左室舒张功能障碍评估

左室舒张功能障碍评估曹媛【摘要】2016欧洲心脏病学会心力衰竭指南对心力衰竭的分类进行了更新，并推荐在疑诊或已确诊的心力衰竭患者中进行经胸超声心动图，评估心肌的结构和功能通常认为在心力衰竭症状出现或收缩功能受损之前，已有不同程度的左室舒张功能障碍发生，因此超声心动图评估左室舒张功能是常规检查中不可或缺的一部分.％2016ESCHeartFailureGuidelineupdatestheclassificationofheartfailureandrecommendstransthoracicechocardio-graphyinpatientswithsuspectedordiagnosedheartfailuretoassessthestructureandfunctionofthemyocardium.Itisgenerallybelievedthatvaryingdegreesofleftventriculardiastolicdysfunctionhaveoccurredbeforetheonsetofheartfailureorimpairedsystolicfunction.There-fore,echocardiographicassessmentofleftventriculardiastolicfunctionisanintegralpartofroutineexamination.【期刊名称】《心血管病学进展》【年(卷)，期】2017(038)006【总页数】5页(P692-696)【关键词】心力衰竭;超声心动图;舒张功能【作者】曹媛【作者单位】山东大学齐鲁医院心血管内科教育部和国家卫计委心血管重构与功能研究重点实验室心血管转换医学省部共建国家重点实验室,山东济南250012【正文语种】中文【中图分类】R541.62016年欧洲心脏病学会(EuropeanSocietyofCardiology,ESC)急慢性心力衰竭诊断和治疗指南将心力衰竭分为三大类：射血分数降低的心力衰竭(heartfailurewithreducedejectionfraction，HFrEF)，即左室射血分数(LVEF)<40%；射血分数中间值的心力衰竭(heartfailurewithmid-rangeejectionfraction,HFmrEF),LVEF40%~49%;射血分数保留的心力衰竭(heartfailurewithpreservedejectionfraction,HFpEF),LVEF>50%，并对其诊断标准提出了明确的推荐［1］。该指南最大的更新之处是，将LVEF40%~49%的心力衰竭患者从以往的HFrEF(LVEF<50%)中分离出来，只有LVEF<40%才被认为是HFrEF—D脏机械功能包括收缩和舒张两部分，LVEF主要反映心室收缩功能，LVEF>40%的心力衰竭患者(HFmrEF和HFpEF)虽不存在LVEF的减低，但有明显的舒张功能障碍，并可由此导致心力衰竭的症状和体征。事实上HFpEF和HFmrEF的诊断较HFrEF更具挑战性［2］，因为舒张性心力衰竭主要特征为舒张功能障碍伴轻度收缩功能障碍［3］。临床实践中，超声心动图是目前唯一可被用于诊断舒张功能障碍的无创性成像技术［1,4］，但仍然没有单一的超声指标可被用于精确评估心室舒张功能［5］。本文就超声心动图对左室舒张功能的评估做如下综述。左室舒张期的临床定义为主动脉瓣关闭至二尖瓣关闭之间的时间段，可进一步分为四期［6-8］:(1)等容舒张期：自主动脉瓣关闭至二尖瓣开放，左心室内无任何血液充盈，但压力迅速下降，体积保持不变。该期的持续时间随着年龄增长而增加，但—般时限为60-80mso(2)快速充盈期：起始于二尖瓣开放，左室内压力迅速下降而发生抽吸作用，加之左房-左室之间的压力阶差，左室发生快速充盈，左室容积及压力均上升。在正常个体中，静息状态下75%的左心室充盈发生在此期，持续时间大约200ms。(3)减慢充盈期：心房内和心室内压力相等，但是由于快速充盈期血液动能的存在，心室充盈仍可以继续。这一时期的持续时间取决于心率，且在心动过速时几乎消失。在该期可发生约5%的左心室充盈。(4)心房收缩期：结束于二尖瓣关闭，此期的左心室充盈量在年龄＜50岁正常受试者中占总充盈量的30%，但在年龄＞80岁受试者中该比例可升至70%以上。舒张功能障碍引起的主要病理生理变化是充盈压升高［9］。当平均肺毛细血管楔压(pulmonarycapillarywedgepressure，PCWP)＞12mmHg(1mmHg=0.1333kPa)或左室舒张末压(leftventricularend-diastolicpressure，LVEDP)＞16mmHg时即为充盈压增高。左室舒张功能是由舒张早期左心室的主动松弛特性和顺应性共同决定的［7］，舒张功能障碍时二者可同时受损［2］。心肌主动松弛是指心肌完成收缩后恢复其无应力长度，这一主动耗能过程是在左室压力最低时完成的，并受年龄、机体负荷状态、心肌活性及心肌不同步等多因素的影响，主动松弛过程受损可导致心室壁僵硬度的增加［10-11］。而左室顺应性则是一被动过程，其降低的内因通常是心肌质量的增加和心肌细胞外胶原网络异常［3,12］，外因则包括心包疾病、右室疾病等［9］，左室顺应性降低也可导致心室壁僵硬度的增加［13］。与舒张功能障碍相关的心脏结构异常包括：(1)左室肥大：左室舒张功能障碍的危险因素有：高血压、心肌肥厚、冠状动脉疾病、糖尿病以及体重超重等［4,9,14-16］。左室病理性肥大或心肌重构所导致的心肌顺应性降低，通常与左室僵硬度增加和舒张功能障碍有关［3］。舒张型心力衰竭患者左室质量指数有明显的增加(男性＞115g/m,女性＞95g/m)［1］o(2)左房容积增加：无慢性房性心律失常时，左房扩大通常被认为是长期或慢性左房压(leftatrialpressure,LAP)升高的标志［17］。研究显示，左房容积＞34mL/m2是心力衰竭、心房颤动、缺血性脑卒中及死亡的独立预测因子，同时也是舒张性心力衰竭的关键性结构改变［1,18］。(3)左房功能异常：心房具有储存血液、血流通道及泵血功能［19-20］。在心室收缩及等容舒张期，即二尖瓣关闭状态下，心房收纳并储存来自肺静脉的血液；二尖瓣开放至心房收缩前心房发挥血流通道作用；在心室舒张晚期，心房主动收缩发挥泵血功能以保证足够的舒张末期左室容量［8］。左室主动松弛功能受损时常伴有舒张早期左房-左室压力阶差降低及左房通道容量减少，此时心房通过增加储血-泵血功能维持最佳的左室舒张末期容量及正常搏出量［19-21］。随着舒张功能受损的进一步加重及左房收缩功能的下降，左房对左室充盈的作用亦逐步减低［20］。(4)肺动脉收缩压及舒张压升高：有临床症状的舒张功能障碍患者中，肺动脉收缩压增高［20］。排除原发性肺血管疾病后，肺动脉收缩压增高通常提示心室充盈压升高，已有研究证实，肺动脉收缩压与无创方法测得的左室充盈压明显相关［22］。舒张功能的测量手段可大致分为两类，一类反映心室的主动松弛能力；一类反映心室的顺应性［23］；但这种分类方法并不严谨，因为影响左室松弛性的某些因素也可导致左室顺应性的异常。然而从临床实践的角度看，这种分法又具有相当的实用性。诊断舒张功能障碍的金标准是通过左心导管测量压力-容量曲线，计算左室压力最大下降速率(dp/dt)和左室心肌松弛时间常数(t)［2,14］°t代表左室压力下降至其初始值2/3时所需的时间。随着等容舒张期压力下降减缓，t值逐渐延长，当t值超过48ms时，可认为存在舒张功能障碍［14］。此外，还可应用超声心动图技术无创性评价等容舒张时间(isovolumetricrelaxationtime,IVRT)［24］。心室顺应性为舒张期单位压力变化弓I起的心室容积变化。在给定压力-容积曲线的任意点处绘制曲线的切线斜率表示心室的僵硬度(dp/dv)，当dp/dv>0.2mmHg/mL时表明存在心室舒张功能障碍。因舒张期左室压力-容积呈指数曲线关系，故dp/dv与压力有线性相关关系［19,21］。压力-容积曲线的斜率称为僵硬度系数，可用于心腔僵硬度的定量分析，其正常值不超过0.015［19］。心肌具有被动弹性，当左心室充盈导致心室肌长度增加(应变。)时，心室肌可产生抵抗力(应力£)。应变是指通过应力的增加使肌肉变性(长度增加)，通过测定舒张期心肌应力和应变之间的关系可量化评估心肌僵硬度［19］。左心室松弛性减退时，常表现为IVRT和E波减速时间(EDT)延长，E波降低，A波升高，E/A降低［10］；左室僵硬度增加时，常表现为IVRT和EDT缩短，E波高尖，A波减小，E/A增大［24］；左室松弛性和僵硬度均有异常时，可表现为〃假性正常化”，为假阴性［7］。高龄、心率增快(>90次/min)、左室前负荷减小、后负荷增加或左室收缩力减弱时，尽管左室舒张功能正常，但E/A减低，为假阳性［24］。在正常个体窦性心律情况下，从左心房到左心室的舒张血流穿过二尖瓣具有两个频谱分量：E波和A波。E波反映早期舒张充盈，A波在舒张晚期，反映心房收缩［15］。二尖瓣血流E/A将充盈模式分为四类，正常充盈、充盈受损、假性正常化、限制性充盈［7,9］。因为穿过二尖瓣的血流速度取决于两侧压力梯度，所以E波速度受早期舒张期松弛和左心房压力的影响。在扩张型心肌病和LVEF降低的患者中，与LVEF相比，二尖瓣血流速度E波与左心室充盈压、功能分级和预后相关性更好［12］；在LVEF>50%的冠状动脉疾病患者和肥厚型心肌病患者，二尖瓣血流速度E波与左室充盈压相关性差［22］。A波速度反映了舒张晚期左房-左室压力阶差，并且受左室顺应性和左房收缩功能的影响［25］。在扩张型心肌病患者限制性充盈模式与LVEF相比，与左心室充盈压、功能分级和预后相关性更好；LVEF正常的患者伴有左房扩大和限制性充盈模式预后较差［15］。值得注意的是，E波、A波和E/A均具有年龄依赖性，在心律失常的患者中应用需慎重［26］°(2)EDT受左室松弛、二尖瓣开放时左室舒张压及左室僵硬度的影响［9］。在LVEF正常的患者EDT与LVEDP没有相关性，但在LVEF降低的患者，无论是在窦型心律或心房颤动心律的情况下，EDT降低与升高的LVEDP明显相关［15,26］。(3)Valsalva动作后二尖瓣血流的变化可以用来鉴别假性正常化的血流充盈模式。E/A比值下降>50%或A波速度增加高度特异提示左心室充盈压升高［18］。(4)左心室充盈压增高导致左心室松弛明显延迟，舒张中期持续的左心室充盈可产生L峰，L峰的出现对左心室充盈压增高有特异性指示作用［24］°（5）IVRT正常值＜70ms，左心室松弛受损但左室充盈压正常时IVRT延长，当左室顺应性降低时IVRT缩短［24］。（6）脉冲组织多普勒测量二尖瓣环舒张早期速度e’，研究表明e’反映左室舒张早期松弛率，且与丁存在明显的相关性［4］。在左室松弛功能受损的情况下，特别是舒张早期松弛受损时e’通常减少［10］°e’有年龄依赖性，但无负荷依赖性。（7）二尖瓣E/e’可以用来预测左心室充盈压，侧壁处E/e’更为准确，平均值＞0且＜8通常表示左心室充盈压力正常，间隔处E/e’215,侧壁处＞12，平均值213高度提示左心室充盈压力升高［4,7,18］°（8）IVRT/TE-e’用来评估LVEF正常或患有二尖瓣疾病患者的左心室充盈压［18］，也可用来鉴别限制型心肌病与缩窄性心包炎，其正常值＞2［2,14,18］。（9）斑点追踪技术测量等容舒张期整体长轴应变率（GSRIVRT）,GSRIVRT不受前负荷及跨瓣压差的影响，较血流参数指标更为直接，能反映整体心肌的舒张功能指标，与充盈压相关性良好，但测量较复杂且对图像质量要求较高［4,18］。（10）斑点追踪技术测量的左室解旋率，作为评估左室松弛功能的指标，左室解旋率与t有较好相关性，与左室舒张末容积呈显著负相关［18］。2016年美国超声心动图学会和欧洲心血管影像学会（ASE/EACVI）指南提出了左室舒张功能评价的新方法，进一步强调了多种指标的综合运用。在确定左室舒张功能有无异常时，应该综合评估以下四个变量，以减少假阳性诊断。四个推荐变量及其异常临界值是二尖瓣环速度（间隔e’＜7cm/s,侧壁e’＜10cm/s），平均E/e’比率＞14（侧壁E/e’比值＞13或间隔E/e’比值＞15）,左房最大容积指数＞34mL/m2，三尖瓣反流峰值速度＞2.8m/s［10,27］。如果超过一半的可用参数达不到异常界值，则左室舒张功能是正常的；如果超过一半的可用参数达到这些界值，则存在左室舒张功能障碍；如果一半参数不满足界值，则诊断不能明确［27］。推荐用于评估左室舒张功能障碍等级的关键指标包括二尖瓣前向血流速度、二尖瓣瓣环运动速度、E/e’比值、三尖瓣反流射流的峰值速度和左房最大容积指数、肺静脉血流速度以及通过斑点跟踪超声心动图测得的左室整体长轴应变［27］。舒张功能障碍是射血分数降低或保留患者潜在心肌疾病的结果，所以在这些人群中可以考虑这些检测方法，但这些方法多不能应用于心房颤动、显著的二尖瓣疾病（至少中度二尖瓣环形钙化、任何二尖瓣狭窄或超过中度的二尖瓣反流、二尖瓣修复或人工二尖瓣置换）、左室辅助装置、左束支传导阻滞和心室起搏节律的患者。当二尖瓣血流频谱模式显示E/A比值＜0.80以及E波峰值速度＜50cm/s时，平均LAP正常或降低，舒张功能障碍的相应等级是I级。当二尖瓣血流频谱模式显示E/A比值22时，左房平均压力升高，舒张功能障碍可能为B级。当二尖瓣前向血流显示E/A＜0.80且E波峰值速度＞50cm/s时，或者如果0.80＜E/A比值＜2，则有必要参考其他指标以便精确评估。2016ASE指南推荐以下参数：从多个视图获得的连续多普勒测量三尖瓣反流射流的峰值速度、E/e’比值和左房最大容积指数。如果三个参数均能测得，且仅有其中一个满足临界值，则LAP是正常的并且存在I级舒张功能障碍。如果三个参数中至少两个满足相应的临界值，则LAP升高，并且存在H级舒张功能障碍。如果仅有一个参数满足临界值，或两个参数之间存在差异，无法对LAP和舒张功能障碍进行精确评级，此时对LVEF减低的患者可参考肺静脉收缩期峰值速度与舒张期峰值速度比值，如该值＜1,则支持存在左心室充盈压升高［27］。因为在健康的年轻个体中肺静脉S/D常＜1,该指数对于具有LVEF正常的患者没有价值［10,27］。近年来采用二维超声心动图彩色多普勒应用流体力学的办法研究左室舒张功能，舒张功能量化的替代方法主要是使用左心室充盈过程的血流动力学模型。已有量化评估左心室充盈效率的指标叫涡流形成时间［10］。舒张期涡流是左心室充盈容量的重要部分，心室内血流动力学是左心室室壁僵硬度的一个重要决定因素［25］。形成一个混乱的心室内涡流可以导致左心室充盈压增高，而恢复涡流形成的生理状态可能是改善左室舒张功能的重要机制[10,25]。近年来人们已经越来越认识到，受损的左室舒张功能可以显著影响心脏整体功能，并且与心脏病患者的体征和症状相关[17]。慢性心力衰竭患者的运动能力与舒张功能(而不是收缩功能)指标的异常更为密切相关，并且在多种疾病，特别是与左室肥大或心脏缺血有关的异常状态下，舒张期充盈异常可能在症状出现或收缩功能受损之前就已发生。目前心力衰竭的定义将舒张功能异常划分在有临床症状的阶段，而实际上在临床症状明显之前，患者可以呈现无症状的结构性或功能性心脏异常(收缩性或舒张性左室功能障碍)，是心力衰竭的前期事件。识别这些前期事件是非常重要的，因为它们与不良预后相关，并且早期干预治疗可以显著降低患者的病死率[9,15,24]。【相关文献】PiotrponikowskiP,VoorsAA,AnkerSD,etal.2016ESCGuidelinesforthediagnosisandtreatmentofacuteandchronicheartfailure[J].EurHeartJ,2016,18(27):2129-2200.ShammasRL,KhanNU,NekkantiR,etal.Diastolicheartfailureandleftventriculardiastolicdysfunction:whatweknow,andwhatwedon’tknow![J].IntJCardiol,2007,115(3):284-292.AurigemmaGP,ZileMR,GaaschWH.Contractilebehavioroftheleftventricleindiastolicheartfailure:withemphasisonregionalsystolicfunction[J].Circulation,2006,113(2):296-304.MichalskiB,TrzcinskiP,KupczynskaK,etal.Thedifferencesintherelationshipbetweendiastolicdysfunction,selectedbiomarkersandcollagenturn-overinheartfailurepatientswithpreservedandreducedejectionfraction[J].CardiolJ,2016,24(1):35-42.VasanRS,BenjaminEJ,LevyD.Prevalence,clinicalfeaturesandprognosisofdiastolicheartfailure:anepidemiologicperspective[J].JAmCollCardiol,1995,26(7):1565-1574.ClarksonP,WheeldonNM,MacdonaldTM.Leftventriculardiastolicdysfunction[J].QJMed,1994,87(3):143-148.LekavichCL,BarksdaleDJ,NeelonV,etal.Heartfailurepreservedejectionfraction(HFpEF):anintegratedandstrategicreview[J].HeartFailRev,2015,20(6):643-653.Cohen-SolalA.Leftventriculardiastolicdysfunction:pathophysiology,diagnosisandtreatment[J].NephrolDialTransplant,1998,13(Suppl4):3-5.KarrowniW,ChatterjeeK.Diastolicheartfailure:thecurrentunderstandingandapproachformanagementwithfocusonintensivecareunitpatients[J].JIntensiveCareMed,2014,29(3):119-127.Irizarry-PaganEE,VargasPE,Lopez-CandalesA.Theclinicaldilemmaofheartfailurewithpreservedejectionfraction:anupdateonpathophysiologyandmanagementforphysicians[J].PostgradMedJ,2016,92(1088):346-355.WangJ,KurrelmeyerKM,Torre-AmioneG,etal.Systolicanddiastolicdyssynchronyinpatientswithdiastolicheartfailureandtheeffectofmedicaltherapy[J].JAmCollCardiol,2007,49(1):88-96.WoodP,PiranS,LiuPP.Diastolicheartfailure:progress,treatmentchallenges,andprevention[J].CanJCardiol,2011,27(3):302-310.StaufferJC,GaaschWH.Recognitionandtreatmentofleftventriculardiastolicdysfunction[J].ProgCardiovascDis,1990,32(5):319-332.LambRE,KingD.Leftventriculardiastolicdysfunction:risks,identification,andtreatment[J].ProgCardiovascNurs,2004,19(1):31-36.AurigemmaGP,GaaschWH.Clinicalpractice.Diastolicheartfailure[J].NEnglJMed,2004,351(11):1097-1105.ApsteinCS,LorellBH.Thephysiologicalbasisofleftventriculardiastolicdysfunction[J].JCardSurg,1988,3(4):475-485.ChatterjeeK.Pathophysiologyofsystolicanddiastolicheartfailure[J].MedClinNorthAm,2012,96(5):891-899.WangJ,NaguehSF.Currentperspectivesoncardiacfunctioninpatientswithdiastolicheartfailure[J].Circulation,2009,119(8):1146-1157.ZileMR,BrutsaertDL.Newconceptsindiastolicdysfunctionanddiastolicheartfailure:PartI:diagnosis,prognosis,andmeasurementsofdiastolicfunction[J].Circulation,2002,105(12):1503-1508.NicoaraA,Jones-HaywoodM.Diastolicheartfailure:diagnosisandtherapy[J].CurrOpinAnaesthesiol,2016,29(1):61-67.ZileMR,BrutsaertDL.Newconcep