在冠心病患者中,心肌缺血或心肌梗死是导致左心室舒张功能不全的重要原因,而左心室舒张功能不全在某种程度上又可反映心肌缺血或评价预后。已有研究表明,许多心脏病患者左心室舒张功能异常早于收缩功能异常或以舒张功能异常为主,且流行病学资料显示,左心室舒张功能不全所致的心力衰竭(舒张性心力衰竭和射血分数正常/保留的心力衰竭)占慢性充血性心力衰竭患者总数的40%~50%,此类患者即使存在收缩功能障碍,其症状和预后亦主要取决于舒张功能障碍的程度。近期左心室舒张功能的无创超声检测进展迅猛,其在冠心病中的应用价值越来越受到研究者与临床工作者的关注和重视。
一、冠心病对左心室舒张功能的影响
心脏舒张功能的维持有赖于正常的心脏射血、松弛、弹回以及良好的心室构型及膨胀性。而冠心病心肌缺血或心肌梗死可引起多种病理变化,如动脉硬化、心肌肥厚、心肌纤维化、弹性回缩欠佳、解旋受损、舒张不同步性以及心室重塑等,均能导致心肌松弛延缓或不完全、左心室后负荷增加,从而造成舒张功能不全。而且,左心室舒张早期的正常吮吸功能取决于心室充分的收缩射血,当冠心病患者心肌收缩功能发生障碍、心脏射血不足时,同样也会影响到心脏正常的舒张功能。在冠心病患者中,舒张功能障碍比收缩功能障碍更为敏感,早有研究表明,冠心病心肌灌注不足时,首先表现为心肌舒张功能异常,心室舒张末压增高,左心室顺应性降低,当心肌缺血持续存在时才会出现收缩功能异常。近期Ishii等的临床实验研究结果表明,在冠状动脉发生完全阻塞50s后,心脏将发生节段性收缩和舒张功能障碍,随后收缩功能可迅速恢复正常,但轻微的舒张功能障碍却要持续24h。
二、左心室舒张功能不全的无创超声检测方法
随着超声技术的迅猛发展,超声心动图已成为目前临床中最常用的无创性评价左心室整体舒张功能的方法。
1.二尖瓣跨瓣血流频谱 频谱多普勒是经典的舒张功能评价方法,评价指标为E波峰速度、A波峰速度、E/A比值及E波减速时间,但其易受心室前后负荷、心房的功能状态等因素的影响,在评价左心室舒张功能不全中有一定的局限性。
2.二尖瓣环组织多普勒成像 组织多普勒成像(TDI)是近来兴起的新型超声多普勒技术,二尖瓣环TDI主要通过测定二尖瓣环舒张早期心肌的峰值运动速度(e′)评价心肌的整体舒张功能,与二尖瓣跨瓣血流频谱相比,在舒张功能的评价中显示了充分的优越性,具有较高的敏感性和可重复性,并不受心室负荷状态等改变的影响。有研究表明TDI评价左心室舒张功能的特异性为96.7%,而评价舒张功能不全各阶段(松弛延迟、假性正常化和限制性充盈)的敏感性分别为71.2%、90.3%和97.7%。
3.心肌应变率显像(SRI) 在TDI基础上,发展而来的一项定量评价局部心肌功能、可以于整体功能改变前先发现节段功能异常、空间及时间分辨率较高的新技术。但因组织多普勒技术受室壁运动方向和声束夹角、心脏移位以及呼吸的影响,TDI和SRI在舒张功能不全的评价中亦存在一定的局限性。
4.二维斑点追踪技术(2DSTI) 该技术在应变及应变率显像(SRI)的基础上发展而来,通过追踪二维超声图像上的斑点获得心肌的组织速度、应变、应变率以分析心肌的运动,目前已用于定量局部及整体心脏功能;因该技术不依赖于多普勒原理、无角度依赖性而比TDI有更大的优越性,其不仅能反映心脏的纵向变形运动,还可反映径向及环形方向的变形运动,而后者是影响左心室扭转的重要因素,临床中可以通过反映左心室的扭转及解旋运动来评价心脏舒张功能。因而,2DSTI成为一种新的无创评价左心室舒张功能的方法。
三、超声评价左心室舒张功能不全在冠心病中的应用价值
1.用于冠心病的早期诊断 因心肌缺血时舒张功能下降比收缩功能异常出现更早,且与收缩功能不全相比,舒张功能不全能更敏感地反映冠心病,故在临床工作中,对于症状不典型或无痛性心肌缺血,临床常规检查难以确诊冠心病的病人,在排除了其他能引起舒张功能障碍的基础病因后,使用舒张功能评价指标可对冠心病的诊断提供重要线索,并可为冠状动脉造影等检查提供初筛选资料。近期的一系列实验研究运用超声技术来评价左心室舒张功能不全,以实现冠心病的早期无创诊断(表86-1)。其中,Hoffmann等应用静息状态下TDI评价可疑心绞痛但LVEF正常的慢性冠心病患者左心室舒张和收缩功能障碍,结果显示,冠心病患者(≥70%狭窄)静息状态下反映局部纵向收缩和舒张功能的组织多普勒指标降低,证明了静息状态下TDI检测出的局部舒张功能不全可成为诊断冠心病的一项有用指标。
表86-1 左心室舒张功能早期诊断冠心病的价值
运动或多巴酚丁胺负荷试验结合上述舒张功能超声评价技术可以提高检测冠心病的敏感性。多项研究结果显示,应用组织多普勒负荷超声心动图技术诊断冠心病的敏感性为78%~93%,特异性为76%~79%。Nakajima等探讨了不同剂量多巴酚丁胺所诱发的心肌缺血或不适症状与TDI左心室舒张充盈参数的联合,研究表明,低剂量多巴酚丁胺[20μg/(kg·min)]可使舒张早期二尖瓣环运动速度e′峰值增加,但心肌缺血患者从基线负荷到峰值负荷e′峰值均降低、E/e′均增加,而且心肌缺血实验组的TDI改变在负荷恢复阶段依然存在,在此研究中,有96%的患者在心率减慢但舒张功能不全尚存的恢复阶段还可记录到e′速度的改变,从而克服了负荷性心动过速所致的舒张早期波和舒张晚期波融合的不足,提高了组织多普勒负荷超声心动图临床应用的可行性和实用性。
另外,Ishii等人研究了2DSTI衍生的SRI结合运动负荷试验在冠心病诊断中的作用,其诊断敏感性为97%,特异性为88%。研究发现,SRI能够提供心肌局部功能信息,可以检测缺血区域心肌的收缩和舒张功能障碍。与E/e′一样,反映舒张功能障碍的应变率/应变在运动结束后10min依然存在,但此时收缩功能却已恢复正常。
2.用于心尖球形综合征与急性冠状动脉综合征的鉴别 临床中常需将心尖球形综合征(ABS、Takotsubo心肌病)与急性冠状动脉综合征(ACS)相鉴别,但较困难。近期Park等研究者通过SRI检测比较了ABS和AMI患者的左心室收缩及舒张功能,研究发现,与AMI患者相比,ABS患者主要以急性左心室收缩功能障碍为主,舒张功能障碍无或不明显,故正常的舒张功能可成为ABS与AMI鉴别的要点之一。从而为临床工作者提供了一种新的思路,即可应用一系列的舒张功能评价技术手段来鉴别ABS和ACS/AMI。
3.用于冠心病疗效的评价 近期有多项研究将左心室舒张功能的测定应用于心肌缺血再灌注、手术介入及其他的治疗策略中(表86-2)。其中,Ishii等应用2DSTI衍生的SI评估PCI术后左心室的局部收缩和舒张功能,研究表明,在PCI术心肌缺血再灌注后,收缩功能可以迅速恢复正常,但舒张功能的评价指标SI-DI在病变冠状动脉近端或远端再灌注30min后依然降低,且在24h后远端冠状动脉SI-DI仍处于较低水平;Carluccio等研究了冠心病血供重建后心肌舒张功能的变化,表明血供重建不仅可以改善冠心病患者的心肌收缩功能,亦可改善舒张功能。另外有研究表明,舒张功能不全可用于监测急性心肌梗死患者干细胞治疗和增强型体外反搏治疗效果,以及检测心脏手术中是否存在产生心肌缺血的手术并发症。
表86-2 左心室舒张功能在评估冠心病疗效中的应用
4.用于冠心病预后的评估
(1)心肌梗死:左心室收缩功能指标即左心室射血分数,作为急性心肌梗死后危险分层的重要指标,已为大多数学者所接受。近期有多项研究提示左心室舒张功能指标也可用于评估心肌梗死患者的预后,表明左心室舒张功能受损的心梗患者,住院率或早期病死率风险更高、左心室重塑更明显。Khumri等研究了左心室舒张功能不全在AMI后存活患者中1年再住院的预测价值,结果表明严重的左心室舒张功能不全(即限制性充盈模式)和AMI后1年内的再住院率密切相关。另外,通过心肌造影发现,心肌梗死急性期局部心肌出现的“无复流现象”是心肌梗死患者远期预后不良的重要预测因素,且不受左心室射血分数的影响;心肌梗死后心肌再灌注不良合并左心室舒张功能中/重度不全者远期预后最差。
在舒张功能指标中,E/e′是心肌梗死后存活有力的预测因子,与射血分数、肾功能等其他的预测因素独立存在,E/e′>15作为心肌梗死预后的预测因子优于临床或其他心动图指标。近期Shanks等研究者表明,应用2DSTI中等容舒张期应变率值(SRIVR)作为新的舒张功能评价指标,可预测急性心肌梗死患者的远期心血管事件。有研究显示,在心肌梗死后左心室舒张功能不全类似的患者中,心肌损害严重者(心肌酶谱增高)舒张功能改善更缓慢、心力衰竭发生率更高,表明心肌损害程度是影响舒张功能及心肌梗死预后的一个因素。另外,既往高血压病史、炎症反应(C反应蛋白增高)等也是影响舒张功能的重要因素。
(2)慢性冠心病:与急性心肌梗死类似,舒张功能也可用于评估慢性冠心病患者的预后。相关研究表明,肺静脉舒张期血流提示的舒张功能障碍、左心房容积指数(LAVI)提示的左心房扩张、左心室舒张期充盈模式呈假性正常化或限制性表现等均可预测慢性冠心病患者的心力衰竭住院率或病死率。另外,Williams等研究者指出,C反应蛋白≥3mg/L的慢性冠心病患者,心力衰竭住院率将增高,表明CRP可为慢性冠心病患者提供一种预后信息。由于慢性炎症反应是引起舒张功能障碍的原因之一,故CRP增高的慢性冠心病患者发生心力衰竭可能是由舒张功能障碍所介导的。
而且,在Gardin等研究中,收缩性心力衰竭患者(EF<35%)的左心室早期舒张功能是优于左心室射血分数的有氧运动耐量预测因子:由E/A评价的舒张功能不全可以解释6%的耗氧量峰值(peak VO2)变化,而左心室射血分数仅能解释1%。
四、冠心病与射血分数保留/正常的心力衰竭(HFpEF/HFrEF)
HFpEF与收缩性心力衰竭(射血分数降低的心力衰竭,HFrEF)的临床表现相似,但由于两者的发病机制不同,而且HFpEF与HFrEF相比,多见于老年女性,心电图和超声心动图常可见左心室肥大;大部分患者有高血压、冠心病、糖尿病、肥胖等基础疾病;患者多为非心源性死亡。因此,两者的治疗原则与用药也有所不同。虽然ACC/AHA指南已推荐利尿药、ACEI/ARB及β受体阻滞药用于治疗HFrEF,但这些药物在HFpEF中的治疗使用尚有待于进一步临床研究。近期有多项临床试验表明,它们对HFpEF患者的治疗并无明显益处。
尽管冠心病心肌缺血可导致舒张功能不全,但其在HFpEF自然病程中的作用尚未得到全面阐释。目前,一系列的观察性研究结果均不能说明冠心病在HFpEF中存在预后价值,但HFpEF组较高血压但无心力衰竭组、对照组的冠心病存在率高;Correa de Sa等发现,有29%的无心力衰竭症状或病史的舒张功能不全患者存在冠心病;且在Poulsen等研究的2型糖尿病人群中,舒张功能不全的发展与心肌缺血有关。上述研究结果可能表明,冠心病在HFpEF的发生发展中存在一定的作用。另外,据报道,动脉硬化、年龄、肺动脉高压和糖尿病与HF-pEF发生发展的相关性强于与冠心病的相关性,因而冠心病与HFpEF的发生发展之间并无直接联系。
在HFpEF患者急性失代偿性心力衰竭发作时的治疗方面,已有多项研究强调了治疗冠心病的重要性。这些研究表明,入院时肌钙蛋白阳性的心力衰竭患者住院病死率较高;尚能行走的HFpEF患者与EF<35%的心力衰竭患者相比,继发不稳定性心绞痛的概率增加[EF,35%~55%;风险率,1.17(1.02~1.34);EF,≥55%;风险率,1.57(1.20~2.07)];传统的心肌缺血分级会误导心力衰竭治疗,且对于伴有冠心病的HFpEF患者,无论冠心病是否为引起心力衰竭的直接原因,均应予以积极治疗;冠状动脉血供重建可以改善心力衰竭患者(HFpEF或HFrEF)出院后的早期预后。但是,必须指出,血供重建治疗策略应当与其他的药物治疗相结合,尤其是控制血压的药物。有研究表明,在冠心病合并急性肺水肿的患者中,高血压的控制治疗与血供重建相比,在预防肺水肿的再发方面可能起着更重要的作用。另外,最新有几项研究报道了ACEI、β受体阻滞药及他汀类药物在伴有冠心病的HFpEF患者中的治疗作用,结果显示它们能改善患者的心功能和预后,但因研究样本量过小或属于大型观察性亚研究,使得研究者们无从得到确定的结论。总之,临床中HFpEF患者常常存在冠心病,并且冠心病可以成为HFpEF进一步治疗的选择和策略之一。但是,目前尚未明确什么是HFpEF患者冠心病筛查和血运重建治疗的最佳方法。
(宾建平 伍巍兰)
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