FoCUS 图像采集的故障排除：患者体位、探头操作与图像优化

摘要

本文介绍了一种使临床医生能够在临床环境中实施重点心脏超声（FoCUS）的方案。我们描述了探头操作的方法，回顾了探头移动过程中常见的误区，并提出了优化相控阵探头使用的建议。

摘要

聚焦心脏超声（FoCUS）是一种有限的、由临床医生操作的超声心动图应用，旨在为患者诊疗提供实时信息。这些床旁检查以问题为导向，可快速且重复进行，主要为定性性质。掌握FoCUS技术需要熟练掌握探头操控和图像采集所必需的空间定位与心理运动技能。此外，操作者还需具备优化设备设置、解决图像采集问题的能力，并理解因复杂临床环境及患者病理状况所带来的超声检查局限性。本文介绍了实现高质量二维（B模式）FoCUS图像采集的关键技术要点。

高质量图像采集的概念可应用于FoCUS检查的所有标准超声切面：胸骨旁长轴切面（PLAX）、胸骨旁短轴切面（PSAX）、心尖四腔切面（A4C）、剑下四腔切面（SC4C）以及下腔静脉（IVC）。心尖五腔切面（A5C）和剑下短轴切面（SCSA）虽有提及，但未作深入讨论。本文还提供了一幅实用示意图，展示相控阵探头的操作手法，以作为FoCUS图像采集过程中的认知辅助工具。

引言

聚焦心脏超声（FoCUS）是一种有限的、由临床医生操作的超声心动图应用，可为患者诊疗提供即时的解剖、生理和功能信息。这类检查包含五个经典切面，以问题为导向，在床旁实时进行，不能替代全面的超声心动图检查^1,2。由于此类检查具有聚焦性特点，当患者临床状况发生变化或需要连续监测时，常需反复进行。应尽可能通过标准化培训，获取全部五个切面的充分图像，因为某些切面在不同个体或病理情况下可能提供的信息有限。

FoCUS 的应用正在迅速扩展。许多临床领域，如围手术期麻醉学、重症监护和急诊医学^1,2,3，现已常规使用 FoCUS。住院内科病房和门诊临床诊疗环境也正在采用这一工具以提升临床实践水平^4,5,6。因此，多个专业组织，如美国超声心动图学会、重症医学学会和美国急诊医师学会，已发布关于 FoCUS 能力水平和实践范围的指南与建议^7,8,9。尽管这些指南和建议尚未被正式立法化，但其大部分内容具有一致性，并影响着 FoCUS 培训课程的设置¹⁰。

除了教学和图像解读之外，FoCUS 能力还包括对立体定位技能和心理运动技能的掌握。立体定位技能是指基于三维解剖特征，将超声探头在体表进行准确定位的能力。心理运动技能描述的是认知功能与身体动作之间的关系，这种关系影响着协调性、灵巧性和操作能力。拓展对这些技能的认知与理解，有助于 FoCUS 培训人员的成长与发展。

本文介绍了FoCUS中高质量图像采集的概念，既包含实用性的考虑，也关注立体定位和心理运动技能的培养。具体而言，本文讨论了患者的最佳体位、探头的操作方法，并提出了优化相控阵探头使用的建议。最后，本文探讨了二维（B模式或2-D模式）和运动模式（M模式）的图像优化方法。

方案

本材料为作者的原创作品，此前未在其他地方发表过。所述方案适用于临床用途，而非科研目的。去标识化的图像来自非临床环境中的一名志愿者模特。根据机构政策，该活动不属于《共同规则》和美国食品药品监督管理局（FDA）对人类受试者研究的定义范畴，因此作者未向机构审查委员会（IRB）申请正式的"非监管"认定。

1. 换能器

1. 使用相控阵探头。这是一种频率为 4-12 MHz 的探头，由于其频率相较于其他超声探头较低，因此能够深入穿透胸腔区域。
   1. 在设备上按下 Exam 按钮，选择心脏检查或相应的可用检查模式，以选定相控阵探头。
2. 通过使用不同厂商的探头进行练习，积累经验并提升操作探头所需的认知技能。
3. 使用双手练习探头操作，培养双手灵活性，以便在临床空间受限的情况下仍能有效操作。
4. 手持超声探头置于患者身上时，用非优势手手掌内侧的脂肪垫固定探头基部以实现锚定。
   ​注意：此方法可提供额外稳定性，减少因大幅度移动而造成的误差。若仅握持探头底部而不进行锚定，则易产生非预期的移动，导致无法维持图像的轴线和方向。
5. 使用双手操作探头，以实现获得最佳图像时常需的精细调节。将优势手置于探头基部，非优势手置于探头尾部，从而提供更高的稳定性与更精准的操控。

2. 患者体位

1. 在仰卧位获取胸骨旁长轴切面（PLAX）、胸骨旁短轴切面（PSAX）、心尖四腔心切面（A4C）、剑下四腔心切面（SC4C）及下腔静脉（IVC）切面。
2. 指导患者将左臂举过头顶，并向左侧卧，若仰卧位无法获取满意图像，则在此体位下采集图像。
   注意：此体位可扩大肋间隙，获得更大的成像窗。
   1. 若患者难以旋转至45°体位，可在其右上躯干后方放置楔形垫或卷起的毯子，或调整其肢体位置。术后及重症监护病房患者常需辅助支撑以维持适合FoCUS检查的体位。
3. 根据患者意愿遮盖乳房组织，并在检查开始前确保患者知晓探头将放置的位置。
4. 适当移动乳房组织以获得最佳图像。
   1. 若条件允许，指导患者用右手协助移动乳房组织。
5. 检查前应与床旁护士及其他相关医护人员讨论监护设备移除或调整的可行性。
6. 不得为成像目的更改或移除管路、导线或引流装置。应与相关医护人员沟通这些装置的留置时间，并考虑在装置移除后重新进行成像检查。

3. 换能器操作

1. 理解并掌握换能器运动的定义，以实现最佳图像采集，并在医疗人员之间提供一致的术语，特别是在教学过程中（图1 和 表1）。

4. 二维图像优化

1. 调整深度（约 12-16 cm，根据视野而定），以观察目标结构。
2. 调节增益，以优化图像亮度。
3. 将焦点调节至目标结构的深度，以提高分辨率。

5. 运动模式（M型超声）

1. 使用M型超声显示B型图像中单条扫描线（光标所在位置）随时间变化的情况，其中Y轴表示空间位置，X轴表示时间。
   注意：该模式可帮助操作者理解不同结构随时间变化的动态关系，适用于多种评估，包括下腔静脉（IVC）大小及变异度、E点至室间隔分离距离（EPSS）等。
2. 按下标有字母 "M" 的按钮以开启M型超声。
   ​注意：M型超声的开关按钮因设备而异，为各仪器特有功能。

6. 胸骨旁长轴切面（PLAX）

注意：PLAX 是指获取沿心脏长轴的图像（图2）。

1. 将患者置于仰卧位。如果获取胸骨旁长轴（PLAX）切面图像存在困难，在可能的情况下，让患者向左侧卧，并将手臂举过头顶。
2. 将探头置于左侧胸骨旁区域第3至第5肋间隙之间的斜位，探头标记朝向患者的右肩。
   1. 在此图像中应能观察到右心室、左心室、左心房、二尖瓣、左心室流出道、主动脉瓣以及降主动脉胸段。
   2. 同时观察二尖瓣与主动脉瓣的开启与关闭运动，以确保图像未发生缩短伪像。缩短伪像是指超声切面未通过结构的真实心尖，导致图像形态失真的情况。
3. 二维图像优化
   1. 初始深度设置约为15–20 cm。调整深度，使二尖瓣尖端位于图像中央，并能清晰显示位于左心房后方的降主动脉胸段。
   2. 调节增益，以最大程度显示心肌和二尖瓣的轮廓。
   3. 将焦点调整至目标区域，通常以二尖瓣所在深度为重点聚焦区。
   4. 使用M型超声测量E峰间隔分离（EPSS）或计算缩短分数。

7. 胸骨旁短轴切面（PSAX；图3）

1. 将患者置于与PLAX相同的位置，以获取胸骨旁短轴切面（PSAX）。
2. 将探头相对于PLAX位置旋转约90°。
   1. 首先获得最佳的PLAX切面，然后在不将探头离开患者胸壁的前提下，缓慢顺时针旋转探头，直至探头斜向跨越胸骨旁第3至第5肋间隙，且探头标记指向患者左肩。
      注：过度旋转超过90°可能导致室间隔变平，从而误判为右心室容量或压力超负荷。
   2. 倾斜探头，直至显示乳头肌的中段，用于FoCUS评估。
      注：乳头肌应与左心室壁同步运动。若乳头肌出现独立于左心室壁的跳动或颤动，可能提示图像偏离轴线，捕捉到了二尖瓣瓣叶。
   3. 将探头向心脏基底部倾斜，依次观察双叶二尖瓣，随后观察三叶主动脉瓣。
3. 二维图像优化
   1. 首先设置较深的成像深度（约16 cm），以识别是否存在胸腔积液。
   2. 调整深度，确保完整显示左心室全深，并延伸数厘米，以保证能充分显示心包积液。
   3. 调节增益，以最大程度清晰显示室间隔和乳头肌。
   4. 将焦点调节至乳头肌水平。

8. 心尖四腔观（A4C；图4）

注意：慢性阻塞性肺疾病（COPD）患者以及胸腔其他部位存在炎症的患者，其影像采集位置更偏内侧；而左心室肥厚（LVH）或射血分数降低型心力衰竭（HFrEF）患者的影像视图则更偏外侧。

1. 将患者置于左侧卧位，左臂上举过头。若存在明显伪影，可嘱患者呼气后屏住呼吸，以减少肺部伪影。
2. 将探头置于左侧第4至第6肋间，沿左前腋线位置（位于左胸大肌的下外侧），探头标记朝向左侧腋窝。根据需要将探头向侧方、内侧或尾侧移动，以获得最佳的四腔心切面（A4C）图像。
   1. 必要时抬起乳房组织，并沿乳房下皱襞向上推移。
   2. 若左心室心尖部显示不全，可将探头向侧方移动，同时将探头方向朝向患者右肩。
   3. 将相控阵探头的标记置于2点至3点位置之间。在正常心脏图像中，左心室心尖位于扇形图像的顶部中央，右心室呈三角形且较小，心肌回声应从心尖至房室瓣均匀一致。若不符合此特征，则图像可能被缩短，应通过更低的肋间进行优化并重新采集图像。
   4. 将探头向头侧倾斜约60°，使四腔心切面（A4C）能够显示包含双心房、双心室、室间隔以及三尖瓣和二尖瓣环外侧部分的心脏图像。在标准A4C切面中不应显示主动脉瓣和左心室流出道，这些结构仅在心尖五腔切面中可见。
   5. 在A4C图像中应清晰显示二尖瓣、三尖瓣及室间隔。若两个瓣膜或室间隔未能清晰显示，需进一步优化图像。
   6. 上下滑动探头一个肋间，并将探头基底部向下（向头侧）倾斜，以改善瓣膜成像效果。若探头基底部过度向下倾斜（向头侧），将出现包含主动脉瓣的心尖五腔切面，此时应将探头重新向上（向尾侧）倾斜以优化A4C图像；若探头基底部过度向上倾斜（向尾侧），则会显示冠状窦，此时应将探头重新向下（向头侧）倾斜。
   7. 将探头基底部向患者中线方向旋转，以优化室间隔的位置，使其在图像中央呈垂直走向。所需旋转角度通常较小。若旋转过度，则将获得二腔心切面。
3. 二维图像优化
   1. 增加图像深度，使双心房位于图像最深部，同时充分显示左、右心室游离壁（初始深度通常约为20 cm）。
   2. 调节增益，以最大程度增强心肌、二尖瓣瓣环及三尖瓣瓣环的可见性，通常表现为回声增强。
   3. 将焦点调节至瓣环水平（通常以三尖瓣环为参考）。该焦点深度在后续转换为心尖五腔切面时同样适用。

9. 肋下四腔心切面（SC4C；图5）

1. 为获取剑下四腔心切面，将患者置于仰卧位。屈曲患者的双膝，并给予支撑以维持屈曲状态，从而降低腹壁肌肉张力，便于探头加压。
2. 将探头几乎平放于患者剑突下腹部，操作者手置于探头上方，施加向头侧的压力。首先找到肝脏，然后将探头向头侧倾斜，调整至较浅的角度（通常小于30°），紧贴患者剑突下腹壁，探头标记朝向患者左侧，大致指向三点钟方向。成像时应包含肝脏，以便利用其作为声窗获取该图像。
   1. 用手指握住探头的两侧，而非探头下方，以适当压平探头。使用示指施加向下的压力。
3. 二维图像优化
   1. 初始深度设置为18–24 cm。根据超声成像需要，调整深度以包含肝脏作为声学窗口。最佳深度因患者体型及肝脏大小而异。
   2. 降低增益，因为肝脏通常为声波传播提供了良好的介质。
   3. 增加焦点数量，并将其聚焦于肝脏下方感兴趣的心脏结构。
   4. 指导未插管的患者屏住吸气，此举通常可提高图像质量。

10. 下腔静脉（IVC；图6）

1. 为进行下腔静脉（IVC）观察，将患者置于仰卧位。
2. 首先获取剑下切面，然后逆时针旋转探头，直至观察到右心房与下腔静脉的汇合处；将探头纵向置于患者腹上部中线右侧。通过倾斜探头以完全显示下腔静脉，再通过前后摆动探头向头侧倾斜，直至完全显示下腔静脉与右心房的汇合处。调整探头位置（通常仅需轻微旋转），使下腔静脉在整个屏幕中清晰可见。
   1. 在最佳切面中应能清晰看到右心房、下腔静脉、肝脏及肝静脉。
   2. 注意不要将下腔静脉与主动脉混淆。主动脉位于下腔静脉的左侧，且不与肝脏接触；而下腔静脉始终与肝脏相接触，通常两侧均被肝脏包绕。
      1. 应注意肝静脉常可见汇入下腔静脉，这是确认所观察结构为下腔静脉的另一依据。
      2. 使用脉冲波多普勒观察静脉（而非动脉）血流波形，以确认所成像血管为下腔静脉而非主动脉。
3. 在中线位置及呼气中期测量下腔静脉直径。切勿在下腔静脉侧缘进行测量，以免低估其真实直径。
4. 二维图像优化
   1. 调整深度，仅包含下腔静脉，避免将脊柱纳入图像中。
   2. 将增益调节至与剑下切面相同的水平。
   3. 将焦点调节至下腔静脉所在深度。
   4. 将取样线光标置于下腔静脉与右心房汇合处近端1–3 cm处，应用M型超声评估下腔静脉的呼吸变异度。

结果

上述聚焦心脏超声方案获得的代表性图像如图2、图3、图4、图5和图6所示，展示了该技术的可行性。这些图像使用5-1 MHz相控阵探头采集。来自方案第7部分的胸骨旁长轴（PLAX）图像见图2。来自方案第8部分的胸骨旁短轴（PSAX）图像见图3。来自方案第9部分的心尖四腔（A4C）图像见图4。来自方案第10部分的剑下四腔（SC4C）图像见图5。来自方案第11部分的下腔静脉（IVC）图像见图6。这些代表性图像采集...

讨论

本文旨在提供实用建议和最佳实践，以在具有挑战性的临床环境中获得理想的FoCUS图像。通过正规的超声培训课程、临床经验以及在实践教学过程中对学习者的观察，我们深入了解了常见的误区和不够理想的倾向。由此，许多影响空间定位能力和心理运动技能的因素变得清晰起来。尽管本文内容是围绕FoCUS检查展开的，但其中许多原则同样适用于其他床旁超声检查及超声探头类型。除了对学习者产生影响外，教师也可将这些概念融入其教学材料与教学方法中。

超声成像有许多必须考虑的基本原理，以获取最佳图像。选择合适的换能器对获得优质图像至关重要。对于重点心超声检查（FoCUS），应使用相控阵换能器，即频率为4-12 MHz、可深入穿透胸腔的换能器。使用相控阵换能器需要进行精细而微妙的调节。 通过 用手优化图像时，学习者常因快速移动探头或手部而过度调整。必须认识到，探头在皮肤表面的移动幅度虽小，但会对更深层的解剖结构产生较大弧长的位移。

为了在聚焦心脏超声（FoCUS）方面获得专业技能，操作者应练习双手操作以培养双手灵活性，并使用不同厂商的探头进行训...

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
超声耦合剂 Aquasonic	Parker	30592052	https://dr.graphiccontrols.com/en/catalog/ultrasound-gel/parker-laboratories-01-50-aquasonic-100-gel-5l-1332e66e/
飞利浦 Sparq 超声设备	Phillips		https://www.usa.philips.com/healthcare/product/HC795090CC/sparq-ultrasound-system#documents