Heart Failure with Preserved Ejection Fraction — Diagnostic Criteria & Definition
State-of-the-Art Review 2025
Heart failure with preserved ejection fraction (HFpEF) 的概念經歷了長期演變。早期文獻將此類心衰竭稱為「diastolic heart failure」,強調左心室舒張功能障礙為其核心病理生理。然而,隨著研究進展,學界認識到 HFpEF 的病理機制遠不止於舒張功能異常,還涉及心肌僵硬度增加、chronotropic incompetence、血管僵硬度上升、心房功能障礙、肺動脈高壓、周邊骨骼肌異常及全身性發炎等多重器官系統病變。[1,2]
因此,國際共識逐步以左心室射出分率 (left ventricular ejection fraction, LVEF) 為基礎的分類取代了單純的「收縮型 vs 舒張型」二分法。現行分類系統依 LVEF 將心衰竭區分為:[1,3,4]
| 分類 | 縮寫 | LVEF 標準 |
|---|---|---|
| Heart Failure with Reduced Ejection Fraction | HFrEF | ≤ 40% |
| Heart Failure with Mildly Reduced Ejection Fraction | HFmrEF | 41–49% |
| Heart Failure with Preserved Ejection Fraction | HFpEF | ≥ 50% |
| Heart Failure with Improved Ejection Fraction | HFimpEF | 基礎 LVEF ≤ 40%,後續上升 ≥ 10 個百分點且 > 40% |
HFpEF 目前佔所有心衰竭病例的至少 50%,且其盛行率持續上升,尤其在高齡、肥胖、高血壓及糖尿病族群中。在亞洲,HFpEF 患者相較於西方國家呈現年齡較輕、冠狀動脈疾病與心房顫動盛行率較低、但高血壓及糖尿病盛行率較高的特徵。[5]
2021 年,Heart Failure Society of America (HFSA)、European Society of Cardiology Heart Failure Association (ESC-HFA) 及 Japanese Heart Failure Society (JHFS) 聯合發表了心衰竭的 Universal Definition and Classification,首次提供了跨學會的統一定義。[1]
Heart failure is a clinical syndrome with symptoms and/or signs caused by a structural and/or functional cardiac abnormality and corroborated by at least one of the following:
| 分期 | 名稱 | 定義 |
|---|---|---|
| Stage A | At Risk for HF | 具有心衰竭危險因子(高血壓、糖尿病、肥胖、冠心病等),但無目前或過去的心衰竭症狀/徵象,無結構性心臟病或生物標記異常 |
| Stage B | Pre-HF | 無目前或過去的心衰竭症狀/徵象,但存在結構性心臟病(如 LVH、心室擴大、壁運動異常、瓣膜疾病)或心功能異常或 natriuretic peptide 升高 |
| Stage C | Symptomatic HF | 有目前或過去由結構性及/或功能性心臟異常所引起的心衰竭症狀及/或徵象 |
| Stage D | Advanced HF | 休息時即有嚴重心衰竭症狀,反覆住院,對 GDMT 無效或無法耐受,需考慮心臟移植、機械循環支持或安寧照護 |
Universal Definition 的重要貢獻在於:(1) 將 HFmrEF 正式納入分類;(2) 新增 HFimpEF 類別以強調 LVEF 可隨治療而改善;(3) 統一了 natriuretic peptide 在定義中的角色——不再僅是「輔助」診斷工具,而是確認(corroborate)心衰竭診斷的必要條件之一。[1]
目前臨床上最重要的三部指引為 2021 ESC Guidelines[3]、2022 AHA/ACC/HFSA Guidelines[4],以及在地化的 2024 台灣心臟學會 HFpEF 指引[5]。以下比較其診斷標準的核心要素:
ESC 2021 對 HFpEF 的診斷要求如下:[3]
Natriuretic peptide 閾值:BNP < 35 pg/mL 或 NT-proBNP < 125 pg/mL 使心衰竭診斷「不太可能」(unlikely)。對於 HFpEF 的確診,通常需要更高的數值結合心臟超音波異常發現。[3]
AHA/ACC/HFSA 2022 定義 HFpEF 為有心衰竭症狀/徵象且 LVEF ≥ 50%。指引特別強調:[4]
台灣心臟學會 2024 年發表了專門針對 HFpEF 的指引,提出了 2-step diagnostic algorithm:[5]
可進行以下進一步檢查:
| 項目 | ESC 2021[3] | AHA/ACC/HFSA 2022[4] | Taiwan 2024[5] |
|---|---|---|---|
| LVEF 閾值 | ≥ 50% | ≥ 50% | ≥ 50% |
| Natriuretic peptide 角色 | 診斷確認要素之一;BNP < 35 排除 | 診斷 + 風險分層 | Step-1 必要條件,明確閾值(SR/AF 分開) |
| 心超參數要求 | 證據 of diastolic dysfunction / raised filling pressure | Structural/functional abnormalities | 明確列出 4 項指標(E/e', LAVI, LVMi, TR vel) |
| 推薦評分工具 | 提及 HFA-PEFF | 提及 H2FPEF | 整合兩者,提出 2-step algorithm |
| SGLT2i 治療推薦 | Class I, LOE A (2023 Update) | Class 2a | Class I, LOE A |
| Invasive testing | 不確定時建議 | 可考慮 | Step-2 明確列入(PCWP, LVEDP) |
ESC 2021 與 AHA/ACC 2022 的主要分歧在於:(1) SGLT2i 在 HFpEF 的推薦強度不同(ESC 2023 Update 後升至 Class I;AHA/ACC 維持 Class 2a);(2) ARNi/ACEi/ARB 及 MRA:AHA/ACC 給予 Class 2b 推薦(尤其 LVEF 偏低者),ESC 則未納入推薦;(3) 台灣 2024 指引特別針對亞洲人口特性調整,並提供了最為明確的階梯式診斷流程。[3,4,5,6]
鑒於 HFpEF 的診斷挑戰,數個評分系統被開發用以系統性評估 HFpEF 的診斷可能性。[7,8,9]
由 ESC Heart Failure Association 提出的階梯式診斷演算法,為目前最全面的非侵入性 HFpEF 診斷工具。[7] 🟢 Expert Consensus
Figure 1. HFA-PEFF diagnostic algorithm. 概覽四步驟診斷流程 (P–E–F1–F2)。
Source: Pieske et al., Eur Heart J. 2019;40(40):3297-3317. Figure 1.
評估心衰竭症狀/徵象、典型臨床特徵(肥胖、高血壓、糖尿病、高齡、心房顫動)及基礎檢查。若臨床高度懷疑 HFpEF → 進入 Step 2。
三大 domain 評分系統,每個 domain 最多貢獻 2 分(major criterion 陽性 = 2 分;僅 minor criterion 陽性 = 1 分):
| Domain | Major Criteria (2 分) | Minor Criteria (1 分) |
|---|---|---|
| Functional |
• Average E/e' ≥ 15 • TR peak velocity > 2.8 m/s • Septal e' < 7 cm/s 或 lateral e' < 10 cm/s (<75 歲) • Septal e' < 5 cm/s 或 lateral e' < 7 cm/s (≥75 歲) |
• E/e' 9–14 • LV GLS < 16% |
| Morphological |
• LAVI > 34 mL/m² (SR) 或 > 40 mL/m² (AF) • LVMI ≥ 149/122 g/m²(男/女)且 RWT > 0.42 |
• LAVI 29–34 mL/m² (SR) 或 34–40 (AF) • LVMI > 115/95 g/m²(男/女) • RWT > 0.42 • LV wall thickness ≥ 12 mm |
| Biomarker |
• NT-proBNP > 220 pg/mL (SR) 或 > 660 pg/mL (AF) • BNP > 80 pg/mL (SR) 或 > 240 pg/mL (AF) |
• NT-proBNP 125–220 pg/mL (SR) 或 375–660 (AF)* • BNP 35–80 pg/mL (SR) 或 105–240 (AF) |
*註:原文 Figure 3 印刷為 NT-proBNP 365–660 pg/mL (AF minor),但文內敘述為 375–660 pg/mL,與 SR 值的 3 倍換算一致(125 × 3 = 375)。本表依循原文敘述採 375。
Figure 3. Step 2 (E): Echocardiographic and natriuretic peptide HFpEF workup 與計分系統。
Source: Pieske et al., Eur Heart J. 2019;40(40):3297-3317. Figure 3.
總分 ≥ 5 分:HFpEF 診斷確立
總分 2–4 分:中間可能性 → 進入 Step 3/4
總分 ≤ 1 分:HFpEF 極不可能 → 尋找其他病因
針對中間分數的患者,進行 diastolic stress test(運動心臟超音波)或侵入性血行動力學檢查。
確認 HFpEF 後,進一步搜尋特定病因(如 cardiac amyloidosis、HCM、Fabry disease 等)。
由 Mayo Clinic 團隊開發,以侵入性血行動力學運動測試作為 gold standard 進行推導與驗證。[8] 🟢 Derivation/Validation Study
| 變數 | 條件 | 分數 |
|---|---|---|
| Heavy (BMI) | BMI > 30 kg/m² | 2 分 |
| Hypertensive | 使用 ≥ 2 種降壓藥 | 1 分 |
| Fibrillation (AF) | 心房顫動病史 | 3 分 |
| Pulmonary Hypertension | PASP > 35 mmHg(心超) | 1 分 |
| Elder | 年齡 > 60 歲 | 1 分 |
| Filling Pressure | E/e' > 9 | 1 分 |
總分範圍:0–9 分
0–1 分:低可能性
2–5 分:中間可能性
6–9 分:高可能性(HFpEF 機率 > 90%)
推導隊列 AUC = 0.841;驗證隊列表現同樣優異 (P < 0.0001)。[8]
H2FPEF score 中心房顫動獲得最高權重 (3 分),反映 AF 在 logistic regression 分析中為 HFpEF 最強預測因子。此評分的優勢在於僅需基本臨床資料與常規心臟超音波即可計算,不需要進階影像技術。[8]
同一團隊於 2024 年在 Nature Medicine 發表更為簡化的篩檢工具。[9] 🟠 Derivation/Validation Study
設計理念:H2FPEF score 雖表現優異但需要心臟超音波資料,在許多臨床場景中(如初級照護)不易取得。HFpEF-ABA score 僅使用可在問診時即獲得的 3 個臨床變數,作為篩檢層級(screening level)工具,引導需要進一步心臟超音波檢查的患者。
驗證表現:推導隊列 AUC = 0.839;國際多中心驗證 AUC = 0.813;額外驗證隊列 AUC = 0.840–0.929。[9]
不同評分系統與指引對 E/e' ratio 使用不同切點,反映其開發方法學與目的的差異:HFA-PEFF major criterion 使用 E/e' ≥ 15(minor: 9–14);H2FPEF score 使用 E/e' > 9(二元分類,權重 1 分);2025 ASE 指引使用 E/e' > 14 作為 elevated filling pressure 標記;Taiwan 2024 指引使用 average E/e' > 14。這些差異是有意為之,臨床應用時須根據所採用的診斷架構選擇對應閾值。
| 特性 | HFA-PEFF[7] | H2FPEF[8] | HFpEF-ABA[9] |
|---|---|---|---|
| 開發年份 | 2019 | 2018 | 2024 |
| 開發組織 | ESC-HFA Consensus | Mayo Clinic | Mayo Clinic |
| Gold standard | Expert consensus | Invasive exercise hemodynamics | Invasive exercise hemodynamics |
| 所需資料 | 心超 + NP + 臨床 | 心超 + 臨床 | 僅臨床(3 變數) |
| 變數數量 | 多項(3 domains) | 6 項 | 3 項 |
| 適用場景 | 專科門診全面評估 | 有心超資料的門診 | 初級照護篩檢 |
| 分數範圍 | 0–6 | 0–9 | 連續變數 |
| 含 invasive testing 選項 | 有(Step 3) | 無 | 無 |
2025 年 7 月,American Society of Echocardiography (ASE) 在 Journal of the American Society of Echocardiography 發表了 LV Diastolic Function 評估指引更新,這是繼 2016 年版本後的首次重大修訂,並首次納入專門的 HFpEF 診斷章節。[10] 🔵 Guideline
第一步:辨識 impaired myocardial relaxation
第二步:評估 elevated LVFP 及 chamber remodelling 標記
當 impaired relaxation 合併上述任一標記陽性 → 確認 diastolic dysfunction。
初步驗證研究(JACC 2025)顯示,在 HFpEF 且 Grade 1 diastolic dysfunction 的患者中,接受同時侵入性血行動力學與 stress imaging 測試後,僅 9.5% (11/116) 符合 ASE 建議的 stress criteria,false-negative rate 高達 90.5%。[11]
2025 ASE 指引的重要臨床意涵:(1) e' 閾值下調(average ≤ 6.5 cm/s,而非舊版 ≤ 7–8),提高了特異度但可能降低敏感度;(2) LARS 的加入提供了左心房功能的直接評估維度;(3) 舒張功能分級必須結合 pre-test probability 和 HFpEF 專用架構來解讀,不應單獨用於排除 HFpEF。當 HFpEF 機率 > 30% 時,2025 ASE 演算法的 mean LA pressure 估計才能有效增加診斷準確度。[10,11,12]
Braunwald's Heart Disease 第 13 版(2024)Chapter 60 "Heart Failure With Preserved or Mildly Reduced Ejection Fraction" 由 Scott D. Solomon 等人撰寫,提供了 HFpEF 最全面的教科書級論述。[2] 📘 Textbook
Braunwald's 定義 HFpEF 為:具有 LVEF ≥ 50%,伴有 spontaneous or provokable increased left ventricular filling pressures 的臨床證據。此定義特別強調了「provokable」——許多 HFpEF 患者在靜息時血行動力學可以正常,僅在運動負荷下才顯現異常的 filling pressure 升高。[2]
教科書以 multi-organ systemic syndrome 的架構闡述 HFpEF,涉及:[2]
Braunwald's 的診斷方法整合了:[2]
Braunwald's 特別強調辨識 HFpEF mimics 的臨床重要性。Cardiac amyloidosis(特別是 transthyretin amyloid cardiomyopathy, ATTR-CM)是最常被忽略的 mimic 之一,其治療方式(tafamidis)與一般 HFpEF 截然不同。建議在以下情境提高警覺:unexplained LVH、low-voltage ECG with increased wall thickness、bilateral carpal tunnel syndrome、lumbar spinal stenosis。[2,5]
基於現有證據,建議採用階梯式診斷策略:(1) 初級照護層級:以 HFpEF-ABA score 篩檢高風險患者;(2) 心臟科門診:使用 H2FPEF 或 HFA-PEFF score 進行系統性評估;(3) 不確定時:進行 diastolic stress testing 或 invasive hemodynamic exercise testing;(4) 確診後:系統性排除 HFpEF mimics 並進行 phenotyping。[2,5,7,8,9]