作者：广东医科大学（焦显婷、李斌飞、廖小卒）；广东省中山市人民医院麻醉科（李斌飞、尹 晴、古 晨、廖小卒）

心原性休克（cardiogenic shock, CS）患者心肌的急性损伤是导致心脏泵功能衰竭的根本原因。其发生率和病死率在１年内可达50%。无论是急性心肌梗死（acute myocardial infarction, AMI）还是其他类型的心肌损伤，当心脏无法有效收缩时，心输出量急剧减少。这种情况会进一步引发心脏的代偿反应，如交感神经系统、肾素- 血管紧张素系统的激活，以维持血压和器官灌注。然而，这些代偿机制往往不足以让心功能维持长期稳定，反而可能导致心脏负荷加重，加速心功能的衰竭。

体外膜氧合（extracorporeal membrane oxygenation, ECMO）的核心作用是通过减轻心脏负荷，为心肌恢复争取时间，并且心脏功能的恢复直接决定了ECMO 撤机的成功率。通过体外支持，心脏可以在“休息”状态下逐渐恢复，尤其是在AMI 或心肌炎引发的急性心衰情况下，短期内心肌功能可能逐步改善。

超声心动图（ultrasonic cardiogram, UCG）利用高频声波获取心脏结构及功能的实时动态图像。由于其便捷性、实时性和无创性，UCG 已成为CS 患者评估心脏功能的重要工具，特别是在接受ECMO 支持的患者中通过评估左心室射血分数（left ventricular ejection fraction, LVEF）、心脏舒张功能、室间隔运动等指标，临床医生可以判断其心脏功能的恢复进度，从而决定ECMO 撤机的时机。本文将阐述UCG 在接受ECMO 治疗的CS 患者中的应用现状和研究进展。通过梳理最新的临床研究和技术发展，探讨UCG 在该领域的未来应用方向。

1. ECMO 在CS 患者中的应用

自20 世纪70 年代ECMO 被首次应用以来，随着设备和技术的不断改进，它在各种急危重症中的应用日益广泛，尤其在CS 患者的治疗中，ECMO 成为一种重要的支持手段。根据支持的目的和体外循环的方式，ECMO 可分为静脉- 动脉（veno-arterial, V-A）ECMO 和静脉- 静脉（vein-veinous,V-V）ECMO 两大类。其中，V-AECMO 主要用于心脏功能支持，尤其可为CS 患者提供足够的血流灌注，缓解心脏负荷，允许心肌在低负荷状态下休息和恢复，V-V ECMO虽然不提供任何直接的循环支持，但氧合血液和脱羧血液返回右心以及一旦使用ECMO 后二尖瓣血流速度的降低对右心室后负荷有好处。

体外生命支持组织提出的V-A ECMO 适用于CS治疗的标准应包括：动脉收缩压 < 90 mmHg，尿量 < 30 ml/h，乳酸 > 2 mmol/L，混合静脉血氧饱和度 < 60%，意识状态改变6 h 且对最佳药物治疗无反应。其核心作用是通过减轻心脏负荷，为心肌恢复争取时间。在CS 患者中，心脏功能的恢复直接决定了ECMO 撤机的成功率。

此外，在ECMO 支持下，药物治疗（如正性肌力药物、血管扩张剂等）的效果也能得到优化。而且，体循环和肺循环的血流模式发生了显著变化。对于V-A ECMO，体循环主要依赖于体外泵血，而肺循环则部分依赖于残存的心脏功能。这种血流模式的改变可能引发复杂的血流动力学问题，例如主动脉逆流、肺水肿等。因此，ECMO 治疗过程中需要持续监测肺动脉压、静脉压等参数，以确保有效的氧供和循环支持。

但当 V-A ECMO运行时，由于外周动脉的插管血流与心脏泵出的血流可能存在抵抗，可能会导致心脏腔室的血流淤滞，尤其是在心功能严重受损的情况下，左心室内血液可能无法有效排空，进而形成血栓并且长期使用ECMO 还可能导致左心室扩张和心肌壁张力增加，进而影响心脏的长期恢复。因此，实时评估心脏的负荷状态，调整ECMO 参数，尤其是UCG 的介入监测，显得尤为重要。

2. ECMO 支持下CS 患者的UCG 的应用

2.1 UCG 的原理及心功能的评估

UCG 是利用发射和接收声波，经过计算机处理后呈现出心脏结构及运动状态。根据目前的指南，CS 患者应进行完整的UCG 检查，以量化心室衰竭的程度并评估是否需要单心室或双心室支持。临床上最常用的UCG 类型包括二维超声、三维超声、M 型超声和多普勒超声，每种技术有其独特的作用，能够提供不同维度的心脏功能信息。

通过二维超声可以清晰看到左心室、右心室的大小、形态和室壁运动，并可以定量测量LVEF。LVEF 是评估左心室功能的重要指标，它能够反映心脏泵血功能的有效性。在CS 患者中，LVEF 通常显著下降，显示出心功能的严重损害。因为，CS 患者常常伴有心肌损伤，导致部分心肌丧失正常的收缩功能，形成“运动异常区域”（如心肌梗死区域），所以还可以观察心室壁的运动确定心脏病变的范围和程度。

此外，三维超声能够更准确地提供心肌损伤的空间定位和运动参数，提升诊断的精确性。多普勒超声，在评估瓣膜功能方面具有重要作用。通过多普勒技术，临床医生可以定量评估二尖瓣、三尖瓣、主动脉瓣等的功能状态，观察是否存在反流或狭窄，并根据反流或狭窄程度对治疗策略进行调整，还能实时监测心腔内及大血管的血流动力学情况。

CS 患者有时伴随心包积液，严重时可能引发心包填塞，进一步加重心脏泵功能的损害。通过二维超声可以直观地观察心包腔内的积液量及其对心脏功能的影响，评估是否需要通过穿刺等手段进行干预。还有常见机械性并发症包括室间隔穿孔、乳头肌断裂等，这些急性并发症可通过UCG 快速诊断。例如，室间隔穿孔导致左、右心室之间异常分流，能够通过彩色多普勒超声直观显示异常血流情况。

2.2 UCG 在ECMO 启动前心功能的评估

V-AECMO 回路主要由静脉插管、泵、氧合器和动脉插管组成，对于CS 患者，通常采用股动脉、股静脉或颈内静脉通路经皮或手术切开建立。由于出血、血栓形成和感染是V-A ECMO 的主要并发症，目前其管理监测的主要方法为UCG。其中，经胸超声心动图（transthoracic echocardiography,TTE）通常是容易实现的。然而，患者的疾病情况、近期有无手术治疗及是否行机械通气都有可能会影响到发射和接受声波，在这种情况下，可能需要经食管超声心动图（transesophagealechocardiography, TEE）。此外，与TTE 相比，TEE 更是适用于患者出现心脏骤停时或进行过较短的胸部按压后。

在置管前，了解血管解剖状态将有助于排除置管的潜在威胁，及时识别血栓、血管狭窄、动脉瘤或严重动脉粥样硬化。并且，血管直径的测量有助于选择导管的大小，从而协助置管。在置管时，也可用UCG 确认导丝通过股动脉进入降主动脉的路径来确认导丝的位置。UCG 还可以帮助确定与ECMO 回路无关的引流不足和体外血流下降的原因，这可能是由于动静脉插管位置的变化、插管附近血栓的形成、血容量不足或咳嗽、张力性气胸、胸腔积液或心包填塞时胸腔内压增高所致。

2.3 UCG 在ECMO 启动过程中的应用

在ECMO治疗开始的初期，UCG 用于评估心脏功能和血流动力学的基线情况。在V-A ECMO 支持下，若观察到左心室的扩张和心室内压力增高，提示心脏泵血功能恢复不足，可能需要进一步调节ECMO的流速或考虑其他机械辅助设备，如左心室辅助装置（轴流泵）。Cevasco 等研究亦支持左心室卸载是处理左心室扩张的最佳策略，可直接降低左心室前、后负荷，应在V-A ECMO 支持过程中尽早使用，特别是对AMI 患者，可实时监测LVEF、室壁运动、心腔内压力等关键参数。UCG在ECMO 期间的另一个重要作用是早期识别并发症，如心室血栓形成、心包积液、血流逆流等。

CS 患者常常由于长时间的低心输出量及血流淤滞，导致心腔内的血栓形成风险增加。特别是对于左心室内血栓的评估，UCG 能够通过二维图像和彩色多普勒成像准确定位血栓的位置和大小，可有效避免这些血栓堵塞体外循环设备，或者脱落后引发血管栓塞。因此，通过超声的定期监测，可以及早发现血栓并采取相应的干预措施。

2.4 UCG 在ECMO 撤机过程中的应用

ECMO作为CS 患者的生命支持手段，其最终目标是心脏功能的恢复，这应结合血流动力学、生理学和UCG 参数来判断双心室恢复的体征，因此在ECMO 撤机期间应监测心功能，一旦心脏功能恢复，就应尽早撤机，避免长时间ECMO 支持引发的并发症，同时注意撤机对患者血流动力学的影响。UCG 指导ECMO 撤机作用的研究较少，一篇已发表的研究表明在ECMO 撤机时并没有发现右心室功能有任何变化。

但是CS 患者往往存在右心室功能不全，并且低氧血症和高碳酸血症可能增加右心室后负荷并加重右心室功能障碍，因此，通过UCG 评估右心室的收缩功能、右心室流出道的血流情况以及右心室与左心室的协同作用就显得尤为重要。常用参数包括右心室射血分数（right ventricular ejection fraction, RVEF）、三尖瓣环收缩位移和右心室- 左心室舒张期直径比。

Ortuno等研究结果提示撤机成功的右心指标应包括较小的右心室腔、较高的RVEF 及较大的右心室面积变化率和右心室应变幅度。所以，在ECMO 撤机前，RVEF 通常需要达到一定的标准，才能确保撤机后循环的稳定，否则，撤机后可能出现血流动力学不稳定或再次CS。CS 患者血流动力学变化的适应还取决于双心室收缩力、心室相互依赖性、前负荷和后负荷。在V-A ECMO 支持下，LVEF 是判断心功能恢复的重要指标之一。

一般来说，CS 患者的LVEF 在启动ECMO 时往往极低，随着心肌的逐渐恢复，LVEF 应该逐步上升至安全水平。通常情况下，撤机前要求LVEF 达到33.4% 以上，这表明心脏的泵血能力已部分恢复，能够承担一定的负荷。此外，超声还可以评估左心室的舒张功能和室间隔运动。左心室的舒张功能反映了心脏在舒张期血液的回流情况，而室间隔运动的异常（如运动减弱或反向运动）则提示心脏功能恢复仍不完全。

在V-A ECMO支持下，体外泵血部分替代了心脏的泵血功能，因此撤机前需要评估心脏的自主输出量是否足够支持全身的血流灌注。通过UCG 可以实时监测心输出量和每搏量，这些指标直接反映了心脏泵血的有效性。在成功脱离ECMO 后，患者的心功能仍需持续监测，UCG 是这一阶段的重要监测工具，能够实时评估心脏的功能状态，观察撤机后的心室功能变化、血流动力学状态以及心腔内是否有新的病理改变。如果撤机后心功能出现明显下降，例如LVEF 下降、右心室扩张等，提示心脏功能恢复不足，可能需要重新评估治疗策略，甚至考虑再次进行机械循环支持。

3. UCG 对于CS 患者长期预后的应用

UCG 不仅在短期内评估心功能恢复情况，还能提供长期预后评估的依据。研究表明，CS患者撤机后LVEF、心脏舒张功能、心腔大小等参数与患者的长期生存率和生活质量密切相关。通过超声监测这些指标，可以预测患者的长期预后，并为后续治疗提供依据。例如，如果撤机后超声显示LVEF 恢复良好、室壁运动正常且无明显的心室扩张，患者的长期预后往往较好，CS 复发的风险较低。

相反，如果超声显示心功能恢复不佳，患者可能需要进一步的心脏支持治疗，甚至考虑心脏移植等手术。另外，UCG 作为一种动态监测工具，可以根据患者的具体病情变化，实时调整治疗方案。对于左心室功能恢复较快的患者，UCG 可以帮助决定提早撤机的时机；而对于功能恢复缓慢或并发症风险较高的患者，超声则能够帮助制定更长时间的机械支持计划。未来，UCG 在ECMO 治疗中的应用前景将更加广阔。

随着技术的进步，超声成像的清晰度和精确性的进一步提高，自动化与智能化技术的引入将使得诊断更加便捷和准确。通过与多种影像学技术的结合，以及人工智能的深入应用，UCG有望在ECMO 治疗的个体化和精准医学中发挥更加重要的作用。此外，随着远程医疗的发展，UCG 的远程应用也将成为可能，进一步打破地域和资源的限制，帮助更多的CS 患者获得及时、有效的治疗。

来源：焦显婷,李斌飞,尹晴,等.超声心动图在体外膜氧合治疗心原性休克患者中的研究进展[J].中国体外循环杂志,2025,23(02):181-185.DOI:10.13498/j.cnki.chin.j.ecc.2025.02.17.

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