先天性心脏病小儿MSCT心脏成像后血管空气栓塞分析

吴倩,周佩,熊飞,谭惠斌,邹佳妮,黄文才,王玉庆

空气进入静脉或动脉循环中会导致血管空气栓塞(vascular air embolism,VAE),其引起临床症状表现不一,严重时可致患者死亡[1,2]。常规CT增强扫描注射对比剂后VAE偶有发生,多被报告为非致命事件[1,2]。随着CT技术的发展,MSCT心脏成像因能对先天性心脏病(congenital heart disease,CHD)患儿的心脏大血管解剖形态进行无创、有效地评价,尤其低剂量MSCT出现使其应用越来越受到临床重视[3],但在检查过程中需要注射对比剂,也有发生VAE的风险,若患儿存在心内或肺内分流,甚至有可能发生更加危险的反常动脉栓塞[2]。目前对CHD患儿注射对比剂后发生VAE的研究甚少,本研究通过回顾性分析490例CHD患儿接受MSCT心脏成像检查后VAE的发生情况,探讨其发生的原因、风险及预防措施。

材料与方法

1．一般资料

连续搜集2015年6月-2020年11月经超声心动图诊断为CHD并于本院行MSCT心脏成像明确心血管解剖结构的490例患儿纳入该项研究。排除CT检查前有CHD手术,或有其它已知血管栓塞风险检查或治疗者。最后纳入本研究患儿中男284例,女206例,年龄2天～12岁,平均(24.49±31.05)月,体重2.00～54.00 kg,平均(10.28±6.95) kg,身高43.00～162.00 cm,平均(78.53±24.35) cm。

2．扫描方法

采用Toshiba Aquilion ONE 320排CT扫描仪,检查前对于不能合作的患儿给予水合氯醛口服或灌肠,用量0.5～1.0 mL/kg。CT扫描患儿取仰卧位,设置模拟心率120 bpm。扫描范围从胸廓入口水平至左膈下约5 cm。采用Target前瞻性心电门控方式,采集靶目标设定为50% R-R,曝光时间400 ms,管电压为80～100 kV,管电流使用Smart mA智能毫安技术(10～200 mA,SD=10),准直0.5 mm×100。采用自动跟踪触发模式,ROI设在降主动脉,阈值150 HU。

由有5年以上工作经验的护理人员建立静脉通路及注射液体,步骤如下:患儿头皮静脉或上肢静脉或足背静脉穿刺建立外周静脉通路,留置22G或24G留置针后试注射5 mL生理盐水测试管路通畅性并观察穿刺点情况,确保留置针完好后进行妥善固定备用。入检查室后协助患儿摆放检查体位之后经连接管连接双筒高压注射器(DUAL SHOT alpha, Nemoto公司),先用以10 mL/s/kg流率注射生理盐水10 mL进行高压测试,再以相同的流率先后注入非离子型对比剂碘克沙醇或碘佛醇(320 mg I/mL,剂量1 mL/kg或1.5 mL/kg)和生理盐水10 mL。注射过程中确保管路无可视空气进入外周静脉。医护人员在检查中严密监测患儿状态。

3．图像分析

图像后处理:将所得数据传输至后处理工作站Vitrea上进行分析。后处理图像厚度0.5 mm,以横轴面为主,必要时辅以多平面重组技术。为避免中央静脉中高浓度对比剂产生的射束硬化伪影导致误判,设定400～1600 HU相对较高的窗宽和40 HU的窗位[4]。主要记录气泡出现的部位及空气栓子大小、形态及数量,根据Groell等[5]的方法测量气泡直径将VAE分为三类(表1):小量[直径(d)<1 cm且空气栓子数量(n)1～3个)、中等量(d<1 cm且n>3;或单个d为1～2 cm;或部位>1)、大量(气-液平面d为1～2 cm,或单个d>2 cm)]。由两名具有10年以上CHD诊断经验的放射科医师共同进行图像分析,意见出现分歧时通过讨论达成一致。

表1 各类型VAE的发生情况

4．统计学处理

结 果

本组490例CHD小儿经MSCT心脏成像检查后VAE发生率为9.2%(表2),45例VAE中发生于右心房66.7%(30/45,图1)、主肺动脉22.2% (10/45)、右心室11.1% (5/45)、主动脉根部6.6%(3/45,图2)、左锁骨下静脉2.2%(1/45)、左心室2.2%(1/45,图3);小量VAE 75.6%(图2、3), 中等量VAE 24.4%(图1),无大量VAE(表1);静脉系统VAE 91.1%(41/45),动脉系统VAE 8.9%(4/45),其中4例出现动脉系统VAE患儿均有心内分流,且均为小量VAE;单处88.9%(40/45),多处11.1%(5/45);共发现90个气泡,圆形或类圆形57.8%(52/90),不规则形42.2%(38/90)。发生VAE组与未发生VAE组间相关因素比较,两组年龄、身高、体重、性别、有无心内或肺内分流、静脉留置针型号及对比剂注射流率、剂量、类型、回流路径差异均无统计学意义(P均>0.05,表2)。本研究患儿均未发现明显VAE相关临床症状。

表2 与VAE发生相关的单因素分析

讨 论

VAE已被报道为侵入性诊断和治疗程序或意外创伤的并发症,小儿VAE可发生在外科手术、静脉插管、CT增强扫描、外周静脉输液等[2,6]。静脉系统VAE生理效应取决于注射气体量、速度和潜在的宿主心肺储备,VAE的症状与进入静脉系统的气体量和速度成正比[2,7]。肺毛细血管床可消散或“过滤”静脉中空气,少量静脉空气栓塞可完全无症状,但当超过其过滤能力,症状取决于剩余的空气量[7],可在临床上表现为气短、喘息、咳嗽、胸痛、紫绀、低血压、肺水肿等,当大量空气栓子快速充满右心房可引起“气锁”效应,严重时会发生心脏骤停[2,6,7]。由于心内分流或肺内分流存在,可能发生反常气体栓塞[2,7,8],可导致癫痫发作、局灶性神经功能缺损、意识减退和致命性心律失常等,还可触发动脉内皮细胞释放细胞因子,导致弥漫性血管内损伤、微血管血栓形成、器官缺血和多器官衰竭[2]。人体的VAE致命量具有很大的变数,因为它取决于气体量和它所停留的血管床[2]。若气体栓子出现在动脉系统,比如在冠状动脉、脑动脉,即使很少量的空气也可能会诱发急性细胞缺血、致命心律失常、严重的脑损伤。对于儿童或婴儿来说,较成年人体型小、肺部系统发育未成熟,对气体的滤过能力较差,可导致潜在致命空气量低于成年人[2,9],若同时患有CHD存在分流,有可能发生反常栓塞。因此,CHD小儿一旦发生VAE,其危险性更高,更应该予以高度重视。

以往国内外的研究显示,需经静脉注射对比剂的CT增强检查发生VAE概率为4.65%～23%[5,10-12],本研究VAE发生率为9.2%,处于相对偏低水平,原因可能为:①本研究中采用扫描速度较快的320排CT扫描仪,短时间即可获取的图像与VAE形成可能不同步;②与对比剂注射方式有关,Woodring等[10]报道VAE发生率达23%,其采用的是先手动后滴注的对比剂注射方式。VEA通常以小量为主[5,10],本研究多数为小量VAE(占75.6%),与之前发现相符。本研究VAE发生部位以右心房最多,达66.7%,与洪居陆等[11]报道冠状动脉CTA检查后发现气泡多数位于右心房一致,考虑原因为气泡在流体介质中的浮力作用下一般位于心腔较高的区域。有42.2%的栓子形状为不规则形,可能由于大部分气泡位于右心房,而右心房活动形成湍流冲击气泡使部分形态不规则。先前常规CT增强检查研究中均未发现反常栓塞[5,10-12],本研究中有3例空气栓子出现在主动脉根部及1例在左心室,虽患儿有无分流VAE发生率无显著差异,但发生4例反常栓塞的患儿均有分流,分流的存在使气泡有机会由静脉循环进入动脉循环。本研究中41例发生静脉系统的小量或中量VAE及4例动脉系统的小量VAE,虽在临床上均无明显症状,但曾有4周大新生儿因静脉循环VAE而出现气短、喘息、紫绀、低血压等症状的事件发生[13],另卵圆孔未闭的11周男婴发生静脉VAE和反常动脉栓塞而最终导致死亡的事件已被报道[14],Agarwa等[15]也报道过患有大动脉转位的新生儿由于静脉注射引起冠状动脉空气栓塞导致心脏骤停。故为避免此类严重医疗事故发生,在检查过程中应务必做好预防工作。

要使空气进入血管系统,必须具备3个要素[3]:气体来源(大气)、血管系统与气源的连接、使气体进入的压力梯度。MSCT心脏成像检查过程中需要建立静脉通路并注射液体,因外周静脉穿刺点与中心静脉存在压力差,管路内和混合于注射液的空气可随注射液进入血管循环。本研究中未发现小儿年龄、身高、体重、性别、有无心内或肺内分流、静脉留置针型号及对比剂注射流率、剂量、类型、回流路径与VAE发生存在相关性,已有学者[4,5,12]研究亦表明VAE存在与上述对比剂注射相关因素及患者性别、年龄等无关联。而国内学者[16]发现通过改进操作方法并对护理人员进行该操作方法培训,培训后VAE的发生率显著降低,结合本科室护理人员操作流程和经验,推测VAE发生很大程度与护理人员排气操作方式有关,由此为预防CHD患儿CT心脏成像检查中产生VAE,首先护理人员应严格遵守操作规范,在此基础上可采用一些排气操作技巧和措施来减少VAE发生。排除护理操作不当造成的VAE,分析进入血管的空气可能来自于:①混入生理盐水或对比剂中的少量空气;②黏附于管路内壁不易发现并排出的少量空气;③连接管与留置针管结合处的微小间隙的微量空气。据此,根据国内外关于注射对比剂后VAE的解决措施及本科室医护人员操作经验认为可采用以下操作技巧[6,11,12,17]:①始终保持高压注射器在注射过程中针头朝下的直立位;②垂直或尽可能减小高压注射器连接管卷曲度;③高压注射器连接管连接患儿留置针前的预冲洗或多重冲管;④连接留置针管与高压注射器连接管时,挤压其连接部分并用生理盐水填充二者间隙后再进行连接;⑤高压注射器抽吸药液时可适度敲打针筒使混入药液的部分气泡加快逸出或排出。同时可借鉴其它学者的排气措施,比如Kayano等[18]采用带注射器的三通旋塞,使用注射器收集导管内的气泡来减少VAE;齐敏等[16]注射筒内药液留有20 mL左右的空气,通过抽吸针筒或轻轻晃动高压注射器可使注射筒内的气-液平面移动,快速消除注射筒内附壁气泡。除了可以运用上述排气技巧和措施预防VAE发生外,由于患有CHD的婴幼儿VAE相对成人较难发现,医护人员在检查过程中要时刻保持警惕、严密观察小儿的生理变化和反应,及早发现并处理,早期发现VAE可降低相关并发症的严重程度。VAE患儿的立即治疗方法是将患者置于Trendelenburg体位和左侧卧位(Durant体位),促使气泡从右心室流出道进入右心房,缓解“气锁”效应,同时给予100%的氧可以增加组织氧合和氮的再吸收。有反常栓塞患儿可考虑高压氧治疗[2,6,7]。

小儿处于生长发育关键阶段,对CT检查中的电离辐射暴露非常敏感,应按照“可合理达到的尽可能低的水平(as low as reasonably achievable,ALARA)”的原则控制辐射剂量[19]。本组病例均采用320排CT进行心脏成像,其可运用多种技术(如前瞻性心电门控、迭代重建、智能毫安及低管电压等)实现保证图像质量的同时降低辐射剂量[20,21],而且具有高空间和时间分辨率及强大后处理技术,已成为小儿复杂CHD诊断的有效检查方法,越来越多地应用于临床,但检查中存在VAE的风险不容忽视。本组CHD小儿行CT心脏成像,VAE发生率低且多数空气栓子较小,多数发生在静脉循环,因分流存在少数亦形成反常栓塞。VAE一般不会引起任何临床症状,但仍有致死等严重潜在医疗风险。因此,医护人员在检查过程中应高度警惕VAE的发生,做好预防工作以避免其发生。