左心房僵硬度指数及相关临床研究进展

张驰原刘启明

左心房僵硬度指数及相关临床研究进展

张驰原1,2刘启明2

心血管疾病；超声心动描记术；斑点追踪成像；心房功能，左；综述

随着对心血管领域研究的不断深入，左心房的结构和功能逐渐被重视。目前，评价左心房功能对预测心血管事件的危险性、病死率及预后具有重要作用[1]。超声心动图因其无创、简便、廉价，近年来已广泛应用于左心房的评估，常用指标有左心房容积指数（left atrial volume index，LAVI）、左心房扩张指数（left atrial expansion index，LAEI）、左心房主动射血分数（left atrial active emptying fraction，LAAEF）等，LAVI能最准确地反映左心房大小，LAEI主要反映左心房储存功能，而LAAEF主要反映左心房辅泵功能[2-4]。上述指标均能在一定程度上评估左心房的结构或功能。左心房僵硬度指数（left atrial stiffness index，LASI）是近年国际上提出的一个新指标，通过斑点追踪成像（speckle tracking imaging，STI）技术测量并计算得出[5]。该指标综合左心房灌注压和应变等因素，全面分析左心房整体和节段心肌，能较传统指标更为准确地反映心脏疾病下左心房结构、功能变化，为深入研究左心房功能提供了新的方向。本文就LASI的临床研究进展作一综述。

1 左心房的解剖结构与生理功能

左心房按解剖结构分为左心耳和左房窦（固有房腔），左房窦包括左心房室口和左右肺上下静脉开口。左心房生理功能[6]包括：①储存功能：在心室收缩期和等容舒张期，左心房接受肺静脉回流的血液并将其储存；②通道功能：在心室快速充盈期和缓慢充盈期，左心房成为通道，使肺静脉血液回流至左心室，并在两者间起压力传导作用；③辅泵功能：在心房收缩期，左心房发挥辅泵功能，通过主动收缩使左心室充盈量增加。因此，左心房一旦发生病理改变，必将导致房内压力增高，不同程度地影响静脉回流和左心室功能。

2 应变、应变率和STI

心肌应变指心肌发生形变，即心肌在收缩期增厚或舒张期延长。应变率指物体在力的作用下发生形变的速度，即单位时间内的应变。STI以二维超声图像为基础，通过选择一定范围的感兴趣区并计算整个区域内各节段心肌组织的速度、应变及应变率，达到分析心肌运动的目的。STI能追踪连续帧中的每个斑点，对其运动轨迹进行计算以显示该组织的运动速度、应变及应变率。该技术无依赖，时间、空间分辨率较高，可测量二维图像的任何可视心肌的径向、纵向应变及应变率。研究证明，STI评估心房功能是一种可行、有效、重复性高的方法[7]。

3 LASI的计算方法

LASI是近年国际上提出的一个新指标，用于临床上对左心房功能的评估。基于STI通常在窦性心律下测定左心房压力（left atrial pressure，LAP）和左心房整体纵向峰值应变（peak atrial longitudinal strain，PALS），计算两者比值得出，即LASI=LAP/PALS[5]。式中LAP需经导管在心房内测定，故LASI为一项侵入性评估指标。临床上也有应用肺毛细血管楔压（pulmonary capillary wedge pressure，PCWP）评估LASI的报道，但因其侵入性检查使LASI推广受到限制[8]。既往研究报道如二尖瓣瓣口舒张早期血流速度峰值（E）与二尖瓣舒张早期峰值运动速度（é）比值（E/é）、E与二尖瓣瓣口舒张中晚期峰值血流速度（A）比值（E/A）等与LAP相关性较高，替代LAP，并与PALS的比值可作为非侵入性LASI用于左心房的评估[9-10]。LASI综合LAP与应变等因素，测定时不受心脏整体运动及邻近心肌节段牵拉的影响，无依赖性，故该指标可准确地反映左心房结构与功能[11]。

4 LASI在心血管领域的临床研究

4.1 侵入性LASI的临床研究 侵入性LASI为有创测量，相关临床研究较少，但该指标较非侵入性LASI准确，能更清楚地反映心脏疾病状态下的左心房功能。Machino-Ohtsuka等[5]运用STI对155例行肺静脉电隔离术（pulmonary vein isolation，PVI）的房颤患者LASI进行研究，以LAP/PALS为评价LASI的标准，发现LASI与LAVI、术前B型利钠肽及III型前胶原氨基端肽水平显著相关，提示LASI主要反映左心房的储存功能，且与左心室舒张功能相关。术后随访平均（33.8±12.2）个月，45例患者房颤复发，经分析认为LASI可作为PVI术后房颤复发的独立预测因素（HR=2.879，95％CI：1.752～4.733，P＆lt;0.001），且LAP/PALS＆gt;65.3 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）预测复发的敏感度为89.9％，特异度为70.0％。此外，研究过程中分别使用E/A、E/é替代LAP，结果发现E/é/PALS与LAP/PALS相关性最高，可用于LASI的非侵入性测定。该研究不仅为LASI预测房颤患者PVI术后复发提供了重要依据，而且采用非侵入性指标E/é/PALS评估的有效性也得到了肯定，为后期应用替代指标进行研究奠定了基础。此外，Kurt等[8]以PCWP/PALS为标准对心衰患者的LASI进行研究。该研究将64例左心室舒张性心功能不全患者根据心脏射血分数分为舒张功能不全伴心脏射血分数＆lt;50％组（收缩功能不全组）、舒张功能不全伴心脏射血分数正常组（舒张功能不全组）和舒张性心衰组，通过超声检查发现3组中收缩功能不全组PALS最低，LASI最高，且LASI与肺动脉收缩压呈正相关（r=0.85，P＆lt;0.001）。此外，研究发现以LASI＆gt;1.1 mmHg为标准鉴别舒张性心功能不全和舒张性心衰患者的敏感度为84％，特异度为100％，应用E/é替代PCWP亦可进行鉴别。该研究证明了LASI评价左心室舒张功能的有效性，其分子机制可能与心室舒张功能不全状态下左心房内β肌球蛋白重链、细胞骨架蛋白及肌原纤维表达异常相关[12]。

4.2 非侵入性LASI的临床研究 因标准LASI为侵入性评估指标，临床中无法广泛推广。故目前与LASI相关的临床研究仍以非侵入性LASI研究为主，替代LAP的指标中以E/ é相关性最高。它是反映左心房室灌注压的可靠指标，临床研究中应用最多，其他指标还有E/A、E/Vp（收缩期最大血流速度）等[13]。但以上述指标计算得到的非侵入性LASI的准确度仍低于侵入性LASI，故无法完全反映左心房功能的真实情况。

4.2.1 房颤 Yoon等[14]运用STE技术对64例阵发性房颤患者进行LASI测定，以E/é/PALS为评价LASI的标准，发现阵发性房颤患者LASI较健康对照者显著增高，LAVI亦增高，LAEI降低，且LASI与LAVI呈明显正相关，与LAEI、LAAEF呈明显负相关。该研究提示LASI主要反映阵发性房颤患者左心房结构和储存功能，与Machino-Ohtsuka等[5]的研究结果相符，证明了LASI作为阵发性房颤患者左心房功能评估指标的有效性，但该指标在房颤进展过程中所起作用仍有待进一步研究。Shaikh等[15]在一项关于评估持续性房颤患者电复律前后左心房应变和LASI变化的研究中，以E/é/ PALS为评价LASI的标准，发现持续性房颤患者经电复律恢复窦律后即刻测得的PALS较电复律前明显升高（仍低于健康对照组），而LASI虽然降低，但复律前后差异无统计学意义。该研究认为，复律后房颤患者PALS未达到正常水平可能与复律后心房仍处在顿抑状态以及复律前持续性房颤所致心房结构重塑相关。此外，LASI复律前后无明显改变也说明该指标能比PALS更为敏感地反映潜在的心房结构改变。持续性房颤患者行心脏超声检查时无法测得正常E、A峰，出现的单峰亦波动较大，在此状态下测得的E/é能否可靠反映LAP、LASI有待商榷。

4.2.2 心脏瓣膜病 Todaro等[16]通过对89例无症状性主动脉瓣重度狭窄患者进行随访，平均（16.0±14.9）个月，发现发生瓣膜狭窄相关性症状（如呼吸困难、心绞痛、晕厥）的53例患者比未发生症状的36例患者的PALS、左心室整体长轴峰值应变（left ventricular longitudinal strain，LVGLS）显著降低，LASI显著增高。分析认为PALS、LASI、LVGLS与症状发生均显著相关，其中LVGLS为唯一判断预后的指标（HR=1.49，95％CI：1.11～2.01，P＆lt;0.05）。该研究提示LASI在评估主动脉瓣狭窄患者左心房功能中具有重要作用，但不能作为预后评估指标，其原因考虑与研究的样本量偏小有关。

4.2.3 先天性心脏病 房间隔膨出瘤（atrial septal aneurysm，ASA）是一种罕见的先天性心脏病，多数合并有房间隔缺损和卵圆孔未闭，可引起心房内血流异常，是动脉栓塞的危险因素[17]。早期对此类患者进行心功能评估有助于栓塞的预防与治疗。Demir等[9]运用STI技术对34例ASA患者进行LASI的相关研究，以E/é/PALS比值作为LASI的评价标准，发现ASA患者较健康对照组LAVI、LASI明显升高，PALS明显降低，分析得出LASI与LAVI显著相关（r=0.495，P＆lt;0.001）。与传统指标的良好相关性提示LASI可用于评估ASA患者左心房的结构和功能。此外，研究认为ASA患者LASI的显著升高不仅与疾病本身相关，也可能与伴随的高频房性心律失常有关。

5 其他相关研究

目前，关于非侵入性LASI的临床研究主要集中于心血管疾病，亦可见其他相关研究报道。Mahfouz等[18]报道80例肥胖患儿关于LASI与胰岛素抵抗的研究中，发现肥胖患儿胰岛素水平及抵抗程度较健康儿童明显升高，以E/é作为左心房灌注压的评估指标，通过STI测量该组肥胖患儿的PALS和LASI，结果显示PALS显著下降，LASI显著升高，经分析认为LASI可作为胰岛素抵抗的唯一预测指标，且LASI≥1.0预测患儿胰岛素抵抗的敏感度为92％，特异度为86％。该研究中肥胖患儿的心室收缩和舒张功能均无明显异常，进一步说明LASI可用于心功能不全的早期评估，亦有助于胰岛素抵抗高危人群的筛选及预防。目前已有动物实验证实，长期高强度训练可致心房纤维化，使心房发生重构，该结论亦试图解释运动员高频率发生房性心律失常的原因[19-20]。D'Ascenzi等[10]在运动员中开展了一项探讨其左心房重构及僵硬程度的临床研究，该研究纳入150名长期参与竞技运动的健康运动员，以E/é/PALS为评估LASI标准，通过STI对运动员组和健康对照组进行心功能测定，研究发现运动员组左心房容积、LAVI、左心室心输出量、é等均较健康对照组显著增高，而E/é、PLAS、LASI、左心室僵硬度指数（left ventricular stiffness，LVSI）等均显著降低，分析得出LVSI为LASI的独立预测因素（β=0.58，P＆lt;0.0001）。该研究显示长期参与竞技运动的运动员具有较高的左心室舒张早期灌注压、左心房顺应性以及较低的左心房僵硬度，上述指标的变化为运动员较高的心输出量提供了有利保障。此外，研究认为运动员的左心房扩大为机体在高强度运动下产生的一种生理性适应。随着左心室面积增加而增加，该结论与传统观点存在争议[21]，有待进一步研究。

6 展望

LASI综合左心房灌注压及应变因素，主要反映左心房结构和储存功能。该指标较传统评估指标更为敏感，可对各种病理状态下的心功能不全进行早期评估，为临床诊断、疗效评价及预后提供重要信息。然而，以上相关研究亦存在一定局限：①目前，LASI的临床试验主要为单中心非前瞻性研究，且样本量较小，使LASI的临床意义及推广受限，期待将来更多大规模前瞻性研究弥补其不足；②国际上暂无针对左心房应变的STI分析软件，目前均采用左心室分析软件计算PALS值，使结果准确性受到影响；③侵入性LASI虽较非侵入性LASI准确性更高，但因侵入性检查使其在科研和临床的推广受限，尤其在健康人群的筛查中难以普及；④目前仍缺乏真实反映左心房功能的非侵入性替代指标。此外，用组织多普勒测定该指标时易受运动方向与声束夹角以及受检者呼吸运动的影响，使计算结果欠准确。随着超声技术的卓越发展，相信上述不足会有解决方法。

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（本文编辑 周立波）

10.3969/j.issn.1005-5185.2016.12.021

R445.1；R714.252

2016-10-25

2016-11-01

1.长沙市中心医院心血管内科 湖南长沙 410010；2.中南大学湘雅二医院心血管内科 湖南长沙 410011

刘启明 E-mail: 971923273@qq.com