心力衰竭患者管理中床旁超声数据采集与实施的工作流程与框架

摘要

本方案介绍了一种可扩展的工作流程，用于在住院及门诊心力衰竭患者的管理中应用即时超声检查。

摘要

急性失代偿性心力衰竭的管理和预防仍是临床上高发且具有挑战性的医疗问题。将即时床旁超声（POCUS）作为评估容量状态和治疗反应的辅助工具，已显示出显著前景。POCUS可用于对体内解剖结构进行连续成像，并保存图像以供随访期间比较和测量。本方案介绍了一种可扩展且标准化的连续评估下腔静脉（IVC）的方法。该方法包括连续图像采集、测量以及在电子病历系统中的规范化呈现。我们建立了一个针对IVC的POCUS图像工作流程，用于采集图像并在独立的数据字段中测量其直径，以便在不同时间点及临床干预过程中进行直接比较。该方案还包括在标准化工作流程中，以独立数据形式记录是否存在胸腔积液。通过将POCUS整合到心力衰竭管理中，临床医生可更精确、及时地调整治疗方案，从而改善患者预后。

引言

即时检验超声（POCUS）是一种新兴技术，可在日常临床环境中应用。尽管市面上便携式超声设备已上市超过13年，但除床旁操作外的常规使用仍较为有限¹。在急症诊疗中，POCUS可直观应用于特定疾病状态的诊断，例如心脏骤停、充血性心力衰竭、气胸识别、心包积液评估，以及创伤或外科患者腹腔内游离液体的检测²。POCUS作为基于证据的工具，在心力衰竭患者的诊断评估中已得到充分确立³。然而，将POCUS用于治疗反应的系列评估以指导临床实施，其应用尚不充分⁴。

基于POCUS的心力衰竭管理包括通过观察下腔静脉（IVC）的直径及其塌陷程度，对中心静脉压（CVP）和右心房压进行视觉评估。此外，POCUS还可用于观察是否存在胸腔积液以及与治疗过程中生理变化相关的解剖学改变，包括双心室心脏功能、心率、心肌收缩力、二尖瓣反流，以及体格检查无法直接发现的临床状况的急性变化⁵。

2011年，临床实践小组开始在所有面对面的住院和门诊诊疗（约40,000例）中将POCUS纳入常规体格检查。通过POCUS观察到的解剖结构变化的轶事性观察结果，通常似乎与临床事件和生物标志物检测结果相对应⁶（图1）。

自2015年起，在本研究机构的电子健康记录系统中建立了一个独立的数据字段，用于追踪下腔静脉（IVC）的直径及其可压缩性。同时设立了一个二元数据字段，用于记录通过POCUS识别出的胸腔积液是否存在。在将POCUS应用于住院心力衰竭患者临床管理的七年多时间里，已记录超过6,000次临床诊疗过程中的POCUS数据及IVC测量结果。从实践经验来看，临床实践团队发现POCUS在协助优化医疗管理、完善指南指导下的药物治疗以及实现心力衰竭患者的个体化治疗方面具有重要价值。

本研究中，使用带有数字显示屏的相控阵便携式超声设备进行POCUS检查。通过肋下声窗扫描患者，获取下腔静脉（IVC）图像⁷（图2）。在数字显示屏上获取并测量IVC图像，测量位置具体位于中肝静脉远端水平。暂停实时图像后，利用设备的逐帧图像滚动功能，在心动周期和呼吸周期中识别并测量IVC的最大直径。测量结果记录在患者的电子病历数据记录表中，同时将测量图像的截图上传至患者病历，以记录测量位置和角度。随后，将该测量记录表和上传的图像添加至患者的病情进展记录中。

方案

美国加利福尼亚州洛杉矶市西达赛奈医学中心机构审查委员会在收集患者数据和开展评估前已获得批准。由于在患者诊疗中使用床旁超声（POCUS）属于纳入队列患者常规临床检查的标准实践，因此书面知情同意被豁免。POCUS作为标准临床实践的补充，并未改变最低护理标准。每次患者诊疗均包括POCUS检查，并结合常规病史采集、体格检查及临床资料回顾。POCUS并未用于替代标准临床实践，也不取代临床指征明确的其他检测或影像学检查。数据来源于2016年1月1日至2021年12月31日期间在西达赛奈医院住院的心力衰竭患者队列。若患者入院时主要诊断为心力衰竭，或心力衰竭位于入院前五位诊断编码之中（ICD-10 I50*），则被纳入该队列。分析内容包括商业购买的电子健康记录中的离散数据字段，如下腔静脉（IVC）测量值、胸腔积液存在与否、住院时长、生存情况及30天再入院率。本研究所用设备的详细信息列于 材料表.

纳入/排除标准：
护理队列中纳入的患者为在西达赛奈医院由心脏病学咨询团队负责护理、且使用了POCUS设备的患者。纳入标准规定必须采用POCUS进行下腔静脉（IVC）测量的方案，并将数据记录在电子健康记录中的独立IVC数据字段内。护理工作由6名心脏病学家和2名执业护士组成的团队提供。无法接受POCUS成像或未接受POCUS成像的患者被排除在临床经验之外。

1. 患者与设备准备

1. 正确摆放患者体位，以暴露目标区域。
2. 确保超声设备（参见材料表）已正确安装并针对所需扫描类型完成校准。
3. 选择探头并调整设置。根据成像组织的深度和类型，选择合适的超声探头（线阵、凸阵、相控阵）。
4. 调节超声设备的频率和深度设置，以优化图像分辨率。

2. 图像采集（用于下腔静脉）

1. 将患者置于仰卧位，以获得最佳的POCUS图像。
2. 在皮肤表面涂抹足量的超声耦合剂，以确保良好的声学耦合，并减少探头与皮肤之间的空气。
3. 使用相控阵超声探头（2–5 MHz）（参见材料表），在肝静脉汇入处远端水平测量下腔静脉（IVC）直径。
   注意：超声波频率根据超声设备的深度设置而变化。
4. 在图像显示屏幕上捕获包含测量值、解剖结构及声束深度标尺的下腔静脉图像。
5. 将下腔静脉测量值录入电子健康记录流程表中的预设独立数据字段内（补充文件1）。
6. 在患者病程记录中包含专为电子健康记录设计并嵌入其中的预设下腔静脉测量数据字段流程表，以及屏幕截图图像。
   注意：这有助于可视化每位患者的解剖结构和下腔静脉测量位置，从而在不同时间点实现更可重复且一致的测量定位（图2）。直接上传至电子健康记录的患者图像将自动归入患者医疗档案，不会存储在个人移动设备上。

3. 图像采集（针对胸膜腔）

1. 将患者置于坐位或侧卧位，依次交替右侧与左侧。
2. 使用 2–5 MHz 相控阵探头，在扫描时寻找肺胸膜边界下方及同侧膈肌上方的无回声区域。
3. 若同侧胸膜腔出现增大的无回声区域，则记录为是，表示存在胸腔积液；若无胸腔积液，则记录为否。
4. 将结果录入电子健康记录流程表的相应单元格中（图 3）。

4. 仪器设备的清洗及凝胶的处理

1. 扫描完成后，清洁超声探头及配套的显示屏或相关设备/仪器。
2. 妥善处理使用过的超声耦合剂，并确保患者在操作后处于舒适状态。

5. 随访程序

1. 针对每位患者，识别可影响临床诊疗决策的可操作性发现。
2. 识别与中心静脉压（CVP）升高或降低相关生理状态相符的下腔静脉（IVC）影像。
3. 根据情况调整治疗方案（如利尿剂、血管扩张剂、扩容剂），通过调节CVP水平（降低或升高）以优化患者的生理状态。

结果

经过数月的迭代过程，制定并标准化了一种将POCUS数据（特别是下腔静脉[IVC]测量值）纳入工作流程的方法。该方法包括拍摄IVC的图像，并将相应的测量值输入到按时间顺序排列的独立数据字段流程表中（补充文件1）。患者数据的采集及其整合至实时临床电子健康记录中，展示了新型POCUS独立数据采集策略的建立。这些数据可用于增强临床诊疗，并作为可追踪的临床数据字段，服务于临床和科研双重目的（图3、图4 和 图5）。

结果展示了一种临床医护团队动态且连续测量POCUS获取的下腔静脉直径的工作流程。这些图像可与之前及未来的测量结果进行纵向比较，可能对临床诊疗决策支持产生影响。

图 1：患者示例。 两名不同心力衰竭患者在治疗前后下腔静脉（IVC）直径的变化图。上图显示了IVC流量表，数值逐渐降低，对应B型利钠肽水平的下降。图形描绘了IVC直径（y轴，单位为厘米）随时间（x轴，单位为天）的变化情况。请点击此处查看该图的放大版本。

图 2：下腔静脉（IVC）工作流程的代表性示例。（A）使用POCUS获取下腔静脉（IVC）的图像。（B）测量IVC的最大直径（通常为呼气末最大测量值）。（C）通过电子健康记录移动应用程序将图像上传至患者病历。（D）将测得的IVC最大直径录入IVC流量表中。图像选择工具中的图像及相应的流量表链接将包含在患者病程记录的电子健康记录（可刷新数据字段）中。请点击此处查看此图的放大版本。

图3：心力衰竭患者胸腔积液及其经治疗后吸收的代表性示例。使用POCUS识别并评估住院心力衰竭患者胸腔积液对治疗的反应。(A) 显示第0天存在大量胸腔积液。(B) 显示第5天胸腔积液明显减少。请点击此处查看该图的放大版本。

图4：通过超声引导管理心力衰竭以维持正常血容量的目标。 利用床旁超声（POCUS）指导患者管理，实现心力衰竭患者随时间推移精确维持正常血容量。横轴表示时间（天），纵轴表示容量状态（cm H₂O）。请点击此处查看此图的放大版本。

图 5：在不同环境中获取的即时护理超声（POCUS）。 即时护理超声（POCUS）可在多种环境中获取，包括医院、门诊诊所、家庭、各类偏远地区、护理机构以及野外环境。POCUS 的采集可由医师、高级执业医护人员、超声技师、护士、临床药师、急救人员、经培训的照护者以及家庭成员完成。图像解读可由图像采集者、远程第三方评审人员，或通过自动化数字评估与人工智能进行。请点击此处查看此图的放大版本。

补充文件 1：将下腔静脉（IVC）记录表嵌入电子健康记录中的图像采集示例。 该数据展示了将 IVC 记录表整合到电子健康记录中的过程，说明了其如何映射至患者病历和进展记录。 请点击此处下载该文件。

讨论

本出版物的一个重要贡献在于提出了一种可扩展的临床工作流程，该流程结合了床旁获取的动态解剖学测量数据（下腔静脉），这些数据与生理变化相关并对其作出响应。中心静脉压（CVP）的变化与下腔静脉（IVC）测量值的改变相关。这些解剖学变化在治疗过程中出现，并且通常与被诊断为心力衰竭患者的症状相关^5,7,8。美国超声心动图学会发布的一项标准文件中，列出了描述下腔静脉直径测量值及其对应右心房压力（以 mmHg 为单位）的指南⁹。

住院心力衰竭患者的优化治疗需以实现正常血容量为目标进行指导¹⁰。POCUS 作为一种临床工具，可对中心静脉压（CVP）进行经过验证的评估，而 CVP 会随着容量状态的变化而动态改变⁵。在心力衰竭患者的临床管理中使用 POCUS，旨在协助指导最佳药物治疗，以推动患者治疗朝向并维持临床正常血容量的目标。此外，以 POCUS 指导的心力衰竭患者长期管理有助于使患者保持在更接近或更窄的治疗窗范围内，以实现长期持续的正常血容量（图 4）。

建立工作流程以标准化、个性化和优化在管理充血性心力衰竭（CHF）中将POCUS作为临床工具的应用，对患者接受医疗服务的方式具有广泛而深远的影响。临床团队已开发出一种可扩展的工作流程，可由临床医疗团队的各类成员实施，包括护士、超声技师、临床药师、高级执业医师以及医生（图5）。该基于POCUS的管理心力衰竭的方案，为采用标准化工作流程的临床实践者提供了不断改进POCUS图像获取技能的机会，这种技能的提升可转化为获取其他解剖区域图像能力的增强。这一简化且可扩展的工作流程，可能为POCUS在其他临床领域的更广泛应用提供路径，并促进其在急性和慢性疾病管理中的创新应用发展。

肺部POCUS是一种新兴的、在某些情况下已较为常用的方法，用于评估肺水含量，进而间接评估肺充血情况。B线，也称为彗星尾征，是起源于肺胸膜界面的混响伪影¹¹。在急性失代偿性心力衰竭患者中，B线可在急诊科被观察到¹²。肺部超声检查面临的挑战包括：需要对每位患者进行多个解剖部位的评估（每次肺部POCUS检查需采集每侧肺4-8个成像窗），采集这些多部位POCUS图像所需的时间较长，成像结果受临床操作者技术和患者体位影响而存在主观性和变异性，以及在纵向随访中难以比较和评估治疗反应。此外，目前尚缺乏与肺部B线的存在、缺失或密度相关联的经验性生理学测量指标。另外，尽管POCUS发现的B线提示存在肺充血，但其并不具有特异性，在COVID-19肺炎以及多种急性和慢性肺部感染性与炎症性疾病中也可观察到B线¹³。

目前提出的流程仍存在一些局限性。操作者需要掌握下腔静脉（IVC）的床旁超声（POCUS）成像技术，并遵循标准化的操作规程，以确定在呼吸周期中进行下腔静脉测量的具体位置和时机。所建议的临床实践旨在识别呼气末下腔静脉的最大直径，具体位置位于中肝静脉远端。然而，这一解剖位置在不同患者之间存在变异，构成了一项挑战¹⁴。为应对这种解剖变异，该流程包含了一套图像采集与测量方案，可在每位患者自身随访过程中实现下腔静脉测量值的连续比较。这种方法有助于动态监测，并可能减轻个体间解剖差异带来的影响。

在传统医疗环境之外推广POCUS方案用于心力衰竭患者的管理，有望提供更精确和个性化的诊疗服务。实施标准化的POCUS工作流程不仅有助于更全面地评估患者状况，还能惠及那些难以获得常规医疗服务的人群，包括居住在偏远地区、行动或交通不便以及医疗资源有限的患者¹⁵。此外，在门诊环境中整合POCUS等临床工具，可为症状性慢性心力衰竭（CHF）患者提供密切监测，有望减少对住院医疗资源的依赖。该模式不仅能提升患者诊疗质量，还可优化医疗资源的配置与利用。

未来的研究可能包括一项前瞻性观察性队列研究，以准确评估POCUS在心力衰竭患者管理中的价值。该研究可将基于POCUS指导的心力衰竭管理组与标准治疗的心力衰竭治疗组进行匹配，以全面评估临床结局。鉴于POCUS在临床环境中的应用日益广泛，对其有效性及影响开展前瞻性评估至关重要。

此外，解决在使用POCUS评估下腔静脉（IVC）直径和塌陷度时存在的不同操作者之间的变异性至关重要。IVC在先天性和获得性解剖特征上的个体差异，可能给准确评估其边界、尺寸以及塌陷程度带来挑战¹⁴。这些挑战可能影响临床实践中对IVC进行标准化评估和纵向测量的一致性。针对理解并减轻这些挑战所开展的研究，有望提高POCUS测量作为心力衰竭管理中标准化临床工具的可靠性和实用性。

随着POCUS在心力衰竭患者临床护理中的应用日益广泛，针对个体化应用的工作流程和方案将不断发展和完善。该研究团队在日常临床实践中收集和利用大量POCUS数据的示范表明，该技术具有进一步拓展和优化的前景。未来的研究对于完善POCUS数据的获取方法，并优化其在心力衰竭患者管理中的应用至关重要，尤其是在实现更精确的容量状态控制方面。纵向管理和评估患者从住院到门诊等不同医疗环境之间的过渡，在人群层面具有重要意义。明确POCUS数据如何支持这些过程，对于改善患者预后和优化医疗资源利用至关重要。

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 Ultrasound Gel 100	Parker	ECO #20-0299	公司名称和目录编号仅为示例
Epic 电子健康记录系统	Epic		公司名称和目录编号仅为示例
GE Vscan Extend	通用电气（General Electric）	5721203-100 Rev.13	宽带线性阵列：3.3-8.0 MHz
Haiku	Epic	10.3	公司名称和目录编号仅为示例