心脏超声技术评价左室舒张功能的研究现状

李 毅综述,秦 俭审校

(1.重庆医科大学临床学院 400016;2.重庆医科大学附属第一医院心血管内科 400016)

大部分心力衰竭患者左室舒张功能异常早于收缩功能异常,其中舒张功能不全的占40%～50%,即使存在收缩功能障碍,其症状和预后亦主要取决于舒张功能障碍的程度。心脏超声技术是目前临床最广泛用于评价左心室舒张功能的无创检查技术[1]。本文就超声技术评价左室舒张功能的研究现状做一综述。

1 频谱多普勒超声心动图

1.1 二尖瓣血流频谱(MVF)它是目前评价左室舒张功能最常用的一种方法。常用E波峰值流速(E)、A波峰值流速(A)、E/A比值、E波减速时间(DT)、A波持续时间(Ad)等描述。正常值E＞A,1.0＜E/A＜2.0,160 ms＜DT＜240 ms。临床上常以E/A＜1.0,1.0～2.0,＞2.0作为区分二尖瓣口血流舒张早期功能不全、伪正常期及限制性充盈的标准。心血管疾病早期,舒张期左室心肌松弛减退,左室内压下降缓慢,E＜A,E/A＜1.0,DT＞240 ms;病变发展到左室顺应性降低,二尖瓣跨瓣压差增加致左室充盈形式呈假性正常时,E＞A,E/A＞1.0,160 ms＜DT＜240 ms;病变继续进展到限制性充盈模式时,左室顺应性严重降低,E＞A,E/A＞2.0,DT＜160 ms,Ad＜120 ms。虽然MVF可快速评价左室舒张功能,但易受左室前后负荷、左房室间压力阶差及心肌收缩力等影响,在出现伪正常充盈时,常需肺静脉血流频谱(PVF)等鉴别。

1.2 肺静脉血流频谱(PVF)正常肺静脉血流频谱由收缩期顺行波峰(S波),舒张早期顺行波峰(D波),舒张晚期逆行波峰(AR波)3部分组成。常用指标包括S波峰值流速、D波峰值流速、S/D比值、AR波峰值流速和AR波持续时间(ARd)。正常人S波＞D波＞AR波,A R波＜35 cm/s,ARd＜Ad。左室舒张功能心肌松弛性减低时,S/D＞1,A R波峰和ARd基本不变;病情到二尖瓣血流频谱假性正常时,S/D＜1;到左室限制型充盈时,S/D＜l,AR波流速增大,ARd延长。谭国娟等[2]指出在限制性充盈阶段,以肺静脉血流S/D比值作为评价左室舒张功能的指标较适宜。如联合应用肺静脉血流频谱和二尖瓣血流频谱,则能更好地评价左室舒张功能。当ARd超过Ad 20 ms时,左室舒张末压力增高非常明显[3]。研究发现ARd/Ad＞1能更好地反映高血压患者左室舒张功能障碍,联合应用E/A及ARd/Ad可鉴别二尖瓣血流频谱假性正常。但PVF易受声像条件、左室顺应性、左房压等影响,临床应用有限。

1.3 其他指标

1.3.1 等容舒张时间(IRT)指从主动脉瓣关闭至二尖瓣开放的时间,正常值为70 ms＜IRT＜90 ms。左室心肌主动松弛降低时,IRT＞90 ms;二尖瓣血流频谱假性正常化时,70 ms＜IRT＜90 ms,左室限制性充盈模式时,IRT＜70 ms,但其易受到心率、主动脉压力的影响。

1.3.2 左心室心肌松弛时间常数(Tau)反映等容舒张期左心室压力下降的速率,不受心脏负荷和心率影响,是评价左心室松弛功能的较好指标,正常值＜40 ms。左心室松弛功能减退时,Tau值增大。

1.3.3 心肌做功指数(IMP)即Tei指数,以等容收缩时间(ICT)和等容舒张时间(IRT)反映左室整体功能。计算方法为IMP=(ICT+IRT)/ET(ET:射血时间)。左室舒张异常可引起心肌松弛异常,从而延长等容舒张期致Tei指数增加。Tei指数在心室收缩功能正常时能很好地反映左室舒张功能的变化。Yu等[4]用仓鼠充血性心力衰竭模型证实Tei指数可预测心力衰竭患者的预后。Patel等[5]研究发现当Tei指数大于0.5时,提示左室功能受损。

2 M型超声心动图

2.1 房室平面位移(AVPD)Alam等提出AVPD可评价左心室舒张功能。其方法为用M型超声心动图测量左心房主动收缩引起房室平面位移(A)及房室平面位移最大值(T),计算A/T比值。章仁品等[6]应用M型超声心动图证实正常人A/T比值与二尖瓣血流频谱A/E比值存在良好正相关。但本法是建立在与二尖瓣血流频谱作对照的基础上,当左室舒张功能减退表现为二尖瓣血流频谱假性正常时,其评价心脏舒张功能易随之受到影响。

2.2 舒张早期左室内血流播散速度(FPV或Vp)它是近年采用M型彩色多普勒技术评价左室舒张功能的一项新指标。正常值大于45 cm/s,心肌松弛性减退及二尖瓣血流频谱假性正常时Vp减小。通过Vp与E/A的对比,可将其用于鉴别二尖瓣血流频谱假性正常。Lopes等[7]通过观察急性心肌梗死患者及时再灌注的左室舒张功能变化发现Vp是一个敏感及独立的评判左室舒张功能的指标。Matyal等[8]研究也证实了围手术期Vp对左室舒张功能的评估可单独预测瓣膜置换术后患者并发心力衰竭的可能性。但目前Vp尚无统一的测定方法,在心率超过110次/分或I度房室传导阻滞时,测值困难,仍待研究。

3 二维超声心动图测定左房参数

3.1 左房结构参数 包括左心房内径指数(LADi)、左心房面积指数(LAAi)、左心房容积指数(LAVi)、左房舒张末内径与左房收缩末内径比值(LADd/LADs)等。研究指出LAVi与左室舒张功能分级存在良好的正相关,若以LAVi≥28 mL/m2为左室舒张功能不全的诊断标准,则敏感度91%,特异度86%;若标准提高至 LAVi≥32 mL/m2,则敏感度100%,特异度77%。Valocik等[9]研究发现左室舒张功能减退的患者其左房容积较正常人偏大。严萍萍等[10]研究表明随左室舒张功能不全加重,LADd/LADs比值逐渐增大,若E/A＞1,LADd/LADs＞0.8应考虑为二尖瓣血流频谱假性正常,故LADd/LADs可简便地鉴别左室舒张功能假性正常化。

3.2 左房收缩功能参数 包括左房分数缩短率(LAFS)、左房射血力(LAF)和左房灌注分数(LAT)等。左室舒张功能降低使左室早期充盈量减少,左房必然代偿性增加做功,LAFS、LAT、LAF均会增大。Vizzardi等[11]通过比较左室舒张功能减退组与对照组的 LAF,并与二尖瓣血流频谱A/E比较,发现LAF在左室舒张功能减退组中明显增大,且LAF对左室舒张功能的评价要优于A/E比值。

4 多普勒组织成像技术(DTI)

它是将彩色多普勒用于心肌显像,通过消除血流的高速信号,仅显示室壁运动的低速信号的新技术。常见有组织速度显像(TVI)、应变率显像(SRI)等显示形式。

4.1 定量组织速度成像(QTVI)它能将同一切面上不同区域心肌节段的速度曲线显示在同一时间轴,可通过测定二尖瓣环运动速度来评价左室舒张功能,常用指标包括舒张早期心肌峰值运动速度(Ea)、舒张晚期心肌峰值运动速度(Aa)和Ea/Aa比值。正常值Ea/Aa＞1,Ea＞8 cm/s。左室舒张功能减退早期,Ea降低,Aa升高;疾病发展到二尖瓣血流呈伪正常化时,Ea/Aa倒置,Ea/Aa＜E/A,此时二尖瓣环DTI可用于鉴别二尖瓣血流频谱伪正常化。Srivastava等[12]研究显示室间隔二尖瓣环运动速度参数Ea比左室侧壁二尖瓣环运动速度参数Ea更具有较高的诊断价值。研究证明二尖瓣环DTI区分假性正常充盈与正常充盈的敏感度达88%,特异度67%。但谭国娟等[2]研究发现在二尖瓣血流E/A＞2时,其敏感性反而不及肺静脉血流,即二尖瓣环DTI适于评价轻-中度左室舒张功能异常。

研究显示E/Ea比值与肺毛细血管楔压之间存在良好的正相关性,故可用其来估测左室充盈压。E/Ea＞l5,提示左室充盈压较高;E/Ea＜8,则左室充盈压正常或较低。Bruch等[13]发现E/Ea比值越大,尤其是超过l5,预后越差。由于 E/Ea不受左室收缩功能影响,故可用于评估收缩功能正常的左室舒张功能。近年也有报道年龄、性别和左室质量对E/Ea比值有一定影响[14]。

4.2 应变率显像技术(SRI)SRI是在DTI基础上定量分析局部心肌运动的技术,可反映局部心肌的变形速率,更准确地评价其收缩和舒张功能。Tanaka等[15]指出局部心肌的收缩和舒张功能是影响左室整体收缩和舒张功能的重要因素,SRI可用于评价冠心病局部心肌的收缩和舒张功能。局部心肌组织缺血、纤维化时会导致本身应变率降低。Chetboul等[16]研究显示扩心病组在不同心脏彩超切面的应变率均较正常组低,表明SRI技术可评价心肌舒张功能。

5 超声背向散射积分技术(IBS)

IBS是通过组织的声学参数定量描述正常和病理的组织特性,用于评价心肌病变的新技术。常用指标有背向散射积分周期变异(CVIB)、背向散射最大密度(MI)、跨壁背向散射积分梯度(TGIBS)及标化背向散射积分(%IBS)等。IBS能反映心肌组织中胶原的含量,随患者舒张功能减退,心肌胶原含量增加,CVIB却减小。Mizuta等[17]研究发现长期服用缬沙坦能增大患者的左室平均背向散射积分周期变异(ACVIB),其舒张功能可得到一定改善。Talini等[18]研究证实长期服用瑞舒伐他汀可增大高胆固醇血症患者的CVIB,从而改善心脏舒张功能。

6 声学定量技术(AQ)

AQ技术是基于彩色心内膜自动边缘描记发展起来的一种超声新技术,它根据心肌组织与血流的背向散射特性的不同而识别和实时显示心脏面积-时间曲线、容积-时间曲线,反映心脏的收缩与舒张功能。常用舒张早期峰值心室充盈率(PRFR)、舒张晚期峰值心房充盈率(PAFR)及PRFR/PAFR比值等指标。利用AQ技术可鉴别二尖瓣血流频谱假性正常,Gong等[19]研究运用AQ技术发现服用奥美沙坦可提高高血压患者PRFR/PAFR比值,改善其舒张功能。它具有操作简单、重复性好等优点,但也存在依赖图像质量、受声窗质量呼吸声束发射方向影响等缺点。

7 彩色室壁运动技术(CK)

CK技术是AQ技术的进一步延伸,从血流和心肌组织整体背向散射中识别心内膜边界,并将心内膜运动轨迹按时间顺序彩色编码。常用前1/3舒张期心内膜位移面积百分比(1/3 RFAC)作为定量评价左室局部和整体舒张功能的指标。许玉芳等[20]研究表明随舒张功能降低,1/3 RFAC值逐渐降低,提示CK能相对直接评价左室舒张功能。Takeda等[21]研究发现左室舒张功能受损的患者二尖瓣血流频谱E/A与正常人无差别时,其心肌彩色室壁运动舒张指数(CKDI)小于正常人,表明CK技术能评价二尖瓣血流频谱假性正常化患者舒张功能的早期变化。但CK技术依赖于图像质量,且心率快时不能明确心内膜位移等。

8 实时三维超声心动图(RT-3DE)

RT-3DE是从心室整体采集数据,根据心室实际几何形状测量及计算各项心功能参数。近年有学者采用左室节段容积-时间曲线(VTC)计算左室各节段最大充盈率(PFR)和最大射血率(PER)评价左室节段舒张功能,认为RT-3DE是定量评价冠心病左室充盈率的有效方法。费洪文等[22]研究发现左室松弛功能减退组及二尖瓣血流频谱假性正常组的舒张充盈参数(PFR)均较正常组降低,表明PFR可评估早期左室舒张功能减低。但RT-3DE视野不够大,角度太小,不能包含所有的心脏结构,不能实时评价心脏容积和功能。

9 展 望

正确评价左室舒张功能障碍及其严重程度对心功能不全的诊断具有重要价值。尽管目前已有多种评价左室舒张功能的超声方法,但由于不同方法各有其局限性,因而尚无单一指标精确反映某一时相的舒张功能状态。进一步发展超声新技术以及筛选特异指标以精确评价左室舒张功能,将为心功能不全的病情控制以及预后干预等提供有用的信息。

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