左室射血分数计算公式具体怎么算?
左室射血分数(Left Ventricular Ejection Fraction, LVEF)是评估心脏功能的重要指标,它反映了左心室在每次收缩时泵出的血液占舒张末期容积的百分比,LVEF的准确计算对于诊断心力衰竭、冠心病、心肌病等心血管疾病具有重要意义,同时也是指导治疗和预后的关键参数,临床上常用的LVEF计算方法包括超声心动图、心脏磁共振成像(CMR)、左心室造影以及放射性核素显像等,其中超声心动图因其无创、便捷、可重复性强等特点成为最常用的检查手段,不同检查方法所采用的计算公式和测量参数略有差异,但其核心原理均基于对左心室容积的测量。
左室射血分数的基本计算原理
左室射血分数的计算公式为:LVEF(%)=(左室舒张末期容积LVEDV - 左室收缩末期容积LVESV)/ LVEDV × 100%,这一公式表明,LVEF的准确性取决于LVEDV和LVESV的测量精度,LVEDV是指左心室在舒张末期(即充盈完成时)的容积,而LVESV是指左心室在收缩末期(即泵血完成后)的容积,通过计算这两个容积的差值(即每搏输出量SV),再除以LVEDV,即可得到左室射血分数,正常情况下,LVEF值范围为50%-70%,低于50%可能提示心功能减退,低于40%通常诊断为心力衰竭。
不同检查方法下的LVEF计算公式及参数
超声心动图(Echocardiography)
超声心动图是临床最常用的LVEF测量方法,主要包括M型超声、二维超声(2D)和三维超声(3D),不同技术采用的计算公式和参数有所区别:
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M型超声:采用Teichholz公式,通过测量左心室舒张末期和收缩末期的内径(Dd和Ds)来计算容积,公式为:LVEDV = (7.0 × Dd³) / (2.4 + Dd),LVESV = (7.0 × Ds³) / (2.4 + Ds),该公式假设左心室为椭圆形,适用于左心室形态正常的患者,但对于心室明显变形(如心肌梗死后室壁瘤)的患者准确性较差。
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二维超声(2D):采用Simpson法(又称双平面法),通过测量左心室长轴和短轴切面的面积和长度来计算容积,公式为:LVEDV = A1 × A2 × L / 2,LVESV = a1 × a2 × l / 2,其中A1和A2分别为舒张末期长轴和短轴切面的面积,a1和a2为收缩末期对应切面的面积,L和l分别为舒张末期和收缩末期的长度,Simpson法不依赖心室形态假设,适用于心室结构异常的患者,是目前推荐的首选方法。
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三维超声(3D):直接重建左心室三维结构,手动或自动勾画心内膜边界,计算舒张末期和收缩末期容积,公式为:LVEF = (LVEDV - LVESV) / LVEDV × 100%,3D超声克服了2D超声的几何假设限制,测量结果更准确,但操作复杂且对设备要求较高。
心脏磁共振成像(CMR)
CMR被认为是测量LVEF的“金标准”,尤其是对比增强CMR可清晰显示心内膜边界,通过连续短轴切面(通常8-12层)勾画心内膜和心外膜轮廓,计算每层容积并累加得到LVEDV和LVESV,计算公式与超声心动图一致,但CMR的空间分辨率高,重复性好,尤其适用于超声图像质量不佳或需要精确评估心肌存活性的患者。
左心室造影(Left Ventriculography)
左心室造影是传统有创检查方法,通过导管注入造影剂,在X线下拍摄左心室电影,采用Simpson法或面积-长度法计算容积,公式为:LVEF = (EDV - ESV) / EDV × 100%,其中EDV和ESV通过造影剂充盈的左心室轮廓直接测量,该方法准确性高,但有创性限制了其临床应用,多在冠状动脉造影同时进行。
放射性核素显像(Radionuclide Angiography)
放射性核素显像(如门电路心血池显像)通过放射性核素标记的红细胞,通过γ相机记录左心室放射性计数的变化,计算LVEF,公式为:LVEF = (EDC - ESC) / EDC × 100%,其中EDC和ESC分别为舒张末期和收缩末期的放射性计数,该方法重复性好,但存在辐射暴露,不适用于常规检查。
不同方法的比较与临床选择
以下表格总结了不同LVEF测量方法的特点:
| 检查方法 | 计算公式/原理 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|---|
| 超声心动图(M型) | Teichholz公式(基于左室内径) | 操作简便、无创、实时 | 依赖几何假设,心室变形时准确性差 |
| 超声心动图(2D) | Simpson法(基于面积和长度) | 不依赖几何假设,适用范围广 | 操作者依赖性强,图像质量影响大 |
| 超声心动图(3D) | 三维容积重建 | 准确性高,不受心室形态影响 | 设备要求高,操作复杂 |
| 心脏磁共振成像 | 三短轴容积法 | 金标准,准确性高、重复性好 | 费用高、检查时间长,幽闭恐惧症患者受限 |
| 左心室造影 | Simpson法或面积-长度法(有创) | 准确性高,同时评估冠状动脉 | 有创性,存在辐射和对比剂风险 |
| 放射性核素显像 | 放射性计数变化计算 | 重复性好,同时评估心肌灌注 | 辐射暴露,费用较高 |
临床选择LVEF测量方法时,需综合考虑患者病情、设备条件、检查目的等因素,对于常规心功能评估,超声心动图(尤其是2D Simpson法)是首选;对于需要精确评估或超声图像不佳的患者,CMR是更优选择;而左心室造影和放射性核素显像则多在特定情况下(如冠心病介入治疗评估)使用。
LVEF测量的临床意义
LVEF是心力衰竭诊断和分型的核心指标,根据《中国心力衰竭诊断和治疗指南》,射血分数降低的心力衰竭(HFrEF)定义为LVEF≤40%,射血分数保留的心力衰竭(HFpEF)定义为LVEF≥50%,射血分数中间值的心力衰竭(HFmrEF)则定义为LVEF为41%-49%,LVEF还可用于评估冠心病患者的预后、指导药物治疗(如HFrEF患者推荐使用ACEI/ARB、β受体阻滞剂等可改善LVEF的药物)以及心脏再同步化治疗(CRT)和植入式心脏转复除颤器(ICD)的适应证选择。
LVEF测量的影响因素与局限性
尽管LVEF是重要的心功能指标,但其测量结果受多种因素影响,不同检查方法间的结果可能存在差异,如超声心动图测量的LVEF通常较CMR高5%-10%,操作者的经验和图像质量对超声心动图结果影响显著,尤其是2D Simpson法需要准确勾画心内膜边界,患者的心律失常(如心房颤动)、左心室形态异常(如室壁瘤、心肌肥厚)以及负荷状态(如运动时LVEF生理性增高)也会影响LVEF的准确性,临床解读LVEF结果时需结合患者的临床表现、其他检查结果及动态变化综合判断。
相关问答FAQs
问题1:为什么超声心动图测量的LVEF有时与心脏磁共振结果不一致?
解答:超声心动图与心脏磁共振测量LVEF存在差异的主要原因包括:①技术原理不同:超声依赖几何假设或二维切面重建,而CMR直接三维成像,后者更准确;②图像质量:超声易受肥胖、肺气等因素干扰,CMR图像分辨率更高;③测量方法:超声2D Simpson法可能因心内膜边界显示不清导致误差,而CMR可通过对比清晰勾画边界,通常情况下,CMR测量的LVEF被认为是“金标准”,若两者差异较大,建议以CMR结果为准并结合临床分析。
问题2:LVEF降低是否一定意味着患者患有心力衰竭?
解答:不一定,LVEF降低是心力衰竭的重要诊断依据之一,但并非唯一标准,心力衰竭的诊断需结合临床症状(如呼吸困难、乏力)、体征(如肺部啰音、水肿)以及利钠肽水平等综合判断,LVEF降低还可见于其他情况,如急性心肌梗死、心肌炎、心肌病、心脏瓣膜病等,部分患者(如运动员、妊娠晚期)可能出现生理性LVEF增高,而某些疾病(如甲状腺功能亢进)也可能导致LVEF异常,LVEF结果需结合临床资料进行个体化解读,避免单纯依赖数值做出诊断。
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