射血分?jǐn)?shù)保留的心力衰竭左心室舒張功能的影像學(xué)評價

王 月 武柏林*

射血分?jǐn)?shù)保留的心力衰竭 （heart failure with preserved left ventricular ejection fraction，HFPEF）指具有心力衰竭的癥狀和體征，左室射血分?jǐn)?shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）大致正常而心臟舒張功能障礙的綜合征。目前該病尚未形成統(tǒng)一的命名，因此不同的研究機(jī)構(gòu)與研究者使用了不同的名稱，例如舒張性心力衰竭、收縮功能保留的心力衰竭、射血分?jǐn)?shù)保留的心力衰竭、射血分?jǐn)?shù)正常的心力衰竭等。HFPEF的發(fā)病率占所有心力衰竭病人的50%～55%，患病率每10年增加10%，明顯高于射血分?jǐn)?shù)減少的心力衰竭[1]。HFPEF常累及患有非心臟性慢性或老年性疾病的人群[2]，具有明顯的性別傾向，以女性多見，此點恰與射血分?jǐn)?shù)下降的心力衰竭情況相反。其發(fā)病的主要原因依次是收縮壓升高為主的高血壓、糖尿病、肥胖、高齡、房顫，其中高血壓最常見，可引起心肌結(jié)構(gòu)改變而影響舒張功能[4]。罕見原因包括縮窄性心包炎、肥厚型心肌病和浸潤性心肌病，如血色素沉著癥、淀粉樣變性和結(jié)節(jié)病[3]。HFPEF的臨床癥狀有運(yùn)動耐量下降[5]，心悸、氣短、呼吸困難等肺淤血癥狀，頸靜脈怒張、肝大、下肢水腫等體循環(huán)淤血癥狀，以及乏力、咳嗽等。

目前對HFPEF的認(rèn)識有限，其診斷標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一。2016年歐洲心臟病學(xué)會指南[6]中的診斷標(biāo)準(zhǔn)為：①與心力衰竭一致的癥狀和體征；②LVEF＞50%；③利鈉肽水平升高；④具有引起心力衰竭的功能性/結(jié)構(gòu)性原因的客觀性征象，如左室肥厚或舒張功能障礙。目前國內(nèi)HFPEF的常用診斷標(biāo)準(zhǔn)為：①有充血性心力衰竭的癥狀及體征，并排除心臟瓣膜病、心包疾病及其他非心臟性疾病等；②LVEF＞45%和左心室舒張末期容積指數(shù)＜97 mL/m2；③左心室舒張功能異常的證據(jù)[7]。

1 舒張功能障礙的病生理機(jī)制

1.1 正常舒張功能及舒張期的生理機(jī)制 心臟的舒張功能指心臟的主動性松弛、舒張和被動性充盈擴(kuò)張的功能。前者主要受心肌細(xì)胞的去收縮和去偶聯(lián)的影響，后者主要取決于心室壁的順應(yīng)性和僵硬度。舒張期開始于等容舒張期，結(jié)束于二尖瓣的關(guān)閉，完成心室的充盈。舒張期分為4個階段：①等容舒張期：心肌主動松弛是一個能量依賴的過程，開始于收縮末期，在舒張中期結(jié)束。屆時收縮心肌的彈性回縮力產(chǎn)生“吸引”機(jī)制，導(dǎo)致心室內(nèi)壓下降，同時維持一個幾乎恒定的體積。②快速充盈期（快速射血期）：由于左心室舒張和彈性回縮力引起壓力的持續(xù)下降，直至左心室壓低于左心房壓，二尖瓣開放使左心室開始快速充盈。當(dāng)左心室壓力等于左心房壓力時結(jié)束，大約占左心室充盈量的70%。③舒張期（減慢射血期）：是快速充盈期和心房收縮期之間的一個階段，此時左心房和左心室壓已達(dá)到平衡。肺靜脈反流的慣性導(dǎo)致左心室繼續(xù)充盈，占左心室充盈量的不到5%。④心房收縮期：左心房收縮，導(dǎo)致左心房壓力高于左心室壓力，它會引起新的血流進(jìn)入左心室，占左心室充盈量的近25%。

1.2 舒張功能障礙的病理機(jī)制 左室舒張功能不全的主要特點是：左室的舒張運(yùn)動減慢，僵硬度增加，舒張期的“抽吸力”受損，心室的復(fù)原力減低和心室的不同步舒張。目前認(rèn)為心肌細(xì)胞內(nèi)在因素異常、細(xì)胞外基質(zhì)功能障礙[8]、心臟內(nèi)皮功能異常[9]及神經(jīng)激素紊亂等多種原因可引起心室松弛能力受損和心肌順應(yīng)性降低，從而導(dǎo)致心室舒張末期壓力增高，心室舒張期充盈減低，每搏輸出量減少，最終發(fā)生心力衰竭。

2 超聲心動圖

2.1 舒張功能的評價

2.1.1 頻譜多普勒 是目前檢測左室舒張功能比較常用的方法。測量參數(shù)包括舒張早期血流速度峰值（E）、舒張晚期血流速度峰值（A）、E/A 比值、減速時間（deceleration time，DT）、持續(xù)時間等。 E/A＜1.0，為松弛型舒張功能障礙；E/A＞1.0，提示舒張功能正?；虼嬖诩傩哉；籈/A＞2.0，為限制性舒張功能障礙。

2.1.2 肺靜脈血流頻譜 測量參數(shù)包括收縮期順行波峰速度（S）、舒張早期順行波峰速度（D）、舒張晚期逆行波峰（Ar）速度及Ar持續(xù)時間。左室舒張功能松弛性減低時，S/D＞1；二尖瓣血流頻譜假性正常時，S/D＜1；左室限制性充盈時，S/D遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1，Ar波流速增大，Ar持續(xù)時間延長。

2.1.3 組織多普勒 舒張期二尖瓣環(huán)運(yùn)動反映的是左室心肌纖維縱向力學(xué)的變化，而組織多普勒成像技術(shù)可以定量評價二尖瓣環(huán)的運(yùn)動，從而有效評價舒張功能。當(dāng)心室出現(xiàn)舒張功能障礙時，二尖瓣環(huán)舒張早期運(yùn)動速度峰值（E′）與舒張晚期運(yùn)動速度峰值（A′）的比值即 E′/A′會顯著減少。

2.1.4 超聲斑點追蹤 是評價心肌變形的一種新方法。通過追蹤識別心肌內(nèi)回聲斑點的空間運(yùn)動，可標(biāo)測不同幀之間同一位置的心肌運(yùn)動軌跡。該技術(shù)時間分辨力高，與組織位移無關(guān)，不受心臟整體運(yùn)動的影響，且不受室壁運(yùn)動夾角與聲束方向的影響。

2.2 舒張功能障礙分級 Ⅰ級舒張功能障礙：心臟松弛度受損，舒張早期二尖瓣血流速度減慢和舒張晚期充盈增加。因此，E/A比值隨DT和等容舒張時間（isovolumic relaxation time，IVRT）的延長而降低到0.75以下[10]。在肺靜脈血流描記法中此階段以收縮期順行波為主，肺靜脈血流顯示舒張早期順行波減少，Ar持續(xù)時間正常，＜30 ms。此時雖然松弛度受損，但沒有證據(jù)表明在休息時充盈壓增加。Ⅱ級舒張功能障礙：是由假性正常充盈模式定義的。此時病人二尖瓣血流類似于正常模式（E/A，DT均正常），但靜息時左室順應(yīng)性降低，左房壓力升高。Ⅱ級和正常模式鑒別診斷可通過組織多普勒成像實現(xiàn)，或者使用Valsalva動作和肺靜脈血流描記法。肺靜脈血流描記法中舒張早期順行波將占主導(dǎo)地位，肺靜脈流量通常顯示收縮期血流減少。Ⅲ-Ⅳ級舒張功能障礙也稱為限制性左室充盈，是指舒張功能嚴(yán)重受損，左室充盈壓力明顯升高，左心室順應(yīng)性嚴(yán)重受損。限制性模式的特點是E/A比值增加（＞1.5），IVRT和DT縮短（＜150 ms），肺靜脈血流中收縮期順行波明顯減少或消失。

3 心臟 MRI（cardiac MRI，CMRI）

心臟MRI是準(zhǔn)確評價心臟形態(tài)及功能的無創(chuàng)性成像方法，其用于評估心臟收縮功能的指標(biāo)具有較高的準(zhǔn)確性，技術(shù)也相對成熟。雖然目前已有多種CMRI序列可用于評估心室舒張功能，但與收縮功能相比，CMRI評估心室舒張功能的經(jīng)驗相對缺乏。穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動序列可以通過后處理生成容積-時間曲線（volume-time curves，VTC）及相關(guān)的功能參數(shù)；相位對比血流成像和穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動序列測定的二尖瓣口流速、早期減速時間和肺靜脈血流速度等參數(shù)可以評估心室的舒張功能；心肌標(biāo)記技術(shù)可以反映心肌舒張松弛的機(jī)制；CMR四維血流成像（four-dimensional flow cardiac magnetic resonance，4D-Flow CMR）可以用于研究舒張功能障礙的病理生理機(jī)制；31P-MRS反映了心肌的能量狀態(tài)；經(jīng)胸低頻剪切波幅度（shear-wave amplitudes，SWA）能夠提供有關(guān)心肌松弛的診斷信息；左房應(yīng)變分析對早期舒張功能障礙有很好的提示作用?，F(xiàn)逐一對其進(jìn)行介紹。

3.1 VTC VTC可以評估心室的舒張功能。選擇梯度回波加心電門控的電影序列，在心動周期的多個階段進(jìn)行成像。描記整個左心室的心內(nèi)膜輪廓來測算左心室體積，從而生成VTC。VTC反映了整個心動周期心室的相對體積變化，通過其獲得的高峰充盈率、高峰射血率等參數(shù)可以評價心室整體的舒張和收縮功能。研究[11-12]表明，舒張功能障礙與峰值充盈率降低和峰值充盈時間延長有關(guān)。此外，舒張期曲線上升的斜率大小也可以用來判斷左室的舒張功能。由于VTC方法需要對左心室進(jìn)行描畫，并在所有的心動周期階段劃定心內(nèi)膜和心外膜邊界，后處理過程相對比較耗時[13-14]。

3.2 二尖瓣血流與肺靜脈血流成像 穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動序列可以提供與多普勒超聲心動圖相似的參數(shù)來評估二尖瓣血流，從而反映左室的舒張功能，其評估結(jié)果與超聲心動圖的測量結(jié)果具有良好的相關(guān)性[15]。Paelinck等[16]用相位對比血流成像和多普勒超聲心動圖測量二尖瓣血流峰值速度和二尖瓣環(huán)運(yùn)動，計算E/E′，并與肺毛細(xì)血管楔壓進(jìn)行比較，結(jié)果兩者測量的E/E′與肺毛細(xì)血管楔壓有很強(qiáng)的相關(guān)性。然而，部分CMRI研究得出的舒張晚期經(jīng)二尖瓣口血流速度峰值較超聲數(shù)值偏低，這可能是因為CMRI相位對比血流成像時間分辨率低，以及兩者速度測量的具體位置不同、檢查時病人的呼吸狀態(tài)不同（CMRI相位對比成像時為屏氣狀態(tài)，而超聲測量時為自由呼吸狀態(tài)）[17]。

3.3 心肌標(biāo)記 心肌標(biāo)記技術(shù)可以清楚顯示收縮期和舒張期的心肌變形，從而分析左室扭轉(zhuǎn)恢復(fù)和應(yīng)變率恢復(fù)，直接反映心肌舒張松弛的機(jī)制[18]。正常舒張、收縮的心肌分布方格變形明顯，心肌活動度減低、僵硬度增加的方格變形不明顯。這些變形通常用應(yīng)變單位（S%）或扭轉(zhuǎn)（度）來測量。在收縮期，左心室扭轉(zhuǎn)促進(jìn)左室血液更完整地排出，心內(nèi)膜下心肌纖維基質(zhì)的扭曲造成潛在的左心室能量集聚，而隨后的扭轉(zhuǎn)變形回縮力導(dǎo)致能量釋放，產(chǎn)生舒張吸力。舒張期抽吸力可促進(jìn)二尖瓣開放，舒張期的解旋有助于左室松弛和舒張早期充盈[19]。左室舒張功能受損病人的應(yīng)變率延長[20]，扭轉(zhuǎn)恢復(fù)率延遲。

3.4 其他

3.4.1 心肌組織成像 （myocardial tissue imaging，MTI） MTI用于二尖瓣環(huán)運(yùn)動速度的研究可以反映心室的舒張功能，通過評價心肌的縱向縮短和延長，提供不受左房壓力影響的左室松弛指數(shù)[18]。MTI用相位對比圖來評估二尖瓣環(huán)的運(yùn)動，使用20～30 cm/s的編碼速度。正常的MTI模式由3個基本波形組成：收縮期心肌運(yùn)動、舒張早期二尖瓣環(huán)運(yùn)動和舒張晚期二尖瓣環(huán)運(yùn)動。舒張早期二尖瓣環(huán)運(yùn)動波與心室的快速充盈相對應(yīng)，其峰值（Ea）反映了二尖瓣環(huán)做遠(yuǎn)離心尖運(yùn)動的速度。通過MTI測量得出的二尖瓣口早期血流量充盈參數(shù)（E/Ea）可以評估左室充盈壓力。E/Ea≤8表示充盈壓正常，E/Ea＞15表示充盈壓升高。當(dāng)E/Ea為8～15時，建議使用額外的方法（如Valsalva動作）來正確評價左室舒張功能。

3.4.2 4D-Flow CMR Sch?fer等[21]研究發(fā)現(xiàn)輕、中度慢性阻塞性肺疾病的病人左室舒張期4D-Flow衍生渦度有明顯改變。舒張功能障礙會降低左室舒張期的渦度，主要原因是心室僵硬度升高，舒張期回縮力減低。心肌應(yīng)變及應(yīng)變率能夠定量評估整體及局部心肌發(fā)生形變的能力和速度，客觀、準(zhǔn)確地評估心肌功能[22]。4D-Flow CMR與心肌組織應(yīng)變分析和心肌灌注顯像結(jié)合有利于深入了解舒張功能障礙的病理生理機(jī)制。

3.4.331P-MRS 目前只用于科學(xué)研究，尚未應(yīng)用于臨床，該技術(shù)通過測量心肌磷酸肌酸/三磷酸腺苷比值來反映心肌的能量狀態(tài)，提供了深入了解舒張功能障礙機(jī)制的方法[13]。

3.4.4 經(jīng)胸低頻剪切波幅度 （shear-wave amplitudes，SWA） SWA可以提供有價值的心肌機(jī)械舒張的診斷信息。SWA本質(zhì)上是一種“物理對比劑”，能靈敏地反映心肌僵硬度。SWA圖用一種基于機(jī)械改變的圖像來直接反映心肌對被動舒張的順應(yīng)能力。Elgeti等[23]提出舒張功能障礙病人左室內(nèi)SWA明顯變低，且與舒張功能障礙的嚴(yán)重程度有關(guān)；該研究顯示SWA的CMRI彈性成像的敏感度為90%，特異度為89.7%，可用于鑒別舒張功能障礙病人和正常人。這一技術(shù)結(jié)果有望替代其他成像技術(shù)對心臟舒張功能障礙進(jìn)行診斷。

3.4.5 左房應(yīng)變分析 左房的功能直接影響左心室的充盈能力，是舒張期左心室主動充盈的關(guān)鍵。左房慢性淤血會使左室充盈壓增加，進(jìn)而引起左房壁張力增加，最終導(dǎo)致其擴(kuò)張，因而左房功能的測定對舒張功能的測定很重要。Evin等[24]認(rèn)為左房應(yīng)變/應(yīng)變率是檢測早期舒張功能障礙的一個比較敏感的指標(biāo)。當(dāng)出現(xiàn)舒張功能障礙時，心肌應(yīng)變/應(yīng)變率降低。然而正常人心肌應(yīng)變的臨床界值還有待確定。目前用于分析心肌應(yīng)變的MRI技術(shù)有相位對比MR成像、心臟MR標(biāo)記成像、心臟MR特征追蹤成像等。

4 其他檢查方法對HFPEF的提示作用

其他評估舒張功能的臨床方法包括心導(dǎo)管術(shù)、利鈉肽（B-type natriuretic peptide，BNP）、放射性核素顯像及多層螺旋CT。

4.1 心導(dǎo)管術(shù) 目前臨床普遍認(rèn)為用心導(dǎo)管測定左室壓力最大下降速度以及左室心肌等容松弛時間常數(shù)是評價左室舒張功能的金標(biāo)準(zhǔn)，但心導(dǎo)管檢查技術(shù)為有創(chuàng)性，而且需要一定的技術(shù)水平才能開展，因此臨床上難以普及和推廣。

4.2 BNP BNP又稱B型利鈉肽，是利鈉肽家族的一員，因其在豬腦中首先發(fā)現(xiàn)而得名。近年來，BNP和B型氨基端利鈉肽原（N-terminal pro-brain natriuretic peptide，NT-proBNP）水平的測定在 HFPEF診斷中具有重要意義。在舒張功能障礙病人中，BNP濃度較高，盡管一些研究發(fā)現(xiàn)收縮功能障礙病人和合并收縮和舒張功能障礙的病人中腦BNP水平更高。室壁張力增加和心室壓力及容量負(fù)荷過大是BNP釋放的主要原因[25-26]。研究者[27-28]發(fā)現(xiàn)血漿BNP濃度隨著左室舒張功能障礙程度和心功能等級的增加而升高。NT-proBNP在HFPEF診斷中具有較高的價值，可以很好地反映心力衰竭病人左心室舒張功能的受損程度。若將組織多普勒超聲心動圖與NT-proBNP檢測結(jié)合可能會提高對HFPEF的診斷效力。

4.3 放射性核素顯像 由靜脈注入放射性核素標(biāo)志物，通過獲得的心室容積-放射活性曲線，計算左室舒張期的高峰充盈時間 （time to peak filling rate，PTFR），高峰充盈率（peak filling rate，PFR），舒張期前1/3、1/2、2/3充盈分?jǐn)?shù)等反映左心室舒張功能的指標(biāo)。HFPEF病人的PTFR延長，PFR降低，舒張期前 1/3、1/2、2/3充盈分?jǐn)?shù)降低。

4.4 多層螺旋CT 有研究[29]表明雙源64層螺旋CT檢查結(jié)合心肌營養(yǎng)素-1（the plasma cardiotrophin-1，CT-1）可用于HFPEF舒張期功能的定量評價，先計算E/Ea，以E/Ea＞8.0和血漿CT-1＞71.5 pg/mL為界值時，其預(yù)測舒張期心力衰竭的敏感度為86.34%、68.79%，特異度為89.02%、65.29%。當(dāng)心力衰竭病人不能平臥或其他原因（如體內(nèi)有金屬器械）不適合行CMRI檢查時，采用多層螺旋CT增強(qiáng)掃描加心電門控技術(shù)，可獲得準(zhǔn)確的左心室大小、容積數(shù)據(jù)，用于心室功能的分析[30]。但由于對比劑帶來的不良反應(yīng)和較大的輻射劑量限制了其在臨床上的應(yīng)用。

5 小結(jié)與展望

目前臨床上對HFPEF的認(rèn)識尚不足，缺乏有效的診斷手段，所以準(zhǔn)確評價左室舒張功能對臨床有重要的指導(dǎo)意義。超聲心動圖是最常用的診斷HFPEF方法，其所得結(jié)果主要依賴幾何假設(shè)；不能對心肌徑向、周向運(yùn)動的同步性進(jìn)行評價，而且操作者的主觀因素使得測量值重復(fù)性不佳，其測量精確度受到影響。而CMRI是一種無創(chuàng)、無輻射、可重復(fù)性好的檢查方法，一次CMRI檢查可獲得結(jié)構(gòu)、功能、心肌灌注、瓣膜及室壁運(yùn)動、血流等信息。CMRI被認(rèn)為是定量分析心室舒張功能比較有前景的影像檢查方法之一，與其他成像方法相比，具有無可替代的診斷價值。但是，由于MRI檢查時間長、費用高、技術(shù)復(fù)雜等缺點，其在臨床應(yīng)用受到一定限制。