本文介绍了一种利用负荷超声心动图方法在心力衰竭患者中测量运动期间心脏功能的实验方案。随后,我们讨论了该方法在临床实践中对临床医生和患者的临床应用价值,以促进其在临床环境中的推广应用。
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本文介绍了一种利用负荷超声心动图方法在心力衰竭患者中测量运动期间心脏功能的实验方案。随后,我们讨论了该方法在临床实践中对临床医生和患者的临床应用价值,以促进其在临床环境中的推广应用。
在人类和动物中开展的运动相关研究,已为心血管生理学及心脏、心肌和血管对运动应激的反应机制提供了诸多见解。应激性超声心动图(SE)的临床意义之一,是发现静息状态下常规检查无法察觉的轻微功能障碍。本SE方案的主要步骤始于患者准备(例如,检查前24小时避免摄入咖啡因和β受体阻滞剂,且无禁忌证)以及基线评估,包括在标准切面(胸骨旁、心尖和剑下)获取静息状态下的超声心动图图像(二维、多普勒及可选的应变成像)。随后进入应激阶段,采用专用自行车进行运动,同时持续监测心电图、血压、症状及超声心动图图像。在达到峰值应激后立即进行应激后成像,快速获取相同切面图像,并与静息图像比较室壁运动、收缩功能及多普勒衍生参数,以检测变化(如缺血、室壁运动异常、压力变化等)。在运动过程中评估心血管功能的另一意义在于,更深入理解心脏、心肌和血管如何适应应激反应。SE还可结合功能与影像数据,有助于改善心力衰竭的表型分类,并实现个体化治疗,从而提升患者管理水平。为了提高未来运动相关研究的可靠性,提供可标准化的心血管功能运动评估方法及标准化的运动方案至关重要。本文将聚焦于心力衰竭患者,旨在描述应激性超声心动图的技术方法,报告其实际与临床应用,并探讨该方法对临床医生和患者的临床价值。
根据世界卫生组织(WHO)的定义,心力衰竭(HF)是一种复杂的综合征,其特征是心脏无法泵出足够的血液以满足机体的代谢需求1。该病症可由收缩功能障碍引起,即心脏无法正常收缩;也可由舒张功能障碍引起,即心脏充盈不足2。心力衰竭主要分为两类:射血分数降低的心力衰竭(HFrEF)和射血分数保留的心力衰竭(HFpEF)3。在HFrEF中,左心室射血分数(LVEF)<40%,提示泵血能力下降;而在HFpEF中,LVEF正常或接近正常,但心脏僵硬度增加,导致充盈受限4。评估心脏功能的常用方法包括常规超声心动图、组织多普勒成像(TDI)和磁共振成像(MRI)5。
标准超声心动图是一种无创技术,可实现心脏结构的可视化,并对心室和瓣膜功能进行实时评估6。该技术利用超声波生成心脏图像,能够观察心壁运动、瓣膜处的血流以及心腔大小7。标准超声心动图对于诊断多种心脏疾病(如心肌病、瓣膜病和先天性异常)至关重要8。
组织多普勒成像(TDI)是一种先进的超声心动图技术,可测量心肌运动速度,提供有关舒张期和收缩期功能的详细信息9。TDI 在评估心肌松弛性与僵硬度方面尤为有用,还可检测在常规超声心动图上可能不明显的细微心室功能障碍5。
心脏磁共振成像(Cardiac MRI)可精确评估心脏功能、容积、心肌质量及瘢痕组织10。该技术利用磁场和射频波生成心脏的详细图像,无需使用电离辐射11。心脏磁共振成像是心脏容积和功能评估的金标准12。此外,它还能检测心肌纤维化或瘢痕的存在,为治疗方案的制定提供关键信息13,14。
这些评估通常在静息状态下进行,可能无法充分揭示潜在的心脏功能障碍15。因此,应变性超声心动图(SE)被引入作为一项重要的补充方法16。与静息超声心动图不同,SE 能够评估心脏在负荷状态下的血流动力学反应。通过模拟体力运动或使用药理学试剂诱导心脏应激,SE 可以发现静息状态下无法察觉的潜在功能异常15。
运动负荷诱导:在运动负荷试验(SE)期间,患者可能需要进行体力活动,例如在跑步机上行走或跑步,或在功率自行车上踩踏17。 alternatively,也可给予多巴酚丁胺或腺苷等药物以提高心率,模拟体力活动状态18。该方法用于评估心脏对氧和营养物质需求增加时的反应能力,从而发现静息状态下无法检测到的功能性和结构性异常19,20,21。
血流动力学测量:应变显像(SE)可更全面地评估心脏功能,使心脏病专家能够测量心输出量、容积以及心脏腔室直径(收缩末期和舒张末期)在运动负荷下的适应性变化17。例如,该技术可用于追踪心腔直径的变化,并测量应激状态下的射血分数22。该方法在检出心肌缺血、动态性瓣膜功能不全以及心内压力异常升高方面尤为有用22。
更准确地说,运动负荷试验的目标是使心率达到预测最大心率的85%或以上。在半卧位自行车功率计上进行踏车运动时,运动超声心动图(SE)能够分析从静息状态到峰值运动以及运动后恢复期间的心脏反应,通常遵循Bruce方案。因此,SE有助于检出心肌缺血及延迟出现的异常。然而,必须考虑关键的禁忌证,包括急性失代偿性心力衰竭、重度主动脉瓣狭窄或未控制的心律失常;同时,诸如声窗条件差或变时功能不全等局限性可能降低检查的敏感性。该方法在心力衰竭等高危人群中,实现了全面的功能评估与谨慎的风险分层之间的平衡。
通过在应激状态下评估这些参数,应激超声心动图(SE)显著提高了临床诊断能力,提供了对心脏功能更全面的理解15。它有助于识别心血管事件风险增加的患者,并制定个体化的治疗策略15。
对于心力衰竭(HF)患者,运动超声心动图(SE)能够根据其病情严重程度提供更精确的个体化治疗方案,具有显著优势22。通过准确识别心脏功能障碍,医生可针对性地调整治疗方案和康复训练计划,从而改善患者的生活质量和临床预后16。SE能够详细评估心脏在运动负荷下的反应,有助于优化治疗干预措施,降低并发症风险及再住院率15。
本文的方法学总体目标是介绍SE方案,并报告该技术在射血分数降低型心力衰竭(HFrEF)患者中的实际应用与临床应用。16 并讨论癫痫发作(SE)的临床相关性,以及既往在心力衰竭(HF)患者中开展的研究22. 应力超声心动图是一种强大的诊断工具,可揭示静息状态下无法检测到的心脏功能障碍16通过提供心脏对运动更全面的反应图像,它增强了临床诊断能力,并有助于实现更个性化的治疗方案15本文旨在阐述能量消耗(SE)在心力衰竭(HF)管理中的重要性,尤其是在射血分数降低型心力衰竭(HFrEF)患者中的应用,并强调其在临床实践中的实际价值。22.
此外,尽管运动超声(SE)在射血分数降低型心力衰竭(HFrEF)中的应用已较为成熟,但其在射血分数保留型心力衰竭(HFpEF)及轻度射血分数降低型心力衰竭(HFmrEF)中的方法学意义也已得到认可23在这些人群中,运动超声心动图(SE)可揭示心肌储备功能受损以及由运动应激引起左心室充盈压升高(例如通过 E/e′比值)和肺动脉收缩压,这些指标在静息状态下可能仍处于正常范围内。
因此,应变显像(SE)提供了一种可重复且具有生理相关性的方法,可用于揭示各种心力衰竭表型中的潜在心脏功能障碍,具有重要的诊断和预后意义。此外,SE 能够动态评估收缩和舒张功能、心肌应变以及收缩储备,为小鼠疾病机制及治疗反应提供有价值的见解24。由于其能够检测心脏功能的早期或细微损害,SE 已成为转化心血管研究中的有力工具,架起了实验发现与临床应用之间的桥梁。我们希望未来该方法能被临床医生常规使用。
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下述方案遵循巴黎城市大学人类研究伦理委员会的指导原则;已获得相关患者的书面知情同意。
以下是详细的静息超声心动图方法学。
1. 患者准备
2. 图像采集
3. 应力超声心动图方法学
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患者特征与运动能力
以下内容代表了在科朗坦·塞尔顿医院和巴黎圣约瑟夫医院的心脏康复科接受随访的典型患者的基本情况示例。
患者B:71岁,纽约心脏病协会(NYHA)分级:2级,射血分数:37%
扩张型心肌病 + 心脏再同步化治疗
运动试验:70瓦,峰值VO2为14.9 mL·kg-1·min-1(图1)
该图显示,运动超声心动图(SE)可检测静息状态下可能隐藏的二尖瓣反流的存在与否,并可描述运动试验期间左室流出道速度时间积分(VTI)的变化情况。
患者C:67岁,纽约心功能分级(NYHA):2级,射血分数(EF):32%
缺血性心肌病
运动试验:80瓦,峰值摄氧量(VO2)为13.9 mL·kg-1·min-1(...
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本研究的结果强调了负荷超声心动图(SE)在射血分数降低型心力衰竭(HFrEF)患者综合评估中的重要性和实用性。通过结合静息超声心动图与负荷超声心动图(SE),本研究揭示了在应激状态下发生的血流动力学和功能变化,而这些变化在静息状态下往往难以察觉。
负荷超声心动图的诊断价值
与静息超声心动图相比,负荷超声心动图(SE)的一个关键优势在于其能够揭示在静息状态下不明显的 cardiac 功能障碍。SE 期间获得的血流动力学测量指标,如心输出量(CO)、舒张末期容积(EDV)、收缩末期容积(ESV)和左室射血分数(LVEF),提供了在应激状态下心脏功能更动态、更全面的评估16。这对于射血分数降低型心力衰竭(HFrEF)患者尤为重要,因为此类患者心脏对增加负荷的反应能力已受损。
使用运动超声心动图(SE)可检测到心肌缺血、动态瓣膜功能不全以及静息状态下无法观察到的心内压力异常升高22。例如,在负荷...
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作者声明无任何利益冲突。
本文在各学会的支持下发表 & 人文科学,巴黎城市大学
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| CPX Vyntus | Vyvaire Medical | N/A | 用于 cardiopulmonary exercise testing 的呼吸气体交换分析仪 |
| EchoPac PC-SW 113 | GE Healthcare | N/A | 专用于心脏超声数据可视化与分析的软件 |
| SanaBike 1.01 | Ergosana - Schiller group | N/A | 自行车功率计 |
| Vivid 9 Dimension | GE Healthcare | N/A | 超声心动图仪 |
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