心脏功能是指在舒张期接受静脉回心血量,在收缩期将心内血液射入动脉系统,供应全身需求。主要包括两大方面,收缩功能及舒张功能。临床中涉及的心功能主要是指心室功能,尤其是左心室功能。超声心动图作为简便、无创、准确的技术是评估心脏收缩及舒张功能的临床常用检测方法。以下简单介绍临床中常用左心功能测量方法。
超声心动图检测心脏收缩功能的指标和公式很多,大致可归纳为流量指标、时间指标、速度指标及泵功能指标。
1.流量指标:包括M型容量计算法、二维容积测定法、主动脉血流量计算法及二尖瓣流量计算法。
二维容积测定法:为现在主要测量心脏收缩功能的方法,包括单平面法、双平面法及三平面法。
(1)单平面法:通常选用Simpson’s法,取心尖两腔或四腔心观,勾画心内膜,按Simpson’s规则,将左心室长轴按长轴方向分为若干个小圆柱体,这些圆柱体的体积之和即为左心室容积。公式为:V=ΣA ·Δh,该方法被认为是最可靠的二维容量测定法之一。
(2)双平面法:取二尖瓣水平短轴观及心尖两腔心观或心尖四腔心观,测量二尖瓣水平短轴左心室面积和左心室长径,计算左心室容积。
(3)三平面法:最常用的三平面法为圆柱-截头圆锥-圆锥体法(亦称改良Simpson’s法)。该方法将左心室视为一个圆柱体(从心底到二尖瓣水平)和一个截头圆锥体(从二尖瓣水平到乳头肌水平)以及一个圆锥体(心尖到乳头肌水平)的体积之和。
2.时间指标:包括射血前期、射血时间、射血前期/射血时间、等容收缩时间及总机械收缩时间。
3.速度指标:利用主动脉内的频谱多普勒曲线,通过以下指标的测定反映左心室收缩功能:①收缩期血流峰值速度;②加速时间;③平均加速度。
4.泵功能指标:包括射血分数、左心室内压力最大上升速率、峰值射血率、左心室内径缩短率、平均周径缩短率、室壁增厚率及室间隔运动幅度。
射血分数可以通过上述M型或二维超声心动图方法来计算。此外,三维超声心动图无须进行左心室几何形态假设,通过容积成像,避免了在M型与二维超声心动图中存在的切面限制、内膜显示模糊等诸多弊端,较为真实地反映了心腔容积,尤其是在心脏形态存在异常时,三维超声心动图具有更高的准确性,与三维磁共振技术的测值相关性更高,优于双平面Simpson’s法。
左心室收缩功能超声心动图评价指标正常参考值范围见表1-4。
表1-4 左心功能超声心动图测量的正常值
(任卫东,常才.超声诊断学[M].3版.北京:人民卫生出版社,2013.)
1.舒张功能障碍相关的心室形态和功能
LV肥厚、LA容量、LA功能、肺动脉收缩期及舒张期压力均可影响左心室舒张功能。
2.超声多普勒血流参数
(1)二尖瓣口血流(Mitral folw),包括充盈早期峰值速度(E波)、舒张晚期充盈速度(A波),E/A比值、充盈早期波减速时间(DT)、等容舒张时间(IVRT)和等容收缩时间(IVCT)。图1-16为正常二尖瓣和左心室流出道血流(LV outflow)频谱示意图,根据左心房压力的增高对二尖瓣口血流形态的影响,其模式包括正常波形、左心室松弛异常、假性正常化及限制性充盈4种模式,见图1-17。
图1-16 正常二尖瓣口和左心室流出道血流频谱示意图
图1-17 二尖瓣频谱分型
(2)肺静脉血流,包括收缩期S峰、舒张期前向血流D峰、S/D比值、收缩期充盈分数(S流速时间积分/S流速时间积分+D流速时间积分)及舒张晚期Ar峰。图1-18为正常肺静脉频谱示意图。
图1-18 正常肺静脉频谱
S1、S2为收缩期峰;D为舒张期峰;Ar为心房收缩反向峰
(3)二尖瓣口彩色M型血流传播速度(Vp)。
(4)组织多普勒舒张早期、晚期瓣环速度,包括收缩期峰(S)、舒张早期峰e′及舒张晚期峰a′。继而可以计算二尖瓣口E波流速与组织多普勒e′之比即E/e′,这一比值在评价LV充盈压方面意义重大,图1-19为正常组织多普勒频谱示意图。
3.舒张功能异常的分级
图1-20为舒张功能异常的分级,根据其方案分为轻度或Ⅰ度(松弛受损)、中度或Ⅱ度(假性正常化)、重度或Ⅲ度(限制性充盈)。
图1-19 正常组织多普勒频谱示意图
图1-20 实用舒张功能异常的分级方法
4.临床应用
图1-21为射血分数正常患者左心室充盈压的评估,图1-22为射血分数减低患者左心室充盈压的评估,表1-5为特殊患者群LV充盈压力评估的超声心动图指标及界限值。
图1-21 EF正常患者左心室充盈压的评估
图1-22 EF减低患者左心室充盈压的评估
表1-5特殊患者群LV充盈压力评估的超声心动图指标及界限值
上述情形应用多种方法综合判定,不能依靠单一一种方法得出结论。特异性指预测左心房充盈压>15mmHg。
(Nagueh SF,Appleton CP,Gillebert TC,et al. Recommendations for the evaluation of left ventricular diastolic function by echocardiography[J]. J Am Soc Echocardiogr,2009,22(2):107-133.)
(任卫东)