掌上超聲心動圖在心血管疾病診療實踐中的應用進展

曾紀娟 楊子玄 張慶

【摘要】與標準經(jīng)胸超聲心動圖設備相比較，掌上超聲心動圖（hand-held echocardiography，HHE）設備的便攜性和可移動性更強、且更具價格優(yōu)勢。隨著技術進步，HHE已具備M型、二維灰階、彩色多普勒超聲成像技術，實現(xiàn)即時心臟結構功能評價，且在評估心臟腔室大小，左心室整體或局部收縮功能、心包積液、定性評價瓣膜狹窄及反流方面具有較高的準確性。近年多個研究探討在不同臨床場景下，HHE輔助疾病診斷和指導臨床決策的應用價值?，F(xiàn)綜述HHE在心血管疾病診療中的應用進展，包括在院前急救、急診和危重癥監(jiān)護室、心血管專科門診、病房與介入手術室等不同臨床場景中，輔助診斷心血管疾病、指導治療、評價療效和預測預后的應用價值；并探討非超聲專科醫(yī)師使用HHE診斷心血管疾病的可行性和準確性。

【關鍵詞】掌上超聲心動圖；標準經(jīng)胸超聲心動圖；心血管疾病

【DOI】10.16806/j.cnki.issn.1004-3934.2024.04.000

超聲心動圖在診斷心血管疾病、評估療效和預測預后中扮演著重要角色[1]?，F(xiàn)臨床常用的標準經(jīng)胸超聲心動圖（standard transthoracic echocardiography，sTTE）設備，主要包括固定型高端系統(tǒng)的大型設備和可移動型中端系統(tǒng)的便攜設備。自20世紀70年代開始，超聲心動圖設備為實現(xiàn)小型化、更便攜化的目標，研發(fā)出掌上超聲心動圖（hand-held echocardiography，HHE）?，F(xiàn)HHE的設備已具備獲取二維灰階、M型和彩色多普勒超聲成像的功能[2]。至目前HHE在評價心臟結構、左心室整體和節(jié)段收縮功能以及心包積液方面，與sTTE相比具有高度一致性[3-4]。得益于技術進步，具備彩超多普勒成像功能的HHE還能評估瓣膜功能，定性評價瓣膜狹窄或反流。此外，HHE還可以通過評價下腔靜脈（inferior vena cava，IVC）寬度、肺部B線[5]數(shù)量輔助評估容量負荷。

隨著可視化醫(yī)學及精準醫(yī)療的發(fā)展，HHE具備多種功能實現(xiàn)多指標定性、定量評價，在多醫(yī)療場景中輔助心血管疾病快速診斷、評價療效及預測預后。但在國內(nèi)真實世界的醫(yī)療場景中，HHE并未被常規(guī)應用于日常臨床工作，HHE的可應用場景和價值并不被臨床醫(yī)師熟知。因此本文綜述現(xiàn)有HHE在院前急救、急診和重癥監(jiān)護室、心臟專科門診、住院病房和介入手術室等臨床場景中，對疾病診斷及篩查、療效評價、預后預測的優(yōu)勢與應用前景。并探討非超聲?？漆t(yī)師操作應用HHE的可行性和準確性。

1 ?多元化醫(yī)療場景中的應用進展

1.1 ?院前急救

在院前急救和患者轉運過程中，急診醫(yī)師僅通過病史、臨床評估以及基礎醫(yī)療設備獲取的生命體征，完成初步診斷。在此類場景中，HHE作為一種輔助創(chuàng)傷、危重癥患者病因快速診斷的檢查手段，理論上應是最優(yōu)選擇。但目前，絕大多數(shù)國家尚未在院前急救體系中常規(guī)配備HHE，其輔助救治的可行性和有效性未知。Scharonow等[6]開展了一項前瞻觀察性研究，發(fā)現(xiàn)在546次急救出診中有99例患者需要HHE檢查，最常見的使用適應證是呼吸困難（38.4%）、心搏驟停（17.2%）、摔傷（12.1%）和高速路創(chuàng)傷（11.1%）。HHE作出的院前診斷與急診診室檢查后診斷的一致性為90.8%。經(jīng)院前HHE檢查的99例患者中，33例患者的轉運目的地、轉運優(yōu)先等級或者監(jiān)護需求發(fā)生改變。例如，8例患者無需轉運至休克治療中心，而9例患者被轉運至距離更遠的外傷?？浦委熱t(yī)院。在17例行心肺復蘇（cardiopulmonary resuscitation，CPR）的患者中，在醫(yī)務人員決定停止CPR前，使用了HHE明確室壁無運動，并排除心臟壓塞、大面積肺栓塞等導致心搏驟停的可逆原因。雖然當前的CPR指南建議有經(jīng)驗的人員可以使用超聲設備在CPR期間檢測心搏驟停的可逆原因[7]。但在院前急救場景下，醫(yī)生在短時間內(nèi)進行超聲檢查并迅速解讀是極具挑戰(zhàn)的，實施遠程圖像傳輸、專家指導診斷可能是有效的解決方案。在最新一項評價遠程HHE診斷指導整合于院外心搏驟停高級生命支持的可行性研究中，納入42例在救護車上因心搏驟停行高級生命支持的患者，在自動體外除顫器行心律分析的無人操作間歇期，由急診醫(yī)師快速完成HHE檢查。其中30例的HHE圖像遠程傳輸給專家判讀，12例則由急診科醫(yī)師現(xiàn)場判讀。結果發(fā)現(xiàn)兩種方式完成HHE檢查的時間沒有差異（10?s?vs?11?s），沒有消耗額外時間導致CPR延遲。該研究提示遠程指導的HHE檢查整合至院外高級生命支持過程是可行的，但該方案對提高診斷準確性、對救治結局的影響尚不清楚。且遠程指導高度依賴網(wǎng)絡信號的通暢，在該研究中，有4例患者需重啟連接，2例因環(huán)境噪音導致通話困難[8]。總體來說，將HHE整合至院前救治流程是可行的，未來的研究將進一步探索如何優(yōu)化流程，提高救治成功率。

1.2??急診和重癥監(jiān)護室

目前HHE在急診和重癥監(jiān)護室的應用最為廣泛，此類場景中的患者常病情危重且變化快，需要醫(yī)護人員快速診斷并做出相應處置。Colclough等[9]隨機分配40例不明原因呼吸困難的急診患者至HHE快速床旁檢查組和常規(guī)診療組，結果發(fā)現(xiàn)HHE檢查組33%的患者被快速檢出需處置的心血管異常，包括中重度左心室收縮功能障礙（left ventricular systolic dysfunction，LVSD）、右心室增大伴收縮功能不全及嚴重瓣膜病。其診斷耗時較常規(guī)診療組節(jié)約20?min。另一項研究[10]對住院期間突發(fā)循環(huán)/呼吸衰竭的患者，分為HHE床旁診斷組（n=83）與常規(guī)診療組（n=82），發(fā)現(xiàn)HHE床旁診斷組較常規(guī)診療組從突發(fā)病情變化到治療/干預的時間更短[15（10～25）min vs?34（15～40）min，P<0.001]，且院內(nèi)死亡率更低（17%?vs?35%，P=0.007）。至目前，HHE肺部B線檢查輔助診斷心源性呼吸困難已是部分醫(yī)院急診科常規(guī)開展的診療項目。Lichtenstein等[11]對比納入40例心源性肺水腫患者、26例慢性阻塞性肺疾病伴呼吸困難患者，以及80例健康正常對照組患者進行HHE肺部B線評估，結果發(fā)現(xiàn)肺水腫患者均可見彌漫的B線，而92%的慢性阻塞性肺疾病患者和98.7%的對照組患者均未見B線。B線用于鑒別心源性與肺源性呼吸困難的敏感性為100%，特異性為92%。后續(xù)相關研究也得到了類似結果[12-13]。

HHE能幫助快速識別危及生命的心血管危急癥。例如在新冠肺炎流行期間，有個案[14]報道在突發(fā)呼吸困難的患者中，使用HHE快速識別右心室心尖血栓、肺栓塞征象，患者經(jīng)溶栓后癥狀得到改善。另有突發(fā)胸痛、休克急診入院患者，臨床醫(yī)師根據(jù)癥狀及心電圖診斷急性心肌梗死，但HHE檢查發(fā)現(xiàn)心包血腫及IVC增寬，考慮心臟壓塞，立即送往手術室證實為室壁破裂，并行修補術，為挽救生命爭取了時間[15]。

在疑似ST段抬高型心肌梗死的急診就診患者中，發(fā)現(xiàn)HHE檢出室壁節(jié)段運動異常的患者，與無該異常的患者比較，住院期間接受冠狀動脈造影術的可能性更大（96%?vs?75%，P<0.01）；且從HHE檢查開始至介入手術開始之間的時間間隔較短[（58±32）min vs?（218±388）min，P=0.06][16]。但亦有研究[17]指出HHE檢查發(fā)現(xiàn)節(jié)段性室壁運動異常并不能對后續(xù)臨床決策產(chǎn)生重大影響，因為急性心肌梗死的診斷主要依靠病史、心電圖和實驗室檢查，單純依賴新發(fā)室壁節(jié)段運動異常診斷急性心肌梗死的敏感性和特異性均不理想。未來在危急重癥患者中使用HHE識別節(jié)段性室壁運動異常、腱索斷裂、室壁破裂、心臟壓塞、主動脈夾層等征象輔助臨床決策值得進一步探索。

1.3??心臟專科門診

現(xiàn)階段，中國心臟?？漆t(yī)師門診時常依靠病史、體格檢查對心血管疾病作出初步判斷，絕大多數(shù)患者仍需等待sTTE、心電圖等檢查后才能被確診，中間等待時間長短不定。在此場景中應用HHE可輔助心臟科醫(yī)師快速診斷，且可降低sTTE轉診率。如在Galderisi等[18]的研究中，經(jīng)培訓后的醫(yī)師對心臟科門診患者（n=304）先后進行查體及HHE檢查，通過查體僅有38.2%的患者檢出心臟異常，而查體結合HHE檢查將心臟異常檢出率提升至69.7%（P<0.0001）。另一項研究在189例門診患者中發(fā)現(xiàn)，醫(yī)師經(jīng)查體后推薦95例患者行sTTE檢查，但HHE初篩后發(fā)現(xiàn)其中的58例不需進一步行sTTE，但在剩余94例查體后認為不需要行sTTE檢查的患者中則發(fā)現(xiàn)27例存在心臟結構功能異常需行sTTE檢查。最終，經(jīng)HHE檢查后推薦sTTE檢查的患者僅64例。此過程中人均HHE檢查耗時僅需（180±86）s[19]。

慢性心力衰竭（心衰）患者需定期門診隨訪，除了指南指導的抗心衰藥物調(diào)整，此過程中進行容量狀態(tài)評估和相應的利尿劑方案調(diào)整也是預防心衰加重再入院的重要手段。一項研究對心臟?？崎T診就診的心衰患者利用HHE行IVC評價，心臟科醫(yī)生在不知曉IVC結果的情況下對利尿劑方案進行調(diào)整。結果發(fā)現(xiàn)16%的患者被臨床評估為容量正常且未被調(diào)整利尿劑，但實際上有IVC增寬或呼吸塌陷率≤50%，而有8%的患者被臨床評估為容量負荷過重而調(diào)增了利尿劑，而實際上IVC正常[20]。由此可見，HHE指導心衰利尿方案調(diào)整具有很高的應用前景。LUS-HF研究[21]進行了探索，將慢性心衰門診患者隨機分為HHE指導組（n=61）和常規(guī)診療組（n=62），兩組分別依據(jù)肺部B線和常規(guī)臨床評估容量指導利尿劑調(diào)整，隨訪180?d發(fā)現(xiàn)HHE指導組襻利尿劑使用者更多（91% vs?75%，P=0.02），心衰再入院/死亡風險也顯著低于常規(guī)診療組（HR=0.518，95%?CI?0.268～0.998，P=0.049）。門診HHE評估的容量狀態(tài)，也被認為是心衰患者再入院風險預測指標。Gustafsson等[22]利用HHE評估門診心衰患者的B線，發(fā)現(xiàn)肺部有淤血征象（B線≥3條）的患者較沒有淤血征象（B線＜3條）的患者發(fā)生全因死亡或再入院的風險更高。

可見在門診診療中增加HHE的使用，不僅可以提高心血管疾病初步診斷準確性，還能提高慢病管理有效性。有望減少不必要的檢查，縮短患者就診時間，甚至減少心衰再入院醫(yī)療支出。但現(xiàn)階段，門診醫(yī)師人均配備HHE顯然是不現(xiàn)實的，具備成本效益的HHE輔助門診診療新模式值得進一步探索。

1.4??心臟?？撇》?/p>

sTTE是心臟科病房評估心臟結構及功能的常規(guī)檢查，且在病情變化時可幫助病因分析。但sTTE檢查需將患者轉運至檢查室，對于不宜轉運的患者，常用床旁可移動式超聲心動圖儀，均需等待時間。HHE在這些場景中，是理想的sTTE替代手段。一項研究[23]納入119例在心臟科住院的患者，臨床醫(yī)師根據(jù)病史、體格檢查及sTTE之外的檢查結果做出初步診斷，隨后對患者行HHE檢查，結果發(fā)現(xiàn)平均僅需4.4?min，16%的患者初步診斷被修訂，10%的患者有新增診斷。相似地，HHE可作為心臟科醫(yī)師床旁會診的輔助工具，相較于單用床旁評估、心電圖或胸部X線檢查結果進行診斷，結合HHE后，48.1%的患者的初始診斷被修訂，僅有28%的患者需行sTTE檢查，20.8%的患者轉入心臟科病房治療[24]。

近年，HHE更用于指導心衰患者住院期間去淤血治療和療效評價，肺水B線和IVC是評價的重要指標。CAVAL-US研究[25]納入58例急性心衰患者在入院24?h內(nèi)隨機分為HHE指導治療組和常規(guī)治療組，前者根據(jù)B線和IVC結果分為3個淤血等級，不同等級采用不同強度利尿方案，而常規(guī)治療組根據(jù)臨床經(jīng)驗進行利尿治療。結果發(fā)現(xiàn)出院時仍有B線增多或IVC增寬的患者比例，在HHE指導治療組遠低于常規(guī)治療組（13.3% vs?66.6%，P<0.001）。前者90?d內(nèi)再入院或死亡患者比例也低于后者（13.3% vs 36.7%，P=0.038）。

出院時HHE評估肺部B線也能預測出院后不良事件風險。在納入136例心衰住院患者的研究中，出院當天行HHE肺部B線檢查，發(fā)現(xiàn)出院時B線＜10條的患者出院后3月生存率更高（P＜0.001）[26]。Gargani等[27]納入100例心衰住院患者，發(fā)現(xiàn)出院前B線>15條是6個月內(nèi)心血管不良事件的獨立預測因子。HHE還能識別亞臨床淤血（即無淤血癥狀和體征，但HHE檢出B線陽性或IVC增寬）。Kang等[28]發(fā)現(xiàn)在出院時臨床醫(yī)師評估容量狀態(tài)為“干”的患者中，仍有30.9%患者B線陽性。隨訪90?d發(fā)現(xiàn)淤血癥狀體征和B線均陰性的患者90?d內(nèi)再入院或死亡風險最低，低于僅有淤血癥狀體征或僅有肺部B線陽性患者。

1.5??介入手術室

血管穿刺是心血管介入手術常規(guī)操作步驟，超聲引導下動靜脈穿刺能提高穿刺成功率，降低并發(fā)癥風險。但受限于超聲儀器設備的可及性，心血管介入手術仍主要依靠體表標志的盲法穿刺，HHE的引入將有望改變這一現(xiàn)狀。ACCESS研究[29]是一項利用HHE引導腋靜脈穿刺建立通路輔助植入式心臟電子設備植入的隨機對照研究，與標準頭靜脈切開建立通路（n=99）比較，該新型血管入路（n=101）電極放置成功率更高（99.0%?vs?86.9%，P=0.001），血管通路建立時間（3.4?min vs?10.6?min，P<0.001）和手術總耗時更短（33.8?min vs?47.9?min，P<0.001），但是二者手術并發(fā)癥發(fā)生率無差異。此外，sTTE幫助術者在術中、術后及時檢出手術并發(fā)癥，以便快速處置，在此場景下，HHE也是很好的替代檢查。有研究在射頻消融術開始及結束時，分別對患者進行sTTE和HHE檢查，結果發(fā)現(xiàn)HHE的設備啟動和評估時間明顯短于sTTE（P均<0.05）。且兩種方法在心臟結構和功能診斷方面有顯著的一致性（手術開始時輕度主動脈瓣反流的一致性為95%，中重度主動脈瓣反流為99%，輕度二尖瓣反流為93%，中重度二尖瓣反流為95%，心包積液與左心室血栓均為100%）[30]。

2 ?心血管疾病篩查

在社區(qū)高危人群中篩查心臟結構功能異常是心血管疾病防治的重要環(huán)節(jié)，具有很高的衛(wèi)生經(jīng)濟學價值。Wong等[31]在1?529例高血壓患者中利用HHE進行胸主動脈瘤篩查，結果發(fā)現(xiàn)胸主動脈瘤檢出率為7.5%。對38例檢出陽性患者進一步行CT檢查，發(fā)現(xiàn)HHE診斷胸主動脈瘤的真陽性率為92.1%，假陽性率為7.9%。但該研究未對HHE檢出陰性患者進一步行影像檢查，因此該篩查方式的假陰性率未知。此外，在先天性心臟病、風濕性心臟病高發(fā)地區(qū)進行HHE篩查，也有助于提高疾病檢出率。但心臟瓣膜病、復雜先天性心臟病的檢出難度高于房室擴大、LVSD這類較易識別的結構功能異常，HHE的檢出準確性如何，不少研究也進行了探索。Riley等[32]對比HHE和sTTE診斷兒童左心發(fā)育不全綜合征一致性，證實HHE對右心室收縮功能定性和三尖瓣反流嚴重程度的評估與sTTE一致性較好（一致性相關系數(shù)分別為0.80和0.74，P<0.001），診斷右心室收縮功能下降的敏感性和特異性分別為100%和92%，診斷中度或重度三尖瓣反流的敏感性和特異性分別為94%和88%。Francis等[33]對2?573例青少年進行風濕性心臟病篩查，風濕性心臟病檢出率為5.52%。與sTTE相比，HHE診斷風濕性心臟病的敏感性為70.4%，特異性為78.1%。因此HHE可考慮作為一種便攜、經(jīng)濟的快速篩查心血管疾病的工具，對于合理醫(yī)療資源的分配具有潛在意義。

3 ?非超聲?？漆t(yī)師的HHE培訓

sTTE診斷準確性依賴于專業(yè)技術人員的專業(yè)水平，HHE雖然解決了設備的可及性、便攜性問題，但對操作人員的高要求似乎也限制其在不同臨床場景的應用。尤其是sTTE技師專業(yè)培訓指南要求最低6個月臨床實習期、檢查至少400例患者，這對有HHE使用需求的非專科醫(yī)師來講，顯然是不現(xiàn)實的。已有不少研究證實，非超聲?？漆t(yī)師經(jīng)短期培訓后即會使用HHE測量腔室和大血管內(nèi)徑、檢出左室收縮功能減低、瓣膜功能異常和心包積液等異常征象，足以滿足以上臨床場景中HHE使用需求。

在一項研究[34]中，兩名內(nèi)科醫(yī)師接受為期10周HHE培訓，結果發(fā)現(xiàn)隨著訓練時間增加（從第1周、第9周到第10周），他們和超聲心動圖專業(yè)技術人員相比，診斷心臟結構功能異常的一致性逐漸提高。在培訓結束時，他們診斷左心室擴張（70%，Kappa?0.52，P=0.01）、左心室收縮功能減退（80%，Kappa?0.65，P=0.004）、右心室擴張（90%，Kappa?0.71，P=0.002）、右心室收縮功能減退（100%，Kappa?1.00，P＜0.001）以及心包積液（100%，Kappa?1.00，P＜0.001）已具極高一致性。另一項研究對3名內(nèi)科住院醫(yī)師進行簡單的HHE培訓，包括心臟解剖、超聲心動圖原理、腔室大小和功能定性評價、如何使用二維和彩色多普勒技術系列講座。以及課后一對一指導圖像獲取和解讀，在指導老師監(jiān)督下完成15例針對主動脈瓣結構功能的HHE篩查。培訓結束后他們利用HHE共同完成200例新發(fā)現(xiàn)收縮期雜音患者的主動脈瓣狹窄篩查，與經(jīng)sTTE正規(guī)培訓后的心臟?？漆t(yī)師完成的sTTE檢查結果對比，簡單培訓后的內(nèi)科住院醫(yī)師利用HHE檢出主動脈瓣形態(tài)異常的敏感性為86%，特異性為62%，檢測中重度主動脈瓣狹窄的敏感性為90%[35]。在未來，如何建立非超聲?？漆t(yī)師快速掌握HHE技術的高效培訓體系值得探討。

4 ?HHE應用局限性及未來展望

HHE為滿足小巧、便攜的需求，搭載的超聲成像技術不如sTTE精準、全面，例如空間和時間分辨率更低，僅能滿足較明顯的心臟結構功能異常的快速評價，其采集的圖像不能滿足心肌應變等高級分析的需求。此外，絕大多數(shù)HHE設備不具備頻譜多普勒超聲技術，不能進行左心室舒張功能評價和瓣膜跨瓣壓力檢測，尚不足以診斷射血分數(shù)保留的心衰和評價瓣膜病嚴重程度[36]。此外，HHE設備圖像儲存空間有限，在需要進行大規(guī)模檢查以及線下分析時，可行性受限。最重要的是，雖然非超聲?？漆t(yī)師通過短期培訓能夠掌握HHE使用，留取較高圖像質量并對常見心臟結構功能異常進行判讀。但對于更為細節(jié)、復雜的異常判讀仍存在困難。而隨著互聯(lián)網(wǎng)、遠程醫(yī)療的發(fā)展，實現(xiàn)了HHE圖像遠程傳輸，由超聲專家對圖像進行判讀，也能彌補非超聲專科醫(yī)師對復雜圖像判讀能力差的不足[37-39]。

5 ?小結

HHE與sTTE相比，具有便攜、實時、可移動性強、價格低廉等優(yōu)勢。隨著技術進步，HHE已能準確地評價多種心臟結構功能異常以及容量狀態(tài)。多個研究證實HHE在不同醫(yī)療場景中能實現(xiàn)快速診斷、指導治療、評價療效及預測預后。雖然HHE尚有不能評價心室舒張功能、定量評價瓣膜狹窄等技術局限性，且診斷準確性依賴操作人員技術水平，但是將HHE植入各臨床場景中仍有望提高心血管疾病診斷及時性、準確性，并優(yōu)化診療流程，值得推廣應用。

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收稿日期：2023-10-18