作者：周洁，朱梅，山东第一医科大学附属省立医院超声医学科
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。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
致病菌我国以草绿色链球菌最多见，北美则以
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
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（Americancollegecardiology，ACC）/美国心脏协会（American Heart Association，AHA）指南和2022年感染性心内膜炎外科治疗中国专家共识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。
1. IE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
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。
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
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。
一项纳入44项研究的拉丁美洲成人IE研究报道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
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IE诊断时，也可能需要TEE来充分评估人工瓣膜。有研究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。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，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。
2.3 IE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<1cm，基底较宽，位置较固定，形状不规则，常见瓣叶增厚，瓣尖增厚时可出现“对吻征”，常见瓣膜返流，一般无瓣膜及瓣周结构破坏。
非感染性心内膜炎的赘生物比IE赘生物更易脱落引起栓塞。然而感染性和非感染性病因的赘生物在超声心动图上通常无法区分，此时可通过血培养、
值得注意的是，在非感染性心内膜炎的病程进展过程中，若出现一定量的特定种类的菌血症，则会进一步演变为IE。血栓一般没有感染中毒症状，而IE常有，必要时可结合手术病理进行证实。黏液瘤与赘生物附着的位置不同，前者通常附着在房间隔卵圆窝处，后者多发生于心内膜及瓣膜上。且赘生物在治疗过程中其大小会发生变化，甚至消失，而黏液瘤变化不大。
瓣膜钙化通常为较固定的强回声团块，多见于老年人或风湿性瓣膜病患者，且常位于瓣环位置。此外瓣膜置换术后的赘生物还应与伪像鉴别，左心房减容术时将左心房壁向内折叠连续缝合所形成的厚峭状回声易被误诊为赘生物，有些患者因保留了乳头肌而被误诊为赘生物，因此应密切结合手术史和临床表现综合加以判断。
3. 超声心动图在IE治疗中的应用
IE的一年内死亡率约30%，目前是继败血症、肺炎和腹腔内脓肿之后第三或第四种最常见的威胁生命的感染性疾病。其成功治疗依赖于大剂量抗生素药物的微生物放射治疗。患者一般接受抗生素治疗的时间较长，通常为4～6周。然而，仅靠药物治疗对IE患者并不总是有效的，有些患者需要手术修复或置换感染的心脏瓣膜，大约50%的IE患者需要手术治疗以延长预期寿命和预防血栓，同时也考虑到急性手术的风险。
IE患者的手术指征通常包括心力衰竭伴返流、梗阻或瘘管、感染失控，如瓣周脓肿和假性动脉瘤，以及显示系统性栓塞高风险的较大赘生物。IE活动期的手术具有相当大的风险，因此，准确评估IE瓣膜周围的范围和赘生物，对于确定患者进行药物治疗还是手术治疗非常重要。
除检测瓣膜赘生物外，超声心动图还可以对IE患者的瓣膜返流情况进行定性评估，并对瓣膜功能障碍进行系列比较。超声心动图以其优越的时间分辨率，通常可以阐明IE引起的瓣膜功能障碍的机制，有助于手术计划的制定。在IE中，瓣膜功能障碍的常见机制包括对合缺陷、瓣叶穿孔、纤维环破裂，以及有人工瓣膜时的瓣周漏。在确定瓣膜功能障碍的机制方面，三维超声心动图可能会起到辅助作用，以帮助手术计划。
IE的瓣周扩展包括脓肿、假性动脉瘤和瘘，影响10%～40%的自然瓣膜IE患者。IE的瓣周扩展是一种严重的并发症，由于预后不佳，需要接受心脏外科手术。瓣周脓肿是造成无法控制的感染的常见原因，与预后不良和增加手术的必要性有关。术中TEE有助于识别局部并发症，建议在所有需要手术的IE患者中使用。另外栓塞事件是IE的常见且危及生命的并发症，在20%～50%的IE患者中发生。
赘生物长度>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
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。
来源：周洁,朱梅.超声心动图在感染性心内膜炎诊疗中的应用进展[J].医学影像学杂志,2024,34(02):120-123+127.
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