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河北医科大学第一医院 作者：籍振国
自1984 年Dougherty 等[ 1 ] 首次报道一组左心室收缩功能正常的充血性心力衰竭患者以来，单纯心室舒张功能障碍所致的心力衰竭或舒张性心力衰竭(diastolic heart failure ，DHF) 已成为基础和临床研究的热点。 舒张性心力衰竭是指以心肌松弛性( relaxation) 和顺应性（compliance) 障碍为主要特征的慢性充血性心力衰竭，且往往发生于收缩性心力衰竭( systolic heart failure，SHF) 之前。在临床上心衰的病例中40％属于舒张功能障碍型心衰[2]。舒张功能障碍越来越受到人们的重视。心室舒张是心脏泵功能的一部分，是一种耗能过程，肌浆网逆浓度梯度摄取Ca2+，需ATP参与，此期对缺氧、缺血相当敏感，也是早期心功能损伤的主要过程。胡氏等人认为[3] , 左室舒张功能与冠状动脉狭窄程度密切相关。近年来，随着超声技术的不断发展，超声心动图在无创评价左室舒张功能这一方面发挥着其它检查诊断手段不可比拟的优势，再结合冠状动脉造影有创检查，利用Gensini积分量化冠状动脉病变程度，能更准确地评价冠心病患者左室舒张功能，更好的指导临床治疗。 1 左室舒张功能的生理学基础、检测指标及左室舒张功能不全的原因 心室舒张期包括等容舒张期和心室充盈期，后者又分为快速充盈、减慢充盈和心房收缩充盈3个时期。多普勒超声心动图的临床应用为左心室舒张功能的评估提供了较有价值的方法。多普勒超声心动图可从时间间期及速度变化角度定量或半定量评估心室舒张功能。从左心室舒张期时相来分，包括等容舒张期指标和充盈期指标。左室舒张功能不全主要表现为心肌松弛性和顺应性障碍。 1.1 等容舒张期 心室肌开始舒张后，室内压下降，主动脉内血液向左心室方向返流，推动半月瓣关闭，这时室内压力仍明显高于心房压，房室瓣仍处于关闭状态， 心室成为关闭腔。此时由于心肌舒张，室内压以极快速度大幅度下降，但容积并不改变。从半月瓣关闭直至室内压下降到低于心房压，房室瓣开启为止，称为等容舒张期，持续时间为0. 06～0. 08秒。 此期时间延长，反应左室心肌松弛功能受损。左心室松弛是一个分子生物学概念。从分子生物学角度来考虑，左心室松弛是由于Ca2 +和原肌球蛋白解离所致，并引起肌球蛋白和肌动蛋白结合位点的脱落，心肌舒张，心室得以松弛。 Ca2 +大部分由肌浆网摄取，小部分通过Na+-Ca2 +交换排出细胞外。肌浆网摄取Ca2 +逆浓度差进行，是一个耗能过程。因此，任何引起能量利用障碍的疾病如心肌缺血、低氧血症均可引起左心室松弛受损。冠心病心肌缺血时可首先影响左心室舒张功能。 多普勒超声心动图可测得等容舒张期指标： 1.1.1 等容舒张时间( IVRT) 是指从主动脉关闭至二尖瓣开放所需时间。取心尖五腔切面，将脉冲多普勒取样容积置于左心室流出道近二尖瓣处，同时记录左心室流出道和二尖瓣前向血流频谱。直接测量二尖瓣血流频谱的起始点与左心室流出道血流频谱结束点的间期即为IVRT。IVRT一定程度上反映左心室心肌松弛速度高低。心肌松弛速度减低时IVRT 延长，反之缩短。该指标易受心率、主动脉压力及左心房压力的影响。 遗憾的是，IVRT不仅依赖于左心室舒张速率，而且还取决于等容舒张期主动脉与左房间的压力阶差。所以当有心室疾患时可观察到两种现象。一是IVRT非特异性延长。在冠心病，心肌肥厚，或是有微血管病变的糖尿病患者中可延长至100ms，甚至更长 。另一是当心室充盈压增加时IVRT缩短。当舒张末压在30mmHg时IVRT可缩短至10ms。有时这两种现象会同时发生而使IVRT无明显变化。 1.1.2 等容舒张期描心室舒张的常用指数还有心室压力最大速度-dp/dtmax和松弛时间常数T。 这两个指标对等容压力下降时程做出定量的描述。这两个指标都需要有微型测压计测量心室压力。左心室压力最大下降速率( -dp/dtmax ) 是指在左心室压力下降过程中，左心室压力对时间的一阶微积分的最大值。-dp/dtmax主要反映左心室心肌的舒张速度，值越大表明左心室心肌松弛速度越快。因其明显受到主动脉瓣关闭时压力的影响，因此不是一个良好的等容舒张期指标。我们知道等容舒张期左室压力P以指数形式下降[4]即符合公式P=P0e-t/T+Pb 其中Pb 为额外压力，代表了心外压力影响。T为松弛时间常数，它不受收缩压峰值、搏出量、心率等因素影响，因而能较好的反映心肌舒张功能。以上式计算出来的T值范围在37-67ms之间，而通常Pb可忽略不计，以此计算出来的T值（P=P0e-t/T）与上述方法计算结果相关性良好[5]。最近也可利用多普勒超声技术估测T值。 1.2 心室充盈期 当室内压下降到低于心房压时，血液顺着房室压力梯度由心房向心室方向流动，冲开房室瓣并快速进入心室，心室容积增大，称快速充盈期，其充盈速率由二尖瓣压力阶差（左房压-左室压）所决定[6]。占时约0. 11秒左右，其间进入心室的血液约占总充盈量的2/3。随后血液以较慢的速度继续流入心室。心室容积进一步增大，称减慢充盈期，占时0. 22秒左右。此后进入下一个心动周期，心房开始收缩并向心室射血[7]，心室充盈又快速增加。有人将这一时相称为心室的主动快速充盈期，持续时间约0. 1秒。 在整个舒张期，房室压力梯度是血液由心房流入心室的动力，但它的形成并不是主要来自心房收缩，而是依靠心室的舒张，心室等容舒张期，室内压大幅度下降由开始时近于动脉压一直下降到低于心房压，房室瓣开放，血液由心房迅速进入心室，整个心室舒张充盈期内，房室压力梯度始终存在。然而在这一时期的前一段时间内(即充盈期的前4/5时间内)，心房也处于舒张状态，这时心房只不过是静脉血流返回心室的一条通道，只有后1/5时间心房才收缩。虽然心室的充盈绝大部分是在快速充盈期内完成，但心房收缩时又挤出部分血液以增加心室充盈(约占总充盈量的30 ％左右)，使心室舒张末期容积和压力都有一定程度的增加。 从以上左心室舒张功能的分析，可以看出左心室舒张期充盈受左心室松弛，左心房室压力差，左心房收缩力和速率，左心室顺应性和僵硬度( stiffness)，左心室室壁容积与左心室室腔容积比值等多种因素影响。 2 左心室充盈期指标 正常的左心室舒张功能表现在随着充盈的增加，其左心室舒张压并无明显增高，从而保持正常搏血量，快速充盈期为主动舒张过程，与心肌主动松弛有关；缓慢充盈期和房缩期为被动舒张过程，主要受心肌僵硬度和被动弹性的影响。另外，肺静脉因直接与左心房相连，其血流动力学变化受左心室舒缩过程影响明显，尤其是肺静脉血流频谱的变化与左心室充盈密切相关。 2.1 超声心动图检测左心室舒张功能指标 2.1.1 二尖瓣口血流频谱 目前，超声心动图检测左心室舒张功能，主要利用左心室充盈期的一些指标。常用的有：二尖瓣口血流指标，取心尖四腔切面或二腔切面。取样容积置于二尖瓣瓣尖水平，于舒张期测得二尖瓣口血流频谱；二尖瓣血流舒张早期峰值流速(E)=E波峰值流速；二尖瓣血流房缩期峰值流速(A)=A波峰值流速；E波与A波峰值流速的比值(E/A)；E波减速时间(EDT)。AT（A波持续时间）。许多心脏病人左室充盈形式都有所改变[8]。从多谱勒测定二尖瓣血流速率方法确定了三种异常充盈形式：延迟舒张、伪正常化、限制型充盈，依次表明舒张功能受损加重。 2.1.2 肺静脉血流频谱取样容积置右或左肺静脉口处，可记录到肺静脉血流频谱。 当左心房收缩时肺静脉发生短暂倒流而形成负向波(A波)。左心房扩张使左心房压力下降，很快左心室收缩，二尖瓣环下移形成抽吸作用，使左心房压进一步降低，肺静脉前向血流增快形成正向S波(S1房扩，S2室缩)。随着二尖瓣开放、房室间此时压差最大，使得快速充盈期左心房血流快速流向左心室，左心房压力随着下降，肺静脉血流再一次明显增加，形成第2个正向波(D波)。测定以下指标：肺静脉血流频谱收缩期峰值流速(PVS)：S波峰值流速；肺静脉血流频谱舒张期流速(PVD)：D波峰值流速；肺静脉血流频谱房缩期峰值流速(PVA)：反向的A波峰值流速；A波间期(DAr) ；A波始点至终点间时间；PVS/PVD肺静脉血流频谱收缩期峰值流速与舒张期峰值流速比。 肺静脉血流频谱的形成与左心室功能有明确的关系。PVD与二尖瓣血流E相关良好，同样与左心室松弛功能有关，当左心室舒张早期松弛延缓时PVD降低；PVA是由左心房收缩形成的，当左心室硬度增加时，左心房血液回流左心室受阻，左心房压增高，因此PVA增大且DAr延长；PVS虽然主要与左心室收缩有关，但亦可反映左心室舒张功能的变化，如当左心室顺应性降低时，左心房压增高亦可影响到收缩期肺静脉血流，使PVS 降低。 应用脉冲多普勒指标对左心室舒张状态的综合判断。伪正常化：通过测量和比较二尖瓣血流A波间期(AD)及肺静脉血流A波间期（DAr）。PR间期正常时，假性正常化者，AD较DAr缩短，差值> 30 ms ，且肺静脉A波流速增高> 30cm/s。其原因在于假性正常化时左心房压增高。限制性改变：限制性异常较为典型的血流频谱异常为E升高，A降低， E/A≥2. 0 ，EDT、IVRT缩短，PVS降低，PVA持续时间延长。左心室充盈出现限制性改变时，并不说明左心室松弛功能正常，而是进一步降低。 3 心导管测定 3.1 左心室被动舒张性 心室被动充盈可以说是从快速充盈末开始至心房收缩前为止这段时期。此期即使是心室率很低的情况，也只有10-20％的心搏量进入心室，当运动时更少。如果此时压力与容积同步增加就可以描点做出压力-容积曲线，这条曲线的斜率被定义为腔室僵硬度，以微分形式表达为dp/dv，其互补成分dv/dp为腔室顺应性或延展性。此压力-容积曲线不是线性的，而是随着充盈的进展逐渐变得陡峭。此时压力与容积曲线存在着一种线性关系，而压力与容积为指数关系即P=Keav+b其中a为僵硬度常数，b，K为实验常数。僵硬度常数本身不是一个直接的测量僵硬度的数据，它的单位是ml-1，表示的是僵硬度依赖心腔压力的程度。在被动充盈时若压力与容积呈线性关系（如符合Hooke，s定律）的心室僵硬度常数是0。如果舒张末容积增大，那麽此时舒张末压增高，心室僵硬度增大而心室僵硬度常数不变；如果舒张末压增高，舒张末容积不变，心室僵硬度和僵硬度常数均增大。因此我们可以看出不能通过简单测量舒张末压力与容积而预测出舒张末僵硬度或压力-容积相关线。 心肌缺血能引起短暂的左室舒张期充盈异常[10]，冠心病患者绝大多数都有舒张功能异常，舒张功能异常是冠心病早期心功能受累的敏感指标[11]。如舒张早期充盈减少，左房泵血加强[12]，在经过PCI或冠脉旁路移植术后，缺血相关血管再通，心肌细胞得到有效的再灌注，梗塞区残存的存活心肌、顿抑和冬眠心肌得已挽救，充盈异常大致可恢复正常，心功能得已改善[13-16]。冠心病患者由于局部缺血导致缺血部位心肌细胞钙离子运转异常[17]，引起左室运动非同步进而影响了整个左室的血液充盈。在心梗后由于心肌僵硬度增加可出现限制性充盈。近来研究发现限制性充盈是预测心源性死亡一个很好的指标。 3.2 左室舒张末压（LVEDP）是评价左室功能的重要指标 长期以来，其检测方法主要为侵入性左心导管检查。自多普勒超声心动图诊断技术问世后，为评估心功能提供了新的非侵入性诊断方法，也为评估LVDEP开辟了新的途径[20-26]。Rossvoll等[25]采用肺静脉A峰和二尖瓣A峰时限差值（PAd-Ad）这一指标来估测LVEDP。在正常情况下，左房血流大部分随心房收缩产生的正向房-室压力阶差进入左室，仅少部分返流入肺静脉，持续时间较短。而当LVEDP增高时，左房、左室压力提前达到平衡，导致二尖瓣跨瓣血流提前终止，因而Ad缩短。另一方面，由于压力传递的作用，当LVEDP增高时，相对的左房-肺静脉压力阶差增大，导致返流入肺静脉的血流增多，时间延长，因而PAd延长，PAd-Ad呈正值。 3.3 等容舒张期左室压力最大下降速率（-dp/dtmax）是评价心肌松弛性的可靠性指标之一 近年来，国内外的研究已表明[27-28]，根据连续波多普勒测量的二尖瓣返流频谱估测的-dp/dtmax及舒张时间常数T与心导管测量-dp/dtmax与T高度相关，但目前所应用的方法一般需二尖瓣返流的存在，此点限制了其临床应用范围。等容舒张期平均心室内压力下降速率（-dp/dtmean）反映了等容舒张期左室内压力下降的速度。这一指标反映了等容舒张期平均心室内压力下降的速度。研究结果显示：-dp/dtmean与-dp/dtmax高度相关。表明dp/dtmean是评价左室舒张功能的指标之一。 3.4 左室压力下降时间常数（Tcon）的计算[18] 因影响dp/dtmax的因素较多，有人主张采用T值作为舒张期心功能指标。在等容舒张期，室内压力随时间呈指数形式下降，即压力与时间呈指数关系。当把压力对数化以后，对数压力与时间呈直线关系，改直线的斜率为A，时间常数T被定为：T=1/-A，经数学推导后得出：A=-dp/dtmax/P0，所以：T=-P0/-dp/dtmax（P0：为-dp/dtmax所对应的左室压力）。只要求得P0和-dp/dtmax就可以求出T值。提出Tcon较LVEDP及-dp/dtmax更敏感和可靠。正如有人所报道的[19]，LVEDP及-dp/dtmax受各种因素的影响较多，而Tcon相对影响因素较少，且变动在生理范围内的心率对它的影响也很小，因此Tcon是舒张早期舒张功能的较好检测指标，有进一步研究的必要。 综上所述，舒张功能异常是冠心病早期心功能受累的敏感指标，故早期识别舒张功能异常对冠心病患者的临床治疗显得极为重要。虽然左心室压力最大下降速率(-dp/dtmax )作为判断左心室舒张功能异常的金指标，但是因为有创，且又受心脏前、后负荷的影响，所以应用受限。多普勒超声简单易行，综合分析（二尖瓣血流频谱、肺静脉血流频谱）再结合冠脉造影，对冠脉病变进行积分，可更可靠地评估冠心病患者舒张功能受损程度，更好地知道临床治疗及评估病人预后。 参考文献 1 Dougherty A H， Naccarelli G V，Gray E L， et al: Congestive heart failure with normal systolic function [J] . 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