHRC)48 以及靶向性新生儿超声心动图应用49。
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| DICOM 查看器 EP | GEHealthcare | H45581CC | 介质上的 DICOM 查看器 该选项可将包含 DICOM 查看器的 DICOM 图像导出至存储介质(USB、DVD),以便在离线计算机上便捷访问患者图像。 |
| 二维应变 | GEHealthcare | H45561WF | 基于二维斑点追踪算法的自动二维射血分数测量工具。 |
| EchoPAC* 软件仅 v203 | GEHealthcare | H8018PF | |
| EchoPAC* 高级套件包 | GEHealthcare | H8018PG | 高级 QScan 提供专用的参数成像应用,用于定量显示局部室壁变形。 |
| 多链路 3 导联心电监护电缆 新生儿 DIN,AHA(3.6 m/12 英尺) | GEHealthcare | H45571RD | 多链路 3 导联心电监护电缆 新生儿 DIN,AHA(3.6 m/12 英尺),需与新生儿导联 H45571RJ 配合使用 |
| 心肌做功 | H45591AG | 心肌做功功能通过在超声心动图检查前立即测量的收缩压和舒张压,对 AFI(应变)结果进行校正。 使用心肌做功功能有助于获得受负荷影响更小的应变/压力曲线及做功效率指数 | |
| 12S-D 相控阵探头 | GEHealthcare | H45021RT | |
| 6S-D 相控阵探头 | GEHealthcare | H45021RR | |
| 无菌超声耦合剂 | Parker labs | PM-010-0002D | 无菌水溶性单包装超声传导凝胶 |
| 超声耦合剂加热器 | Parker Labs | SKU 83-20 | 用于单个凝胶包装的超声耦合剂加热器。 |
| 无线 USB 适配器 | H45591HS | 带延长电缆和后板安装硬件的无线外置 G 型 USB 适配器。 | |
| Vivid* E90 v203 控制台套件 | GEHealthcare | H8018EB | 配备 OLED 显示器的 Vivid E90 v203 控制台 |
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