房颤患者左心耳功能评估和血栓识别超声学进展

庄文娟（综述） 杨水祥（审校）

综 述

房颤患者左心耳功能评估和血栓识别超声学进展

庄文娟（综述） 杨水祥（审校）

应变； 应变率； 变形； 血流速度； 组织运动速度； 左心耳基底部； 血栓； 房颤

房颤患者由于心房电活动不同步，导致心房收缩杂乱无章[1-3]。左心耳（LAA）是心房的一个壁薄有盲端的袋状结构，很容易受心房异常收缩的影响形成血栓和导致动脉栓塞，其中缺血性卒中最为严重[1,2]。LAA是房颤患者最常见心源性血栓的来源[1,3]。在某些情况下LAA很容易形成血栓，而高出血风险则要求选择非侵入性治疗[4]，此时，可以通过二维超声或三维超声成像来检测LAA血栓。不幸的是，直接评估LAA功能的可能性非常有限，特别是通过超声心动图。超声心动图是一种用于诊断心血管疾病的简单且广泛可用的工具。自20世纪70年代末首次用于临床以来，超声心动图已经发展壮大，包括M型和2维（2D）超声心动图、经食管和压力超声心动图等[1]。近年来，房间隔和心房壁的运动最常应用经胸超声心动图（TTE）进行动态分析[5-10]。随着心肌速度和变形定量技术（脉冲组织多普勒、彩色组织多普勒、应变、应变率、组织跟踪、组织同步成像、斑点跟踪、旋转和扭转）的出现，LAA血栓诊断能力得到了进一步提高。左心房机械参数最初通过组织多普勒成像（TDI）直接评估，后又通过斑点跟踪超声心动图（STE）评估，均有助于TTE对左心耳血栓的判断。联合二维TTE及三维TTE可以较精确地评估左心房及左心耳的血栓形成，并准确区分左心耳血栓与左心耳内粗大梳状肌[11]。脉冲组织多普勒超声显像（PW-TDI）用频谱图显示声束方向上取样容积范围内的组织运动，其测量受帧频、角度和增益的影响；而STE不受多普勒角度限制，2D或3D评价室壁运动，D→S→SR，D→V，临床用于评价心肌应变、应变率、速度和幅度以及室壁运动的同步性。到目前为止，基于STE原理具有预测意义的参数还没有用于临床。Cianciulli等[1]证明了STE-S评估SR患者心房功能是可行、可重复的，而且这些评估心房功能的新参数比传统的心房功能参数更为敏感。应变成像（SI）和应变速率成像（SRI）分析是最常用于评估左心房充盈和舒张功能的超声学指标[12]。LAA血流速度也已被用于评估血栓形成倾向[13]。左心房收缩功能定量是描述心房机械效能的另一个重要组成部分[8-10]。由于LAA游离壁厚度为1～2 mm，因此现有的技术似乎很难从视觉上评估它的机械功能[14]。然而，LAA基底部是由超过4 mm厚的心肌组织组成，如左侧脊LLR和BMAS，可以应用经食管超声TEE评估[15]。这部分心肌在某种程度上反映了LAA的机械活动。SR患者左心房的收缩起始于P波出现后的50～60 ms，一直持续到房室瓣关闭[16]；健康人群的左心房电机械活动持续20～30 ms[8,16]；与此相反，房颤患者的左心房循环电活动存在于整个心脏周期。QRS波前的150 ms可能是测量房颤患者左房收缩活动的合适时间窗。

1 应变和应变率

肌肉变形评估包括几个参数，如速度、应变、应变率和位移，而应变和应变率是最重要的测量参数。应变显像是从组织速度显像中得出的新技术，可以判断速度阶差，从而判断收缩情况，测量结果差异与心脏总体的运动和限制效应无关，应用应变和应变率显像可以更好地了解和定量局部心肌功能。应变是指物体的变形，应变率是指应变发生的速度。应变常用的定义方式为Lagranggian应变或Cauchy应变，即（应变率）ε=（L-L0）/L0。假定一个一维物体发生25%应变，那么物体长度由原来的L0 2 cm变成L 2.5 cm。而一个负应变-25%，相似于收缩期的缩短。如果总的变形需要2.5 s，平均变形率等于 0.25（25%）除以 2.5 s，结果等于 0.1/s，平均来讲物体每秒钟伸长10%。房颤患者收缩期变形分析相当困难，因为应变幅度非常小而且在评估TDI衍生图像时需要极其精确。TDI衍生图像适用于评估舒张晚期的应变和应变率，在SR患者中上述两项指标的测量非常容易，因为导致左心房收缩的左心房去极化作为ECG中的P波清晰可见。D′Andrea等[10]应用二维应变速率成像（2DSE）技术评估了左心室肥厚（LVH）患者的左心房机械功能。该研究选取40例左心室肥厚患者和20名左心室功能正常者，分别测量其LA房间隔基底部、LA侧壁及LA顶部的纵向应变，结果表明，病理性LVH患者心房峰值收缩应变（PSS）明显低于对照组和运动员（P＜0.01）。Tan等[17]研究了（阵发性、持续性）房颤患者及健康人LA不同部位收缩期应变率（SSR），发现阵发性房颤患者与对照组后壁SSR最低，房颤患者的SSR低于健康个体，SSR在不同的侧壁是不同的，其程度与疾病进展相关，随着疾病进展逐渐缩短。一些研究人员估计，SR患者舒张晚期的左心房游离壁应变范围为-15%～-30%，而应变率范围为-3/s～-5/s[13]。Kurzawski等[18]的研究发现，LAA基底段应变及应变率略小（应变-12%，应变率可达-3/s）。发现对于房颤患者，较低的LLR应变率是一项单独预测有和无LAA血栓形成的新的STE 参数：-0.9/s（-1.2；-0.1）/s 比-1.6/s（-1.9；-1.3）/s（P=0.004）。此外，与房颤患者相比，窦律患者的峰流速、平均速度、应变、应变速率和变形（P=0.001）更高，LLR似乎是超声测量的合适位置，LLR应变率可能与房颤患者血栓形成密切相关。另一些研究者也获得了类似结果[16]。Obokata等[19]发现LA峰值早期舒张应变（PES）正值减小与CHA2DS2VASc高评分显著相关，上述发现不包括舒张晚期。该研究发现，LA PES正值小于19%，房颤患者甚至可低至15.5%，这可能与全身栓塞高风险及高CHA2DS2VASc评分相关。尽管房颤患者LAPES正值减低有很高的预测价值，但也可能存在其他用于诊断房颤患者LAA血栓的心脏机械收缩参数。Providentia等[5]对未行抗凝治疗且LAA有泥状沉积的患者进行TTE检查，认为舒张早期应变率峰值（PESR）负值小于（-1.07±0.22）m/s可作为一项独立预测因素。同时，房颤患者PESR负值为（-1.45±0.42）/s。然而，PESR对应二尖瓣流入时的E′波，并取决于左心室功能[20]。在Kurzawski等[18]的研究中，应用TEE测量了舒张末期应变率（PASR）。LLR和BMAS应变率相似，但在LAA血栓形成患者中LASRA（εA）的值较小，分别为-0.9/s（-1.2；-0.1）/s比1.6/s（-1.9；-1.3）/s（P=0.004）。对SR患者，心电图QRS波前的150 ms绝对对应于机械收缩的舒张晚期。相比之下，房颤患者舒张晚期缩短而且评估难度大。该研究未对LLR和BMAS舒张晚期的变形进行评估，但同其他研究一样分析了所有患者的LA壁和房间隔舒张晚期变形相关的全部四个参数：速度、应变、应变率和变形。前三项测量结果与其他研究者相似，但在合并LAA血栓形成的房颤患者中应变率有显著差异，其差值＜1/s[18]。

2 变形

目前只有少数研究人员分析房颤患者舒张末期LA变形。Schneider等[16]对SR患者和持续性房颤患者舒张末期LA应变率进行了分析，研究结果与Tomás Francisco等的研究结果相似，SR患者应变率为-2.9/s，房颤患者为-1.9/s。有研究报道，持续性房颤患者舒张晚期应变率相似[21]，但是他们都没有评估LAA血栓形成患者的变形参数。临床实践中，基于最能反映LA或LAA机械功能的心房肌畸形所致LAA血栓形成的风险评估并不常见。基于心房肌的STE、TDI、二维成像的大量研究数据显示，多种临床状态对心房机械功能有显著影响[22,23]。一些研究者试图基于CHADS2风险评分标准测量并比较非风湿性房颤患者的LA变形[23]。LAA由非常薄的肌肉壁构成，因此目前尚没有可靠工具用于变形评估[16,23,24]。Kupczynska等[25]对87例非瓣膜性房颤患者进行STE随访，发现LA变形与左心耳血栓形成密切相关，同时证实左房纵向收缩应变（LS）（P=0.02）、收缩期应变率（LESR）（P=0.008）、舒张早期应变率（LSSR）（P=0.045）是左心房血栓形成（LAAT）的独立危险因素。该研究还指出，LS测量值具有超过CHA2DS2-VASc评分的额外价值，它可增加LAAT确诊率。但这些指标目前还未应用于临床。而房颤患者舒张晚期缩短难以评估。Kaya等[26]已经描述了基底段变形参数的评估，但仅评估了房颤患者电复律前后充盈期和舒张早期LAA中间段的应变、应变率。

3 LAA血流速度

脉冲组织多普勒超声显像（PW-TDI）用频谱图显示声束方向上取样容积范围内的组织运动，横坐标表示时间，纵坐标表示频移或速度；朝向或背离探头分别用正值或负值表示；高帧频显示品面顺时速度变化，测量心房或心室壁运动参数：速度峰值、加减速度、时间间期、跨壁速度阶差（MVG）；在TDI状态下，启动脉冲多普勒功能即可，该模式可定量测定心肌、瓣环及主动脉壁的运动速度，可定量评估心室或心房壁局部或整体的收缩与舒张功能。SR患者LAA血流速度远高于房颤患者[27]。已有研究发现，LAA流速＜25 cm/s时会增加血栓形成风险[28]。LAA血栓形成患者血流速度明显降低也证实了这一结果[13]。大型多中心随机对照试验表明，LAA血流速度＜20 cm/s与自发回声对比显像和血栓形成强烈相关[29,30]。Kurzawski等[18]选取SR患者和房颤患者各40名，应用PW-TDI分别测量两组LAA血流速度，结果显示，SR与房颤患者的LAA收缩期最大血流速度差异显著（P＜0.01），房颤患者亚组分析差异显著（P＜0.01）。此外，有和无血栓的房颤患者的其余物理指标和TEE参数也是相似的。LLR和BMAS处的PW-TDI峰速度SR患者与房颤患者差异显著（P＜0.01），而在有和无LAA血栓形成的房颤患者中无显著差异。Cameli等[3]发现，左心耳的形态，尤其是多分叶心耳可能容易引起血流淤滞。然而，仅在使用其他成像工具（如CT或NMR）时才能进行此评估[31]。

4 组织运动速度

有研究[30,32]证实，心房壁颤动的速度可用于评估心房功能。研究者评估了LA基底段侧壁从E′结束至S′开始期间房颤波振动速率和周期，大多数患者为1 cm/s，但此结果仅在心率＜100次/min情况下出现。现有研究发现，房颤患者LAA基底段组织平均运动速率约为1.5 cm/s，比SR患者低数倍。尽管目前还没有文献对其进行分析，但Tomás Francisco等人测量了收缩期LA变形的剩余参数，并就这一问题对研究结果进行了比较。Tamura等[33,34]是首批研究组织运动速度者之一。他们应用改进后能够显示LAA投影的TTE-TDI对 LAA壁运动速度（LAAWV）进行了分析，发现 LAAWV＜8.7 cm/s是房颤患者卒中的预测指标。Tomás Francisco等人使用TDI方法测量LLR处组织运动速度，其中SR患者约11 cm/s，房颤患者约4cm/s。但使用STE方法测得两组基底段速度均明显偏低（SR患者约6 cm/s，房颤患者约1.5 cm/s）。此外，有LAA血栓形成的房颤患者壁速度与无LAA血栓形成有差别（4 cm/s比3.8 cm/s）。同时，房颤患者应变率峰值负值为（-1.45±0.42）/s。然而，舒张早期应变率对应二尖瓣流入时的E′波，且取决于左心室功能[35]。

5 结论

STE是一项用于评估左心房机械功能的新技术，具备无创、简单、可重复性强等特点，为研究LAA基底段机械性能提供了有效信息。LLR是测量左心房机械功能的合适位置，因为它不仅是左心房的一部分，也是左心耳的一部分，更重要的是它具有适当的厚度。正是因为这些形态学特征，LLR可能是获得与房颤患者血栓形成相关的敏感参数的部位，比如应变率。该技术对临床房颤患者LAA血栓的检测具有很大指导意义。对房颤患者舒张晚期变形的测量方法有待进一步研究。

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