超声心动图在感染性心内膜炎诊疗中的应用进展.pdf

医学影像学杂志2024年第34 卷第2 期 J Med Imaging Vol.34 No.2 2024超声心动图在感染性心内膜炎诊疗中的应用进展周洁，朱梅山东第一医科大学附属省立医院超声医学科 山东 济南 250021【摘 要】感染性心内膜炎（infective endocarditis，IE）是一种严重的致死性心血管感染性疾病，发病率较低，但死亡率高，预后差，具有很大的破坏性，也可引起各种严重的并发症。近年来，IE 仍与高死亡率和高发病率有关，尽管治疗方法有所改进。所以及早诊断 IE，对 IE 患者的治疗及预后非常关键。超声心动图作为一种易获得、低成本和非侵入性的影像学检查方法，在 IE 诊疗中的作用是不可替代的。本文就超声心动图在 IE 诊疗中的应用进展和未来展望作一综述。【关键词】感染性心内膜炎；超声心动图；诊断；治疗；应用中图分类号：R542.4；R445.1 文献标识码：A 文章编号：1006-9011（2024）02-0120-05Application progress of echocardiography in the diagnosis and treatment of infective endocarditisZHOU Jie，ZHU Mei.Department of Ultrasound，Shandong Provincial Hospital Affiliated to Shandong First Medical University，Jinan 250021，China【Abstract】Infective endocarditis（IE）is a serious fatal cardiovascular infectious disease，with low incidence，but high mortality，poor prognosis，and destruction，which can cause a variety of serious complications.In recent years，IE has been associated with high mortality and morbidity，although treatment has improved.Therefore，early diagnosis of IE is very important for the treatment and prognosis of patients with IE.As an easily available，low-cost and non-invasive imaging modality，echocardiography plays an irreplaceable role in the diagnosis and treatment of IE.This article reviews the application progress and future prospect of echocardiography in the diagnosis and treatment of IE.【Key words】Infective endocarditis；Echocardiography；Diagnosis；Treatment；Application感染性心内膜炎（infective endocarditis，IE）是由细菌、真菌或其他病原微生物感染引起的心脏瓣膜或内膜炎症。美国每年的发病率约为15/10万，近年来呈上升趋势1；欧洲每年的发病率约为310/10万，其中在7080岁的老年人中年发病率达14.5/10万，男女之比2：12。而我国随着人口老龄化，心内置入物及血管内检查增多，IE发病率亦呈明显上升趋势，男女之比约为3.18：1，但流行病学尚无确切数据3。目前，推荐使用改良的Duke诊断标准，对怀疑患有IE的患者进行诊断。IE的临床表现复杂多样，以发热为最常见表现，其次为乏力、心脏杂音、贫血、脾大，以心力衰竭为最常见并发症，其次为多脏器栓塞，其中以脑栓塞最常见4。致病菌我国以草绿色链球菌最多见5，北美则以金黄色葡萄球菌最常见6。IE患者的发病年龄趋于增大，且多发生在有心脏基础疾病的患者中，其中以先天性心脏病和非风湿性心脏瓣膜病为主，无心脏基础疾病患者的比例有所上升7。国外文献8报道IE的易患因素主要是退行性瓣膜病、人工瓣膜、留置心脏器械、先天性心脏病和静脉药瘾者，血液透析、癌症和糖尿病患者也日益普遍，与医疗卫生保健相关的IE也一直处于上升趋势。近年来，随着抗菌药物在临床中的广泛应用及病原菌的多样化，IE患者的血培养阳性率降低，临床表现缺乏特异性，并且随着生活水平的提高和广泛的医学进步，IE的多样性和流行病学特征不断变化，使其仍然是诊断挑战，延迟或漏诊仍然是一个问题。超声心动图是一种易获取、成本低、非侵入性的检查方法，并且能够实时成像、多维检测。许多研究显示它对IE的诊断敏感性和特异性都较高。2020年美国心脏病学会（American college cardiology，ACC）/美国心脏协会（American Heart Association，AHA）指南9和 2022年感染性心内膜炎外科治疗中国专家共识10都建议将超声心动图作为诊断IE的首选影像学检查。因此，超声心动图在IE的诊疗中至关重要。笔者就超声心动图在IE诊疗中的应用进展作一综述。基金项目：山东省重点研发计划项目（编号：2018GSF118112）作者简介：周洁（1997-），女，本科学历，山东第一医科大学硕士研究生在读，主要从事超声诊断工作通信作者：朱梅 E-mail：120医学影像学杂志2024年第34 卷第2 期 J Med Imaging Vol.34 No.2 20241IE的病理生理学健康完整的心脏内皮对日常活动如咀嚼和刷牙引起的频繁菌血症具有抵抗力。因此，心内膜炎很少影响正常的心脏瓣膜。然而，瓣膜内皮或心内膜损伤后，这种损伤暴露了内皮下胶原和其他基质分子，促进了血小板的聚集和凝血级联的激活，血小板和纤维蛋白粘附于这些分子上，炎症细胞因子和组织因子的释放与相关的纤维连接蛋白表达导致血小板纤维蛋白血栓的形成，并形成称为无菌性赘生物的微血栓性病变，这种无菌性赘生物可以促进细菌粘附和感染11。然后，在血流中循环的细菌粘附到该病变并定植。在缺乏有效的宿主反应的情况下，细菌在原位复制，刺激进一步的血小板和纤维蛋白沉积以形成感染性赘生物，这是感染性心内膜炎的标志。粘附素蛋白如纤维连接蛋白结合蛋白和葡萄球菌聚集因子A和B是细菌粘连的介质，也是致病的关键决定因素。赘生物创造了一个保护性的微环境，中性粒细胞和宿主防御分子很难接触到它。生物膜是一种含有多糖和蛋白质基质的多层细菌聚集体，其产生有助于细菌的持久性和抗生素耐受性12。赘生物中的细菌密度非常高，这些细菌促进了高级菌血症和赘生物的进一步生长，使赘生物变得易碎，很容易进入循环。细菌密度高、生长的赘生物以及生长的赘生物的易碎性和碎片化，驱动了导致感染性心内膜炎及其并发症的大部分临床特征的四种机制：瓣膜破坏、感染扩展到瓣膜旁和心力衰竭；微血管和大血管栓塞；脑、肾、脾等靶器官和肺的转移性感染；以及低补体性肾小球肾炎和类风湿因子、抗中性粒细胞抗体或梅毒的假阳性血清学结果等免疫现象。无瓣膜病变的内皮炎症也可促进 IE。原发性瓣膜感染至少有两种情况：一种涉及物理上受损的内皮，容易被大多数类型的生物感染，另一种发生在物理上未受损的内皮上，由于金黄色葡萄球菌和其他潜在的细胞内病原体而促进 IE。革兰氏阳性菌对补体具有抗性。从IE患者体内回收的细菌对血小板杀菌蛋白诱导的杀伤具有一致的抗性，而从其他类型感染患者体内回收的类似细菌则是敏感的。因此，逃避血小板杀菌蛋白诱导的杀伤是导致IE的病原体的典型特征。2超声心动图在IE诊断中的应用2.1经胸超声心动图检查IE典型的赘生物出现在瓣膜的上游侧，即主动脉瓣的心室表面和房室瓣的心房表面，这可能与切应力对内皮的影响有关。二尖瓣和主动脉瓣最常受到累及，肺动脉瓣受到的影响最小。IE赘生物有团状、海草状、絮状等多种形态；大小不一，最大可达到29 mm，最小为3 mm，回声不均，表面粗糙，常沿瓣膜关闭线分布；其所在部位的瓣膜、管壁都会有不同程度的增厚或毛糙，心腔也会相应的扩大；赘生物的活动度较大，能够随心腔内的血流运动而摆动。细菌在赘生物中扩散会导致瓣周脓肿甚至瓣膜穿孔，其中以主动脉根部脓肿最为常见，此外还可有人工瓣膜开裂及新发瓣膜返流的表现13。一项纳入44项研究的拉丁美洲成人IE研究14报道IE的超声心动图表现以赘生物和返流为主。而王斯宇及黄梅等15-16的研究结果表明，人工瓣膜心内膜炎的超声心动图以赘生物、瓣周漏、瓣叶狭窄和瓣周脓肿为主要表现。但对于人工瓣膜心内膜炎患者，经胸超声心动图（transthoracic echocardiography，TTE）诊断瓣周脓肿的灵敏度较低，特异度和漏诊率较高，可能与其声像图表现和形成部位具有多样性有关，位于生物瓣上和局限性的小脓肿最易被漏诊。对于右侧IE，大部分累及三尖瓣，一般与注射用药有关。对于疑似右侧IE的患者，初始检查首选TTE，其对于检测三尖瓣赘生物十分敏感。肺动脉瓣IE是一种少见的IE，但其与注射药物使用的相关性可能导致对其发病率和认知度的增加，有研究17表明与TTE相比，经食管超声心动图（transesophageal echocardiography，TEE）对肺动脉瓣赘生物的检测敏感性较高。但也有研究18表明TTE对三尖瓣和肺动脉瓣受累的敏感性均为100%。因此检测肺动脉瓣赘生物的最佳方式尚需进一步研究。TTE检测赘生物的灵敏度约为 75%，TEE 为 85%90%，TTE 和 TEE 的特异性均大于90%。TTE的敏感性是可变的，三尖瓣和肺动脉瓣靠近胸壁，所以右侧IE的敏感性最高。在永久起搏器患者中，初始TTE的灵敏度较低，TEE的灵敏度增加了30%，说明心内起搏器电极导线的存在会影响 TTE 的质量并降低诊断率。该研究还发现TEE 对二尖瓣心内膜炎的诊断敏感性并不比 TTE高。超声心动图和成像技术的巨大进步对TTE的诊断准确性产生了影响，特别是对自体瓣膜心内膜炎。2.2经食管超声心动图检查在超声心动图检查中，人工瓣膜经常会产生大量的声学伪影，致使TTE检测赘生物的能力受到限制；因此，即使在声窗良好且体型较小的患者中进行121医学影像学杂志2024年第34 卷第2 期 J Med Imaging Vol.34 No.2 2024IE诊断时，也可能需要TEE来充分评估人工瓣膜。有研究19显示在检测瓣周脓肿、瓣膜穿孔、瓣膜脱垂和瓣周漏等IE并发症时，TEE优于TTE，因此，即使TTE足够诊断，也应该在大多数情况下进行TEE，TEE 也是疑似心脏器械感染的首选方法。TTE 和TEE检测瓣周脓肿的敏感性分别为50%和90%，而两者的特异性均大于90%。所以TEE检测瓣周脓肿具有高度敏感性和特异性，所有合并主动脉瓣IE的患者都应接受TEE检查。但小的前部脓肿和钙化区域周围的脓肿，TEE诊断有时很困难。此外，TEE能够发现一些TTE上未发现的诊断，如主动脉瓣脱垂、动脉瘤和瓣间纤维与起搏器导线上的赘生物。感染性心内膜炎是一个动态过程，在TTE或TEE观察到散在赘生物之前，可能会出现感染性瓣膜炎。超声心动图检查虽为阴性，但临床上仍怀疑IE的患者，可能处于疾病的早期阶段或有不同的疾病过程。对于应该重复超声心动图检查时，目前尚无证据表明TTE和TEE哪个更适合。但由于TEE的图像质量、空间分辨率和灵敏度更高，在评估IE的证据方面，TEE仍占有优势。对于TTE和TEE没有明显发现的患者，若继续怀疑有人工瓣膜或瓣周感染可能，可考虑使用 CT进行辅助成像20。相对于 CT，TEE显然具有更高的赘生物检测能力，TEE也能更好地检测瓣叶侵蚀，这可能与它的时间分辨率更高有关。但是，在人工瓣膜心内膜炎患者中，TEE检测局部或区域并发症的准确性可能有限。因此，在人工瓣膜心内膜炎或超声心动图不确定的情况下建议使用心脏CT检测瓣膜和瓣周病变21，准确评估IE相关的心脏病变，以便于更好地制定外科手术计划。此外，CT对假性动脉瘤的检测灵敏度优于TTE，但诊断准确性相似。以往有研究报道CT在检测脓肿方面优于TEE，总之，这两种成像模式的组合对诊断性能的提高是有益的。2.3IE的鉴别诊断在 IE 的诊断中，超声心动图的特异性不是100%，非感染性心内膜炎赘生物、血栓、心脏肿瘤、瓣膜钙化、瓣叶脱垂及主动脉瓣上的纤维束都有可能出现假阳性的情况。非感染性心内膜炎好发于二尖瓣和主动脉瓣，赘生物通常10 mm的患者栓塞风险较高，赘生物15mm且移动的患者栓塞风险更高。中枢神经系统最常受到影响，其次是脾脏。因此通过监测赘生物的大小和移动度来评估栓塞事件风险对于确定手术的适应证和时机至关重要。对于怀疑患有IE的患者，应首先进行超声心动图检查，不能用CT替代TTE或TEE。然而，当TTE和TEE结果为阴性或不确定时，使用CT评估室周并发症和赘生物来排除冠状动脉疾病将为IE患者提供更准确的诊断和风险评估。4超声心动图在IE诊疗中的不足及展望首先超声心动图最佳图像质量的实现取决于患者的特征。其次慢性阻塞性肺疾病、病态肥胖或既往胸外科或心血管手术史的共存，都会使TTE诊断的准确性受到限制27。与TTE相比，TEE虽然受这些因素的影响较小，但TEE具有中度侵入性和资源消耗的局限性。而且TEE是一种侵入性手术，需要镇静或全身麻醉，可能发生食管穿孔等严重并发症，发生率为0.2%0.5%。另外，超声心动图还有几个重要的局限性，其中最重要的是对心肌组织异常的识别能力有限，如炎症和纤维化。超声心动图也限制了心输出量和瓣膜功能的定量评估。心脏磁共振在这些领域优于超声心动图，并提供有用的补充信息。心脏磁共振可能有助于量化IE 引起的瓣膜功能障碍的程度。例如，心脏磁共振可以通过使用速度图提供瓣膜反流分数的准确测量以及瓣膜反流对心室容积和收缩性能的影响，这两者都难以通过超声心动图准确获得。另外，心脏磁共振可能通过延迟增强成像在检测心内膜炎相关的内皮炎症中发挥作用。最后要强调的是，TTE或TEE对某些结构的可视化较差，例如右心室至肺动脉管道。在超声心动图阴性的患者中，IE的诊断主要是通过微生物学方法，即经典的血培养和最新的聚合酶链反应或血清学确定。在这种情况下，分子成像的作用似乎很有吸引力，但还有待进一步的研究。总之，不同成像技术的组合可以提高灵敏度，适当选择成像技术或联合成像模式，有利于提高诊断IE的效能。如今使用多模态成像越来越普遍，但超声心动图仍然是最常用的影像学方法。多模态成像，如正电子发射断层扫描或白细胞闪烁扫描是一种有价值的补充，但绝对不会替代超声心动图在IE诊断中的作用。综上所述，超声心动图是诊断IE的关键成像方法，它可用于指导治疗，密切监测和评估预后。当TTE和TEE联合应用时，还能提供瓣膜的动态、精确和互补信息，这有助于及时诊断和处理IE，并可防止与这种情况相关的高发病率和死亡率。参考文献：1PANT S，PATEL N J，DESHMUKH A，et al.Trends in infective endocarditis incidence，microbiology，and valve replacement in the United States from 2000 to 2011 J.J Am Coll Cardiol，2015，65（19）：2070-2076.2HABIB G，ERBA P A，IUNG B，et al.Clinical presentation，aetiology and outcome of infective endocarditis.Results of the ESC-EORP EURO-ENDO（European infective endocarditis）registry：a prospective cohort study J.Eur Heart J，2019，40（39）：3222-3232.3程军，胡欢，张海华，等.802例感染性心内膜炎主要基础病因及病原学分析 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