心脏移植术后影像评估

一、多普勒超声心动图在移植心脏中的应用

经胸超声心动图是评价心脏移植的最常用、最无创的检查工具，能够从多方面提供移植心脏结构、功能的丰富信息。超声心动图检查很方便在床旁进行，并可以重复多次而不会对病人造成任何损伤。除了采用常规多普勒超声检查外，还可以应用其他新的超声技术进行评估。负荷超声心动图检查可以精确判断心脏移植血管病变，已在临床上用于预测冠状动脉病变发生的可能性。常规负荷超声还可以为何时采用侵入方法、是否需要侵入检查等提供指导意见。另外，经胸超声还可以在进行心肌活检时实时监测导管位置，床旁负荷超声心动图检查在脑死亡患者中选择合适心脏供体方面发挥的价值更大（表10-2-1）。

表10-2-1　评估常规多普勒超声心动图在诊断AAR的准确性

(续　表)

IVRT = isovolumic relaxation time，MPI = Myocardial performance index，PE = pericardial effusion，PHT = Mitral pressure half-time，SFFV = inferior vena caval systolic forward flow velocity.
Mondillo et al.Cardiovascular Ultrasound 2008 6：2　 doi：10.1186/1476-7120-6-2

二、左、右心房超声心动图表现

心脏移植术常采用标准外科术式（双心房术式）：将供体心房与受体心房组织的残缘做吻合，因此受体心脏的的形态具有特征性：心房是增大的，表现为长轴方向上增加，有时在双心房中部看到回声增强的脊状物（四腔切面时很容易观察到），该位置恰好是受体心房组织的残缘与供体心房相互吻合的部位（图10-2-1，图10-2-2）。该外科手术方法会引发血流动力学异常，特别是异常的左心室充盈方式和在扩大的心房腔内形成的血流缓慢、淤滞而引起的血栓形成倾向。因此不难预料，移植术后超声心动图测量的左心房面积与存活率呈负相关。近10年引进的的双腔静脉外科技术，就是尽可能保证心房形态、保持右心房的完整性以保护窦房结功能及正常的血流动力学特点，降低心房血栓的发生率及三尖瓣反流的发生率。

图10-2-1　心包图
左上图显示的是心包面（额面观）：标准外科术式要保留的两侧心房的边缘，心房间脊出现与供体及受体残余组织余留多少有关（见箭头）。右上图心包观（额面观）显示双腔静脉外科技术将双心房的边切除，房间脊出现仅与受体间隔多余出来的组织有关（见箭头）

三、左心室功能评估

（一）左心室收缩功能

心脏移植完成后，通过M型测的左心室（LV）缩短分数或2D测得的射血分数（EF）正常与否会直接对症状和预后产生影响。出现AAR时，收缩功能很少受到影响，但早期缩短分数的变化会预测随后可能出现的心脏移植血管病变（CAV）。移植后晚发的左心室收缩功能不全常常是受CAV的影响，预后差。值得注意的是，脉冲组织多普勒记录的心肌收缩速度（Sm）＜10cm/s，移植后出现CAV的可能性约97.2%，Sm＞11cm/s的话可以除外CAV的概率约90.2%。另有报道，超声应变及应变率成像能敏感地检测局部收缩功能的异常，并且能十分敏感地检测出由移植排斥反应所诱发的心肌变形异常，该技术可能会成为心脏移植患者急性排斥反应监测和诊断的临床指标。

（二）左心室舒张功能

尽管AAR最终常表现为左心室限制性充盈障碍，但最近的文献并不支持用多普勒测得的左心室舒张功能作为ARR的指标，常规多普勒检查具有很好的特异性但敏感性不够，主要是由于早期心室充盈受心房收缩时相的影响以及窦性心动过速时E、A峰总是重叠在一起难以区分。采用双腔静脉外科手术心房形态得以保留，能够维持正常充盈的血流动力学方式。已证实HT患者，心肌速度相对不受负荷状态的影响，因此组织多普勒可以评价AAR时左心室舒张特性。Dandel等人认为，应用组织多普勒测得的心肌早期舒张速度（Em）在判断ARR和CAV病变时其阴性及阳性预测值很高（分别为92%，96%），完全可以进行无创性检测，避免EMBs。国外在对50例HT患者研究中，同时采用右心导管和多普勒超声心动图（包括对二尖瓣环采用组织多普勒超声技术）进行评估，平均肺楔压与二尖瓣E/Em呈很好的相关性 ［r = 0.80；wedge pressure = 2.6+ 1.46（E/Em）］ （图10-2-3），该参数已在临床实践得以证实，图10-2-4显示移植患者E/Em轻微异常（=9）（正常截止点＜8）。

图10-2-2　心尖四腔切面观表现为移植心脏左心房扩大、缝合点

四、心肌性能（IMP）参数

IMP是反应左心室收缩及舒张功能的指标（IMP＝IVRT+ICT/LVET， IVRT＝ 等容舒张时间，ICT=等容收缩时间，LVET=左心室射血时间），能够提供左心室整体功能信息。AAR的患儿中已经证实IMP能够敏感的反应早期出现的心功能改变。另外的研究提出IMP不受EF基值和ARR后EF变化影响。因此，IMP是评价ARR治疗效果的一个很有用的、非侵入性的指标。但是，其他研究中，比较了存在排斥反应和没有排斥反应时多普勒间期改变，结果显示AAR时IVRT延长、ICT缩短，但IMP没有改变。可能与AAR时IVRT缩短恰好与ICT延长相互抵消导致IMP没有改变有关。

图10-2-3　平均肺动脉楔压与二尖瓣E/Em相关性
上方左右两幅图表示HT患者肺毛细血管楔压（PCWP）与二尖瓣E/Em平均值之间曲线图及二者之间相关性；下方显示有创方法测得的右心房压（RAP）和三尖瓣E/Em两者之间的相关性（mod from Sudereswaran et al，Am J Cardiol 1998）

图10-2-4　多普勒超声
左图记录二尖瓣血流频谱；右图示组织多普勒二尖瓣环侧壁，比率＝9

五、左心室质量

HT后，连续进行超声心动图检查，发现室壁厚度和左心室质量明显增加，左心室肥厚可能有多种原因（反复出现的排斥反应、高血压、免疫抑制药使用、长期心动过速和神经体液分泌）引起，其进展主要与环孢霉素A水平和血压水平有关。值得注意的是HT移植后1年死亡率与严重LV肥厚相关。

六、三尖瓣反流

与左侧瓣膜相比较而言，三尖瓣在HT后更容易出现反流，由多种病因引发，移植后较早出现的话，可能与受体肺动脉压和血管阻力升高有关，也与动脉结构和功能改变有关（在接受标准原位心脏移植外科手术方法）。大多数病例，三尖瓣反流出现在移植术后1个月内，与肺动脉压密切相关。三尖瓣反流也与反复EMBs导致的腱索损伤有关。活检引起的损伤包括连枷样三尖瓣叶、严重的偏心性三尖瓣反流。活检次数和严重三尖瓣反流直接相关，活检＜31次，导致严重三尖瓣反流风险明显减少。不管何种病因引发长期三尖瓣反流，都与症状性右心（RV）衰竭、肾功能受损和死亡率增加有关。

七、右　心　室

由于三尖瓣反流的高发生率，有必要对接受HT患者进行RV收缩功能评估，尽管大多数病例在接受HT 1周后早期存在的RV扩张和出现相应的血流动力学变化会逐渐得到改善，RV衰竭依然是住院患者死亡的病因之一。RV功能不全的患者发现与血浆中B型尿钠肽有关。另外，既使RV收缩功能显示正常，轻微的RV功能不全通过RV脉冲组织多普勒技术被检测到。小儿HT患者，三尖瓣环侧壁组织多普勒速度Sm较对侧减低，而且在一定时间内表现为更进一步下降。Suderaswaran等人报道，与LV充盈压相似，HT后平均右心房压与三尖瓣流入变量之间呈弱相关，但与三尖瓣 E/Em ［r ＝0.79；n＝38；right atrial pressure＝ 1.76（E/Em）-3.7］显著相关（18）（图10-2-3）。从这点上看，三尖瓣环侧脉冲组织多普勒可以用于移植患者随访。

八、心 包 积 液

中至大量心包积液通常在HT后早期出现，多见于受体和供体心脏不匹配，出现AAR或某些免疫抑制药使用。由于AAR的诊断困难（敏感性49%，特异性74%），对于经常使用免疫抑制药的患者来说，感染常被考虑为心包积液的病因，为了避免出现心包填塞，常需要密切的超声心动图随访，但是心包积液与不利的临床转归之间并无关联，而且积液会逐渐消失。如果大量的心包积液是缓慢发生的话，也只是引起轻微血流动力学异常。

九、超声新技术的应用价值

心肌彩色组织多普勒和应变率呈像技术（SRI）可以定量分析心肌室壁形变的能力，把真正有效的心肌收缩与被动的室壁运动区分开来，该技术已经在HT患者中得到初步应用。与正常人群比较，健康的HT患者整体心脏收缩功能正常，但局部收缩功能会出现变异，因此SRI可能对于检测AAR发生、减少EMBs次数是有帮助的，目前还需要进行大样本研究证实。

十、急性排斥反应

已经确认通过M型和2D超声心动图诊断AAR的优势，AAR时超声心动图的改变包括室壁厚度增加、室壁回声增强、心包积液、左心室舒张功能降低、左心室局部/整体收缩功能减低。表10-2-1总结了几大主要研究项目多普勒超声心动图的敏感性及特异性。总之，当没有出现关键的超声心动图参数异常时，发生AAR的可能性也相对较低，没有单一的参数可以精确判断AAR。有趣的是，Picano等人的研究指出：组织学已证实的排异反应在出现应急诱发的ECGST段压低期间，整体室壁运动是正常的，这与我们熟知的负荷超声微血管性心绞痛的反应方式类似，其特点为心外膜冠状动脉正常，冠状动脉血流储备（CFR）减少，AAR时会引发CRF剧烈、短暂的减少。尽管如此，多普勒超声心动图也不是常规用于诊断AAR的方法。当然随着新的高端超声技术的不断发展、经胸超声对CFR的检测应用，超声心动图在诊断AAR方面价值会不断改进，并会被临床越来越重视。

十一、心脏移植血管病变

由于HT患者长期存活率的改善，逐年升高的CAD逐渐被人认识，由于长期随访过程中CAV病变已成为致死的主要原因，因此诊断是非常重要的，多年来一直采用侵入性方法：冠状动脉造影和血管内超声（IVUS）——是临床实践中的常用的金标准。IVUS诊断快速进展的血管病变是指HT移植后1年内，冠状动脉内膜厚度增加≥0.5mm，——是预测全因死亡、心肌梗死和血管造影异常的强有力的指标。可是每年一次的冠状动脉造影尽管与IVUS一样可靠，但很难实施，需要结合供体的年龄、2D评估的静息状态下室壁运动积分和测定HT后EMBs测定抗纤维蛋白酶Ⅲ免疫荧光染色法来诊断CAV。由此不难看出，冠脉造影仅限用于存在高风险的人群中，不作为常规检测CAV。由于移植的心脏缺乏传入的交感神经支配，所以CAV患者的临床表现也不明显。而且运动后心脏的性能由于供体心脏在移植外科手术中去除了交感和副交感神经支配而受到影响。心室率异常反应包括静息时心动过速（由于副交感神经的去神经化）、轻至中等度运动出现缓慢的心率、高强度运动出现的快速心率反应、心室率恢复到基线水平所需时间延长。运动引起的心率变化和CAV病变的弥漫性特点使得ECG发现冠状动脉病变的敏感性受限。药物负荷超声心动图，作为患有冠状动脉疾病风险的预测工具，在接受HT的患者中应用是安全的，并能够耐受，可以使用各种负荷（腺苷、血管扩张药、冷加压实验），但多巴酚丁胺效果最好，主要是因为去神经支配的移植心脏增加了对心率改变刺激所引起的反应应答。

多巴酚丁胺负荷实验（DSE）能够有效的发挥监测患者发生CAV事件风险的作用。DSE结果正常预示着临床过程平稳、可以晚些开始介入性操作。其预测价值与IVUS和血管造影相当。DSE已经成为针对HT患者进行长期随访（4年）的工具。在多巴酚丁胺之后应用阿托品是有争议的，因为有证据显示，受体心脏是去神经支配的，是否存在副交感神经恢复支配的观点也有争论。可是近来的证据表明，HT后辅助运用阿托品有助于患者在负荷超声试验中心率达到最大预测心率的85%。而且，潘生丁负荷超声实验也有助于识别某些室壁运动发生改变需要密切监测或可能需要进行介入检查来评估的患者。尽管静息状态下和应用潘生丁后室壁运动状况可以预测心脏事件，但多中心分析显示只有潘生丁实验后室壁运动积分指数＞1才有意义。腺苷用于经胸超声评估移植受体心脏左冠状动脉前降支冠状动脉血流储备的研究（CFR），敏感性82%，特异性87%，对CAV探测的准确性85%（cut-off point value ≤ 2.7）。已经证明静息时舒张期血流速度减低（舒张期血流减速时间≤840ms时：敏感性=86%，特异性=75%，阳性预测值=33%，阴性预测值=97%，P=0.002）和CFR下降（cut-off point of CFR≤2.6，敏感性=91%，特异性=62%，阳性预测值=32%，阴性预测值=97%，P=0.001）二者可以预测与CAV病变相关的心脏事件。图10-2-5显示HT患者CFR异常。有趣的是，潘生丁评估HT患者CRF与组织多普勒测量的Sm呈正相关，与E/Em比值呈负相关。这表明可能与冠状动脉微循环受损导致临床出现左心室收缩功能不全和左心室充盈压升高有关。

图10-2-5　移植血管出现病变冠状动脉血流储备下降

十二、超声心动图在心内膜心肌活检中的作用

经胸超声心动图的另一个作用是在进行心内膜活检时监测并显示导管位置。避免暴露在X线下的危险，超声心动图还可以随时观察活检导管在右心室内做适当移动并选择活检位置（图10-2-6），可以避免损伤三尖瓣、乳头肌及腱索，迅速判断可能发生的其他并发症比如心包积液。实时三维超声心动图更能直观显示EMBs中活检钳的位置，与二维超声心动图、X线比较似乎更有应用前景。

超声检查结果和移植后受体负荷超声结果可以评估移植后心脏功能正常和异常的发生概率。

图10-2-6　应用2D超声心动图检测HT患者心肌活检的过程
左图表明在右心室心尖处活检位置，右图说明活检针在室间隔右侧的水平