重症超声
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第六节 左室舒张功能的评价

随着人口老龄化,高龄重症患者逐年增加。对于65岁以上的患者,心力衰竭是常见的诊断,是重症患者的重要致死病因。除了收缩功能不全造成的心力衰竭外,舒张功能不全造成的心力衰竭是影响患者预后的重要因素。根据美国心脏协会的指南,舒张性心功能不全是指存在心力衰竭的症状和体征而左室射血分数在正常范围,诊断应包括左室心肌松弛功能障碍和充盈压上升。因此,正常的心功能应包括正常的收缩功能、正常的心肌松弛功能以及在安静状态和劳力状态下保持心室充盈压力正常。

心室的充分充盈是正常每搏量的保证。正常的心脏舒张功能是指在安静状态下或运动时,心室都能够充分充盈而不会造成心室充盈压的上升。左室的充盈包括一系列的步骤,可将舒张过程分为四个阶段:等容舒张期、早期快速充盈期、减慢充盈期、晚期心房收缩期。首先是心肌的需要耗能的主动松弛,它可以使左室压力在收缩末期和舒张早期迅速下降。这时,二尖瓣开放标志着早期充盈的开始。正常情况下,舒张期充盈的主要动力来自于心肌的弹性回缩和左室的正常松弛功能,而左房收缩只占到20%左右。

导致舒张功能异常的主要机制包括原发性心肌疾病、继发性左室肥厚、冠状动脉疾病、外源性限制。临床医生需要考虑左室舒张功能的情况包括高龄患者、糖尿病患者、高血压患者,超声提示左室肥厚、主动脉瓣狭窄或限制性心脏疾病。

一、左心功能不全

心功能不全不代表心室收缩功能障碍,在新诊断的心力衰竭患者中,40%~50%收缩功能在正常范围,而主要问题在于心脏的主动松弛和被动扩张能力下降,导致心室充盈不足,而非收缩异常,称为舒张性心力衰竭。多见于心室肥厚、心肌缺血后心肌顿抑、正压通气时。虽然两种心功能不全的心室充盈压都会升高,但两种心功能不全心室舒张末期容积的变化是相反的:收缩性心功能不全舒张末期容积增加,舒张性心功能不全舒张末期下降。因此二者区别在于心室舒张末期容积而不是舒张末期压力。更常用来区分两种心功能不全的指标是心室射血分数:舒张性心功能不全,射血分数正常,而在收缩性心功能不全,射血分数下降。

二、舒张功能相关参数

心脏超声是判断心脏舒张功能的重要方法。虽然舒张功能不全早期的患者在收缩功能或心脏结构上不一定会有明显异常,但是二维心脏超声多少都会有所表现,如左室室壁增厚,由于左室充盈压力慢性升高导致的左房增大。左室增厚的原因多由于高血压,肥厚型心肌病或肥胖等。左室舒张功能不全时,二尖瓣跨瓣压差会发生改变,这种改变会在二尖瓣多普勒血流频谱上表现出来。应用组织多普勒记录二尖瓣瓣环的长轴运动,可评价心肌的舒张功能。左室舒张早期和晚期充盈所占比例取决于弹性回缩、心肌松弛速率、左室顺应性以及左房压力。多数患者舒张功能的判断可通过二维心脏超声及二尖瓣血流频谱进行大致评价。但是,确切的舒张功能判断还需要组织多普勒、肺静脉多普勒、肝静脉多普勒和二尖瓣血流彩色M型。

与心室舒张功能相关的参数包括心室松弛功能、心肌本身及心脏腔室结构的顺应性、心室的充盈压力。心室的松弛是主动耗能的过程,它发生在等容舒张期及早期快速充盈期。松弛功能异常可导致等容舒张期(IVRT)延长,心室内压力下降缓慢,心房和心室之间压差减小,心室早期充盈流速下降。顺应性是容积变化与所对应压力变化的比值(dV/dP),它受到心室大小、形状及心肌本身特性的影响。心包、右室及胸腔内压力等外部因素也会影响左室顺应性。

三、舒张功能评价方法

因为舒张功能的评价需要熟悉多普勒超声的应用。首先是探头位置,彩色血流显像有利于超声声束方向的调整。为得到最佳血流信号,超声波声束应与血流方向平行。由于乳头肌的存在,正常的跨二尖瓣血流朝向左室后侧壁的中远段,偏离心尖约20°。随着左室扩张时如扩张型心肌病,心脏更接近球形,导致二尖瓣跨瓣血流更加偏向侧后方。因此,理想的探头位置应该放在心尖部侧偏20°的地方,而左室增大患者侧偏角度可能还要更大一些。如果是测量肺静脉的血流频谱,探头位置取决于切面及肺静脉的选择。通常心尖四腔心切面用来测量右上肺静脉。

1.二尖瓣口血流频谱

二尖瓣口血流频谱的测量是应用脉冲多普勒,取样容积放在二尖瓣瓣尖水平,其判断方法多是根据早期快速充盈形成的二尖瓣血流频谱E峰和左房收缩形成的晚期充盈形成的A峰,以及二者的比值来判断。首先可靠的测量需要清晰的频谱图像。另外,心率过快和一度房室传导阻滞可以导致E峰和A峰融合,影响测量。而且,如果A峰在E峰还未降到零点时就已经开始,测得A峰可能会相对升高。通常,如果A峰开始时E峰>20cm/s,A峰和E/A都会受到影响。对于心率>100次/分的患者,E峰和A峰通常会融合在一起,而对于存在心房颤动的患者,也无法通过E/A进行舒张功能的评价。脉冲多普勒取样容积放在二尖瓣尖,使取样线平行于血流。主要包括舒张早期的E峰和舒张晚期的A峰。E峰发生于左室快速充盈期,A峰发生于舒张晚期,由左房主动收缩形成。E峰最大流速:平均73cm/s,A峰最大流速:平均40cm/s,E/A:1~1.5。需要注意的是,左房压轻到中度升高时,由于松弛功能障碍与增高的充盈压对二尖瓣血流相反的影响,导致二尖瓣血流频谱呈正常表现,称为假性正常化。舒张功能也可通过E峰减速时间(EDT)来判断,EDT是测量从E峰顶点到E峰与基线交点之间的时间,存在松弛功能障碍的患者由于左室舒张期压力下降缓慢,需更长的时间达到左室和左房压力的平衡,表现为EDT延长,正常值:160~240毫秒。在正常的年轻人或左室顺应性下降或左房压显著上升时,EDT由于充盈时间缩短而下降。这个参数受到前负荷的影响,在能配合的患者,可通过Valslva方法来鉴别假性正常化(图2-6-1)。

图2-6-1 二尖瓣口血流频谱

对于扩张型心肌病患者而言,脉冲多普勒测量的二尖瓣血流频谱与左室充盈压力、心功能及预后都有很好的相关性,甚至好过左室射血分数。然而,对于冠心病、肥厚型心肌病等患者而言,如射血分数在50%以上,二尖瓣血流频谱对于血流动力学的意义就会很有限。

2.肺静脉血流频谱

肺静脉血流频谱在左室舒张功能判断中是二尖瓣血流频谱很好的辅助方法。测量方法是利用彩色多普勒显示肺静脉血流信号,然后用脉冲多普勒,将取样容积置于肺静脉开口的1~2cm内,使取样线平行于血流。主要包括收缩期的S波、舒张早期的D波和舒张晚期的反向Ar波。Ar波<35cm/s,舒张功能异常时>35cm/s。测量时多选择右上肺静脉,可在心尖四腔心切面的基础上,倾斜探头,显露主动脉瓣,然后再进行肺静脉血流的脉冲多普勒测量。

肺静脉血流频谱包括四个部分:两个收缩期频谱(PVS1和 PVS2),舒张期频谱(PVd),心房反流频谱(PVa)。PVS1出现在收缩早期,与心房舒张有关,这时心房压力下降,利于肺静脉血液回流左房。PVS2发生在收缩中晚期,由于肺静脉压力上升而形成。左房压正常时,肺静脉压力在收缩晚期明显上升,且上升速度较左房压快。但是,如左房充盈压上升,左房压力在收缩晚期上升与肺静脉相等甚至超过肺静脉压,导致较早的PVS2峰值出现。

房室传导正常时,收缩期频谱非常靠近,PVS1在大部分患者不会清楚识别。PVd出现在舒张期二尖瓣开放左房压下降时,与左室顺应性、充盈压的变化有关。左房压力增加可导致PVS下降,PVd增加,S/D比值小于1。

3.等容舒张时间(IVRT)

主动脉瓣关闭至二尖瓣开放的时间间期。应用连续多普勒,取心尖五腔心或三腔心切面,取样容积放置于二尖瓣口和左室流出道之间,同时获得流入道和流出道的血流频谱。正常值:70~90毫秒;>90毫秒提示主动松弛功能异常;<70毫秒提示限制型充盈障碍。

4.血流递增速度(Vp)

这种方法是将彩色多普勒取样窗置于左室流入道,尽量使取样窗较窄,然后将M型取样线置于彩色多普勒取样窗内,从二尖瓣到心尖部血流的中心位置,并使得中心位置最快速度血流为蓝色,即可得到彩色M型图像,测量红蓝交界处血流图像的斜率即为血流递增速度,左室舒张功能正常时Vp应>50cm/s。有研究指出,E/Vp可用来判断左房压,E/Vp>2.5提示肺动脉楔压>15mmHg(图2-6-2,见文末彩图)。

5.组织多普勒

组织多普勒可用来测量二尖瓣瓣环长轴方向的运动速率,取心尖四腔心切面,取样容积5~10mm,放置在侧壁或室间隔二尖瓣瓣环处进行测量。建议测量时选择呼气末,且应选择连续三个数值进行平均。正常情况下,可以得到三个频谱,收缩期的s峰,舒张早期Ea峰和舒张晚期Aa峰。Ea峰在判定舒张功能不全类型及估测左房充盈压时非常重要。Ea峰反映心肌的松弛功能。正常情况下,Ea峰在活动时或前负荷增加可由于跨二尖瓣压差增加而增加。对于舒张功能不全的患者,Ea峰的基线水平会下降,而且不随着前负荷的增加而升高。Ea峰的下降是反映舒张功能不全的早期指标,而且Ea峰下降在舒张功能不全的各个阶段持续存在,而E峰可以随着充盈压力的上升而升高,Ea峰与E峰的比值与充盈压及肺动脉楔压有很好的相关性。Ea峰在侧壁二尖瓣环测得值高于室间隔二尖瓣环Ea峰数值,正常值分别为10cm/s和8cm/s。或二尖瓣环舒张期频谱主要是舒张早期Ea峰和舒张晚期Aa峰。 正常值:Ea/Aa>1;Ea>8.5cm/s,Aa>8cm/s(图2-6-3)。

图2-6-2 血流递增速度

图2-6-3 组织多普勒评估舒张功能

四、舒张功能分级

正常情况下,左室弹性回缩十分迅速有力,大部分左室充盈发生在舒张早期,左房收缩只占一小部分。E/A≥1.5或更高,Ea>10cm/s,E/Ea<8。二尖瓣环组织多普勒舒张期频谱,舒张早期频谱高于舒张晚期频谱。而侧壁二尖瓣瓣环组织多普勒频谱高于间隔二尖瓣瓣环频谱,正常人,Ea峰随着跨二尖瓣压力的增加而增加,所以E/Ea在静息或运动状态变化不大。舒张功能不全首先表现为松弛功能障碍,随着程度的进展,左房压逐渐升高,二尖瓣血流频谱呈现假性正常化,左室顺应性继续恶化,左房压进一步升高,进展为限制性舒张功能不全。

1.主动松弛功能障碍

左室顺应性尚好;左房内径正常;左房充盈压正常或轻度升高;二尖瓣频谱:E/A<1;E峰减速时间>2 4 0毫秒;等容舒张期(I VRT)>9 0毫秒;组织多普勒:二尖瓣环Ea/Aa<1;肺静脉血流频谱:D波减低,S波增高,S/D>1;Ar波基本正常,<35cm/s。

2.假性充盈正常

指二尖瓣频谱E/A正常,但左室舒张末压>15mmHg。除主动松弛功能障碍外,左室顺应性也开始降低。其舒张功能较1级严重,但通过二尖瓣频谱E/A不能反映。

左房内径增大;左房充盈压升高;二尖瓣频谱:假性正常化,E/A 1.0~1.5;E峰减速时间160~240毫秒;IVRT 70~90毫秒;Valsalva动作后E/A<1;组织多普勒:二尖瓣环Ea/Aa<1;肺静脉血流频谱:S波减低,S/D<1;Ar波增加,>35cm/s。

3.可逆性限制型舒张功能障碍

除主动松弛功能障碍外,左室顺应性明显降低。左房内径增大。左房充盈压升高;二尖瓣频谱:E/A>2.0;E峰减速时间<160毫秒;IVRT<70毫秒;Valsalva动作后E/A降至正常或<1;组织多普勒:二尖瓣环Ea/Aa仍<1,Ea、Aa峰值速度低于正常;肺静脉血流频谱:S波减低,S/D<1;Ar波增加,>35cm/s。

4.不可逆性限制型舒张功能障碍

除主动松弛功能障碍外,左室顺应性严重降低。左房内径增大;左房充盈压:升高;二尖瓣频谱:E/A>2.0;E峰减速时间<90毫秒;IVRT<70毫秒;Valsalva动作后E/A降至正常或<1;组织多普勒:二尖瓣环Ea/Aa<1,Ea明显减低;肺静脉血流频谱:S波减低,S/D<1;Ar波增加,>35cm/s。

五、左室充盈压评估

由于重症患者高龄化趋势,合并舒张功能不全的患者持续增加,尤其在重症医学科,左室充盈压的评估对临床治疗决策非常有帮助。利用脉冲多普勒测得的左室舒张早期E峰与组织多普勒测得二尖瓣侧壁瓣环舒张期E'的比值,与左室充盈压有较好的相关性。如果E/E'>14,提示左房压>15mmHg;如果E/E'<8,提示左房压<15mmHg。

(张宏民)