第五节　重症超声评价左心功能

心脏是一个与体循环和肺循环相连的主要由肌肉构成的器官，心脏两个心室由单块肌纤维带组成，起于右室肺动脉瓣下，延伸至左室连接于主动脉，在进化和胚胎发育过程中进行扭转和包绕形成双螺旋结构。心外膜下肌纤维呈左手螺旋走向，中层肌纤维环形包绕，心内膜下肌纤维呈右手螺旋走向，即内外两层为纵向肌纤维，中层为环形肌纤维。其收缩和松弛造成了心室收缩期扭转和舒张期解旋运动。

对于重症患者而言，左心收缩功能的判断非常重要，无论是组织灌注不足或呼吸衰竭病因的寻找，还是后续的循环调整过程中，对左心收缩功能的动态评价都很关键。急性循环衰竭的患者，重度左心收缩功能不全往往提示心源性休克，或是严重感染造成的心肌抑制。但是重症患者的心功能经常会发生改变，因此连续评估非常重要。

心功能指心脏做功的能力，主要是保证机体各组织器官无论在休息或活动状态均有足够的血液供应。心脏功能是一个不可分割的整体，人为地分为收缩功能和舒张功能。心脏的收缩和舒张运动比较复杂，主要包括心脏短轴方向的向心性运动，指心脏长轴方向的纵向运动及心脏短轴方向的旋转运动等。舒张和收缩功能的改变会相互影响，左室和右室功能的改变也会相互影响。左室起着主要的泵血功能，并连接高压力的体循环系统，其内流动的是含氧量高的动脉血。左室形态规整，近似圆锥体，肌壁厚、收缩力强，耐受缓慢增加的压力负荷，而对容量负荷相对不容易耐受。右室起着辅助的泵血功能，并连接低压力的肺循环系统，其内流动的是含氧量低的静脉血。右室形态不太规整，呈半月形，肌壁薄，顺应性好，对容量负荷较耐受，而陡增的压力负荷不耐受，在功能上从属于左室。心脏的四个腔室中，起着主要泵血作用的是左室。左室收缩功能是心功能的极为重要的一部分，也是临床判断心功能最常用的指标。

对重症医生而言，左心功能最重要且常用的评价方法是通过不同的心脏超声切面定性判断左室的整体及局部运动情况。因为这种方法快速而且有效，估测的射血分数与定量方法测得的射血分数有较好的一致性。当然，如果进行动态、精细化血流动力学调整，定量方法评估就变得更加重要，同时对超声操作者的操作及数据解读水平的要求也相应提高。

心脏各腔室大小的测量及心脏收缩功能的评估是心脏超声检查最重要的内容之一。虽然新的超声技术，如组织多普勒、应变及应变率以及三维超声等使得超声心功能的评价更加精确，但二维超声始终是心功能评估的重要方法。同时，二维检查方法可以清楚地看到心肌内膜和室壁增厚幅度，以评价心脏整体及局部的收缩功能。新发或较前加重的节段室壁运动功能障碍提示心肌缺血，而左室整体运动功能的下降在重症患者，如严重感染及感染性休克的患者中很常见。

一、左室收缩功能的定性评价

美国心脏协会（A H A）建议将左室沿其长轴分成基底、中部、心尖三个部分，基底部分分成6个节段，中部分成6个节段，心尖分成4个节段，最后再加上心尖顶部共17个节段。左冠状动脉前降支供应左室的前壁和室间隔前2/3，回旋支供应左室的侧后壁，右冠状动脉供应室间隔后1/3和左室下壁。收缩功能的评价主要就是观察室壁的增厚及向心运动：正常（内膜向心移动＞3 0%，室壁增厚＞5 0%）；轻度运动减低（内膜向心移动2 0%～3 0%，室壁增厚3 0%～5 0%）；重度运动减低（内膜向心移动＜2 0%，室壁增厚＜3 0%）；室壁无运动（无内膜向心移动，室壁增厚＜1 0%）；室壁矛盾运动（收缩期室壁矛盾运动）。

二、左室收缩功能的定量评价

整体收缩功能的定量评估需要测量心脏在不同心动周期时心室大小和容积的变化。虽然心功能异常往往是收缩和舒张功能均受影响，但临床对心功能的调整和治疗多以收缩功能为目标进行，因此评估心脏收缩功能对于临床的诊断、治疗及预后显得尤为重要。左心收缩功能的评估对于血流动力学不稳定的重症患者而言尤其重要，甚至会改变循环调整的方向。收缩功能的评价指标包括缩短分数、射血分数、每搏量，以及组织多普勒测量二尖瓣瓣环收缩期速度。需要注意的是心脏收缩功能的判断与心脏的负荷情况有关，有时需要动态观察不同前后负荷状态下心脏的收缩情况，才能作出准确判断。

1.左室大小及缩短分数的测量 左室大小的测量通常是在胸骨旁左室长轴二尖瓣瓣尖水平或胸骨旁左室短轴切面乳头肌平面通过M型超声测得，保证内膜的清晰是准确测量的关键。在没有节段室壁运动异常的情况下，这种方法测得的左室内径可用来计算左室缩短分数和射血分数。缩短分数左室每次收缩时内径变化的百分比，其中LVED是左室舒张末期内径，L VES是左室收缩末期内径（图2-5-1）。

2.M 型超声测量射血分数（EF）EF是心脏每一次收缩时，左室射血量占左室舒张末期容积的百分数。其中最常用的参数还是LVEF，因为EF最易测得，同时也更为临床医生熟悉和接受。虽然它会受前后负荷的影响，EF是最常用的反映心脏收缩功能的指标。有些患者虽然CO和SV在正常范围，实际上心功能已下降，EF会敏感得多。EF是SV与左室舒张末期容积的比值，在收缩功能不全的患者EF常在SV正常时就表现出降低。需要注意的是，EF由于可受前后负荷的影响，有一定局限性。例如二尖瓣关闭不全患者，因为有部分血液在左室射血时，反流到压力较低的左心房，因此EF较高。即便如此，如果EF＞50%，收缩功能通常是正常的；如果EF＜30%，提示心脏收缩功能受抑制。另外，对于舒张功能不全的患者，EF意义有限。

虽然射血分数受到前后负荷的影响，但它在临床比较常用，是一个判断心功能及预后的较好指标。对于经常进行心脏超声操作的医生而言，如果病情紧急，无足够时间进行超声的测量，甚至“肉眼观察法”（eyeballing），预测EF值也比较准确。

对于无节段性室壁运动异常的患者，可采用M型超声测量EF。在标准的胸骨旁左室长轴切面、二尖瓣腱索水平，或是胸骨旁左室短轴切面，乳头肌水平，将取样线垂直于室间隔和左室后壁，测量左室舒张末期内径（LVED）、左室收缩末期内径（LVES）。可计算出缩短分数（FS）及射血分数（EF）等。

左室射血分数是应用最广泛的评价左室收缩功能的指标，表示每次左室收缩泵出的血量占左室舒张末期容积的比例。这个指标虽然也受到前负荷的影响，但却是临床用于判断各种心脏问题预后的较好的预测指标。常用的计算公式如下：

该公式中分为两个部分，前一部分代表短轴收缩，ΔD2相当于短轴上舒张末期和收缩末期内径平方算得的缩短百分比；后一部分代表长轴收缩，%ΔL相当于长轴的缩短百分比，主要是与心尖收缩相关：正常15%，心尖收缩下降5%，心尖无运动0%，心尖反常运动－5%，心尖室壁瘤－10%。

3.左室短轴切面面积变化率（FAC%）相比较于M型测量EF值，FAC%的测量属于二维测量。但应用的前提是能清楚分辨心内膜的轮廓，以便准确描记。不可忽略的是，FAC%也是受到前后负荷影响的。具体测量方法：在胸骨旁短轴乳头肌平面，清楚显示心内膜后，再分别勾勒出左室舒张末期面积（LVEDA）和左室收缩末期面积（LVESA），计算公式如下。其准确性已经核素造影等方法证实（图2-5-2）。

FAC%＝（LVEDA－LVESA）/LVEDA×100%，正常值50%～75%。

4.Simpson法测量射血分数 对于存在节段性室壁运动异常的患者，应用M型方法测量EF不准确，这时较常用的是根据Simpson公式原理采用碟片法计算左室容积和EF。该方法最关键的问题是心内膜边界要选择准确，肌小梁和乳头肌不能看作心室壁，而要算作心腔的一部分。该方法是通过心尖四腔和（或）两腔切面，对舒张期和收缩期心内膜的描记，把心脏分成若干个（一般2 0个）圆柱体，分别计算出体积和相加即可得出左室舒张和收缩末期容积，进而计算出射血分数。心内膜的清晰描记是该方法准确性的重要前提，注意肌小梁和乳头肌部分应该算作心腔的一部分。实时的三维超声方法可能是未来更准确的测量手段（图2-5-3）。

5.左室压力最大上升速率（dp/dt）虽然EF、F S、FAC%等在射血期测得的参数较易取得，但是由于这些参数实际上都会受到前后负荷的影响，从而或多或少影响对左心功能的判断。而dp/dt是在等容收缩期测得的参数，是反映左心收缩功能的敏感指标，不受后负荷及节段室壁运动异常的影响，可能只是略受前负荷的影响。对于存在二尖瓣反流的患者，利用四心腔切面得到二尖瓣反流频谱，可计算左室压力最大上升速率dp/dt。该方法最大的局限性就是必须是存在二尖瓣反流的重症患者才能进行测量。具体方法是准确测量频谱上1m/s和3m/s之间的时间差dt，而两个速率之间的压差是32mmHg。dp/dt＝32/dt，左室dp/dt：正常值＞1200mmHg/s；临界值1000～1200mmHg/s；异常＜1000mmHg/s（图2-5-4）。

6.长轴收缩 最常用的超声评价左室长轴收缩的方法是在心尖四腔心切面应用M型超声测量二尖瓣侧面瓣环向心尖方向的移动距离，即二尖瓣位移（MAPSE）。MAPSE＞1 0 mm，长轴收缩功能正常（图2-5-5）。组织多普勒可用来定量评估左室的整体和局部的收缩功能。如在心尖四腔心切面二尖瓣侧壁或间隔瓣环测量心肌组织下移的峰速度。尤其在心内膜无法清楚显示时，这种方法可以用来评价心脏的长轴收缩功能（图2-5-6）。

7.心肌做功指数或称Tei指数，是应用多普勒方法测量等容收缩和等容舒张期时间，二者相加后再除以射血时间。Tei指数相对来说，受心率及血压影响较小，而且即使二维图像不够理想也能测量。Tei指数与射血分数相比对预后的判断价值更大。

8.应变和应变率 应变和应变率是评估局部心肌运动的方法。尤其对于存在室壁运动功能障碍的患者，应用射血分数无法准确评价心脏收缩功能。应变是指心肌变形的能力。目前，超声对应变的测量包括一维组织多普勒测量，及二维斑点追踪测量。斑点追踪是较好的评估心肌运动功能的方法。该方法对超声机的硬件及软件要求较高（图2-5-7）。

其中，ε代表应变，L0代表初长度，而L代表测量时的瞬时长度。

其中ΔV是所研究节段的速度梯度。

应变率是心肌变形发生时的速率，其方向与应变一致。需要注意的是，应变和应变率也是负荷依赖性的。

9.心输出量测量 虽然心脏收缩功能不是每搏量的唯一决定因素，但是由于心脏的每次收缩导致的射血是每搏量产生的主要动力，因此每搏量的判断对于动态评价心脏收缩功能有很大意义（图2-5-8）。

脉冲多普勒方法是通过心脏超声测量患者CO的方法，随着重症超声的发展，因其无创及可重复性，临床应用前景巨大。该方法主要根据流量＝横截面积×流速的原理。因为心室射血是搏动血流，血流速度是变化的，因此主动脉流速需用积分的形式表示，记为速度时间积分（VTI），VTI等于主动脉血流频谱上基线和多普勒频谱所围成的面积。常在心尖五腔或心尖三心腔切面，得到左室流出道或主动脉瓣口频谱并描记VTI。为保证测量的准确性，取样线尽量平行于血流方向，至少在20°以内。左心长轴切面测量主动脉瓣环直径（D）或左室流出道直径，按圆面积公式计算横截面积。左室流出道可认为是圆形，面积等于π（D/2）2。需要注意的是，此方法不适用于明显主动脉瓣反流的患者。

主动脉流量公式：SV＝π（D/2）2×VT I。SV：每搏量，收缩期通过主动脉口的流量。CO＝HR×SV。

但在临床实践中，要注意CO与心功能是不同的概念，首先对于某一个特定患者而言，CO的正常值必须结合患者的组织灌注指标进行判断。另外，心功能不全分为三个阶段：①SV和CO都在正常范围，但是心室充盈压代偿性升高。②SV下降，HR增快代偿，CO仍维持正常。③CO下降，标志心功能由代偿期转为失代偿期。因此CO正常，不代表心脏泵功能正常。

（张宏民）