The Application of Transesophageal Echocardiography in Cardiovascular Surgery<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

王伟鹏

中国医学科学院中国协和医科大学阜外心血病医院 麻醉科，北京 100730 Weipeng Wang
Department of Anesthesiology, Cardiovascular Institute and Fuwai Hospital, Beijing Union Medical University, Chinese Academy of Medical Sciences

                                                        　　ABSTRACT

        With the widespread use of transesophageal echocardiography (TEE) and the incorporation of color-flow imaging, intraoperative transesophageal echocardiography becomes a rouotine procedure gradually. Currently, TEE is an important perioperative diagnostic and monitoring technique. The  intraoperative TEE distributed in adult and congenital cardiovascular procedures. The reason for intraoperative are: ① to identify previours undetected, but clinically and surgically important lesions, ②to ensure the optimal result of cardiovascular surgical procedures, ③to minimize cardiovascular complications during cardiac surgery in high risk patients by monitoring wall motion, air bubbles, or antheromatous plaques in the aorta, and ④ to identify the responsible abnormalities when a patients condition becomes hemodynamically unstable in the operation room.
       Key words: Transesophageal Echocardiography, Monitoring, Cardiovascular Surgery

    一、概 述
　　1954年瑞典的Edler和Hertz第一次用超声记录到了心脏结构运动，特别是二尖瓣的活动^[1]。从那时起超声心动图技术迅速发展起来并应用于心血管疾病的诊断和治疗。然而M型超声由于应用线扫描原理，只能提供像“冰山”样的心脏结构。20世纪70年代中叶开发出了二维扇形扫描技术，能够实时显示心脏断面结构。这一时期，多普勒超声心动图用于临床，能够测量心脏内血流速度和压力变化，使超声心动图从形态学诊断扩大到血流动力学及心功能评估。上世纪80年代初期，利用多普勒原理研发了血流彩色呈像技术，可以显示心脏内的异常血流，进一步扩大了超声心动图的应用。
   (一) TEE既是超声心动图重要的进展，同时也是术中监测的发展
   1971年，Side和Gosling^[2]就尝试将连续多普勒探头镶嵌于胃窥镜的顶端，插入食管用以察胸主动脉的多普勒效应。1976年，Frazin等^[3]报道M型经食管超声心动图，从此产生了TEE概念。1977年Hisanaga等^[4]首先推出经食管二维超声心动图。1982年，Souquet和Hanrath等^[5]推出电子相控阵食管探头，他们将超声换能器安装在胃窥镜的顶端，使换能器能前后倾斜和左右位移，增加了可操作性和患者的舒适性，大大推动了TEE的临床应用。1987年彩色多普勒与高分辨率探头用于食道超声，拓宽了TEE应用范围^[6]。目前TEE探头在技术上已经与常规TTE探头完全同步，具备了M型、二维、脉冲和连续多普勒、彩色多普勒等基本功能; 且其它新的技术也应用在TEE探头上，如变频技术、二次谐波技术等，TEE探头也由单平面、双平面发展到今天的多平面探头，使其在技术上日趋成熟，目前在手术室内用于心内形态和心功能诊断及监测。

   （二）TEE的优点
   与经胸超声心动图(TTE)相比较，有以下优点：①TEE探头直接从与心脏比邻的食管内显示心脏结构, 超声束不经过胸廓，避开了胸廓或肺气干扰，适合于肥胖、肺气肿和胸廓畸形的患者；②探头频率(一般为5或7.5HMz)较TTE探头高(2.5至3.75HMz)，故其图像分辨率高于TTE; ③TEE从心脏后方显示心脏结构，可以显示TTE不能理想显示的部分结构，如: 降主动脉、成人房间隔等得以理想显示，提高了对主动脉夹层、成人房间隔缺损的诊断准确性; ④TEE探头与二尖瓣较近，且声束与过二尖瓣血流方向平行，在显示尖瓣结构及返流方面也明显优于TTE;⑤无创,与心血管造影等相比,其创伤小;⑥探头经食管置入，不影响无菌及外科操作，对手术野无任何影响，适用于手术中探侧。

 二、术中TEE的基本设备、操作概述
　　（一）基本设备
　　一台完整的配备了TEE的超声仪包括TEE探头（换能器）、主机（处理和显示图像）和图像记录系统。换能器是超声检查的关键部件，它通过特定的压电晶片将电信号换成超声信号发出，经过心脏反射回来，再转换成电信号。主机主要是控制发射超声频率和接收反射回来的超声信号，并备有强大计算机功能的图像处理系统，以灰阶图像或多普勒频谱等显示出来。
　　（二）探头种类
　　TEE探头主要有下列三种：
　　1. 单平面TEE探头：早期的TEE探头是单平面，频率多为5MHz或7.5MHz，长约27mm, 宽约13mm，厚约11mm，安装在直径约10mm的胃窥镜的前端。单平面TEE探头只能作水平扫描，不能完整显示心脏解剖结构。它有二个操作控制钮，用于控制换能器的前后倾斜和左右位移。
　　2. 双平面TEE探头：该探头由水平扫描和纵向扫描两组换能器上下排列组成，换能器由32或48晶体片组成，其中心点相距约1cm，由计算机控制两组晶体片交替互相垂直发射扫描，能显示两个切面，提高了TEE显示心脏解剖结构及其相互关系的能力。目前有单平面或双平面探头(6－7毫米)用于新生儿或婴幼儿。
　　3. 多平面探头：将单个传感器安装在旋转的装置上，进行0－180度旋转，旋转功能可以进行微调。操作者可以得到连续切面，从切面解剖信息构思其立体三维结构; 同时，多平面TEE也促进了动态三维超声心动图的迅速发展。
　　4. 三维重建专用探头：可平行扫描，其管体内装有横扫描换能器，可被计算机控制的微电机驱动，在探头管体内沿纵轴逐格后退，从而获得一系列平行的横切面，经计算机处理，可建立动态三维超声心动图，对心内结构复杂的心脏病的诊断和矫治有一定价值。<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

　　（三）超声心动图类型
　　1. M型超声心动图: M型是最早的超声心动图，用单晶体传感器，探测超声束经过心脏结构影像，在运动的光敏纸上显示出来。M型超声心动图由于产生图像快(1000幅/秒)，现在仍用于探查快速运动的结构，如瓣叶。但它探查范围较小。

　　2. 二维(2－D)超声心动图: 通过增加晶体数量，并按照一定规律排列可以获得2D影像。虽然二维技术图像产生速度较比M型慢(30帧/秒)，但它可较直观地显示解剖和病理标结构。二维影像以实时形式显示或记录在磁带或以数字形式储存起来。操作者可以通过调节声束位置及角度获得多平面的影像，揭示心脏，大血管内、外解剖及心功能变化。
　　3. 脉冲多普勒(PW Doppler):：虽然2D超声心动图可以显示心脏解剖结构，但是不能显示心内血流和容量。现代超声技术通过测量多普勒效应，可以在显示心内结构的同时探测血流速度影像。使用脉冲多普勒时，当在扇区内选定某一部位，超声机会自动转换并实时显示这一点的血流速度。
　　4. 连续多普勒(CW): 连续多普勒利用两组分离的晶体，一组连续发射声波，另一组接收声波。但极限脉冲频率使前次发出振荡在第二次发出前没有足够时间返回探头。结果，超声图像不能确定那一超声频率发生频移，从而不能定义运动目标的位置。但通过伯努力(Bernouli)方程推算出最大流速。于是，CV多普勒测量的流速较PW高，但它不能精确地推测某位置的流速。

五. 适应证、禁忌证、并发症、安全性
　　1. 适应证: 由于术中TEE的为心血管病外科术中提供上述重要临床价值，从广义上讲，它对任何心血管病手术都有价值。它可能在转机前修正术前诊断，从而改变术式，甚至取消不必要的手术。在术中它可用于监测心脏整体功能和节段性室壁运动，术后即刻可评价手术效果。因此，只要没有食管插管禁忌证的患者，术中TEE都有价值。可以这样理解，给术者术中用上TEE，就给患者增加了一份保险。目前术中对TEE应用较常见的已如前述，主要包括瓣膜成形术，人工瓣替换术，冠心病， 先心病及肥厚梗阻型心肌病等。
　　2. 禁忌证: 主要是与食管插管有关的禁忌证，又分绝对禁忌证和相对禁忌证。前者包括吞咽困难、食管肿瘤、撕裂和穿孔、食管憩室、活动性上消化道出血、食管手术后不久等。相对禁忌证包括食管静脉曲张、严重的颈椎病变等。后者在考虑术中TEE监测时一定要权衡利弊，慎重为好。
　　3. 并发症: 虽然TEE属于侵入性检查，但大量的临床应用证实是相当安全的。美国Mayo Clinic六年中7134例术中TEE结果^[16]显示并发症发生率为2.8%，主要包括一过性的高血压或低血压、一过性的心律失常如室性早搏，短阵室 上速等，但也有食管穿孔，甚至死亡的报道。故操作者一定要随时牢记可能发生的并发症，并且有必要的抢救措施。
　　术中TEE在手术室进行，有较完备的处理各种以外事故的设施和技术力量，故较在超声检查室中安全，但也一定要注意尽可能减少不必要的并发症发生，尤其是与探头插管有关的并发症。
　　总之，TEE在心血管手术围术期有极其重要的作用：对怀疑有主动脉损伤或夹层对危重患者，TEE以其快速，灵敏度和特异性高，便宜而得以广泛应用；对冠状动脉旁路移植术、心脏瓣膜手术及先心病等手术可核实、补充诊断并在手术后即刻评价手术效果和发现残余畸形上，对制定和修改手术方式和减少再次手术机率，减少并发症，提高治疗质量有重要意义; 对术后血流动力学不稳定或并发症患者TEE能够快速、准确地探明病因，指导治疗，对患者转归和挽救生命有潜在积极的影响。虽然有些人会认为许多患者可以不用TEE完成心血管手术，但没有人能否认TEE给予大量患者及医护人员的收益。综上所述，TEE将来可能会象心电图等一样，成为心血管手术等标准监测。