作者：严彬，闻应时，江苏省靖江市人民医院心超室；古小松，苏州大学附属第二医院心内科

第一阶段射血分数（EF1）在2017年由GU等提出并申请发明专利。它是指从主动脉瓣开放到左心室收缩第一阶段（T1）对应的左心室容积变化，占舒张末期左心室容积的百分比。关于如何确定T1这个时间点提出若干方案：1）中心主动脉或颈动脉压力波形第一收缩峰时间；2）峰值主动脉血流流速时间；3）心室容积最大变化率时间；4）接近上述平均时间的绝对时间；5）对应射血总时间的一个比例。

为此发现中心主动脉压力波形第一收缩峰时间与主动脉峰值血流流速时间是非常接近的，而且主动脉峰值流速时间由超声心动图测量较为容易。在后期EF1的研究中大多采用主动脉瓣开放到峰值流速时间作为T1时间点。

1. EF1的测量

关于EF1的测量方法，在已发表的研究报道中，绝大多数是采用经胸超声心动图检测，如TOMII等研究显示在排除患者心率不齐、房颤及图像质量差后，在心尖五腔心切面取主动脉瓣口血流频谱，测量主动脉瓣开放到峰值流速的时间T1，采用辛普森双平面分析法，分别测量左心室舒张末期容积和T1时左心室容积，公式：EF1=(LV舒张末期容积-LVT1容积）/LV舒张末期容积×100%。这种测量方法较为简单、简便。

但是CARTER等研究指出超声心动图测量EF1重复性可能比较差，而且会受超声图像质量的影响。另外，文献研究采用磁共振（MRI）和超声心动图两种方法测量EF1，研究对比在主动脉瓣狭窄中的应用。MRI被视为体积测量的“金标准”，因此测量结果可能比超声心动图的测量更具有重复性。研究中所有的检查均采用3.0T MR扫描仪，采用OsiriX V.4.1.1 (Geneva,Switzerland）进行图像分析。

给予注射剂量为0.1 mmol/kg的加多比超15min后进行晚期钆增强（LGE）成像，采用短轴图像计算左心室体积、质量和射血分数。应用计算机软件描绘左心室容积曲线，分别找出舒张末期及T1时间点的左心室容积，并用上述公式得出EF1。

研究发现通过MRI进行测量比通过经胸超声心动图进行测量更具可重复性，并且有助于左心室结构-功能分析。另外，利用计算机软件的自动化处理，将二维或三维斑点追踪技术与EF1的测量结合起来，或者利用三维超声心动图自动化定量也是一个可以期待的方法，目前还没有相关的报道。

2. EF1的临床价值

文献将EF1与肺功能测定中的第一秒用力呼气容积（FEV1）作类比，FEV1可用于判断气道气流受限程度，从而帮助诊断慢性阻塞性肺疾病（COPD），该病患者在气道阻塞的情况下，FEV1会降低。同样，CEBROWSKA等对健康人群的研究发现，在负荷超声心动图中握力试验使心脏负荷增加时，会伴随EF1的显著增加，而LVEF轻度降低。

这说明在心脏负荷发生改变时，EF1的变化相较于传统的LVEF更加敏感。因此EF1可应用于心脏前、后负荷变化的一些疾病，如主动脉狭窄、高血压等。另外也有将EF1应用于其他领域的报道，如新型冠状病毒COVID-19、心脏再同步化治疗和马拉松运动员等。

2.1 EF1与主动脉瓣狭窄

如今EF1最广泛应用于主动脉瓣狭窄，这是由EINARSEN和BING等研究证明：尽管心脏总体射血分数（LVEF）正常，但是EF1随着主动脉瓣狭窄严重程度的增加而逐渐下降，因此EF1可以在总体LVEF下降之前用来量化主动脉狭窄患者的早期左心室功能受损。

研究还发现，左心室纵向峰值应变率（GLS）与每搏输出量（SV）和LVEF的关系更为密切，而EF1更多反映的是早期左心室收缩功能的变化，EF1的下降可能与早期仍然可逆的左心室心肌纤维受损有关。左心室心肌早期相对较弱的收缩可能会延长总的收缩时间，以牺牲受损的早期收缩功能和舒张功能为代价来保留总体的LVEF。

MAGNE等研究认为EF1是一个可靠的超声心动图评价收缩功能的指标，能够准确的、快速的评估左心室后负荷对主动脉瓣狭窄患者左心室心肌的影响，以及评估患者的预后情况，而且EF1指标具有良好的敏感度和特异度，被称为是评估心肌的一小步，主动脉瓣狭窄的一大步。

2.2 EF1与高血压

高血压同样能增加心脏的后负荷，影响患者的舒张功能，研究证实EF1与E/E’比值（舒张早期二尖瓣血流速度与舒张早期二尖瓣环运动速度比值，是临床判断心脏收缩和舒张功能的方法）呈负相关，然而射血分数（EF）与E/E’比值以及GLS与E/E’比值之间没有显著联系。当注射硝酸甘油使血压降低后，对EF没有显著影响，但EF1显著提高，E/E′比值降低。这提示EF1在高血压患者中也有一定的应用价值。

有研究发现儿童原发性高血压与EF1的相关性。低左心室重量指数（LVMi）与血压正常的儿童，EF1是正常或增强的，但在LVMi较大的儿童中EF1逐渐降低。这种变化与长期的心室心肌紧张和舒张功能下降有关，因此EF1是否可以作为预防进展为心力衰竭的重要指标，尤其是与高血压和EF保留相关的心力衰竭，还需要做进一步的研究分析。

2.3 EF1与新型冠状病毒

GU等还将EF1应用到新型冠状病毒COVID-19中，SZEKELY等研究发现，在COVID-19感染患者中大多数患者左心室总体收缩功能是正常的，但左心室舒张功能和右心室功能受损。EF1是早期收缩功能的测量指标，与左心室舒张功能也有良好的相关性，EF1的降低可以看作是心力衰竭的前奏，尤其是左心室EF保留性心衰，它对COVID-19感染者存活率有很强的预测性。同时还发现将EF1阈值设定为22.2%时最佳，对预测COVID-19感染者死亡率敏感度为75.3%，特异度为67.6%。

2.4 EF1与心脏再同步化治疗

心脏再同步化治疗（cardiac resynchronization therapy,CRT）以其卓越的疗效已经成为心力衰竭患者的重要治疗手段，但是其中较高比例的患者对CRT治疗是没有反应的。一项回顾性研究认为，有希望通过测量EF1对CRT的反应性和预后进行预测。

2.5 EF1与长时间运动

FACONTI等研究认为马拉松选手在赛后，EF1明显增高，而LVEF并没有明显变化，说明在长时间运动后心肌的早期收缩力增强，而整体收缩力没有太大变化。关于心脏的这种现象可能还需要进行更多的研究，比如需用更详细的生理研究阐明这种增加的机制。

3. EF1的局限性

由于EF1需要确定主动脉瓣峰值流速时间T1，因此在心率失常、房颤等患者中T1测量不准确，易导致EF1有误差。另外，文献研究报道的两种测量方法各有优劣，MRI测量有可重复性的优势，但检查费用较高且操作繁琐，无法移动检查。超声心动图测量方便、费用低，但是对于肥胖患者图像质量有一定影响、重复性较差。经食管超声心动图也是一种解决方法，但其更适用于ICU病房的患者床旁检查，对于其他患者这种侵入性的操作会引起不适和抵触。

4. 小结与展望

目前国内对EF1的研究还不多，关于它的测量方法，可以利用计算机自动分析技术得以进一步优化和改进，使其测量更加快捷、方便和可重复。这样一个心脏测量的新指标应用前景还是很广泛的，它主要体现的是左心室心肌早期收缩功能，并且与左心室舒张功能也有良好的相关性，可以分析冠心病、高血压、心肌病、心脏瓣膜病等患者的早期变化，在LVEF出现变化之前及疾病的发病初期进行干预，可以得到更好的治疗效果，也为临床诊疗提供一个新的思路和方向。

来源：严彬,闻应时,古小松.心脏第一阶段射血分数研究的相关进展[J].医学影像学杂志,2024,34(09):134-136.

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