心肺联合超声在心脏手术患者中的应用

李慕子综述，王浩审校

心脏手术后患者生理储备量低、手术打击以及血液动力学变化，导致心脏及肺部并发症常见，与术后心力衰竭及不良结局密切相关，因此在重症监护病房（ICU）对术后患者进行准确、及时的心脏功能及呼吸功能监测非常重要[1]。目前临床中常用的监测仪器无法判断血液动力学紊乱的原因，并且有创检查具有潜在伤害。经胸超声心动图（TTE）属于非侵入性检查，可鉴别诊断ICU 患者休克原因从而指导治疗，已被纳入ICU 常规实践指南[2]。近年来，肺超声作为一种无创、无辐射的诊断工具，在诊断各种急慢性肺部疾病中的价值得到广泛共识[3-4]，并已成为急性心力衰竭以及心原性休克的一线诊断方法[5]。尽管如此，肺超声在心脏手术围术期中的应用并不广泛。美国胸科医师学会定义了肺超声所需要的知识和技术要素，建议心脏科医师的日常临床中将肺超声作为TTE 的附加扫查[6]。但目前仍然缺乏床旁肺超声联合TTE，即心肺联合超声（CPUS）在心脏手术患者中应用的标准化流程，包括检查人员、探头及相关设置、检查切面及顺序等。因此本文通过回顾现有CPUS 在心脏手术中的临床应用证据，旨在提高心脏团队对于CPUS 的认识，并探索其最佳临床应用。

1 CPUS 的方法学问题

1.1 检查方法

检查对象：心脏术后ICU 住院患者，有呼吸困难的心脏病患者。

检查时机：心脏外科手术后患者在术后早期、病情变化以及呼吸机撤离前检查；拔除引流管、支气管肺泡灌洗术以及胸腔穿刺引流等操作前后进行检查；对于明确术后心肺并发症患者，根据病情监测随访。

检查设备：建议使用床旁便携超声设备，便于多次检查及监测。探头的选择取决于患者的年龄、体型，所需观察结构的深度、性质以及检查目的，包括相控阵、线阵、凸阵、微凸阵探头。TTE 检查选择成人或儿童心脏探头。肺超声检查成人建议应用低频凸阵探头或心脏探头（频率3～5 MHz）。应用5 MHz 的微凸探头可以更好使探头置于肋间隙观察表面及深层结构，尤其对于儿童[7]。高频线阵探头（频率9 MHz 以上）通常用于婴幼儿，以及需要检查胸膜表面以及气胸时选用。除了B 型模式，M 型及彩色多普勒超声也可以提高肺超声的诊断价值[8]。此外，肺超声不需要二次谐波或对比剂[9]。

体位及扫查方法：TTE 检查选择左侧卧位，如患者体位受限则采用仰卧位。2012 年相关专家共识指出成人肺超声的初步标准化流程，即患者取仰卧位，在每半胸分四个区域进行，探头位于肋间隙，垂直胸壁向斜下观察[2]。此外较为常用的分区法还有8 分区法、12 分区法以及床旁急诊肺超声（bedside lung ultrasound emergency，BLUE）中的上蓝点、下蓝点及PLAPS 点[10]。但对于新生儿及儿科患者的检查及测量方法、定量标准仍缺乏相关数据及标准[11]。对于新生儿肺脏疾病的相关指南中建议应用12 分区法从而避免检查遗漏[12]。

1.2 肺超声的原理与常见征象

超声波由于不能透过充满气体的解剖结构，因此正常情况下肺脏除胸膜以外的肺实质不可见。胸膜线为肋骨下光滑的线性高回声，随呼吸运动脏层与壁层胸膜产生水平相对滑动，即肺滑。胸壁及胸膜与含气肺表面的声阻抗产生镜面伪像，即平行于胸膜线的A 线。因此正常的肺超声征象为肺滑与A线的组合。当肺组织内含气量减少，而液体增多时，产生起自胸膜的垂直“彗星尾”征象，即B 线。由于正常肺小叶间隔为7 mm，因此当小叶间隔增厚时表现为多个相距7 mm 的B 线，即间质性肺水肿；当B线间隔小于等于3 mm 时，说明水积存于肺泡内，即肺泡性肺水肿。当肺炎、肺不张等原因导致大量通气损失时肺脏发生实变，表现为肝脏样中低回声组织。实变肺组织内可见点状或线状强回声，即支气管充气征。当实变肺组织与含气肺组织分界不明时即显示为“碎片征”。气胸时，随呼吸运动患处肺滑动消失，与正常肺滑存在交界处的分界点为肺点。

2 CPUS 在围术期中的应用

2.1 肺水肿

肺水肿是导致心脏手术后死亡和发病的重要原因，其病理机制均为血管外肺水（EVLW）含量增加。经肺热调法（PICCO）是一种可靠的EVLW 评估方法，但其为侵入性检查，且不适用于有心内分流的患者[13]。1982 年，B 线首次被提出用以评估肺水肿。2004 年，首次对B 线进行了定量研究，结果显示B 线数量与X 线肺水评分有较强的相关性[10]。之后Agricola 等[14]针对心脏手术后患者的研究进一步证实了B 线数量与金标准PICCO 法测量EVLW呈正相关。肺水肿的严重程度可以通过计算区域内B 线的数量或受累区域数量进行半量化。成人患者中，如一个区域内B 线数量小于3～5 条则为正常，6～15 条为轻度水肿，16～30 条为中度水肿，大于30 条表示严重水肿。发现肺水肿时还需要进行综合的CPUS 检查及实验室检查明确心原性或非心原性肺水肿及其病因，尤其对于心脏手术围术期患者。CPUS 可以测量左、右心室的收缩功能，评估舒张功能，通过下腔静脉内径评估容量情况。由此可见CPUS 可以在心脏患者围术期诊断肺水肿、鉴别肺水肿类型，但应注意肺水肿原因往往是多种病因混合。

2.2 气胸

气胸在心脏术后并发症中较为常见，通常由移除胸腔引流管造成。目前临床中通常在移除胸腔引流管后常规进行X 线胸片检查以排查气胸，但由此会增加患者的累积辐射量。在针对于急诊科患者的研究中证实，肺超声对于气胸的诊断较X 线胸片检查具有更高的敏感度及相似的特异度，在许多临床情况下甚至成为诊断气胸的首选检查[15]。气胸的征象包括：肺点、肺滑动消失，无B 线及肺搏动征。肺点存在对于气胸诊断的特异度为100%，并且可以定位气胸的边缘。对于心脏骤停及循环不稳定患者、放射线隐匿性气胸，以及无法应用X 线等特殊情况下，CPUS 检查则显得更为必要。但当存在肺大疱、肺挫伤及胸膜黏连等情况时也会导致假阳性情况。

2.3 胸腔积液与心包积液

胸腔积液是心脏手术后最常见的肺部并发症，发生率高达95%[1]。超声诊断胸腔积液，评估积液容量，及超声引导下胸腔穿刺术在临床中应用普遍，是肺超声最成熟的技术应用。胸腔积液有多种不同病因及性质，包括浆液性、血性、乳糜性，肺超声可以显示纤维蛋白分隔，并通过回声强弱提示积液性质，其灵敏度及特异度均高于X 线胸片检查[16]。心包积液在心内直视手术后的发病率为15%左右。心包积液会影响血液动力学，导致术后死亡率增加。心脏手术后少量的心包积液患者往往缺乏特异性症状，及时的超声评估可以在心包积液显著增多之前给予相关的临床治疗。当存在心包填塞的情况下，超声引导的心包穿刺是金标准方法[17]。此外，CPUS可以同时发现是否有相关残余心脏解剖问题，残余心内分流及瓣膜功能障碍均可能会导致术后心包积液的发生[18]。

2.4 肺不张与手法肺复张

既往研究显示肺不张在心脏手术后的发生率达88%[1]。不张的肺叶肺泡通气丧失，导致肺容量减少以及患侧膈顶抬高。不张的肺组织的肺超声表现为肝组织样实性回声，可累及部分或全部肺叶，伴有“支气管充气征”或“支气管充液征”[10]。既往研究显示，≥2 个的肺不张区域与较低的氧合指数及较长的术后通气支持时间、ICU 住院时间相关[19]。因此多项国内外研究应用肺超声监测下实行肺复张手法与呼气末正压结合的个体化治疗，从而改善肺通气，降低术后饱和度减低事件的发生率[20]。结果证实肺超声较以往CT 及压力容积曲线评估肺复张的方法而言，更为简单方便，且同样具有较高的特异度及灵敏度[20]。

2.5 肺炎

肺炎是最常见的心脏手术后非心原性并发症，发生率为2.4%～20.0%。有35.2%的患者插管时间超过48 h，对于这些机械通气时间延长的患者则面临呼吸机相关肺炎的问题[21]。由于胸骨切开术、体外循环以及心脏疾病的影响，会掩盖心脏手术后肺炎的临床症状及体征[22]。肺炎的超声征象主要包括非对称性B 线及肺实变两种非特异性征象，并伴有全身炎症症状。X 线胸片检查对于透明度减低的鉴别诊断往往较为困难，如感染、肺梗死、肺不张或肺挫伤等，特别是对于床边仰卧位X 线胸片检查，而CPUS 更有助于鉴别这些病因。有研究显示，末梢支气管存在动态“支气管空气征”以及探及伴随支气管分布的树状肺血管，强烈提示肺炎的存在[23]。在之后Dureau 等[24]的研究中，采用彩色多普勒肺超声进行简化临床肺部感染评分，结果发现新的评分系统可以显著提高心脏手术后肺炎诊断的准确性。此外该研究指出，心脏手术后由于麻醉、膈肌麻痹或心脏增大等原因，大部分患者均存在肺不张，但压缩性及阻塞性肺不张由于低氧导致肺血管收缩，表现为低血流灌注特征；而肺部感染时，炎症抑制肺血管的收缩，因此可以看到实变区域肺内血流[25]，从而鉴别无炎症性肺实变与肺部感染。

2.6 膈肌运动异常

膈肌麻痹是心脏手术并发症之一，发病率为0.3%～12.8%。通常由于膈神经在手术中受到牵拉、冷刺激或电刀灼热而引起短暂性失用。膈肌麻痹可以导致呼吸功能不全、肺部感染、住院时间延长甚至死亡，严重影响患者预后[26]，目前床旁超声检查是膈肌麻痹首选的诊断工具[27]，采用心脏探头或低频凸阵探头联合B 型及M 型超声联合对膈肌运动进行评估。Gil-Juanmiquel[27]等对26 例心脏手术后疑似膈肌功能障碍的患儿进行研究。结果显示超声对于膈肌功能障碍诊断的敏感度（91% vs.87%）和特异度（92% vs.83%）高于X 线胸片检查，建议将其作为儿童心脏手术后常规检查。此外，国内学者研究发现呼吸机通气下超声仍可诊断膈肌麻痹，使检查更为安全方便[28]。

2.7 心脏结构与功能异常

对于心脏术后ICU 患者，在血液动力学改变时需要床旁TTE 对心脏进行及时的评估，可以阐明休克以及血液动力学不稳定的病因。但报道中ICU中TTE 的成功率较低，在36%～70%之间。但也有研究认为床旁TTE 无需对心脏进行全面性诊断，而只需要3 个声窗（胸骨旁、剑突下及心尖切面）中之一得到有效的二维及多普勒成像信息，即可指导血流动力的管理[29]。Alsaddique 等[29]对91 例心脏手术围术期患者应用CPUS 进行监测，包括术后1 d、拔管后以及出院时3 个时间点。结果显示99%的TTE 检查至少有1 个声窗可以评估心脏情况，并且CPUS 改变了67%患者的心肺系统疾病的诊断，因此认为心脏术后CPUS 常规监测是可行且有必要的。另一个先天性心脏病术后常见以及可能造成严重后果的是肺动脉高压。不论是心脏疾病还是肺部疾病都会导致肺动脉高压。而漂浮导管属于有创性检查，可能出现严重并发症，因此床旁CPUS 监测肺动脉压力则更为安全便捷。多普勒超声可以通过三尖瓣反流压差估测肺动脉压力，评价右心负荷情况，以及寻找肺动脉高压的原因，并在治疗期监测患者肺动脉压力。

2.8 定位气管插管位置

对于心脏手术患者，不论手术或复苏中的通气支持都是至关重要的，但气管插管位置错误的发生率仍有6%～25%。支气管插管会导致肺通气不足、肺不张、肺气压伤，甚至患者的死亡。传统方法是通过听诊器听诊判断是否发生支气管插管，但准确率并不高。最近的研究显示了肺超声可床边及时判断气管插管的位置，且准确性较高[30-32]。肺超声判断气管插管的主要有三种方法，即肺滑动征、气管检查和膈肌运动。一项双盲随机试验显示，通过肺超声观察气管及胸膜从而确定插管位置的敏感度为93%，特异度为96%，均显著高于听诊器听诊的方法[30]。另一项前瞻性研究显示通过超声肺滑动征识别支气管插管的准确率为88.7%，所需中位时间为88 s，而X 线胸片所需中位时间为1 349 s，从而证实了其在心脏骤停患者中极高的应用价值[31]。

3 局限性与展望

CPUS 的临床应用，尤其是针对心脏手术后患者的研究仍非常有限。虽然肺超声已被证实对肺部疾病具有较好的诊断能力，但仍有其局限性，包括肥胖、敷料干扰以及皮下气肿的患者其声窗条件差，检查效果降低；对于病变未达到胸膜，以及被通气肺组织包围的病变无法探及；肩胛骨后方的上叶背侧段无法扫查。与X 线胸片一样，肺超声特异性较低，B 线实变等征象均可以出现在肺炎、肺充血等病理情况中，需结合其他检查结果综合判断。此外，由于术后早期TTE 的图像质量较差，因此TTE 作为心脏手术后ICU 监测的应用研究也较少。不仅如此，TTE 的操作要求较高，尤其对于心脏手术后声窗较差的患者，通常需要专业的超声科医师完成检查，因此CPUS 具有一定的学习曲线。

对于心脏手术后肺部并发症的诊断及评估，临床医师仍倾向于CT 及X 线胸片检查的诊断，但两者具有转运成本高、敏感度低以及具有辐射的缺点，而CPUS 具有敏感度高、床边、便捷、无辐射、可重复检查、成本低等优点。心脏手术后心肺并发症的风险相对较高，因此将CPUS 作为临床评估护理的常规组成部分是必然的。对于在临床中常规应用CPUS 未来还需要解决如下问题：标准的检查流程（探头选择，基本的扫查切面及顺序，报告格式），标准培训项目，执行检查以及结果解释的人员（心脏科医师，重症科医师，超声科医师），检查成本，前瞻性随机对照研究探讨如何常规应用CPUS，CPUS 的常规应用是否可以减少或替代X 线胸片检查，CPUS指导的重症管理是否影响临床结果预后等。

利益冲突：所有作者均声明不存在利益冲突