引用本文: 潘湘斌. 超聲引導經皮介入治療結構性心臟病的探索和發展前景. 中國胸心血管外科臨床雜志, 2018, 25(5): 359-361. doi: 10.7507/1007-4848.201804015 復制
結構性心臟病是指任何與心臟、大血管結構異常有關的疾病,其治療理念涵蓋通過矯正或改變心臟結構來治療心臟病的技術。其常見病種主要包括:(1)先天性心臟病(室間隔缺損、房間隔缺損、動脈導管未閉等);(2)瓣膜病(二尖瓣、三尖瓣、主動脈瓣、肺動脈瓣等);(3)心肌病(肥厚性心肌病、擴張型心肌病等);(4)并發于其它疾病的心臟結構異常(心肌梗塞后室間隔穿孔、室壁瘤等)。
結構性心臟病嚴重威脅患者生命,而且涵蓋從新生兒到高齡患者的廣大人群:先天性心臟病是常見出生缺陷,如不及時治療,不但嚴重影響生活質量,而且會出現肺動脈高壓等致命并發癥;另一方面,隨著我國人民平均壽命的不斷延長,退行性瓣膜病越來越嚴重地影響老年患者的生命。盡管傳統的外科手術和心血管介入治療廣泛應用于臨床,但兩種方式存在各自的優勢和缺陷。前者創傷大、恢復時間長,后者創傷小,但需要使用放射線,大部分患者需使用造影劑,存在輻射損傷、造影劑過敏等風險[1-2]。隨著對醫源性損傷的不斷重視,內、外科的爭論隨之而來,內科強調不開刀,外科強調無放射線,學科間的爭議日益凸顯。在科技高速發展的今天,爭論是沒有用的,只有推動技術的進步才能解決爭論。能不能開展既不開刀又不用放射線的技術呢?多年前,我們就嘗試利用超聲來幫助改進介入技術。1990 年,Hellenbrand 等嘗試經食管超聲聯合放射線引導下行經皮房間隔缺損封堵術[3]。然而由于術中超聲定位技術難度較大,且需超聲醫師與手術醫師密切配合,故手術失敗率高、并發癥多,很多醫生不得不退回用放射線引導,而且應用食管超聲必須氣管插管,與放射線引導方式相比,反而大大增加患者負擔。2004 年,Kardon 等[4]開始嘗試在經胸超聲聯合放射線引導下行經皮房間隔缺損封堵術。經胸超聲較經食管超聲更加無創,且有助于降低術中對全身麻醉、氣管插管的依賴性。但由于該項技術難度更大,超聲難以清晰顯示導管位置,往往需要放射線輔助才能完成治療[5]。
超聲引導的夢想在喧囂之后,依然是曲高和寡,為什么這么好的技術沒能普及呢?其原因在于技術難度太大,超聲經常找不到導管,所以手術失敗率高、并發癥多,而且應用食管超聲必須氣管插管,與放射線引導方式相比,反而大大增加患者負擔。經胸超聲雖然不需要氣管插管,但其圖像質量遜于食管超聲,增加了技術難度。所以超聲引導一直沒能脫離放射線這個“拐棍”,只能在“聯合引導”中扮演配角。
為了推動技術的革新,阜外醫院組建了復合技術團隊,以復合技術“博采眾家之長”的理念推動介入技術的發展。該團隊包括心內科、心外科、超聲科、麻醉科醫生,部分成員同時接受內外科主要治療技術的訓練,成為復合型心血管專科醫生,在豐富的導管介入經驗基礎上,輔以外科手術訓練中對心臟結構的精確認知,加上團隊的密切配合,終于實現在經胸超聲引導下進行經皮介入治療,并通過數千例的臨床實踐,從適應證、核心技術、圍術期管理、并發癥處理等方面進行了不斷的探索和改良,從早期能夠在超聲引導下經皮封堵房間隔缺損,發展到現在能夠治療室間隔缺損、動脈導管未閉、主動脈瓣狹窄、二尖瓣狹窄、肺動脈瓣狹窄、主動脈弓縮窄、心房顫動等常見的心臟病,完成了從單一技術到方法學的進步,更重要的是這是一種可持續的創新,我們在不斷地應用超聲引導經皮介入的理念去攻克更多的疾病。截至 2018 年 2 月,單中心完成超聲引導經皮介入治療 2 000 余例,成功率達 99%,而且經胸超聲引導率達到 95% 以上,未出現心臟穿孔、心臟壓塞、即刻封堵器脫落等嚴重并發癥。此外,對部分可采用介入治療,但年齡小、體重輕、經皮途徑風險大的患者,可以采用經外科途徑(經胸小切口)方式進行介入治療[6-7],在超聲引導下靈活應用經皮途徑或經外科途徑進行介入治療,使我們有能力為不同患者量身定制個性化的治療方案,實現精準、微創的治療目的。相關經驗已匯編入《常見心血管疾病經外科途徑進行介入診療的專家共識》[8]。
超聲引導經皮介入技術的常規開展不但使患者免于開胸之苦,而且完全不需要使用放射線及造影劑,沒有輻射損傷,沒有過敏、腎功能衰竭等風險,在探索過程中,我們克服技術困難,將食管超聲改為經胸超聲,避免了全身麻醉氣管插管,實現了“不開刀、無放射線、無氣管插管”治療先天性心臟病。除了給患者帶來福音之外,這項技術為醫護人員也帶來了巨大的好處。經常從事介入治療的醫護人員,每年輻射時間多達上千分鐘,文獻報道累積輻射損傷會大大增加腫瘤的發生率[9]。更痛苦的是,醫護人員必須身著沉重的鉛衣為患者進行手術治療,在醫護人員超負荷工作的今天,超聲引導經皮介入技術能將醫護人員從沉重悶熱的鉛衣中解放出來,大大降低醫護人員的勞動強度,我們在舒適的環境中才能為患者提供更好的服務。另一方面,這項技術能大大節約醫療費用,我們只需一臺普通的超聲機就能救治患者,所以我們利用這項技術開展了門診手術,患者無需住院,就在門診完成整個治療過程,數小時后患者即可回家,不但大大節約醫療費用,而且手術室及導管室的寶貴資源可以用來救治其它患者。更重要的是這項技術能在條件艱苦的發展中國家救治大量的患者,我們無需昂貴的數字減影血管造影設備,無需精良的手術室及導管室,一臺超聲機、一張床,我們就能給這些患者生的希望。
無論是在注重醫源性損傷、追求質量的發達國家,還是在條件艱苦、需要大量救治患者的發展中國家,超聲引導經皮介入技術都得到了很好的應用,來自美國、俄羅斯、日本、意大利、烏克蘭、土耳其、肯尼亞等全世界 30 余個國家和地區的同事們到中國學習了如何開展這項技術,我們正在更多的國家挽救更多的生命。
雖然超聲引導經皮介入技術以其巨大的優勢吸引了大量的中心開展應用這項技術,但是在推廣過程中,該技術也顯示出操作難度大,學習曲線長的特點,主要是由于超聲與放射線工作原理完全不一樣,放射線是投影式的工作方式,放射線穿透三維的人體及器械后,立體的影像被疊加顯示為二維圖像,導管導絲的位置及形態容易被探測并解讀,而超聲是對三維物體進行切面探測,并顯示為二維圖像,每次只能檢查 1 個切面,三維超聲雖然能顯示空間結構,仍是由二維平面疊加而成,往往不能清楚地顯示導管和導絲的整體形態及位置,因而術者難以準確操縱導管和導絲到達病變位置。
超聲引導經皮介入技術的坎坷發展歷程留下了寶貴的經驗,有助于新的中心及年輕醫生安全有效地開展這些技術。(1)該技術需要一個經驗豐富的團隊。術者應該具有經皮介入治療的經驗,能夠在放射線引導下完成常規經皮介入治療。(2)標記工作距離。我們在術前先測量胸壁特定位置至外周血管穿刺點的距離,并由術者用手指測量法在導管上標記相應距離,當導管進入體內達到該距離后,既可旋轉導管,方便超聲探查導管的位置,亦可防止導管插入過深,損傷心臟組織。(3)標記交換距離。在引導導管幫助導絲到達病變部位后,退出引導導管時,應標記該導管插入體內的深度,以此為依據判斷輸送鞘管或球囊導管應該插入的距離,因為每個患者的體型、病情各異,所以個體化的標記該距離非常重要,能夠有效避免輸送鞘管或球囊導管未送達病變位置即撤出導絲,或者插入太深損傷心臟組織的情況。(4)合理選用器械。由于超聲每次只能檢查單個切面,往往不能清楚地顯示導管和導絲頂端所到達的位置,所以可以先送入超聲引導專用的引導導絲,由于導絲頭端可以縮放變大,超聲很容易探測到導絲及導管的位置。對于通過三尖瓣進入右心室困難的病例可以選用超聲專用的 S 型引導導管,或者右冠導管、眼鏡蛇導管等特殊導管。對于動脈導管、室間隔缺損等病例,應根據分流方向,適當裁剪豬尾導管頭部,使其呈 1/2~3/4 弧度,方便導絲通過病變位置。(5)選擇合適的患者。沒有一樣的患者,所以沒有不變的技術,對同一種疾病可能存在多種治療途徑,每種方法都有各自的優勢及缺點,例如:動脈導管未閉直徑≥5 mm 的患者更適于接受經股靜脈封堵,漏斗狀動脈導管未閉肺動脈側直徑<5 mm 的患者更適于經股動脈進行封堵;室間隔缺損距動脈瓣距離≥2 mm 的患者適于接受經股動脈封堵,而≤2 mm 的患者更適于經頸靜脈進行封堵。(6)循序漸進地開展超聲引導經皮介入治療。從操作難度的角度考慮,初學者應先開展房間隔缺損封堵術及動脈導管未閉封堵術,再開展肺動脈瓣球囊擴張術及左心耳封堵術,最后開展室間隔缺損封堵術、瓣膜成形及左心耳封堵術。在引導工具的使用上,應該先開展食管超聲引導,再開展經胸超聲引導。由于食管超聲探頭緊鄰左心房后壁,心臟位于超聲束的近場,所以經食管超聲心動圖(TEE)圖像更清晰,能有效降低操作難度。(7)為了推動技術普及,我們根據數千例臨床實踐的經驗,為不同的疾病發明設計了專用的器械,這些器械不但適合心臟結構,而且是專為超聲引導設計的,能夠大大降低學習曲線,讓年青醫師更快、更安全地開展這些技術。
如何利用這項技術繼續攻克更多疾病,并且快速進行推廣普及是未來的關鍵問題,有條件的大型中心應該組建涵蓋多學科的復合技術團隊,這類團隊不是做手術的時候臨時從各個科室抽調到一起,而是應該作為一個完整的團隊長期在一起工作磨合,重點是不同學科理念、思維的融合。更多的中心應該培養接受內外科系統訓練的復合型心臟專科醫生,讓他們成為“一手拿刀、一手拿導管”的新型人才,才能實現不同學科理念、思維在個體層面的融合,才能為后續的創新工作打下基礎。新技術的快速推廣普及有賴于標準化的臨床指南、技術培訓及專門為超聲引導設計的新型器械。全球上萬例的臨床應用經驗已經為制定指南及規范化培訓奠定了基礎,標準化的操作流程有助于推廣過程中保障醫療質量。利用新型器械來降低技術難度,提高安全性及有效性是非常重要的途徑,我們現有的器械都是為放射線引導設計的,所以在超聲引導下操控難度非常大,只有設計超聲引導專用的器械,才能幫助大家克服學習曲線,就像膠片年代只有攝影師才能拍出好照片,而數碼年代更多的人也能拍出好照片,不是人的水平提高了,而是工具進步了。
超聲引導經皮介入技術的大門已經打開,雖然仍有一些專家認為放射線的危害“不足為慮”,但是他們仍會在做治療的時候穿上鉛衣保護自己,而患者卻要暴露在放射線下,所以爭論是沒有意義的,因為技術的進步靠的是優勢而不是爭論。“保護患者、保護醫生、節約費用、便于推廣”的巨大優勢賦予了超聲引導經皮介入技術良好的臨床應用前景。
結構性心臟病是指任何與心臟、大血管結構異常有關的疾病,其治療理念涵蓋通過矯正或改變心臟結構來治療心臟病的技術。其常見病種主要包括:(1)先天性心臟病(室間隔缺損、房間隔缺損、動脈導管未閉等);(2)瓣膜病(二尖瓣、三尖瓣、主動脈瓣、肺動脈瓣等);(3)心肌病(肥厚性心肌病、擴張型心肌病等);(4)并發于其它疾病的心臟結構異常(心肌梗塞后室間隔穿孔、室壁瘤等)。
結構性心臟病嚴重威脅患者生命,而且涵蓋從新生兒到高齡患者的廣大人群:先天性心臟病是常見出生缺陷,如不及時治療,不但嚴重影響生活質量,而且會出現肺動脈高壓等致命并發癥;另一方面,隨著我國人民平均壽命的不斷延長,退行性瓣膜病越來越嚴重地影響老年患者的生命。盡管傳統的外科手術和心血管介入治療廣泛應用于臨床,但兩種方式存在各自的優勢和缺陷。前者創傷大、恢復時間長,后者創傷小,但需要使用放射線,大部分患者需使用造影劑,存在輻射損傷、造影劑過敏等風險[1-2]。隨著對醫源性損傷的不斷重視,內、外科的爭論隨之而來,內科強調不開刀,外科強調無放射線,學科間的爭議日益凸顯。在科技高速發展的今天,爭論是沒有用的,只有推動技術的進步才能解決爭論。能不能開展既不開刀又不用放射線的技術呢?多年前,我們就嘗試利用超聲來幫助改進介入技術。1990 年,Hellenbrand 等嘗試經食管超聲聯合放射線引導下行經皮房間隔缺損封堵術[3]。然而由于術中超聲定位技術難度較大,且需超聲醫師與手術醫師密切配合,故手術失敗率高、并發癥多,很多醫生不得不退回用放射線引導,而且應用食管超聲必須氣管插管,與放射線引導方式相比,反而大大增加患者負擔。2004 年,Kardon 等[4]開始嘗試在經胸超聲聯合放射線引導下行經皮房間隔缺損封堵術。經胸超聲較經食管超聲更加無創,且有助于降低術中對全身麻醉、氣管插管的依賴性。但由于該項技術難度更大,超聲難以清晰顯示導管位置,往往需要放射線輔助才能完成治療[5]。
超聲引導的夢想在喧囂之后,依然是曲高和寡,為什么這么好的技術沒能普及呢?其原因在于技術難度太大,超聲經常找不到導管,所以手術失敗率高、并發癥多,而且應用食管超聲必須氣管插管,與放射線引導方式相比,反而大大增加患者負擔。經胸超聲雖然不需要氣管插管,但其圖像質量遜于食管超聲,增加了技術難度。所以超聲引導一直沒能脫離放射線這個“拐棍”,只能在“聯合引導”中扮演配角。
為了推動技術的革新,阜外醫院組建了復合技術團隊,以復合技術“博采眾家之長”的理念推動介入技術的發展。該團隊包括心內科、心外科、超聲科、麻醉科醫生,部分成員同時接受內外科主要治療技術的訓練,成為復合型心血管專科醫生,在豐富的導管介入經驗基礎上,輔以外科手術訓練中對心臟結構的精確認知,加上團隊的密切配合,終于實現在經胸超聲引導下進行經皮介入治療,并通過數千例的臨床實踐,從適應證、核心技術、圍術期管理、并發癥處理等方面進行了不斷的探索和改良,從早期能夠在超聲引導下經皮封堵房間隔缺損,發展到現在能夠治療室間隔缺損、動脈導管未閉、主動脈瓣狹窄、二尖瓣狹窄、肺動脈瓣狹窄、主動脈弓縮窄、心房顫動等常見的心臟病,完成了從單一技術到方法學的進步,更重要的是這是一種可持續的創新,我們在不斷地應用超聲引導經皮介入的理念去攻克更多的疾病。截至 2018 年 2 月,單中心完成超聲引導經皮介入治療 2 000 余例,成功率達 99%,而且經胸超聲引導率達到 95% 以上,未出現心臟穿孔、心臟壓塞、即刻封堵器脫落等嚴重并發癥。此外,對部分可采用介入治療,但年齡小、體重輕、經皮途徑風險大的患者,可以采用經外科途徑(經胸小切口)方式進行介入治療[6-7],在超聲引導下靈活應用經皮途徑或經外科途徑進行介入治療,使我們有能力為不同患者量身定制個性化的治療方案,實現精準、微創的治療目的。相關經驗已匯編入《常見心血管疾病經外科途徑進行介入診療的專家共識》[8]。
超聲引導經皮介入技術的常規開展不但使患者免于開胸之苦,而且完全不需要使用放射線及造影劑,沒有輻射損傷,沒有過敏、腎功能衰竭等風險,在探索過程中,我們克服技術困難,將食管超聲改為經胸超聲,避免了全身麻醉氣管插管,實現了“不開刀、無放射線、無氣管插管”治療先天性心臟病。除了給患者帶來福音之外,這項技術為醫護人員也帶來了巨大的好處。經常從事介入治療的醫護人員,每年輻射時間多達上千分鐘,文獻報道累積輻射損傷會大大增加腫瘤的發生率[9]。更痛苦的是,醫護人員必須身著沉重的鉛衣為患者進行手術治療,在醫護人員超負荷工作的今天,超聲引導經皮介入技術能將醫護人員從沉重悶熱的鉛衣中解放出來,大大降低醫護人員的勞動強度,我們在舒適的環境中才能為患者提供更好的服務。另一方面,這項技術能大大節約醫療費用,我們只需一臺普通的超聲機就能救治患者,所以我們利用這項技術開展了門診手術,患者無需住院,就在門診完成整個治療過程,數小時后患者即可回家,不但大大節約醫療費用,而且手術室及導管室的寶貴資源可以用來救治其它患者。更重要的是這項技術能在條件艱苦的發展中國家救治大量的患者,我們無需昂貴的數字減影血管造影設備,無需精良的手術室及導管室,一臺超聲機、一張床,我們就能給這些患者生的希望。
無論是在注重醫源性損傷、追求質量的發達國家,還是在條件艱苦、需要大量救治患者的發展中國家,超聲引導經皮介入技術都得到了很好的應用,來自美國、俄羅斯、日本、意大利、烏克蘭、土耳其、肯尼亞等全世界 30 余個國家和地區的同事們到中國學習了如何開展這項技術,我們正在更多的國家挽救更多的生命。
雖然超聲引導經皮介入技術以其巨大的優勢吸引了大量的中心開展應用這項技術,但是在推廣過程中,該技術也顯示出操作難度大,學習曲線長的特點,主要是由于超聲與放射線工作原理完全不一樣,放射線是投影式的工作方式,放射線穿透三維的人體及器械后,立體的影像被疊加顯示為二維圖像,導管導絲的位置及形態容易被探測并解讀,而超聲是對三維物體進行切面探測,并顯示為二維圖像,每次只能檢查 1 個切面,三維超聲雖然能顯示空間結構,仍是由二維平面疊加而成,往往不能清楚地顯示導管和導絲的整體形態及位置,因而術者難以準確操縱導管和導絲到達病變位置。
超聲引導經皮介入技術的坎坷發展歷程留下了寶貴的經驗,有助于新的中心及年輕醫生安全有效地開展這些技術。(1)該技術需要一個經驗豐富的團隊。術者應該具有經皮介入治療的經驗,能夠在放射線引導下完成常規經皮介入治療。(2)標記工作距離。我們在術前先測量胸壁特定位置至外周血管穿刺點的距離,并由術者用手指測量法在導管上標記相應距離,當導管進入體內達到該距離后,既可旋轉導管,方便超聲探查導管的位置,亦可防止導管插入過深,損傷心臟組織。(3)標記交換距離。在引導導管幫助導絲到達病變部位后,退出引導導管時,應標記該導管插入體內的深度,以此為依據判斷輸送鞘管或球囊導管應該插入的距離,因為每個患者的體型、病情各異,所以個體化的標記該距離非常重要,能夠有效避免輸送鞘管或球囊導管未送達病變位置即撤出導絲,或者插入太深損傷心臟組織的情況。(4)合理選用器械。由于超聲每次只能檢查單個切面,往往不能清楚地顯示導管和導絲頂端所到達的位置,所以可以先送入超聲引導專用的引導導絲,由于導絲頭端可以縮放變大,超聲很容易探測到導絲及導管的位置。對于通過三尖瓣進入右心室困難的病例可以選用超聲專用的 S 型引導導管,或者右冠導管、眼鏡蛇導管等特殊導管。對于動脈導管、室間隔缺損等病例,應根據分流方向,適當裁剪豬尾導管頭部,使其呈 1/2~3/4 弧度,方便導絲通過病變位置。(5)選擇合適的患者。沒有一樣的患者,所以沒有不變的技術,對同一種疾病可能存在多種治療途徑,每種方法都有各自的優勢及缺點,例如:動脈導管未閉直徑≥5 mm 的患者更適于接受經股靜脈封堵,漏斗狀動脈導管未閉肺動脈側直徑<5 mm 的患者更適于經股動脈進行封堵;室間隔缺損距動脈瓣距離≥2 mm 的患者適于接受經股動脈封堵,而≤2 mm 的患者更適于經頸靜脈進行封堵。(6)循序漸進地開展超聲引導經皮介入治療。從操作難度的角度考慮,初學者應先開展房間隔缺損封堵術及動脈導管未閉封堵術,再開展肺動脈瓣球囊擴張術及左心耳封堵術,最后開展室間隔缺損封堵術、瓣膜成形及左心耳封堵術。在引導工具的使用上,應該先開展食管超聲引導,再開展經胸超聲引導。由于食管超聲探頭緊鄰左心房后壁,心臟位于超聲束的近場,所以經食管超聲心動圖(TEE)圖像更清晰,能有效降低操作難度。(7)為了推動技術普及,我們根據數千例臨床實踐的經驗,為不同的疾病發明設計了專用的器械,這些器械不但適合心臟結構,而且是專為超聲引導設計的,能夠大大降低學習曲線,讓年青醫師更快、更安全地開展這些技術。
如何利用這項技術繼續攻克更多疾病,并且快速進行推廣普及是未來的關鍵問題,有條件的大型中心應該組建涵蓋多學科的復合技術團隊,這類團隊不是做手術的時候臨時從各個科室抽調到一起,而是應該作為一個完整的團隊長期在一起工作磨合,重點是不同學科理念、思維的融合。更多的中心應該培養接受內外科系統訓練的復合型心臟專科醫生,讓他們成為“一手拿刀、一手拿導管”的新型人才,才能實現不同學科理念、思維在個體層面的融合,才能為后續的創新工作打下基礎。新技術的快速推廣普及有賴于標準化的臨床指南、技術培訓及專門為超聲引導設計的新型器械。全球上萬例的臨床應用經驗已經為制定指南及規范化培訓奠定了基礎,標準化的操作流程有助于推廣過程中保障醫療質量。利用新型器械來降低技術難度,提高安全性及有效性是非常重要的途徑,我們現有的器械都是為放射線引導設計的,所以在超聲引導下操控難度非常大,只有設計超聲引導專用的器械,才能幫助大家克服學習曲線,就像膠片年代只有攝影師才能拍出好照片,而數碼年代更多的人也能拍出好照片,不是人的水平提高了,而是工具進步了。
超聲引導經皮介入技術的大門已經打開,雖然仍有一些專家認為放射線的危害“不足為慮”,但是他們仍會在做治療的時候穿上鉛衣保護自己,而患者卻要暴露在放射線下,所以爭論是沒有意義的,因為技術的進步靠的是優勢而不是爭論。“保護患者、保護醫生、節約費用、便于推廣”的巨大優勢賦予了超聲引導經皮介入技術良好的臨床應用前景。