翻译、编辑：蔡学英
摘要：体外膜肺氧合(ECMO)为心力衰竭和/或呼吸衰竭患者提供先进的心肺生命支持。超声心动图在ECMO启动之前提供基本的诊断和解剖信息，允许安全有效的ECMO插管定位，指导流量优化，提供快速故障排除和患者评估方式，并促进最终ECMO撤机决策。目前这种临床背景下的超声心动图评估指南仍缺乏。在这篇综述中，我们概述了涉及这些患者的超声心动图，重点是经食管超声心动图(TEE)，同时关注新的插管和复杂的插管技术，特别是双腔插管的选择。
关键词：双腔插管、超声心动图、VA-ECMO, VV-ECMO
背景
ECMO越来越多地用于各种适应症，随着采用新配置策略和插管设计其临床应用也逐渐扩大。目前还缺乏这种临床背景下关于超声心动图评估的指南。我们回顾了现有文献，通过重点讨论（1）ECMO启动前评估、（2）插管和启动ECMO、（3）故障排除和ECMO紧急情况、（4）撤机和恢复评估，以促进未来指南和标准的发展。
VV-ECMO
VV-ECMO通过连接到膜氧合器的静脉插管将血引出，血液被氧合、CO2 被去除后血液通过静脉回流套管返回患者体内。因此，VV-ECMO的主要适应症是为严重呼吸衰竭的患者提供一个体外“肺”。由于血液通过静脉插管（至右心房 (RA) 或腔静脉）返回右心，因此患者的心脏必须能够提供肺循环和体循环所需的心输出量。虽然传统的 VV-ECMO不提供任何直接的心脏支持，在实践中，严重呼吸衰竭患者的氧合和 CO2 清除对右心室 (RV) 有益。VV-ECMO 通过降低肺动脉 (PA) 压力、改善心脏指数、降低中心静脉压和减少通气设置来降低患者右心室衰竭的发病率。肺保护性通气策略的普遍采用降低了呼吸衰竭患者右心室功能障碍的患病率，使用 VV-ECMO 纠正酸中毒和缺氧可以进一步改善 RV 功能，同时降低气道峰值压力。VV-ECMO 期间超声心动图评估的重点注意事项总结见表1。
VV-ECMO：ECMO启动前初始超声心动图评估
我们提倡在没有TEE禁忌且时机和患者临床状况允许的情况下，对所有被认为适合ECMO插管的患者进行全面的超声心动图检查。全面的 TEE 检查超出了本文范围，读者可参考美国超声心动图协会指南。或者，经胸超声心动图(TTE)也为临床医生提供大量有用的信息，可以轻松评估RV，是非侵入性的，并且通常在床边更快速地可用。大部分 ECMO 前评估特别适用于 TTE，尤其是心尖成像以评估 LV 或 RV 血栓以及测量心脏底部的结构，例如LA或RA。与TTE相比，TEE具有许多优势，特别是在瓣膜结构和功能的评估、导线和插管的成像以及提供一致的成像窗口方面，而不管患者的身体因素或最近的胸骨切开术可能会限制TTE视图获取。虽然我们将在本综述中主要提及TEE，但对于本文的大部分讨论，类似的TTE观点是可用的，并且可能提供有用的信息。
呼吸衰竭的下游后果在TEE上很明显，对右心的全面评估至关重要。要寻找的主要发现包括右心房(RA)或RV扩张、三尖瓣(TV)瓣环扩张、三尖瓣反流(TR)的存在和严重程度、室间隔变平（仔细注意心脏周期中其占主导地位的阶段），偏心率指数大于1，或 McConnell 征（右室基底部和中部严重运动功能减退，心尖不受影响）。值得注意的是，在开始VV-ECMO之前评估TV特别重要。一旦建立了ECMO流量，由于血液从 RA 流出和重新注入RA，对TR的准确评估就会受到抑制。RV功能的半定量测量包括三尖瓣环平面收缩偏移 (TAPSE)、三尖瓣环收缩期峰值速度(S')和面积变化分数 (FAC)。由于RV的复杂几何形状，对大小和功能的 3D 评估可能在未来证明是有价值的，但目前它们在这方面的效用仍不清楚。3D评估可以区分RV纵向运动（向心尖缩短三尖瓣环的纵轴）、径向运动（RV游离壁向内运动）和前后运动（LV心肌周向变形牵引RV游离壁）。虽然RV的纵向和前后运动是RV性能的最突出贡献者，但径向运动贡献随年龄而增加。FAC，特别是从3D数据集派生时，可能比主观的RV功能视觉估计或 TAPSE 测量提供更多有用的信息。
医生的一个关键点是了解RV的几何和机械复杂性，并认识到用于评估RV功能的常见指标的潜在局限性，这些指标仅限于单个平面（例如TAPSE）。肺动脉压升高可以通过简化的伯努利方程和TR射流峰值速度来估计。PA加速时间短于100 ms和双相波形也可以表明肺压升高(即使在没有TR的情况)。至关重要的是，在急性RV衰竭的情况下，RV功率输出下降并且可能几乎无法克服肺脉管系统增加的后负荷。因此，RV 收缩压 (RVSP)可能较低，但现在反映的是心力衰竭，而不是“正常”肺压。进行检查的医生必须在诊断报告中清楚地传达这一点，因为如果没有在适当的上下文中明确评估RV功能，粗略地看一下自动生成的RVSP 数字可能会提供一种错误的安全感。此外，新方法旨在评估 RV和 PA之间的耦合，从而将 RV的功能与腔室面临的后负荷联系起来。RV-PA 耦合可以使用心脏磁共振 (CMR) 成像预测肺动脉高压 (pHTN)患者的 RV 衰竭。3D超声心动图得出的每搏输出量与收缩末期容积比（测量RV PA耦合）可预测儿科pHTN的不良结果，并与游离壁RV纵向应变相关。重要的是，3D超声心动图与CMR相关性很好，可能为在ECMO人群中评估这一新指标提供了一种替代方法。
建立TR和房间隔(IAS)的基线评估可以作为未来撤机和监测VV ECMO的参考。评估IAS和卵圆孔未闭 (PFO)或房间隔缺损(ASD)的存在有时至关重要，尤其是在ECMO开始或撤机期间。由于RA以相对较高的速度从VV-ECMO回路接收血液，因此在存在PFO的情况下可能会发生右向左分流。此外，具有明显分流的PFO可能会导致撤离时持续缺氧。应注意胚胎结构的其他解剖变异。扩张的冠状窦（> 1.5 cm）需要谨慎和密切评估是否存在持续的左上腔静脉（SVC）。偶然对扩张的冠状窦进行插管可能导致穿孔、破裂、心包积液和血流动力学损害。如果较新的双腔插管被意外放置在冠状窦口内，人们可能会注意到引流良好，但下腔静脉引流不良导致静脉充血。在存在持续性左SVC的情况下使用Protek Duo等支持装置对冠状窦进行插管可能会导致ECMO回路的流出物通过冠状窦再循环进入左SVC并进入左上肢的静脉循环。
预先存在的起搏器导线、中心静脉导管、外周插入的中心导管和pa导管也会阻碍导丝的识别和静脉插管的插入和定位。
VV-ECMO：指导插管和启动ECMO
如上所述，导丝确认通常是静脉插管过程的第一步，TEE 可以显示腔静脉和RA内的导丝。检查者应仔细评估导丝的存在和位置，特别是当存在额外的导管和导丝时。操作人员应等待检查者明确确认，然后再继续操作，因为将预先存在的心内装置导线误认为导丝可能会导致灾难性并发症。
对于两个单独的单腔插管，超声心动图医师必须确认两条不同的静脉导丝，因为导丝会产生许多强烈的超声心动图伪影。反射伪影会使超声心动图对深度较大的导线识别变得更加困难，并可能在腔室内出现重复的导管或导线。镜像和折射伪影可能导致两个单独的导丝的假阳性识别。通过调整感兴趣区域的焦点区域以提高横向分辨率，可以避免光束宽度伪影。使用 3D 矩阵阵列TEE探头可以提供同时双平面成像（也称为x平面），这在这些情况下可能是有益的。图 1A 说明了具有代表性的传统双套管ECMO（Vf-Vj-ECMO）。图 1B 描绘了传统的股骨通路双腔插管 [(ca)Vf-V-ECMO]。TEE 的可用性和将不稳定患者运送到透视室的能力可能会限制这些方式在急性环境中的应用。然而，床边TTE已被证明在放置VA和VV插管方面与透视引导相当，如果TEE和透视都没有现成的，则可能是一个很好的选择。
与传统 VV-ECMO 相比，Avalon Elite 或 Crescent MC3 和 ProtekDuo Dual Lumen Cannula 等双腔插管具有许多潜在优势，包括：单点经皮插入，典型的右颈内静脉置管可避免股静脉置管，并减少再循环的发生率。由于避免了股静脉插管，患者的活动能力、行走能力和参与物理治疗的能力得到改善。重要的是，ECMO不是一种治愈性疗法，而是为纠正潜在的病理生理障碍争取时间。因此，改善患者活动的插管策略可能会导致更快的恢复和ECMO 撤机。
TEE 提供了一种理想的成像方式来指导这些单插入部位、双腔插管的放置。双腔插管和超声心动图评估的总结见表2。
图2提供了Avalon Elite（图 2A）、Crescent（图2B）和 Protek Duo RD（图2C）的图像，详细插图描绘了流入和流出端口。 Avalon Elite是一种13至31Fr双腔插管，通过右颈内静脉引入，插管尖端位于下腔静脉(IVC)。Crescent MC3 是一种24至32Fr双腔插管，定位和使用方法与Avalon Elite相同。两种插管之间的差异包括法国直径，其中Avalon Elite包括尺寸13Fr、16Fr、19Fr、20Fr、23Fr、27Fr 和 31Fr，而 CrescentMC3 包括尺寸24Fr、26Fr、28Fr、30Fr 和32Fr。随着内腔直径的增加，可以实现更高的流速，而不会急剧增加压力梯度。应为每位患者单独选择适当尺寸的套管。
血管异常，例如颈静脉狭窄或血栓的存在可能会妨碍血管通路。或者，已经报道了将这些双腔插管放置在左颈内静脉和左锁骨下静脉中。对于左侧插管，导丝和插管与心内装置引线（如果存在）之间可能存在显著的相互作用。
使用床边TEE，可以将双腔插管放置在重症监护室中进行，避免将呼吸窘迫的不稳定患者运送到透视检查的手术室。超声心动图还允许可视化插管流出端口及其与透视下不可见的关键软组织结构如三尖瓣小叶、IAS等。此外，可以评估套管流出口的定位和方向，以确保适当的套管位置。最后，并发症可以更快地检测到，因为超声心动图可以识别心包积液或心内结构损伤，而透视不能。在一项小型研究中，发现TEE在定位Avalon Elite套管方面优于透视。必须注意确保流出口的正确方向，不正确的定位（例如，流向IAS或流入肝静脉）可能导致压力警报、结构损坏或穿孔、肝充血或再循环。使用2D、3D和彩色血流多普勒，超声心动图仪可以识别这些双腔插管的不同成分。该套管有远端流入口，设计用于IVC引流，近端流入口用于SVC引流。流出口位于插管的中心位置，并应定位为直接将流出口穿过TV。与两个单独的流入和流出套管相比，这些双腔套管的端口间距是为了减少再循环的发生率。食管中段改良双腔视图允许 SVC、IVC、RA、左心房 (LA)、IAS 和 TV 的可视化，并且适用于适当的定位这些双腔插管。图 3 展示了用于 VV-ECMO 的 IJ 方法双腔插管的放置，带有解剖图（图 3A）、理想化的TEE图像图（图 3B）和描绘带颜色的新月形双腔插管的实际TEE静止帧多普勒血流指向三尖瓣环（图 3C）。图4展示了带有用于SVC和IVC引流端口、灌注口（在RA内）和导管尖端的不透射线标记的Crescent插管的放射影像学外观，并且导管尖端易于观察。
ProtekDuo也通过右颈内静脉插入，然而，与Avalon Elite不同的是，VV ECMO回路的流出通过远端端口（通常在主PA内）输送，静脉流入在近端引流（理想情况下在上腔静脉交界处）。2D 超声心动图可以指导ProtekDuo的放置，类似于定位PA导管，因为ProtekDuo从右颈内静脉穿过SVC进入 RA，穿过TV，通过RV和肺动脉瓣进入主PA。食管中段改良双腔视图可以显示导线和随后的套管穿过TV，并转移到食管中段RV流入-流出视图可以对整个ProtekDuo套管进行成像。彩色多普勒应确认腔房交界处近端的套管流入端口和 PA中的流出端口。与 Avalon Elite的血液完全被氧合、清除二氧化碳并输送回RA不同，Protek Duo可以通过支持心输出量并从RA输送血液、给它充氧并输送它来帮助衰竭的右心室直接进入PA。这些功能模糊了VV ECMO 和RV辅助装置 (RVAD)之间的界限。图5展示了Protek Duo套管的解剖定位（图 5A）、展示最终定位的理想TEE视图（图 5B）和TEE静止框架演示主PA内 Protek Duo的彩色血流多普勒流出（图 5C）。
一旦插管被适当定位，TEE在启动VV-ECMO和建立流量期间提供出色的监测。立即重新评估应包括重新评估双心室和双心房的大小和功能，重新评估先前存在的病理学，监测套管位置的稳定性，筛查新的心包或胸腔积液，以及评估心室内容量状态。在 TEE 的直接可视化下，可以通过评估RA和RV大小、RV功能以及TR的恶化或改善来调整VV-ECMO流量。
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