超聲心動圖評價房顫患者左心房結(jié)構(gòu)和功能的研究進(jìn)展

舒曉斌，苑雨露，陳衛(wèi)華

（1.贛南醫(yī)學(xué)院2020級碩士研究生；2.贛南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院超聲醫(yī)學(xué)科，江西 贛州 341000）

心房顫動（Atrial fibrillation，AF）是世界范圍內(nèi)最為常見的慢性持續(xù)性心律失常，是中風(fēng)以及全身動脈血栓栓塞的主要危險因素［1-3］。AF的發(fā)病率隨年齡的增長而升高，伴隨著人口老齡化及慢性病生存率的改善，AF的發(fā)病率和患病率正在逐年增加，AF的患病率在過去50年里增加了3倍［4］。即使進(jìn)行了抗凝等治療，AF患者每年的死亡率仍達(dá)到5%［5］。由于AF的存在，左心房（Left atrium，LA）的結(jié)構(gòu)與功能常發(fā)生改變，同時其他房室以及相應(yīng)的血流動力學(xué)狀態(tài)也會發(fā)生改變。臨床上為評估患者預(yù)后、確定治療方案以及評價療效，常應(yīng)用多種方法觀察評估心臟結(jié)構(gòu)與功能變化。超聲心動圖具有無創(chuàng)、簡便、經(jīng)濟高效、可重復(fù)性等優(yōu)點，已成為首選的用于評價心臟結(jié)構(gòu)與功能變化的影像學(xué)檢查方法。本文主要對超聲心動圖評價AF患者LA結(jié)構(gòu)和功能變化的研究現(xiàn)狀和應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 常規(guī)超聲心動圖應(yīng)用及進(jìn)展

1.1 M型超聲心動圖M型超聲心動圖時間分辨率高，具有良好的可重復(fù)性。目前常取胸骨旁左室長軸切面為標(biāo)準(zhǔn)切面，于左室收縮末期測量LA前后徑［6］。LA內(nèi)徑的增加是AF發(fā)生的主要決定性因素之一，同時LA心腔越大AF患者血栓形成的可能性就越大，但僅通過測量LA前后徑能否預(yù)測AF患者發(fā)生血栓栓塞或中風(fēng)尚需進(jìn)一步研究［7］。研究表明，陣發(fā)性房顫（Paroxysmal atrial fibrillation，PAF）患者在經(jīng)導(dǎo)管射頻消融術(shù)（Radiofrequency catheter ablation，RFCA）后維持竇性心律的患者，其LA前后徑較術(shù)前均明顯減小，術(shù)后復(fù)發(fā)患者LA前后徑無明顯變化［8］。張艷等［9］研究發(fā)現(xiàn)，AF患者行左心耳封堵術(shù)后3個月，LA前后徑逐漸減小并趨向穩(wěn)定。MASAI K等［10］研究發(fā)現(xiàn)，AF患者房間隔運動幅度減低與LA壓升高呈正相關(guān)，可以使用房間隔運動幅度來預(yù)測左房壓升高。雖然M型超聲心動圖已經(jīng)廣泛用于臨床與研究，但其僅通過一維平面進(jìn)行測量，與LA真實的立體結(jié)構(gòu)具有一定差異，故M型超聲心動圖無法整體評價LA大小與結(jié)構(gòu)變化。

1.2 二維超聲心動圖二維超聲心動圖是目前應(yīng)用最廣泛、最基本的觀測方法，臨床上以標(biāo)準(zhǔn)的心尖切面和胸骨旁切面等標(biāo)準(zhǔn)切面為基礎(chǔ)，并在必要時適當(dāng)調(diào)整探頭角度及方向，以觀察LA結(jié)構(gòu)及運動變化或測量LA的前后徑、左右徑及上下徑等內(nèi)徑參數(shù)。使用LA內(nèi)徑代表LA大小預(yù)測AF發(fā)作已有較強的預(yù)測能力，但相比之下使用左房容積（Left atrium volume，LAV）代表LA大小具有更高的準(zhǔn)確性，是評價LA重構(gòu)更為可靠的參數(shù)，同時LAV也是RFCA后AF復(fù)發(fā)的獨立預(yù)測因子［7，11］。目前臨床上最常采用Simpson雙平面法評估LA容積，對于AF患者還要求盡量在同一心動周期內(nèi)分別在心尖四腔心切面和兩腔心切面測量左室收縮末期左房最大容積（Left atrium maximumvolume，LAVmax）、左室舒張末期左房最小容積（Left atrium minimum volume，LAVmin），并以此計算LA排空分?jǐn)?shù)（left atrium emptying fraction，LAEF）。王亞男等［12］研究發(fā)現(xiàn)，AF患者LAVmin的增大可以反映心房增大及收縮功能的受損，LAEF梯度性的下降與AF時心房重構(gòu)進(jìn)行性加重相符。LAEF是RFCA術(shù)后復(fù)發(fā)最穩(wěn)定和最重要的預(yù)測因子，還是再次行RFCA患者術(shù)后復(fù)發(fā)唯一的獨立預(yù)測因子［13］。

1.3 多普勒超聲二尖瓣血流頻譜包含舒張早期充盈峰（E峰）、舒張晚期充盈峰（A峰），其中A峰常用來評估LA收縮功能，AF患者的A峰常減低或消失，YOON J H等［14］研究發(fā)現(xiàn)，A峰是PAF患者復(fù)發(fā)的獨立預(yù)測因子。肺靜脈血流頻譜包括收縮期峰值速度（S峰）、舒張早期峰值速度（D峰）、心房收縮期峰值速度（Ar峰），其中S峰反映左房舒張功能及儲備功能，Ar峰可反映左房主動收縮功能，AF患者S峰明顯降低，Ar峰消失。AF患者血流頻譜測量受到心率及心房解剖位置等影響，在臨床上常較難獲得有質(zhì)量的可重復(fù)性數(shù)據(jù)來評估LA功能。

1.4 組織多普勒成像組織多普勒成像（Tissue Doppler imaging，TDI）常選擇心尖四腔心切面為標(biāo)準(zhǔn)切面，測量二尖瓣環(huán)室間隔側(cè)的運動速度，包括二尖瓣環(huán)收縮期峰值速度（s′）、二尖瓣環(huán)舒張早期峰值速度（e′）和二尖瓣環(huán)舒張晚期峰值速度（a′）。AF患者較正常人e′、a′減低，E/e′增大［15-16］。郭江等［17］研究表明，a′是PAF患者復(fù)發(fā)的顯著預(yù)測因子。最近的研究認(rèn)為，二尖瓣舒張早期充盈波E與e'乘以s'的比值即E/（e'×s'）是新發(fā)AF、電復(fù)律（ECV）后AF復(fù)發(fā)以及各種心臟病患者預(yù)后不良的預(yù)測因子，E/（e'×s'）在AF患者ECV后早期AF復(fù)發(fā)方面顯示出與E/e'相似的預(yù)測效能［18］。

近年來，以體表心電圖P波出現(xiàn)至左心房側(cè)壁TDI描記上的峰值A(chǔ)'波的時間（The onset of P-wave and the peak A'-wave on the tissue doppler imaging，PA-TDI）估計總心房傳導(dǎo)時間（Total atrial conduction time，TACT）受到關(guān)注，PA-TDI反映了心房的電重構(gòu)和纖維化變化［19-20］。與陣發(fā)性AF和正常人相比，持續(xù)性AF患者具有更長的PA-TDI，表明在AF進(jìn)展過程中LA纖維化和電重構(gòu)［20］。AF患者RFCA后PA-TDI延長表明了LA的電重構(gòu)，術(shù)前PA-TDI的延長是多種心臟術(shù)后短期內(nèi)出現(xiàn)AF的預(yù)測因子［19，21-22］。PA-TDI以其無創(chuàng)估計TACT的方法受到臨床的選擇，但相關(guān)具體標(biāo)準(zhǔn)還需進(jìn)一步研究。

2 超聲心動圖新技術(shù)應(yīng)用及進(jìn)展

2.1 二維斑點追蹤超聲心動圖二維斑點追蹤超聲心動圖（2-dimensional speckle tracking echocardiography，2D-STE）近年來逐漸受到臨床及科研的關(guān)注，相比于以往的組織多普勒等技術(shù)，2D-STE可以無創(chuàng)、定量地評估心肌局部及整體的形變與功能，以往2D-STE常用來評估左室功能，最近幾年其在LA功能評估方面的應(yīng)用受到極大的關(guān)注，它以應(yīng)變表示心肌在收縮或舒張期間的形變［23-24］。在LA充盈期末測量所得LA峰值縱向應(yīng)變（Peak atrial longitudinal strain，PALS）是LA應(yīng)變中最重要的應(yīng)變參數(shù)，PALS有助于預(yù)測AF患者LA血流瘀滯及評估血栓栓塞風(fēng)險，是患者發(fā)生中風(fēng)的獨立預(yù)測因子［7，25］。正常PALS的臨界值為（42.2±6.1）%，AF患者LA的重構(gòu)與纖維化引起表征心房擴張的PALS減小，提示LA順應(yīng)性降低［26］。心房整體峰值縱向應(yīng)變（Global peak atrial longitudinal strain，GPALS）與LA纖維化及電生理重構(gòu)程度密切相關(guān)，可以評估瓣膜術(shù)后心房功能障礙并預(yù)測術(shù)后AF發(fā)作，從而為確定手術(shù)風(fēng)險及制定治療策略做出指導(dǎo)［27］。LA局部應(yīng)變雖然并未像整體應(yīng)變那樣受到詳盡的研究，但它可能有助于量化LA失同步，LA失同步是心房纖維化和電生理重構(gòu)的表現(xiàn)，可以預(yù)測RFCA后AF的復(fù)發(fā)［28］。LA應(yīng)變在預(yù)測AF發(fā)生、治療后復(fù)發(fā)及心血管并發(fā)癥發(fā)生方面顯示出比以往常規(guī)參數(shù)（如LA大小、LA容積及LAEF等）更佳的預(yù)測效能，LA應(yīng)變截斷值≤23%被證明在預(yù)測術(shù)后AF復(fù)發(fā)具有非常好的診斷準(zhǔn)確性［29-32］。LAS亦很可能是存在糖尿病、高血壓、肥胖和阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征等危險因素患者發(fā)生亞臨床AF的早期標(biāo)志物［31］。斑點追蹤超聲心動圖已經(jīng)發(fā)展了十余年，在心室功能性評價方面已經(jīng)取得了長足進(jìn)步，但心房結(jié)構(gòu)的不對稱性和較薄的心房壁使得心房應(yīng)變比心室更難評估，針對心房功能方面的臨床研究尚少，且各廠商軟件的數(shù)據(jù)一致性尚需進(jìn)一步研究。

2.2 實時三維超聲心動圖實時三維超聲心動圖（Real time 3-dimensional echocardiography，RT-3DE）是從二維超聲心動圖發(fā)展而來，具有經(jīng)濟高效、無輻射、實時立體成像等優(yōu)點，可經(jīng)胸或經(jīng)食管分別獲取圖像，對心腔與心肌進(jìn)行觀察和定量分析，可準(zhǔn)確評估心肌運動與重構(gòu)，使用RT-3DE替代CT及MRI進(jìn)行測量評估是可靠的，具有良好的可重復(fù)性［33-34］。使用RT-3DE測量的LAV具有比二維超聲心動圖更高的準(zhǔn)確性，是血栓及卒中事件發(fā)生更好的預(yù)測因子。AF患者發(fā)生血栓的部位90%位于左心耳，然而由于LAA結(jié)構(gòu)復(fù)雜，常規(guī)的二維超聲心動圖難以準(zhǔn)確觀察或測量LAA功能，研究表明，LAA功能降低與左心耳血栓（Left atrial appendage thrombus，LAAT）和自發(fā)性顯影（Spontaneous echo contrast，SEC）的出現(xiàn)有關(guān)，左心耳排空分?jǐn)?shù)（Left atrial appendage emptying fraction，LAAEF）被認(rèn)為是評估LAA功能最佳的參數(shù)［35］。有研究認(rèn)為，LAA形態(tài)與LAA血流狀態(tài)相關(guān)，AF患者中非雞翅形LAA比雞翅形LAA有更低的LAA流量和更高的SEC發(fā)生率，這可能會增加血栓形成的風(fēng)險［33］。目前在LA觀測上的RT-3DE軟件是在LV測量的基礎(chǔ)上改進(jìn)使用的，針對LA測量的相應(yīng)軟件仍需進(jìn)一步研究。

2.3 血流向量成像技術(shù)近年來與心臟功能相關(guān)的心腔內(nèi)血流動力學(xué)研究逐漸受到重視，AF時患者LA及LAA內(nèi)血流速度下降，心腔內(nèi)血流狀態(tài)改變，繼而導(dǎo)致血流瘀滯與血栓形成等并發(fā)癥，以流體力學(xué)為原理的血流向量成像技術(shù)（Vector flow mapping，VFM）能夠反映二維平面內(nèi)血流方向，其衍生參數(shù)能量損耗（Energy loss，EL）可以量化心腔內(nèi)流場狀態(tài)［36-38］。蔡宇燕等［39］研究發(fā)現(xiàn)，竇性心律組和陣發(fā)性房顫組收縮早期及舒張晚期心耳內(nèi)向量分布與心動周期一致，而持續(xù)性房顫組多數(shù)患者向量分布與心動周期無明顯關(guān)聯(lián)，呈現(xiàn)出向量充盈心耳與向量排出心耳快速更替的狀態(tài)，持續(xù)性房顫組左心耳流場EL值在整個心動周期內(nèi)均較高，且收縮晚期及舒張早期LAA流場內(nèi)EL值高于竇性心律組和陣發(fā)性房顫組。LIN M等［38］研究發(fā)現(xiàn)，AF患者EL顯著受損，RFCA可以使EL部分恢復(fù)，但不能完全正?；?，這提示AF對LA具有長期持續(xù)性影響。

2.4 三維斑點追蹤超聲心動圖三維斑點追蹤超聲心動圖（3-dimensional Speckle tracking echocardiography，3D-STE）與2DE相比受心腔立體結(jié)構(gòu)影響極小，可以測量任意方向的形變，并且提出了面積變化率（Area change ratio，ACR）或被稱為面積應(yīng)變（Area strain，AS）這一新參數(shù)［40］。3D-STE測量得到的3D-LAEF與3D-LALS在評估主要心血管不良事件方面具有比2D-STE參數(shù)更高的預(yù)測能力，3D-LAS是RFCA后AF復(fù)發(fā)更佳的預(yù)測因子［41-42］。LA低電壓與LA纖維化及重構(gòu)密切相關(guān)，低電壓區(qū)（Lowvoltage zone，LVZ）隨著心房纖維化區(qū)域增加而增加。研究發(fā)現(xiàn)，PAF患者LA面積應(yīng)變曲線峰值在有LVZ組中成離散形態(tài)，而在無LVZ組中呈集中趨勢；應(yīng)變達(dá)峰時間標(biāo)準(zhǔn)差（The standard deviation of the time to peak strain，SD-TPS）在LVZ組中顯著高于非LVZ組，是LVZ組PAF唯一的獨立預(yù)測因子，這顯示出3D-STE對LA電生理重構(gòu)無創(chuàng)估計的優(yōu)點［43］。

3 總結(jié)與展望

AF導(dǎo)致LA電生理重構(gòu)及心肌纖維化等改變，常引起心力衰竭、全身動脈系統(tǒng)栓塞以及卒中等一系列并發(fā)癥，嚴(yán)重者甚至發(fā)生死亡。超聲心動圖具有實時、無創(chuàng)、經(jīng)濟高效、無輻射等優(yōu)點，可以對LA大小、LA容積、LAEF及應(yīng)變等結(jié)構(gòu)與功能參數(shù)做出良好評估，已成為臨床上評價患者心臟解剖結(jié)構(gòu)及功能變化最常用的影像學(xué)手段。但目前的超聲心動圖技術(shù)尚存在部分局限性，如STE圖像處理所需時間較長，3D-STE圖像時間和空間分辨力較低，相關(guān)新技術(shù)的臨床研究較少以及相關(guān)新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)尚未明確等，相信隨著超聲新技術(shù)的發(fā)展、圖像后處理能力的提高以及新技術(shù)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化等，超聲心動圖可以在AF發(fā)生與發(fā)展的早期量化心肌重構(gòu)，為臨床早期評估心肌受損程度、確定最佳治療方案提供綜合性數(shù)據(jù)，能夠為各種術(shù)后繼發(fā)或并發(fā)AF提供高可用性、可行性的量化數(shù)據(jù)，從而為改善患者預(yù)后、提高生存率及患病后生活質(zhì)量做出貢獻(xiàn)。