實時三維超聲心動圖評價心房顫動患者射頻消融術(shù)前后左心房功能及二尖瓣構(gòu)型的變化

吳治勝，史琪，武洋，唐琪

新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院心臟超聲診斷科，新疆烏魯木齊 830054；*通訊作者 唐琪 737357605@qq.com

心房顫動根據(jù)發(fā)病原因可分為非瓣膜病性心房顫動（nonvalvular atrial fibrillation，NVAF）和瓣膜病性心房顫動[1]。長期心房顫動可導(dǎo)致左心房擴大和二尖瓣反流，會增加血栓栓塞、卒中和死亡的風(fēng)險[2-3]。對于藥物治療無效的心房顫動，經(jīng)導(dǎo)管射頻消融術(shù)（radiofrequency catheter ablation，RFCA）是極為有效的侵入性治療方法[4]。目前，已有研究對NVAF 患者RFCA 術(shù)后左心房大小及功能的變化進行分析[5]，但左心房的變化與二尖瓣構(gòu)型之間的相互影響[6]報道較少。因此，NVAF 患者二尖瓣構(gòu)型變化能否用于RFCA 術(shù)后評估，需要進一步研究。本研究擬采用實時三維超聲心動圖（real-time threedimensional echocardiography，RT-3DE）定量評估RFCA 手術(shù)前后左心房功能和二尖瓣結(jié)構(gòu)參數(shù)，進一步分析NVAF 患者二尖瓣構(gòu)型、左心房功能的變化及相關(guān)關(guān)系。

1 資料與方法

1.1 研究對象 選取2017年1月—2018年12月在新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院經(jīng)臨床評估、常規(guī)心電圖、24 h 動態(tài)心電圖以及超聲心動圖檢查診斷為陣發(fā)性NVAF 并計劃行RFCA 手術(shù)患者133例，要求繼續(xù)藥物治療隨訪82例，除外病例隨訪資料不全及超聲圖像采集困難23例，最終納入62例。排除標準：缺血性心肌病、心臟瓣膜病、人工瓣膜置換、結(jié)構(gòu)性心臟病、紐約心臟協(xié)會（NYHA）心功能分級 Ⅲ～Ⅳ級、其他類型的心律失常、電解質(zhì)紊亂、肝腎疾病。所有研究對象均簽署知情同意書。

在RFCA 術(shù)前及術(shù)后3 d、1個月、3個月進行RT-3DE 檢查，以評估手術(shù)成功者左心房功能及二尖瓣構(gòu)型的改變。手術(shù)成功依據(jù)：RFCA 術(shù)后3個月停用抗心律失常藥物，心電圖檢查未發(fā)現(xiàn)持續(xù)30 s 以上的AF 發(fā)作[7]。

1.2 儀器與方法 應(yīng)用GE Vivid E9 型超聲診斷儀，探頭：M5S（頻率1.5～4.5 MHz）、4 V（頻率1.5～4.5 MHz）。后處理工作站：Echo PAC。所有患者在RFCA 術(shù)前24 h 內(nèi)、術(shù)后3 d、1個月和3個月時進行圖像采集。使用4V 心臟實時三維容積探頭，患者深呼氣后屏氣，存儲3個心動周期心尖三平面動態(tài)圖像及全容積圖像。

使用Echo PAC 工作站，通過三平面動態(tài)圖像手動描記左心房內(nèi)徑輪廓，排除左心耳和肺靜脈開口，在心動周期的3個時間點測量左心房容積：①左心房最大容積（maximum left atrial volume，LAVmax），在收縮末期二尖瓣開放前；②左心房最小容積（minimum left atrial volume，LAVmin），在舒張末期二尖瓣關(guān)閉前；③左心房主動收縮前容積（volume before left atrial active contraction，LAVpreA），二尖瓣再次開放前的最后一幀，或體表心電圖的P 波之前。進入4D MV-Assessment（TT）界面，通過三維動態(tài)圖像定位設(shè)置后，系統(tǒng)自動分析二尖瓣結(jié)構(gòu)參數(shù)（圖1）：瓣環(huán)前后直徑（anterior-posterior，AP）、瓣環(huán)前外側(cè)至后內(nèi)側(cè)直徑（anterolateral-posteromedial，AL-PM）、瓣環(huán)周長（annular circumference，AC）、瓣環(huán)聯(lián)合處直徑（commissural diameter，CD）、瓣環(huán)高度（annual height，AH）、球形指數(shù)（sphericity index，SPI）、瓣環(huán)三維面積（three-dimensional annular area，AA3D）、瓣環(huán)二維面積（two-dimensional annular area，AA2D）、幕狀區(qū)容積（tenting volume，TV）、幕狀區(qū)高度（tenting height，TH）、非平面角度（nonplanarity angle，NPA），以及動態(tài)參數(shù)：瓣環(huán)最大位移（maximum annular displacement，ADmax）、最大位移速率（maximum annular displacement velocity，ADVmax）。左心房功能來自于左心房容積和以下公式[8]：左心房整體射血分數(shù)（LAEF）=（LAVmax－LAVmin）/LAVmax×100%；左心房主動射血分數(shù)（LAactive）=（LAVpreALAVmin）/LAVpreA×100%，為左心房主動收縮指數(shù)；左心房被動射血分數(shù)（LApassive）=（LAVmax－LAVpreA）/LAVmax×100%，為左心房導(dǎo)管功能指數(shù)；左心房擴張指數(shù)（LAreservor）=（LAVmax－LAVmin）/LAVmin×100%。

圖1 通過Echo PAC 工作站中4D MV-Assessment（TT）進行二尖瓣結(jié)構(gòu)分析。上圖為在3個不同切面對二尖瓣結(jié)構(gòu)進行描繪，下圖為三維圖例及結(jié)構(gòu)參數(shù)

1.3 圖像分析 所有圖像由同一位高年資主治醫(yī)師進行采集，由2位同級別醫(yī)師采用盲法進行分析。

1.4 重復(fù)性檢驗 由2名觀察者隨機抽取10例研究對象，測量RFCA 術(shù)前部分左心房容積和二尖瓣環(huán)構(gòu)型參數(shù)，測定不同觀察者間的重復(fù)性。1周后再次進行第2次測量，測定同一觀察者不同時間的重復(fù)性。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 21.0 軟件，正態(tài)分布的計量資料以±s表示，各組間手術(shù)前后均數(shù)比較采用配對t檢驗。左心房容積、功能與二尖瓣構(gòu)型參數(shù)之間的相關(guān)性采用Pearson 相關(guān)分析。觀察者自身和不同觀察者間的一致性采用Bland-Altman 檢驗。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 RFCA后患者基本數(shù)據(jù) 納入隨訪手術(shù)成功患者62例，首次發(fā)病到RFCA 手術(shù)時間（5.3±1.4）個月，其中，男43例，女19例；年齡31～79歲，平均（58±12）歲。AF 復(fù)發(fā)5例，其中，男3例，女2例，由于復(fù)發(fā)者樣本量過少，本研究僅納入57例手術(shù)成功者的資料進行分析。

2.2 RFCA 前后左心房容積及功能參數(shù)比較 隨訪過程中，隨著時間推移，左心房容積有逐漸減小的趨勢，術(shù)后3 d 及術(shù)后1個月各指標變化與術(shù)前比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）；術(shù)后3個月與術(shù)前比較，容積參數(shù)LAVmax 和LAVpreA 減?。≒＜0.05，圖2），LAVmin 變化差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。功能參數(shù)LAactive、LAreservoir 及LAEF 均明顯增加（P＜0.05），LApassive變化差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05，表1）。

表1 RFCA 前后左心房容積超聲檢測指標比較（n=57，±s）

表1 RFCA 前后左心房容積超聲檢測指標比較（n=57，±s）

注：與術(shù)前比較，*P＜0.05。LAVmax為左心房最大容積，LAVpreA為左心房收縮前容積，LAVmin為左心房最小容積，LAEF為左心房整體射血分數(shù)，LAactive為左心房主動射血分數(shù)，LAreservoir為左心房擴張指數(shù)，LApassive為左心房被動射血分數(shù)

指標術(shù)前術(shù)后3 d 術(shù)后1個月術(shù)后3個月LAVmax（ml） 46.00±6.68 48.86±10.58 41.64±9.79 35.58±8.72*24.93±5.55*LAVmin（ml） 29.20±3.13 26.86±6.60 25.20±5.44 25.67±5.26 LAVpreA（ml）28.62±7.15 33.16±7.49 31.51±7.63 57.37±5.14*LAactive（%） 26.67±4.79 26.85±6.32 26.35±6.58 34.89±7.53*LAEF（%）46.57±8.32 53.05±9.28 52.60±10.76 1.60±0.37*LApassive（%） 35.13±8.78 31.25±7.25 32.24±8.36 31.27±6.08 LAreservoir（%）1.21±0.29 1.08±0.21 1.07±0.25

圖2 通過三維圖像計算左心房容積。A為術(shù)前容積，B為術(shù)后3個月時的容積

2.3 RFCA前后二尖瓣參數(shù)比較 各參數(shù)在RFCA術(shù)后3 d及術(shù)后1個月與術(shù)前比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。術(shù)后3個月，結(jié)構(gòu)參數(shù)AH大于術(shù)前及術(shù)后3 d（P＜0.05）；結(jié)構(gòu)參數(shù)AP、AL-PM、AC、CD、AA3D、AA2D、NPA、TV小于術(shù)前及術(shù)后3 d（P＜0.05，圖3）；結(jié)構(gòu)參數(shù)TH、SPI及動態(tài)參數(shù)ADmax、ADVmax與術(shù)前及術(shù)后3 d比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05，表2）。

圖3 二尖瓣結(jié)構(gòu)在三維上的改變。A為術(shù)前，B為術(shù)后3個月

表2 RFCA 前后二尖瓣結(jié)構(gòu)超聲檢測結(jié)果比較（n=57，±s）

表2 RFCA 前后二尖瓣結(jié)構(gòu)超聲檢測結(jié)果比較（n=57，±s）

注：與術(shù)前及術(shù)后3 d比較，*P＜0.05。AP為瓣環(huán)前后直徑，AL-PM為瓣環(huán)前外側(cè)至后內(nèi)側(cè)直徑，NPA為非平面角度，AC為瓣環(huán)周長，AA2D為瓣環(huán)二維面積，AA3D為瓣環(huán)三維面積，TV為幕狀區(qū)容積，CD為瓣環(huán)聯(lián)合處直徑，AH為瓣環(huán)高度，SPI為球形指數(shù)，TH為幕狀區(qū)高度，ADmax為瓣環(huán)最大位移，ADVmax為最大位移速率

指標術(shù)前術(shù)后3 d 術(shù)后1個月術(shù)后3個月AP（cm） 3.40±0.57 3.54±0.56 3.15±0.49 3.07±0.56*3.30±0.37*NPA（°） 148.35±12.72 150.90±9.80 144.43±8.18 137.24±9.52*AL-PM（cm）3.68±0.46 3.81±0.37 3.67±0.68 10.04±1.39*AA2D（cm2） 10.18±3.10 10.39±1.87 9.81±2.08 8.84±1.85*AC（cm）12.04±1.25 11.99±1.75 11.64±1.09 9.19±1.44*TV（cm3） 2.46±0.71 2.58±0.67 2.25±0.45 1.76±0.42*AA3D（cm2）10.91±2.70 11.10±2.14 10.41±1.97 3.17±0.58*AH（cm） 0.75±0.18 0.80±0.16 0.87±0.16 0.94±0.23*CD（cm）3.54±0.50 3.72±0.44 3.48±0.69 0.96±0.10 TH（mm） 11.38±3.38 10.44±3.08 8.73±2.20 8.87±1.81 SPI（cm/cm）0.88±0.08 0.90±0.12 0.95±0.08 3.77±0.66 ADVmax（mm/s） 22.48±4.23 26.46±5.70 25.15±5.67 25.76±4.75 ADmax（mm）4.50±0.97 4.58±0.99 4.30±1.04

2.4 左心房容積、功能參數(shù)與二尖瓣構(gòu)型參數(shù)的相關(guān)性 ①左心房容積與二尖瓣參數(shù)之間的相關(guān)性：LAVmax 與AP、AL-PM、AC、CD、AA3D、AA2D、NPA、TV 均呈正相關(guān)（r=0.302、0.348、0.334、0.301、0.216、0.467、0.397、0.603，P均＜0.01），與AH、TH 呈負相關(guān)（r=-0.339、-0.298，P均＜0.01）。②左心房功能與二尖瓣參數(shù)之間的相關(guān)性：LAEF 與AP、AL-PM、AC、CD、AA3D、AA2D、NPA、TV 呈負相關(guān)（r=-0.387、-0.264、-0.225、-0.145、-0.334、-0.204、-0.336、-0.238，P＜0.05），與AH、TH 呈正相關(guān)（r=0.267、0.175，P＜0.05）。③左心房容積和功能之間的關(guān)系：LAVmax 與LAactive、LAreservoir、LApassive 及LAEF 呈負相關(guān)（r=-0.508、-0.173、-0.375、-0.508，P＜0.05；圖4）。

2.5 重復(fù)性檢驗 不同觀察者間重復(fù)測量LAVmax、AP、AL-PM的差異分別為0.42±1.77、0.01±0.06、0.00±0.07，同一觀察者在不同時間重復(fù)測量LAVmax、AP、AL-PM的差異分別為0.03±2.02、0.03±0.04、0.02±0.06。Bland-Altman分析結(jié)果顯示，觀察者間及觀察者自身均有較好的一致性（P＞0.05）。

3 討論

NVAF是臨床最常見的心律失常，不但可以引起心房的血流動力學(xué)異常，還會進一步影響整個心臟功能[9]。目前，二維超聲心動圖普遍用于RFCA 術(shù)前評估NVAF 患者的左心房功能和預(yù)后評價，傳統(tǒng)方法利用幾何模型對左心房進行計算，在原理上存在一定的局限性，使其臨床應(yīng)用受到一定的限制。二尖瓣作為左心房的組成部分，其構(gòu)型可受左心房體積變化影響。RT-3DE 不需要以二維超聲心動圖所依賴的假定幾何圖形為前提，具備實時采集、快速成像和同步顯示立體影像等優(yōu)點，可以準確地評估左心房容積及二尖瓣參數(shù)[10-11]，能夠更加精準地評估左心房功能和二尖瓣結(jié)構(gòu)，可進一步評價RFCA 患者的預(yù)后。因此，本研究應(yīng)用RT-3DE評價NVAF 患者行RFCA 治療后二尖瓣構(gòu)型及左心房功能的變化。

圖4 左心房功能參數(shù)與二尖瓣結(jié)構(gòu)參數(shù)的相關(guān)性。A.LAVmax與AP呈正相關(guān)；B.LAVmax與AH呈負相關(guān)；C.LAEF與AP呈負相關(guān)；D.LAEF與AH呈正相關(guān)；E.LAVmax與LAEF呈負相關(guān)；F.LAVmax與LAactive呈負相關(guān)

本研究結(jié)果顯示，左心房容積參數(shù)LAVmax 與二尖瓣參數(shù)AP、AL-PM、AC、CD、AA3D、AA2D、NPA、TV 呈正相關(guān)，與二尖瓣參數(shù)AH、TH 呈負相關(guān)；左心房功能指標LAEF 與二尖瓣參數(shù)AP、AL-PM、AC、CD、AA3D、AA2D、NPA、TV 呈負相關(guān)，與二尖瓣參數(shù)AH、TH 呈正相關(guān)；左心房容積參數(shù)LAVmax 與左心房功能指標LAactive、LAreservoir、LApassive 及LAEF 呈負相關(guān)。因此推測左心房容積減小與二尖瓣結(jié)構(gòu)之間具有相關(guān)性。NVAF 可導(dǎo)致左心房擴大，而左心房后壁與二尖瓣后葉相延續(xù)，因而左心房擴大可進一步導(dǎo)致二尖瓣后葉向后下方移位，進而引起瓣膜關(guān)閉不全，來自心室的反流增加導(dǎo)致心房壓增加，使得左心房進一步增大。房顫轉(zhuǎn)復(fù)后心律恢復(fù)正常，二尖瓣閉合完全，左心室有足夠的充盈時間接受來自左心房內(nèi)的血液，使左心房容積減小，左心房內(nèi)壓力減小也使得二尖瓣所承受的壓力減小，二尖瓣后葉向前上方恢復(fù)，二尖瓣瓣環(huán)構(gòu)型各參數(shù)開始向正常恢復(fù)，“鞍型”結(jié)構(gòu)慢慢縮小，使得瓣膜關(guān)閉不全程度減輕，左心房內(nèi)容量減小，左心房壓力減小，而進一步正常的二尖瓣構(gòu)型也使得左心房壓減小，兩者相互影響。本研究中，術(shù)后3個月與術(shù)前比較，左心房容積與二尖瓣構(gòu)型參數(shù)的變化時間相同，表明兩者的變化同步。

Luo 等[12]比較NVAF 患者與正常人發(fā)現(xiàn)，NVAF患者AH 及垂直位移減小，NPA 增加均提示“鞍型”結(jié)構(gòu)擴大。本研究中，二尖瓣結(jié)構(gòu)隨著RFCA 術(shù)后時間的變化發(fā)生改變：AP、AL-PM、AC、CD、AA3D、AA2D、NPA、TV 從術(shù)后開始減小，AH 從術(shù)后開始增加，在術(shù)后3個月更加明顯，提示不論是RFCA 引起的心房瘢痕和纖維化或轉(zhuǎn)復(fù)心律導(dǎo)致的心房逆向重構(gòu)，均使二尖瓣瓣環(huán)構(gòu)型改變，“鞍型”結(jié)構(gòu)縮小，使患者的二尖瓣結(jié)構(gòu)向正?；謴?fù)。

本研究納入的研究對象均為恢復(fù)竇性心律的轉(zhuǎn)復(fù)成功者。RFCA 術(shù)后3 d 患者各左心房容積參數(shù)變化不大，從術(shù)后1個月開始，容積參數(shù)開始減小，術(shù)后3個月時左心房容積明顯減小。對于反映左心房功能的各指標的檢測，術(shù)前反映左心房主動收縮功能的LAactive 和反映左心房儲蓄功能的LAreservoir 較正常水平偏低，術(shù)后3個月時，LAactive 和LAreservoir明顯提高，可能與RFCA 術(shù)后心律的成功轉(zhuǎn)復(fù)對左心房心肌修復(fù)并促進左心房的逆向重構(gòu)作用有關(guān)[13]，而這一逆重構(gòu)的時間可能是3個月。反映左心房導(dǎo)管功能（主要受左心室舒張功能影響[14]）的LApassive 未見明顯變化，與其他研究結(jié)果基本一致[4-5]。

由于本研究納入的研究對象均為3個月內(nèi)恢復(fù)竇性心率者，且樣本量較小，而關(guān)于RFCA 術(shù)后NVAF左心房功能及二尖瓣參數(shù)變化的研究仍存在爭議，因此本研究結(jié)果仍需要大樣本長期臨床及超聲心動圖隨訪驗證。

總之，RT-3DE 能快速定量評估NVAF 患者RFCA 手術(shù)前后左心房功能和二尖瓣構(gòu)型參數(shù)隨左心房容積的變化規(guī)律，且一致性較好，可為預(yù)后評估提供基礎(chǔ)。