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如何正确理解左室射血分数EF [复制链接]

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张斌

浙大二院急诊医学科

浙江省严重创伤与烧伤诊治重点实验室

浙江省急危重症临床医学研究中心

国家创伤区域医疗中心(建设)

左心室射血分数[LVEF]是一种常见的心脏测量指标。随着床边超声和LVEF的自动化测量方法的爆炸式增长,如何理解射血分数将在临床上日益突出并影响对急性病患者的决策。当被问及LVEF的含义时,许多临床医生可能会将其描述为“心脏功能的测量”——但这是一个含糊不清的答案。“心脏功能”是指收缩状态还是正性肌力状态?或者这是否意味着心脏前负荷储备?也就是说,LVEF是否特指Frank-Starling或Sarnoff心功能曲线的斜率?LVEF的简要说明将从几何证明开始,证明LVEF实际上是衡量的是心室动脉耦合[VAC];这有两个临床意义。首先,LVEF度量的不完全是正性肌力状态;其次,LVEF忽略了左心室的舒张状态。因此,可以分别在收缩力降低的患者和/或心脏液体不耐受的患者中观察到正常的LVEF。心室动脉耦合[VAC]LV与动脉的耦合以前已经提出过。该模型源自Sagawa、Sunagawa及其同事的开创性工作。VAC将动脉弹性[Ea]与左室收缩末期弹性[Ees]的比率视为衡量LV和动脉之间耦合的指标。正常的VAC值范围大约在0.5到1.0之间。至关重要的是,LVEF完全由Ees和Ea描述。但是该如何描述呢?左室收缩末期弹性[Ees]回想一下,LV压力容积环是一个“时变弹性”模型——从舒张末期相对较低的弹性[即舒张末期压力容积关系,EDPVR],到收缩末期的高弹性[即收缩末期压力容积关系,ESPVR]。值得注意的是,ESPVR在很大程度上是一种对肌力[或收缩]状态的负荷不敏感的量度参数。ESPVR的斜率大或小分别表示收缩性高或低。ESPVR也称为收缩末弹性[Ees]或最大弹性[Emax];Ees通常用于描述LV如何与动脉耦合。如图1所示,Ees的斜率计算为收缩末期压力[Pes]与收缩末期容积[ESV]的比率。动脉弹性LV面临的动脉负荷由“windkessel三元素模型”描述,这是临床上获得具有挑战性的后负荷量度指标。因此,动脉弹性[Ea]被用作后负荷的“集中”替代物。Ea对前负荷和收缩力不敏感,并且与Ees的单位相同,因为它测量的是随着左室容积[mL]变化而产生的压力[mmHg]变化。Ea的斜率测量的是收缩末压[Pes]相对于每搏输出量[SV]变化而产生的变化。Ea与Ees的比率定义了VAC,如上所述。图1:心室压力-容积环[浅蓝色],叠加动脉弹性[Ea,紫色线]。Pes是收缩末期压力,Ees是收缩末期弹性,ESV是收缩末期容积,SV是每搏输出量,EDV是舒张末期容积,EDPVR是舒张末期压力-容积关系。注意由Ees和Ea的斜率形成的两个直角三角形。另请注意,此分析假设左心室无应力容积[Vo]为零,或Ees通过原点。当Vo大于零时,此方法无效。三角形1的斜边的斜率是Ees定义为ESV上的Pes。三角形2的斜边的斜率是定义为SV上的Pes的Ea。Ea被认为是收缩期相对于动脉树的正斜率[即,随着容积的增加压力增加]。仔细检查叠加Ea的LV压力-容积环会发现两个相邻的直角三角形,在图1中标记为①和②。直角三角形①的底部是收缩末期容积[ESV,红色],其垂直线是收缩末期压力[Pes],其斜边是Ees,如上所述。直角三角形②的底是每搏输出量[SV,绿色],它的垂直线也是Pes,它的斜边是Ea,如上。因此,通过重新排列,我们可以将这些三角形的底表示如下:另请注意,从图1中可以看出,ESV+SV是舒张末期容积[EDV]。因此,LVEF的方程可以表示为:进一步进行整理得出以下方程:因此,LVEF可以等同地描述为Ees[例如,正性肌力状态]与Ees加Ea[即后负荷]的比率,即心室动脉耦合!临床意义首先,因为LVEF完全由Ea和Ees之间的关系描述,Ees可能会严重抑制,[例如,脓毒性心肌病],但如果后负荷Ea成比例降低[例如,脓毒性血管舒张],那么观察到的LVEF将是正常的——隐藏降低的心脏收缩力状态。这与接受血管扩张剂的严重缺血性心肌病患者的生理机能相似。从数学上讲,Ees超常且Pes为mmHg的患者的LVEF与Ees降低60%以上且Pes为30mmHg的患者测得的EF相同。因此,看到正常的LVEF并不一定意味着心脏收缩状态是正常的[图2]!类似地,pH值为7.4并不一定意味着没有酸碱异常;有补偿机制在起作用。图2:假设性心脏收缩状态[Ees]减少,动脉弹性[Ea]成比例减少。请注意,尽管心脏收缩力显著降低,但LVEF没有变化。其次,因为LVEF完全由Ea和Ees之间的关系描述,射血分数会忽略LV舒张功能的异常。因此,对于LV舒张功能显著受损的低血压脓毒症患者,很容易认为存在前负荷储备,并且当观察到的LVEF正常时,每搏输出量将会随着额外的静脉输液而增加。然而,给予LV额外容量可能只会提高LV充盈压而不是SV。这是因为当LV舒张性受损时,左心室舒张末期压力容积关系在压力-容积环上向上和向左移动,这样心室就无法增加其舒张末期容积。因此,额外的前负荷——无论是通过静脉输液还是降低静脉容量——只会增加左心室舒张末压。这可能部分解释了为什么正常射血分数不能充分告知临床医生心脏对液体的耐受性。也许静脉多普勒的测量将提供额外的见解,并提醒临床医生注意射血分数正常但心脏功能异常的可能性。来源:PulmCCM

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