经食管超声心动图在心脏手术期间无创测定涡流形成时间
2018年11月28日
我们介绍一种利用标准经食管超声心动图技术测量涡流形成时间（反映左心室充盈效率的指标）的方案，适用于接受心脏手术的患者。我们应用该技术分析了若干具有不同心脏病理状况的患者群体中的涡流形成时间。
该方法有助于解答心脏手术期间左心室充盈效率的关键问题。该技术的主要优势在于，可在心脏手术期间利用常规经食管超声心动图技术计算涡流形成时间。为进行完整的经食管超声心动图检查（TEE），请通过抬起患者下颌，轻柔地将探头插入患者食管。
不应强行插入探头，以免造成损伤。在经食管超声心动图中段食管主动脉瓣长轴切面下，于中期收缩期测量左心室流出道在主动脉瓣下方的最大直径，并计算左心室流出道的面积。识别经二尖瓣血流速度的早期左心室充盈和心房收缩期血流波形，并使用超声心动图设备配套的集成软件测量其相应的峰值流速及流速时间积分。
获取胃底远端长轴经食管超声心动图（TEE）切面，并将脉冲波多普勒取样容积置于左心室流出道远端，记录与之前测量直径同一水平处的血流速度频谱。使用 TEE 软件包对波形面积进行积分，以获得速度时间积分。将左心室流出道血流速度频谱所得的速度时间积分乘以流出道的横截面积，从而计算每搏输出量。
记录中段食管双交界区和左心室长轴经食管超声心动图（TEE）成像切面的视频片段，注意在每次记录中包含多个心动周期。随后，在超声心动图T波之后手动检查视频片段的慢动作图像，以选择二尖瓣瓣叶的最大开放位置，并使用超声心动图设备的卡尺功能测量二尖瓣瓣叶之间的距离。为计算心房充盈分数，可在中段食管四腔心切面中将脉冲波多普勒取样容积置于二尖瓣瓣叶尖端，以获取跨瓣血流速度曲线。
左心室流出道直径可在食管中段左心室长轴切面中测量，而通过流出道的血流则可在深部经胃短轴成像切面中确定。二尖瓣平均直径计算方法为：分别在食管中段双交界切面和左心室长轴切面测量其长轴和短轴直径后取平均值。接受冠状动脉手术的患者在体外循环暴露后，涡流形成时间会减少，但在体外循环结束后60分钟内可恢复至基线水平。
左心房对左心室充盈的贡献增大是导致涡流形成时间缩短的主要原因，而每搏输出量和二尖瓣直径保持不变。与左心室壁厚度正常者相比，患有重度主动脉瓣狭窄和左心室压力负荷性肥厚的患者也出现涡流形成时间缩短。中度主动脉瓣关闭不全会使得在存在主动脉瓣狭窄的情况下无法应用涡流形成时间这一指标。
此外，与较年轻的患者相比，八旬老人的涡流形成时间较短，这与左心室舒张功能障碍所致的舒张期松弛功能受损相一致。利用标准的二维和多普勒经食管超声心动图（TEE）技术无创测量涡流形成时间操作简便，可实时评估病理状态及外科干预对左心室充盈效率的影响。
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概述
本文介绍了一种在心脏手术期间通过经食管超声心动图测量涡流形成时间的方案，该参数可反映左心室充盈效率。该技术被应用于分析不同心脏状况患者群体中的涡流形成时间。
关键研究组成部分
科学领域
- 心脏病学
- 超声心动图
- 心脏外科
背景
- 涡流形成时间是评估左心室充盈效率的关键指标。
- 经食管超声心动图是心脏评估中的标准技术。
- 理解充盈效率有助于改善手术预后。
- 不同类型的心脏病理状态可能影响涡流形成时间。
研究目的
- 建立一种在手术期间测量涡流形成时间的可靠方法。
- 评估不同心脏状况对充盈效率的影响。
- 加深对外科患者左心室动力学的理解。
使用的方法
- 将经食管超声心动图探头插入食管。
- 识别早期左心室充盈和心房收缩期的血流波形。
- 使用超声心动图软件测量峰值流速和流速时间积分。
- 计算收缩中期左心室流出道面积。
主要结果
- 在心脏手术期间可有效测量涡流形成时间。
- 在不同患者群体中观察到涡流形成时间的差异。
- 该技术为左心室充盈效率提供了有价值的见解。
- 研究结果可能为手术策略和患者管理提供依据。
结论
- 该方案提供了一种术中评估心脏功能的实用方法。
- 理解涡流形成时间可提高手术效果。
- 未来研究可进一步探讨这些发现对临床实践的意义。
常见问题
行业重要性概要
在心脏手术期间评估左心室充盈效率可提供关键的血流动力学信息，有助于指导实时手术决策。通过经食管超声心动图无创测量涡流形成时间，可在不同的病理生理和干预条件下快速评估舒张功能。该技术通过将功能结果与结构干预相关联，支持在临床前和转化心血管研究中进行机制性风险降低分析。
生物制药研发中的策略性应用
早期发现与靶点验证
- 科学价值：可在疾病模型中用于验证与舒张功能障碍及心室-血管耦联相关的治疗假设。
- 操作价值：为大型动物或临床替代系统中的功能靶点验证提供了一个定量的无量纲参数（VFT）。
筛选与检测方法开发
- 科学价值：支持开发标准化的超声心动图检测方法，用于评估化合物对心室充盈动力学的影响。
- 操作价值：可在清醒或麻醉的动物模型中，实现可重复、无创的心功能纵向监测。
转化与临床前研究
- 科学价值：通过直接参数转换，将心室充盈的机制性研究发现与临床相关性联系起来。
- 操作价值：可在模拟手术应激或药物干预期间实现对左心室充盈效率的连续评估。
流程与工作流整合
该方法通过提供功能性血流动力学读数，补充心血管靶点验证中的分子和组织学终点指标，从而整合到发现研究的工作流程中。
- 发现生物学：支持对调节舒张期松弛及心房对心室充盈贡献的通路进行假设验证。
- 筛选：提供定量、可重复的输出结果，用于评估药物对前负荷和后负荷的调节作用。
- 分析：生成无量纲的VFT值，实现跨研究比较及不同模型间的标准化分析。
- 转化研究：与临床超声心动图实践保持一致，提升从临床前到临床转化的预测可信度。
- 企业级复用：作为心血管安全性药理学和药效学评估项目中可重复使用的核心能力。
运营与企业影响
- 科学价值：通过降低心脏功能表型的不确定性，提高靶点验证的预测可信度。
- 操作价值：利用现有的临床影像基础设施，最大限度减少对专用设备的需求。
- 战略价值：通过在早期研发阶段识别对舒张功能产生不利影响的化合物，改善决策流程中的“推进/终止”判断。
- 项目组合影响：基于心室充盈效率特征，实现对候选化合物的风险调整后优先级排序。
实施注意事项
- 需要掌握经食管超声心动图图像采集和多普勒信号解读的专业知识。
- 依赖于配备集成软件的超声心动图系统，以进行速度-时间积分和直径测量。
- 为实现可重复的血流速度时间积分（VFT）计算，必须采用标准化的成像切面和相对于心动周期的时相控制。
- 在术中环境下，图像质量受限于声学窗口及患者个体因素。
- 假设二尖瓣几何形态近似圆形孔口，但在病理性重构情况下可能引入误差。
