心力衰竭的影像学评价

刘博罕，何昆仑，董蔚,2*

1.慢性心衰精准医学北京市重点实验室，北京 100853；2.解放军总医院心血管内科，北京 100853；*通讯作者 董蔚 301dongw@sina.com

心力衰竭（heart failure，HF）是各种心脏疾病的终末期复杂临床综合征，在其临床诊断、治疗检测和预后评估过程中，影像学技术在揭示病因、解析心脏和功能改变、明确相关并发症和监测病情进展中具有关键作用。临床常用的影像学检查包括超声心动图、MRI、CT、核医学等，在心力衰竭的评价中发挥各自不同的作用。

1 超声心动图

经胸超声心动图（transthoracic echocardiography，TTE）可以完成二维或三维、脉冲和连续多普勒、彩色血流和组织多普勒、心肌应变、声学造影等成像模式，是评估心力衰竭患者心功能参数的首选方法。

左心室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）是公认的左心室整体收缩功能指标，主要使用改良双平面Simpson 法计算左心室收缩功能，但该方法依赖心内膜边缘的清晰显示，当图像质量差或缺乏诊断信心时，可以使用声学造影剂提高心内膜轮廓[1]和心腔内异常结构显示（图1）。三维TTE 可以实现LVEF 和左心室容量的定量分析，与心脏磁共振（cardiac magnetic resonance，CMR）有很好的相关性[2]。基于组织多普勒的应变成像可以分析临床前收缩功能的改变[3]，其可重复性和可行性已得到临床证实。

图1 男，43 岁，扩张型心肌病合并慢性心力衰竭。

舒张功能是超声心动图的重要评价指标。舒张早期经二尖瓣充盈速度（E）与舒张早期组织运动速度（e'）的比值（E/e'）是一个重要的舒张功能参数。近年研究表明，舒张早期应变率（early diastolic strain rate，e'sr）可能成为e'的替代参数，因其能更好地评估左心室充盈压[4-5]。当单一参数不足以准确评估心力衰竭患者舒张功能时，应采用多参数进行综合评估，尤其在射血分数保留心力衰竭（heart failure with preserved ejection fraction，HFpEF）患者中评估心房颤动的风险时，多个舒张功能参数可能较单纯左心房增大的表型更为重要[6]，反映左心房结构和功能的相关容积和左心房射血分数、管道功能指数和扩张指数均有一定的价值[7]。

心力衰竭心脏运动失同步现象在心脏再同步治疗（cardiac resynchronization therapy，CRT）中对于明确适应证、监测治疗效果、判断预后均有重要帮助，针对该现象进行器械植入治疗，可以改善心脏功能，甚至可以逆转心力衰竭患者在左心室重构时的损伤过程。Hasselberg 等[8]观察170 名拟行CRT 的心力衰竭患者发现，CRT 术前患者的心脏纵向应变功能不良是2年内发生致死性结局的重要预测因素之一，并且独立于CRT 应答性；心脏重构逆转带来的CRT 应答性则与纵向和环向应变功能改善有关。

心力衰竭患者的常规评估无需经食管超声心动图（transesophageal echocardiography，TEE）检查，当心力衰竭患者的TTE 声窗不佳且CMR 不可用或有禁忌证时应考虑行TEE 检查。此外，高度怀疑主动脉夹层、心内膜炎或先天性心脏病以及为排除心房内或左心耳内血栓时应考虑行TEE 检查。

运动或药物负荷超声心动图可用于评估心力衰竭患者不明确的心肌缺血和（或）存活心肌和是否合并瓣膜性心脏病[9]。对于HFpEF 和静息舒张功能参数不能准确评估的心力衰竭患者，负荷超声心动图具有一定的辅助价值。常用半仰卧位脚踏车运动逐渐增加运动负荷，并在静息和最大运动量时评估舒张功能，尤其是对与心力衰竭密切相关的E/e′、肺动脉压力、左心室纵向整体应变、搏出量和心输出量等参数进行评估[10]。

2 心脏磁共振（cardiac magnetic resonance，CMR）

对于心力衰竭或有心力衰竭高危因素的患者，CMR 在诊断、临床管理和决策制订过程中具有重要价值。CMR 是测量心力衰竭患者左右心室容量、质量和射血分数的“金标准”，当超声心动图未能明确诊断心力衰竭患者的病因时，特别是右心系统疾病，CMR 是最好的替代影像学技术。此外，CMR 还可以对心肌纤维化和心肌存活性进行评估[11]。

延迟钆增强（late gadolinium enhancement，LGE）和T1-mapping 是评估心肌纤维化的关键技术，通过显示心肌纤维化分布，可鉴别缺血性与非缺血性心力衰竭的病因[9]，缺血性心肌病在心内膜下出现替代性纤维化，而约30%的特发性扩张型心肌病在室间隔的中层出现反应性纤维化[12-13]，LGE 上纤维化的表现与心力衰竭患者收缩功能异常相关，并且是其发生室性心律失常的潜在危险因素。

心肌应变分析可以检测出心肌缺血、心律失常所致心肌运动的细微变化，识别出室壁运动延迟现象最显著的靶区域[14]。CMR 多模态心脏影像作为CRT 植入前的引导技术，有助于提高CRT 的应答率。Bertini 等[15]将行CRT 器械植入的100 例心力衰竭患者平均分为两组：第一组为多模态影像组，即经二维斑点追踪成像评估心肌纵向应变和CMR 评估左心室电极起搏靶区域后再行CRT 器械植入的患者；第二组为对照组，即根据标准临床实践流程匹配年龄、性别和LVEF 随后完成CRT 植入的患者，结果发现：6 个月后，第一组CRT 应答患者39 例（78%），高于第二组的28 例（56%）（P=0.019）；第一组可以明确左心室起搏靶点，其中30 例（60%）位于左心室侧壁，12 例（24%）位于前侧壁或后侧壁，8 例位于远于侧壁的前壁或后壁。

3 核医学成像

单光子发射计算机断层扫描（single photo emission computerized tomography，SPECT）可用于评估心肌缺血并判断心肌存活性[16]，成像过程中软组织的衰减伪像会引起诊断的高敏感性和相对较低的特异性；平衡法核素心室造影术可用于预测CRT 应答性，提供心室容量和功能等心力衰竭患者需密切关注的重要参数。SPECT 对合并心肌淀粉样变的心力衰竭也具有一定的价值，其多模态核医学影像可先于超声心动图早期检测到[17]。Yamamoto 等[18]报道了鉴别心力衰竭是否合并心肌淀粉样变的指标“PYP 积分”，其定义为心肌平均指数与心室腔平均指数的比值，其鉴别心力衰竭是否合并心肌淀粉样变的敏感度为84.6%，特异度为94.5%。

正电子发射断层扫描（ positron emission tomography，PET）包括PET/CT 或PET/CMR，已经成功应用于评价心力衰竭的全身炎症状态，在准确诊断、判断疾病活动期和预测治疗反应等方面可提供重要信息[19]。11C-Pittsburgh BPET/CT 对于无创诊断心肌淀粉样变可能有一定的价值。Lee 等[20]研究了15 例经活检证实为心肌淀粉样变的心力衰竭患者，其中13 例11C-Pittsburgh B PET/CT 检查呈阳性，且有心肌淀粉样变患者的心肌与血池最大比值明显高于无心肌淀粉样变患者，但11C-Pittsburgh B PET/CT 是否可以作为检查心肌淀粉样变的替代技术仍需更大样本量的研究证实。

SPECT 和PET 在心力衰竭的诊断、管理指导和临床研究中有重要价值，其推广应用主要受限于可行性较差、普及性较低、电离辐射暴露和价格高昂等，需要临床医师在临床实际应用时权衡利弊。

心力衰竭是一类病因多样、合并症多发、病理生理过程多变的临床综合征，除外评价心脏本身的改变，常规胸部X 线和CTA 检查可以提供与心力衰竭相关的肺水肿状态，冠状动脉CTA 检查可以提供无创的冠状动脉狭窄状态评估。临床医师往往需要综合利用多种影像学技术提供的信息对心力衰竭进行早期识别、病因剖析、明确诊断、鉴别诊断、治疗监测和预后评价。