于昊 賈曉東 潘曉芳

(大連理工大學(xué)附屬中心醫(yī)院超聲醫(yī)學(xué)科，遼寧 大連 116033)

射血分?jǐn)?shù)保留性心力衰竭(heart failure with preserved ejection fraction，HFpEF)是一組具有心力衰竭癥狀和體征，左室射血分?jǐn)?shù)正常，以左心室舒張期主動(dòng)松弛功能異常以及心肌順應(yīng)性降低為特征的臨床綜合征。由于人口老齡化和代謝綜合征患病率增加，預(yù)計(jì)HFpEF相對(duì)于射血分?jǐn)?shù)降低性心力衰竭(heart failure with reduced ejection fraction，HFrEF)的患病率將進(jìn)一步增加[1]。與HFrEF相比，由于射血分?jǐn)?shù)正常，HFpEF的診斷更具挑戰(zhàn)性。許多患者在安靜狀態(tài)時(shí)的血流動(dòng)力學(xué)正常，僅在運(yùn)動(dòng)時(shí)表現(xiàn)出呼吸困難等異常的血流動(dòng)力學(xué)反應(yīng)[2]，因此，需可誘發(fā)左心室充盈壓升高的證據(jù)來確認(rèn)診斷。近來的研究[3-5]表明，運(yùn)動(dòng)負(fù)荷超聲心動(dòng)圖在評(píng)估舒張功能儲(chǔ)備以及左心室充盈壓方面的價(jià)值優(yōu)越而被推薦用于診斷HFpEF。然而，支持該方法的證據(jù)仍然有限，許多問題尚待解決?，F(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷超聲心動(dòng)圖在診斷HFpEF中的應(yīng)用做一綜述。

1 運(yùn)動(dòng)負(fù)荷超聲心動(dòng)圖診斷HFpEF的病理生理學(xué)背景

HFrEF診斷相對(duì)容易，超聲心動(dòng)圖在具有心力衰竭癥狀(如呼吸困難、外周水腫和頸靜脈擴(kuò)張)的患者中檢測(cè)到射血分?jǐn)?shù)降低。由于HFpEF患者的左室射血分?jǐn)?shù)正常，因此很難與其他類似心力衰竭癥狀的疾病區(qū)分開來[6]。在這種情況下，診斷依賴于充血或左心室充盈壓升高的客觀證據(jù)，包括有液體潴留(肺淤血和外周水腫)、超聲心動(dòng)圖顯示心臟結(jié)構(gòu)和/或功能異常、腦鈉肽和/或N末端腦鈉肽前體水平升高，或通過右心導(dǎo)管直接測(cè)量到左心室充盈壓和肺動(dòng)脈收縮壓升高。然而，對(duì)HFpEF的診斷并不容易，尤其是無癥狀或者輕度充血癥狀的患者，在休息時(shí)左心室充盈壓正常，因此，即使在靜息狀態(tài)下對(duì)血容量正常的患者行右心導(dǎo)管檢測(cè)的敏感性也較差[3]。HFpEF患者的左心室充盈壓會(huì)隨著運(yùn)動(dòng)顯著增加[7-8]，基于這種血流動(dòng)力學(xué)背景，運(yùn)動(dòng)負(fù)荷超聲心動(dòng)圖適用于檢測(cè)這種僅在運(yùn)動(dòng)后出現(xiàn)的異常而受到越來越多的關(guān)注。

2 運(yùn)動(dòng)負(fù)荷超聲心動(dòng)圖檢測(cè)方法

2.1 臨床適應(yīng)證

根據(jù)臨床病史、癥狀或體格檢查懷疑HFpEF，但在靜息狀態(tài)下無明確證據(jù)表明充盈壓升高是運(yùn)動(dòng)負(fù)荷超聲心動(dòng)圖檢查的適應(yīng)證[3]。有明顯充血或左心室充盈壓升高的患者不適宜該檢查。另外，在無HFpEF癥狀的患者中，即使運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)“陽(yáng)性”也不會(huì)增加確診的概率，因?yàn)槔碚撋?，?yáng)性預(yù)測(cè)值取決于疾病患病率[9]。因此，運(yùn)動(dòng)負(fù)荷超聲心動(dòng)圖對(duì)HFpEF預(yù)測(cè)概率中等的患者最有價(jià)值。

目前兩種評(píng)分系統(tǒng)可用于估計(jì)HFpEF的預(yù)測(cè)概率：H2FPEF[10]和HFA-PEFF評(píng)分系統(tǒng)[11]。H2FPEF評(píng)分系統(tǒng)包括四個(gè)臨床因素(肥胖、兩種或多種抗高血壓藥、心房顫動(dòng)和年齡>60歲)和兩個(gè)超聲心動(dòng)圖參數(shù)[舒張?jiān)缙诙獍暄魉俣扰c運(yùn)動(dòng)速度的比值(E/e’)>9和肺動(dòng)脈收縮壓>35 mm Hg(1 mm Hg=0.133 3 kPa)]的綜合評(píng)分，總分≤1分基本排除HFpEF，高分(6～9分)的預(yù)測(cè)敏感性和特異性分別為60%和90%。HFA-PEFF評(píng)分系統(tǒng)是由2019年歐洲心臟病學(xué)會(huì)(ESC)心力衰竭協(xié)會(huì)(HFA)提出的針對(duì)HFpEF的一種循序漸進(jìn)的診斷方法——“4步HFA-PEFF診斷算法”：第一步“初始評(píng)估”，包括心力衰竭癥狀及體征、合并癥及危險(xiǎn)因素、心電圖、靜息心臟超聲等。第二步“基于超聲心動(dòng)圖和腦鈉肽”，對(duì)患者進(jìn)行診斷評(píng)分。評(píng)分≤1分基本排除HFpEF診斷，評(píng)分≥5分可診斷為HFpEF。對(duì)于不能確定診斷(H2FPEF評(píng)分為2～5分或HFA-PEFF評(píng)分為2～4分)的患者需進(jìn)行第三步“功能評(píng)估”，即運(yùn)動(dòng)負(fù)荷超聲心動(dòng)圖檢查或侵入性血流動(dòng)力學(xué)檢查以完善HFpEF的診斷。第四步“病因診斷”，包括心臟大血管磁共振成像、心肌活檢等。研究[12]還表明，這兩種評(píng)分升高都預(yù)示著HFpEF患者的運(yùn)動(dòng)能力降低和臨床預(yù)后不佳。

2.2 運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)方法

運(yùn)動(dòng)需要心血管系統(tǒng)的綜合生理反應(yīng)，包括雙心室收縮力、變時(shí)性反應(yīng)、全身和肺血管舒張以及靜脈回流，涉及中樞和周圍神經(jīng)系統(tǒng)、肺、冠狀動(dòng)脈循環(huán)和骨骼肌[8]。HFpEF患者可能會(huì)出現(xiàn)功能異常，從而導(dǎo)致出現(xiàn)呼吸困難和運(yùn)動(dòng)不耐受的癥狀。當(dāng)患者能運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)選擇平板或踏車運(yùn)動(dòng)負(fù)荷，這兩種檢查對(duì)心血管系統(tǒng)產(chǎn)生更接近生理性的負(fù)荷。二者中首選仰臥位踏車負(fù)荷超聲心動(dòng)圖[13-14]，因其比平板運(yùn)動(dòng)更具優(yōu)勢(shì)，可在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中連續(xù)采集圖像，而不僅是在運(yùn)動(dòng)后立即采集；患者采用半仰臥位，便于在運(yùn)動(dòng)過程中獲取圖像，且跌倒風(fēng)險(xiǎn)明顯降低。然而，日常生活中大多數(shù)身體活動(dòng)都是在直立位進(jìn)行，如果期望獲得更接近生理負(fù)荷的診斷圖像，那么直立踏車運(yùn)動(dòng)可能比仰臥位踏車更適宜[15]。值得注意的是，由于運(yùn)動(dòng)體位會(huì)影響中心血流動(dòng)力學(xué)，因此必須謹(jǐn)慎解釋結(jié)果。與直立位相比，仰臥位的負(fù)荷增加更多，因此左心室充盈壓增加可能更為顯著[3]。

2.3 負(fù)荷協(xié)議、圖像采集和目標(biāo)參數(shù)

歐洲心血管成像協(xié)會(huì)(EACVI)/美國(guó)超聲心動(dòng)圖學(xué)會(huì)(ASE)[13]建議平板運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)采用Bruce方案或改良Bruce方案，后者有兩個(gè)熱身階段，每個(gè)階段持續(xù)3 min。第一個(gè)是1.7 mi/h(1 mi/h=1.609 km/h)和0%坡度，第二個(gè)是1.7 mi/h和5%坡度。仰臥位踏車運(yùn)動(dòng)采用階梯式方案，即患者從25 W以60 r/min的節(jié)奏開始踩踏，每3 min增加25 W，直到患者達(dá)到其最大預(yù)測(cè)負(fù)荷和/或預(yù)測(cè)最大心率[(220-年齡)次/min]和/或出現(xiàn)限制性癥狀。一些不能耐受該運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的患者，可嘗試從15 W以60 r/min的節(jié)奏開始，每分鐘增加5 W，達(dá)到次最大目標(biāo)心率(100～110次/min)或直到患者出現(xiàn)限制性癥狀。平板運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)在運(yùn)動(dòng)終止后立刻取左側(cè)臥位于1～2 min內(nèi)完成超聲心動(dòng)圖圖像采集。仰臥位踏車運(yùn)動(dòng)負(fù)荷超聲心動(dòng)圖期間，應(yīng)在基線、運(yùn)動(dòng)的每個(gè)階段和恢復(fù)早期階段采集超聲心動(dòng)圖圖像。EACVI/ASE指南建議測(cè)量舒張?jiān)缙诙獍昕谘魉俣?E)、舒張?jiān)缙诙獍戥h(huán)間隔和側(cè)壁平均運(yùn)動(dòng)速度(e’)，計(jì)算E/e’比值，測(cè)量三尖瓣反流速度(tricuspid regurgitation velocity，TRV)。一項(xiàng)導(dǎo)管插入術(shù)-超聲心動(dòng)圖同時(shí)進(jìn)行的研究[3]表明，運(yùn)動(dòng)期間E/e’比值與有創(chuàng)測(cè)量的肺毛細(xì)血管楔壓(pulmonary capillary wedge pressure，PCWP)之間存在中度相關(guān)性(r為0.54～0.58)。盡管一些研究表明E/e’比值提示左心室充盈壓的變化[16-17]，最常見的診斷限制是在高心率水平期間融合舒張速度時(shí)無法評(píng)估E/e’比值。僅TRV的增加不適用于診斷HFpEF，因?yàn)樗赡軆H是由于在無左心室舒張功能障礙的情況下，對(duì)運(yùn)動(dòng)的正常高動(dòng)力反應(yīng)(肺血流增加)。EACVI/ASE指南建議在二尖瓣舒張?jiān)缙谘鱁峰和舒張晚期血流A峰融合前(心率100～110次/min)，即次極量心率或恢復(fù)早期階段采集圖像。先前使用運(yùn)動(dòng)右心導(dǎo)管插入術(shù)的研究[3，8]表明，在HFpEF患者的次極量運(yùn)動(dòng)過程中，左側(cè)充盈壓的異常增加發(fā)生在早期。這一觀察結(jié)果提示在仰臥位次極量運(yùn)動(dòng)期間測(cè)量E/e’比值的效用。然而，仍需進(jìn)一步的研究確定E/e’比值在次極量運(yùn)動(dòng)中的診斷價(jià)值，比如同時(shí)進(jìn)行有創(chuàng)運(yùn)動(dòng)血流動(dòng)力學(xué)檢測(cè)。相反，即使在HFpEF患者中，PCWP也可能在恢復(fù)早期階段迅速恢復(fù)到基線水平。因此，當(dāng)E峰和A峰不再融合時(shí)，PCWP可能是正常的。另外，E/e’比值不能應(yīng)用于二尖瓣疾病患者，如二尖瓣狹窄、嚴(yán)重二尖瓣關(guān)閉不全、二尖瓣環(huán)鈣化、二尖瓣修復(fù)、人工二尖瓣或存在局部運(yùn)動(dòng)異常。

心力衰竭患者的肺動(dòng)脈高壓(pulmonary hypertension，PH)主要是由下游左心室充盈壓力的被動(dòng)升高引起的[18]。因此，負(fù)荷超聲心動(dòng)圖評(píng)估PH對(duì)于評(píng)估運(yùn)動(dòng)期間左心室充盈壓力增加的嚴(yán)重程度非常重要，可通過測(cè)量TRV來實(shí)現(xiàn)。運(yùn)動(dòng)期間TRV的獨(dú)立增加不足以診斷HFpEF，因?yàn)門RV增加也可能繼發(fā)于肺血管疾病或高心輸出量。TRV和E/e’比值同時(shí)增加更提示左心室充盈壓升高的可能性[19]。重要的是，運(yùn)動(dòng)誘發(fā)PH預(yù)示著HFpEF患者臨床預(yù)后不佳[20]。目前在運(yùn)動(dòng)期間評(píng)估PH的方法高度依賴于TRV，而不是TRV和右心房壓力(right atrial pressure，RAP)的結(jié)合[10]，這可能與運(yùn)動(dòng)中下腔靜脈成像技術(shù)困難有關(guān)。然而，對(duì)于一些RAP可能顯著增加的患者，排除RAP會(huì)低估患者在運(yùn)動(dòng)期間PH的嚴(yán)重程度。

運(yùn)動(dòng)負(fù)荷超聲心動(dòng)圖可同時(shí)評(píng)估額外的參數(shù)，包括：局部室壁運(yùn)動(dòng)、二尖瓣反流、肺靜脈流速、右心室收縮功能(三尖瓣環(huán)收縮期最大位移、三尖瓣側(cè)向環(huán)收縮速度或右心室縱向應(yīng)變)、三尖瓣反流和下腔靜脈測(cè)量。在具有冠狀動(dòng)脈危險(xiǎn)因素的HFpEF患者中，可額外評(píng)估局部室壁運(yùn)動(dòng)異常。這些方法有助于了解更多的病理生理學(xué)特征，從而為臨床提供更多的治療策略選擇。

2.4 肺超聲B線

B線為超聲掃查肺部時(shí)，肺組織氣液比例失衡及血管外肺水含量變化產(chǎn)生的偽像，心力衰竭的本質(zhì)是心臟射血或充盈受損導(dǎo)致肺淤血、肺水腫，后者在肺部超聲觀察到的B線可為心力衰竭的診斷提供有效依據(jù)。超聲心動(dòng)圖B線(肺彗星)可表現(xiàn)為垂直的、類似激光的、高回聲的偽影，從胸膜線發(fā)出并延伸到屏幕底部而不會(huì)衰減。心力衰竭患者運(yùn)動(dòng)后B線數(shù)目可能迅速增加，在腋前線至腋中線范圍內(nèi)可能出現(xiàn)“濕點(diǎn)”，其中B線在仰臥位時(shí)最為突出[21]。運(yùn)動(dòng)期間B線數(shù)量增加與肺充血(較高的PCWP和肺動(dòng)脈壓)以及降低的HFpEF患者的運(yùn)動(dòng)能力和較差的臨床指標(biāo)相關(guān)[22]。超聲B線的評(píng)估受心臟運(yùn)動(dòng)的影響較小，有助于提高數(shù)據(jù)采集率。然而，也需考慮到運(yùn)動(dòng)負(fù)荷期間超聲評(píng)估B線的局限性，B線并不是肺充血所特有，其也能較靈敏地反映間質(zhì)纖維化等肺間質(zhì)病變[23]，故對(duì)于部分合并間質(zhì)性肺病的患者診斷價(jià)值有限。B線評(píng)估采用28肋間隙掃查法，即雙側(cè)前胸上、前胸下、側(cè)胸上、側(cè)胸下共8個(gè)部位的肺超聲圖像，若掃查完所有區(qū)域可能會(huì)減少對(duì)其他參數(shù)的采集[24]。另外，計(jì)算B線數(shù)量受超聲檢查水平的影響，存在一定的主觀性。存在多條B線有助于檢測(cè)運(yùn)動(dòng)期間發(fā)生的肺淤血，目前對(duì)結(jié)果的解釋缺乏共識(shí)(如B線的最佳截止值未知)，需進(jìn)一步研究來確定肺超聲B線的診斷價(jià)值。

2.5 HFpEF檢測(cè)結(jié)果解讀和診斷

EACVI/ASE提出了一種基于共識(shí)的診斷方法，即根據(jù)E/e’比值、TRV和e’速度來定義異常的舒張功能。盡管該方法在病理生理學(xué)上是合理的，但其滿足所有三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的要求可能會(huì)降低診斷的可行性和敏感性。一項(xiàng)研究報(bào)告[3]顯示，在運(yùn)動(dòng)高峰期，大約20%的患者無法測(cè)量E/e’比值，大約50%的患者可測(cè)量TRV。2019年更新的ESC-HFA共識(shí)強(qiáng)調(diào)負(fù)荷后E/e’比值的算法，即運(yùn)動(dòng)期間若測(cè)得平均E/e’≥15，伴或不伴TRV>3.4 m/s均視為異常。運(yùn)動(dòng)時(shí)平均E/e’≥15，則HFA-PEFF評(píng)分計(jì)2分；若E/e’≥15，同時(shí)TRV>3.4 m/s，則HFA-PEFF計(jì)3分。將得分與第二步得分相加，綜合得分≥5分則可診斷HFpEF。雖然運(yùn)動(dòng)負(fù)荷超聲可發(fā)現(xiàn)患者運(yùn)動(dòng)時(shí)的超聲心動(dòng)圖改變，但運(yùn)動(dòng)負(fù)荷超聲心動(dòng)圖數(shù)據(jù)不足以在所有情況下替代侵入性血流動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)。在運(yùn)動(dòng)過程中PCWP的急劇增加是HFpEF患者典型的血流動(dòng)力學(xué)反應(yīng)，對(duì)于運(yùn)動(dòng)負(fù)荷超聲心動(dòng)圖仍無定論或不可行的患者，建議在仰臥位運(yùn)動(dòng)期間進(jìn)行右心導(dǎo)管運(yùn)動(dòng)壓力測(cè)試。運(yùn)動(dòng)高峰期間PCWP<25 mm Hg的患者屬于非心源性呼吸困難，如果PCWP≥25 mm Hg表明運(yùn)動(dòng)時(shí)呼吸困難主要源于心臟，可直接診斷為HFpEF。

運(yùn)動(dòng)負(fù)荷超聲心動(dòng)圖最重要的限制是成像質(zhì)量。肥胖患者在運(yùn)動(dòng)過程中想要獲得診斷性質(zhì)量的圖像更具有挑戰(zhàn)性，而這類患者在HFpEF中較為常見。如果負(fù)荷超聲心動(dòng)圖成像質(zhì)量差或結(jié)果模棱兩可時(shí)，可進(jìn)一步行侵入性血流動(dòng)力學(xué)檢測(cè)以明確診斷[10]。

3 思考與展望

HFpEF患者的主要癥狀為勞力性呼吸困難和運(yùn)動(dòng)不耐受。運(yùn)動(dòng)負(fù)荷超聲心動(dòng)圖在檢測(cè)運(yùn)動(dòng)期間出現(xiàn)的異常方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，當(dāng)代指南建議將其用作診斷性測(cè)試，以識(shí)別不明原因呼吸困難中潛在的HFpEF患者。然而，支持這種做法的證據(jù)仍然有限，有一些問題未得到解決：(1)運(yùn)動(dòng)期間超聲心動(dòng)圖的參數(shù)與HFpEF的臨床結(jié)局相關(guān)，可提示其預(yù)后價(jià)值，然而，尚不清楚早期診斷本身是否會(huì)影響臨床結(jié)果。(2)目前無一個(gè)共識(shí)性的運(yùn)動(dòng)方案，HFpEF患者年齡普遍偏大，運(yùn)動(dòng)初始量和遞增量以及識(shí)別舒張功能異常的最佳運(yùn)動(dòng)量是多少、是否需達(dá)到極量運(yùn)動(dòng)，需進(jìn)一步研究以確定運(yùn)動(dòng)方案對(duì)超聲心動(dòng)圖診斷價(jià)值的影響。(3)E/e’比值在診斷中起關(guān)鍵作用，然而，在運(yùn)動(dòng)中解決E-A融合的最佳方法是什么，心房顫動(dòng)患者運(yùn)動(dòng)期間E/e’的數(shù)據(jù)仍然有限，次極量運(yùn)動(dòng)或恢復(fù)早期的E/e’比值診斷舒張功能的證據(jù)仍不足，另外E/e’比值不適用于患有特定疾病的患者，例如二尖瓣疾病、二尖瓣修復(fù)、人工二尖瓣或存在局部室壁運(yùn)動(dòng)異常的患者，未來需進(jìn)一步的研究以明確E/e’的診斷價(jià)值。(4)負(fù)荷試驗(yàn)中PH的識(shí)別有助于診斷HFpEF，但部分患者(例如患有嚴(yán)重TRV或運(yùn)動(dòng)時(shí)RAP較高)的PH可能被低估，外周靜脈壓力測(cè)量可能是運(yùn)動(dòng)期間RAP測(cè)量的替代方法。(5)出現(xiàn)多條B線有助于提示負(fù)荷期間出現(xiàn)的肺水腫，然而B線的最佳截止值尚未明確。需進(jìn)一步的研究確定B線評(píng)估在運(yùn)動(dòng)負(fù)荷超聲心動(dòng)圖中的作用。

總之，在無液體潴留和明顯充血的情況下，HFpEF的診斷仍然具有挑戰(zhàn)性。運(yùn)動(dòng)負(fù)荷超聲心動(dòng)圖由于其無創(chuàng)性和廣泛的適用性在心血管疾病的診斷和評(píng)估中發(fā)揮著重要的作用。未來可應(yīng)用侵入性和非侵入性結(jié)合的負(fù)荷超聲心動(dòng)圖來識(shí)別或排除出現(xiàn)不明原因呼吸困難患者中的HFpEF，以提高診斷準(zhǔn)確度。