超聲技術(shù)評(píng)價(jià)心臟舒張功能的研究現(xiàn)狀

胡 靜，楊少玲

1安徽理工大學(xué)醫(yī)學(xué)院，安徽 淮南 232000；2安徽理工大學(xué)附屬奉賢區(qū)中心醫(yī)院心臟血管超聲科，上海 201499

左室舒張功能指的是左心室松弛和存儲(chǔ)血液容量的程度[1]。心室舒張過程由等容舒張期、快速充盈期、減慢充盈期和心房收縮期構(gòu)成，這一過程的任何階段發(fā)生異常，都會(huì)在一定程度上影響心臟的前負(fù)荷導(dǎo)致心率變化及心肌的僵硬度增加，進(jìn)而對(duì)心血管疾病發(fā)生的進(jìn)程產(chǎn)生一定的影響[2]。對(duì)左室舒張功能的評(píng)估是常規(guī)心臟超聲檢查的一部分，有研究發(fā)現(xiàn)，將近1/2的心力衰竭患者左心收縮功能尚未出現(xiàn)異常時(shí)，其舒張功能既已發(fā)生功能障礙。如果早期對(duì)心臟舒張功能進(jìn)行評(píng)估并早期糾正，可以使心血管疾病得到及時(shí)治療，患者預(yù)后好，恢復(fù)快。因此對(duì)患者心臟舒張功能的評(píng)估有重要的臨床意義。超聲心動(dòng)圖是最常用的無創(chuàng)評(píng)估左室舒張功能的技術(shù)，包括脈沖多普勒、組織多普勒成像等[3-5]，不同的超聲技術(shù)在評(píng)價(jià)左室舒張功能臨床應(yīng)用中也各有優(yōu)勢與不足?，F(xiàn)就各種超聲心動(dòng)圖技術(shù)評(píng)估左室舒張功能的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述。

1 二尖瓣血流頻譜評(píng)估左室舒張功能

二尖瓣血流頻譜是最常用的評(píng)價(jià)左室舒張功能的方法，其操作簡單、可重復(fù)性高，在心臟舒張期的快速充盈期，通過檢測二尖瓣口周圍血流速度，測得的數(shù)值在一定程度上可以反映其舒張功能。其測量參數(shù)有：E峰、A峰、E/A、早期充盈波減速時(shí)間及等容舒張時(shí)間。有研究在研究I型糖尿病小鼠的糖尿病心肌病變的進(jìn)展中，發(fā)現(xiàn)4周時(shí)E/A比值降低，4～8周時(shí)A峰、早期充盈波減速時(shí)間和等容舒張時(shí)間增加，提示左室舒張功能隨著糖尿病進(jìn)展逐漸下降[6]。有學(xué)者探討左室舒張功能和左室肥厚能否作為冠狀動(dòng)脈微血管功能障礙（CMD）的一種潛在促使因素，經(jīng)胸超聲心動(dòng)圖測量左室舒張功能及肥厚指標(biāo):E波、A波、E波減速時(shí)間、E/A比值、左室射血時(shí)間和二尖瓣關(guān)閉到打開時(shí)間,觀察到CMD患者的A波速度和左室射血時(shí)間更高，提示二尖瓣血流頻譜量化的A波速度和左室射血時(shí)間與CMD存在相關(guān)性，進(jìn)一步說明左室舒張功能異常可以成為CMD發(fā)生的潛在因素[7]。有研究評(píng)估了心力衰竭患者E峰和E'峰之間的時(shí)間間隔，以及A峰和A'峰之間的時(shí)間間隔關(guān)系，以時(shí)間間隔（R-E）和（R-E'）與（P-pA）和（P-pA'）的差值分別計(jì)算舒張?jiān)缙跁r(shí)間不一致和舒張晚期時(shí)間不一致[8]。與對(duì)照組相比，心衰患者舒張?jiān)缙跁r(shí)間不一致和舒張晚期時(shí)間不一致均降低，這可能是判斷左室舒張功能異常程度的有用工具。盡管通過二尖瓣血流頻譜可以判定舒張功能受損程度，但它不能準(zhǔn)確區(qū)分正常及假性正常化，并且容易受到左室充盈壓及患者其他因素的影響[9]。另外，當(dāng)出現(xiàn)房顫、二尖瓣返流、心室舒張末期容量和心肌收縮阻力的改變時(shí)，也會(huì)影響E/A比值的精準(zhǔn)性[10]。因此，并不能單一的根據(jù)E/A比值評(píng)估左室舒張功能，必要時(shí)要結(jié)合其他方法或患者病史加以鑒別診斷。

2 肺靜脈血流頻譜評(píng)估左室舒張功能

肺靜脈血流頻譜測量參數(shù)包括：收縮期S峰、舒張期前向血流D峰、S/D比值、收縮期充盈分?jǐn)?shù)和舒張末期Ar峰。房顫患者會(huì)出現(xiàn)S峰減小，D峰升高，S/D比值＜1。肺靜脈血流測量時(shí)，舒張功能異常的不同程度會(huì)出現(xiàn)不同的結(jié)果。當(dāng)左室心肌松弛受損時(shí)，D峰減小，Ar峰基本保持不變，S/D比值＞1；當(dāng)左室舒張功能出現(xiàn)中度異常并呈假性正?；瘯r(shí)，S/D比值＜1，Ar峰增大；當(dāng)左室舒張功能達(dá)到限制性充盈的程度時(shí)，Ar峰將會(huì)繼續(xù)增加。肺靜脈血流S/D比值是在限制性充盈期用來評(píng)價(jià)左室舒張功能障礙的常用指標(biāo)。有研究對(duì)幾種評(píng)價(jià)冠心病左室舒張功能的多普勒技術(shù)進(jìn)行對(duì)比研究，發(fā)現(xiàn)在限制性充盈期，肺靜脈血流頻譜的陽性率比二尖瓣環(huán)血流頻譜的陽性率高[11]；另有研究提出肺靜脈血流模式可用于評(píng)估舒張功能障礙，尤其是區(qū)分正常與假性正常化[12]。當(dāng)肺靜脈血流頻譜S/D＞1為正常，而S/D＜1被視為假正常。這種方法可以輔助二尖瓣口血流頻譜辨別假性正常化。有研究發(fā)現(xiàn)肺靜脈血流多普勒指數(shù)和左室充盈不僅用于評(píng)估左室舒張功能，還用于評(píng)估預(yù)后和干預(yù)治療之后的效果[13]。但是，這些指標(biāo)的實(shí)用性受到不同生理變量，如左室松弛、順應(yīng)性及充盈壓等因素的影響，使其在臨床使用中受到了一定的限制。

3 彩色M型多普勒超聲心動(dòng)圖評(píng)估左室舒張功能

美國超聲心動(dòng)圖學(xué)會(huì)和歐洲心血管成像協(xié)會(huì)的指南中提出可以使用M型超聲心動(dòng)圖評(píng)估心臟舒張功能[14]。彩色M型多普勒超聲心動(dòng)圖主要通過基線移動(dòng)法測量舒張?jiān)缙诘难鱾鞑ニ俣龋‵PV）來紀(jì)錄第一次顯現(xiàn)混疊邊緣等速線，利用這種高時(shí)間分辨率通過彩色血流更好地表示舒張功能。有研究對(duì)彩色M型血流的定性評(píng)估顯示了基于左心室充盈特性的獨(dú)特信號(hào)，可以根據(jù)舒張功能不全的程度識(shí)別出帶有特征性的血流信號(hào)[15]。有學(xué)者用彩色M型多普勒測定高血壓及擴(kuò)張型心肌病的左心室舒張功能[16]，發(fā)現(xiàn)在擴(kuò)張性心肌病組、高血壓組和健康對(duì)照組之間二尖瓣舒張?jiān)缙贔PV值的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,且FPV值不會(huì)被左心室前后壓力負(fù)荷所影響，因此對(duì)假性正?；脑\斷有很高的敏感性和特異性。但是，目前尚無公認(rèn)的診斷左室舒張功能不全的標(biāo)準(zhǔn)。

4 組織多普勒超聲心動(dòng)圖評(píng)估左室舒張功能

組織多普勒成像（TDI）包括左心室充盈指數(shù)和二尖瓣血流速度與瓣環(huán)速度比值（E/E'），可用于測定左室充盈壓[17]。TDI通過實(shí)時(shí)定量檢測和分析二尖瓣環(huán)內(nèi)各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，可以準(zhǔn)確顯示各室壁的速度，幾乎不受血流動(dòng)力學(xué)的影響，從而更加客觀地評(píng)價(jià)心室舒張功能。有文獻(xiàn)應(yīng)用TDI評(píng)估冠心病左室舒張功能進(jìn)行對(duì)比研究[11]，發(fā)現(xiàn)二尖瓣環(huán)TDI值在早期舒張功能下降時(shí)的陽性率最高。左心室舒張功能的TDI指數(shù)可為疾病的死亡率和發(fā)病率提供預(yù)后信息。有研究對(duì)左心室射血分?jǐn)?shù)正常和沒有并發(fā)心衰患者TDI參數(shù)進(jìn)行多變量分析[18]，發(fā)現(xiàn)E'值可作為疾病預(yù)后評(píng)估左室舒張功能較為敏感的指標(biāo)之一，結(jié)果可靠，且不受心臟壓力負(fù)荷、心率的影響，因此在檢測心室舒張功能時(shí)有較高的靈敏度[19]。當(dāng)出現(xiàn)嚴(yán)重程度的瓣膜疾病的患者時(shí)，測量左室充盈壓值會(huì)有相應(yīng)的誤差，同時(shí)也存在一定的角度依賴性。為了使缺乏經(jīng)驗(yàn)的使用者可以定量評(píng)價(jià)左心室功能，有學(xué)者提出一種全自動(dòng)化測量二尖瓣環(huán)平面收縮偏移、二尖瓣環(huán)收縮期（S'）和舒張?jiān)缙诜逯邓俣龋╡'）的便捷算法[20]，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)心功能的實(shí)時(shí)自動(dòng)評(píng)估。在二尖瓣環(huán)跟蹤正確的前提下，自動(dòng)測量值與通過人工使用M型和彩色組織多普勒成像獲得的二尖瓣環(huán)平面收縮偏移值、S'及e'的手動(dòng)測量值相比，得出與之相對(duì)應(yīng)的系數(shù)分別為0.85（良）、0.89（良）、0.92（優(yōu)），但是在采集數(shù)據(jù)時(shí)需要大量的樣本量分析。

5 實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖評(píng)估左室舒張功能

實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖（RT-3DE）是以多方向聲束掃描原理為基礎(chǔ)，提高了三維圖像的脈沖重復(fù)率和幀頻。實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖能夠清晰顯示心臟的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以不同的角度對(duì)左心室不同節(jié)段進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察與分析，進(jìn)而測量左心室每個(gè)節(jié)段的容積與功能狀態(tài)[21]。研究發(fā)現(xiàn)，RT-3DE利用左室節(jié)段容積與時(shí)間曲線分析左室不同節(jié)段的最大充盈率和最大射血率，同時(shí)可以減少節(jié)段性室壁運(yùn)動(dòng)降低及因室壁瘤形成心腔變形造成的誤差，并且測量結(jié)果與MRI有很好的相關(guān)性[22]。Benameur等[23]對(duì)比RT-3DE與心臟磁共振成像在測量左室容積與射血分?jǐn)?shù)的研究，發(fā)現(xiàn)二者在參數(shù)的測量方面相關(guān)性較好，相比之下RT-3DE測得的結(jié)果值較好。曾燕玲等[24]利用RT-3DE評(píng)估擴(kuò)張性心肌病患者的左室舒張功能的應(yīng)用價(jià)值，結(jié)果發(fā)現(xiàn)觀察組與對(duì)照組測量值的差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，可以提示RT-3DE能夠評(píng)估擴(kuò)張性心肌病患者的左室舒張功能。RT-3DE也被認(rèn)為是一項(xiàng)重要的術(shù)前檢查，通過左室舒張功能水平為后續(xù)治療提供更全面的信息。有研究利用RT-3DE采集二尖瓣裂患者的全容積三維圖像，準(zhǔn)確測量出裂隙的最大縱徑和最大寬度，以心室舒張功能的狀態(tài)來選擇合適的手術(shù)治療方法[25]。該方法在采集數(shù)據(jù)方面幾乎不受心率及呼吸等因素的影響，就可以很好的顯示出某些特定的心臟結(jié)構(gòu)。但RT-3DE對(duì)圖像要求質(zhì)量很高，如果患者出現(xiàn)心律失常會(huì)直接影響心功能測定的準(zhǔn)確度。對(duì)檢查對(duì)象也有一定的局限性，不能很好的適用嬰幼兒檢查。

6 Tei指數(shù)評(píng)估左室舒張功能

1995年，有學(xué)者首先提出Tei指數(shù)可作為一種定量評(píng)價(jià)心臟收縮和舒張功能的指標(biāo)。有研究為探討高血壓患者心臟形態(tài)及功能異常與Tei指數(shù)之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)高血壓合并左室肥厚患者Tei指數(shù)異常[26]。同時(shí)左室肥厚又是引起舒張功能障礙的重要原因之一，因此說明該方法可以評(píng)價(jià)心室舒張功能；有研究經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣置換術(shù)后左心室心肌功能的預(yù)后情況，在多變量分析的結(jié)果中，發(fā)現(xiàn)Tei指數(shù)可以作為早期和晚期死亡率的單獨(dú)預(yù)判因素，提示經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣置換術(shù)后短期和長期隨訪期間，Tei指數(shù)和左心功能損害之間具有相關(guān)性[27]。但Tei指數(shù)作為評(píng)估心臟的整體收縮和舒張功能指標(biāo)時(shí)，不能精確判斷是前者還是后者的功能出現(xiàn)異常，因此限制了其在臨床中的應(yīng)用[10]。

7 超聲二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)（2D-STI）評(píng)估左室舒張功能

2D-STI評(píng)價(jià)左室舒張功能主要是通過測量心肌形變指數(shù)應(yīng)變及應(yīng)變率所體現(xiàn)的，早期在評(píng)估左室充盈壓方面具有重要的臨床意義[28]。其原理是基于二維超聲圖像，逐幀跟蹤灰階圖像中斑點(diǎn)的位移，并評(píng)估其在心動(dòng)周期中的應(yīng)變狀態(tài)，從而計(jì)算整個(gè)區(qū)域內(nèi)心室肌的變形情況。應(yīng)變是反映心肌變形的指標(biāo)，應(yīng)變率是反映心肌變形的程度。應(yīng)變應(yīng)變率隨著舒張功能不同程度的受損均有不同程度的減低。有研究探討左室射血分?jǐn)?shù)正常的心力衰竭患者左室的心肌收縮和舒張功能。采用2D-STI測定左心室各節(jié)段收縮期峰值以及舒張?jiān)缙诜逯祽?yīng)變率的平均值[29]，結(jié)果發(fā)現(xiàn)左室射血分?jǐn)?shù)正常的心力衰竭患者的峰值應(yīng)變率都降低，左室收縮和舒張功能均受到不同程度的損害。Decloedt等[30]為研究2DSTI是否可以檢測主動(dòng)脈瓣返流（AR）時(shí)左心室功能的變化，通過斑點(diǎn)追蹤29匹健康的熱血馬和57匹有AR的熱血馬的左室長軸和短軸圖像，分別測量各節(jié)段的徑向、圓周和縱向應(yīng)變及應(yīng)變率，計(jì)算出各節(jié)段的平均值，結(jié)果重度AR組舒張?jiān)缙诳v向應(yīng)變率低于對(duì)照組。提示2D-STI能夠檢測AR左室心肌運(yùn)動(dòng)改變。為了使臨床病例獲得更準(zhǔn)確的診斷和預(yù)后，需要進(jìn)一步研究來驗(yàn)證這些結(jié)果。另有學(xué)者研究兒童心臟移植受者可能發(fā)生移植后冠狀動(dòng)脈疾病和心臟舒張功能障礙的風(fēng)險(xiǎn)，通過評(píng)估接受心臟移植兒童的冠狀動(dòng)脈內(nèi)膜增厚和左室應(yīng)變的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)許多兒童縱向應(yīng)變和應(yīng)變率值低于正常值，提示舒張期應(yīng)變率和內(nèi)膜厚度具有相關(guān)性[31]。

另外，左房功能與左室功能相輔相成，互相影響。左心房通過儲(chǔ)存、通道及泵功能來調(diào)節(jié)左室充盈，左室松弛功能受損與左房通道容量減低有關(guān)，為了保持左室舒張末期容量及正常搏出量，儲(chǔ)存及泵功能也應(yīng)逐步加強(qiáng)。隨著舒張功能損害程度的加重和左房收縮功能的下降，左室充盈也隨之降低。王碩等[32]應(yīng)用2D-STI評(píng)價(jià)社區(qū)人群左房應(yīng)變率與左室舒張功能的相關(guān)性研究，發(fā)現(xiàn)左室舒張功能也可通過左心房的應(yīng)變率間接體現(xiàn)出來。Leischik等[33]提出左房功能分析在評(píng)估左室舒張功能中具有一定的作用，目前用于研究左室舒張功能的標(biāo)準(zhǔn)超聲心動(dòng)圖參數(shù)包括脈沖多普勒二尖瓣血流分析、組織多普勒成像測量和左房維數(shù)的估計(jì)，然而上述參數(shù)并不能直接量化左房的性能，提示先利用應(yīng)變和應(yīng)變率成像評(píng)估左房功能的變形狀態(tài)，再根據(jù)左房應(yīng)變率的變化間接評(píng)價(jià)左室舒張功能。這個(gè)結(jié)論在以前的研究中得到過驗(yàn)證，但這項(xiàng)技術(shù)目前還沒有在常規(guī)的臨床實(shí)踐中使用，且受圖像質(zhì)量影響較高，若缺乏標(biāo)準(zhǔn)化則會(huì)影響后期分析結(jié)果。

目前STI技術(shù)因其影響因素較少，時(shí)間空間分辨率高，可以檢測心肌各個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這樣一種能準(zhǔn)確反映心肌形變能力的技術(shù)，受到了臨床醫(yī)生及科研人員的青睞。

綜上所述，超聲心動(dòng)圖技術(shù)成為臨床常用的無創(chuàng)評(píng)估左室舒張功能的首選方法，不同的方法都有不同的優(yōu)點(diǎn)與不足。目前常規(guī)超聲心動(dòng)圖如脈沖多普勒及M型超聲心動(dòng)圖因其簡便快捷而常用于臨床評(píng)估左室舒張功能，但是其影響因素較多。組織多普勒結(jié)合脈沖多普勒可以評(píng)估左室舒張功能，但是其具有角度依賴性。實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖價(jià)格昂貴并對(duì)操作者的要求較高，從而限制其普及。斑點(diǎn)追蹤技術(shù)是近幾年興起的一項(xiàng)新技術(shù)，其沒有角度依賴性，能更加準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)左室舒張功能。因其影響因素相對(duì)較少，并且隨著參數(shù)的變化可以較為全面的反映心室舒張異常的不同程度，有望在臨床中為患者的療效評(píng)估及預(yù)后提供真實(shí)可靠的依據(jù)。