左房容积与功能在预测心血管事件中的作用

吕航，邢雪柯，练春燕，许玲，藤世超，刘慧

在一个完整的心动周期中，左房的机械功能被分成三个部分：储存功能、管道功能以及辅助泵功能。首先，在左室收缩和等容舒张期，左房作为储存器，接受来自肺静脉血液并以压力形式储存[1]；其次，左室舒张早期，左房功能起管道作用，血液通过压力梯度从左心房流入左心室[2]；最后，在左室舒张晚期，左房充当辅助泵，将左房中的血液泵入左室。正常人群中，左房收缩可增加大约20%～30%左室的每搏输出量。左房通过它的储存、管道及辅助泵功能来调节左室充盈。

1 左房大小的测量

M型和二维超声心动图（2DE）常被用作线性左房测量。尽管这些线性测量已经广泛用于临床实践和研究，但是线性测量不能准确代表真正的左房大小。体积测量可以准确评估左房不对称性以及重构，因此，体积测量优于线性测量。左房容积变化可用来描述左房储存、管道及辅助泵功能，左房最大容积（LAVmax）在二尖瓣刚好开放前，左房最小容积（LAVmin）是在二尖瓣关闭时，左房收缩时容积（LAVp）是心电图上p波开始时。根据这些容积，可计算出总体排空容积、被动排空容积和主动排空容积。左房容积指数（LAVI）与心血管疾病密切相关，LAVI是预测心血管事件的敏感指标，并用于危险分层的准确评估[3]。尽管一些研究认为与磁共振和CT相比，超声定量容易低估左房容积[4]，但是超声心动图仍然是最简单、非介入性和性价比高的检查方法。

2 左房功能的评估

2.1 频谱多普勒 代表左房充盈的肺静脉血流频谱和代表左房排空的二尖瓣血流频谱可用于评估左房功能。频谱多普勒优点在于实用性和简单性。二尖瓣舒张早期峰值（E）与舒张晚期峰值（A）流速比值可相对地反映左房辅助泵功能，收缩期肺静脉血流频谱与舒张期二尖瓣血流频谱可相对地反映储存与管道功能[5]。频谱多普勒的主要缺点是缺乏特异性，左室舒张期功能障碍、二尖瓣疾病以及异常的血流动力学等都能引起血流频谱的变化。

2.2 组织多普勒成像技术（TDI） TDI可检测心肌的运动速度，有效地反映局部心肌运动的方向与增厚的程度。彩色组织多普勒成像（C-TDI）可同步采集多个节段和低速高振幅心肌速度，已被证实可以用来评估左房整体和局部功能[6]。TDI的局限性在于：结果的准确性易受角度、图像帧频、呼吸运动、相邻节段心肌运动以及心脏收缩转动的影响。

2.3 应变及应变率成像技术 应变及应变率成像通过评估心肌运动速度的空间梯度来提供反映心肌形变的数据，进而评价局部心肌功能，且该技术不受临近心肌运动的影响，能够区别心肌的主动收缩和被动牵拉，故对心肌评估优于TDI。左房ε曲线的正向波峰（εs）对应储存功能，舒张早期和舒张晚期的负向波峰（εe和εa）分别对应管道和辅助泵功能。同理，左房的SR曲线由正向SR-S波、负向SR-E波和负向SR-A波组成，分别反映左房的储存、管道以及辅助泵功能[7]。SRI的局限性包括易受信号噪声、帧率以及超声入射角度的影响。

2.4 斑点追踪技术（STI） 二维斑点追踪技术（2D-STI）通过自定义感兴趣区域，一帧一帧追踪声学标记，获得左房应变曲线。2D-STI不存在角度依赖性，可测量左房心肌在纵向、径向及环向上的应变及应变率，评估心脏的收缩和舒张功能以及心肌运动的非同步性[8]。与左室相比，左房ε成像更加困难和费时。心房减低的信号噪声比，薄的心房壁，复杂的几何学形态以及左心耳和肺静脉的存在都会对左房形变分析产生影响。

三维斑点追踪技术（3D-STI）克服了2D成像平面运动的限制，对心肌斑点的三维空间运动进行追踪[9]，避免了2D-STI出现的斑点丢失现象，可重复地完整地分析心肌形变。3D-STI的评价心肌的应变指标包括：纵向应变、径向应变、环形应变以及面积应变等指标。已有许多基础和临床研究验证了3D-STI评估节段和整体室壁运动及非同步性的可靠性及实用性[10]。3D-STI技术的局限性在于追踪的准确度受时间和空间分辨率的影响，对图像质量有较高要求。

3 应用左房容积和功能对心血管疾病进行风险预测

3.1 房颤患者中的风险预测 左房扩大和功能障碍（储存和管道功能减低，辅助泵功能减低或缺乏）普遍存在于房颤患者中，并能够预测心血管事件[9]。Saha等[11]进行一项非瓣膜病性房颤病例对照研究，结果表明与对照组相比，房颤患者左房总体纵向εs和排空指数是减低的，而最大和最小左房容积增加；而且，将左房总体εs和LAVI添加到统计模型可增加CHADS2评分对住院治疗和死亡的预测。在一个回顾性病例对照研究中，57例低危阵发性房颤（CHADS2评分≤1，在脑血管意外或短暂性缺血发作之前）患者对照57例永久性房颤患者，研究表明减低的εs和εa可预测脑卒中风险[12]。另一项研究中，与未诊断为脑血管意外的患者相比，永久性房颤患者左房纵向εa峰值及SR曲线中储存（SR-S）和管道（SR-E）阶段峰值显著减小（绝对值）；对年龄、LAVI和左室射血分数进行调整后，εa和SR-S与脑血管意外独立相关，这些表明心房重塑和受损的心房收缩性可能导致更严重的血运停滞和血栓栓塞风险[13]。

左房功能的评价已用于预测房颤患者经直流电复律或射频消融后能否成功恢复窦性心律。Di Salvo等[14]预测新发孤立性房颤成功转复后9个月内的复发率，研究表明维持窦性心律最好的预测指标为心房下壁SR-S峰值＞1.8 s-1以及心房间隔εs峰值＞22%；心房储存能力的测量可独立地预测维持窦性心律。经直流电复律，房颤患者未能转复或4周后房颤复发，心房不同步性（应用六段模型测量左房ε峰值）是复发的独立预测指标，而左房容积不是[15]。尽管形变参数在各个研究中有所不同，心房形变程度及同步性异常情况始终能够预测心脏电复律后房颤的复发。类似的结果也可见于房颤患者射频消融术后[16]。

3.2 心肌病患者的风险预测 不考虑左室收缩功能，左房容积是心衰发展的预测指标[17]。一旦心衰出现，左房扩大是扩张性心肌病（DCM）患者死亡率和住院治疗率的重要预测指标。研究表明，对于扩张性心肌病心衰患者，LAVI是心血管事件的独立预测指标；LAVI增大，心血管事件风险也逐步增加[18]。大量研究支持将左房大小列入DCM患者风险分层方案。不过，尽管储存、管道和辅助泵功能的异常情况以及代偿作用都有描述，但很少有数据支持用左房功能来预测DCM患者的心血管结局。

左房扩大是肥厚性心肌病（HCM）患者疾病严重程度和预测不良心血管事件的指标。HCM患者中，与较小LAVI相比，LAVI＞34 ml/m2心血管事件发病率显著增高（16.4%vs. 2.3%），并且存在更加严重的二尖瓣返流、肥大和舒张期功能障碍[19]。HCM患者中，左房功能出现异常，增加的辅助泵功能以及受损的储存和管道功能已被描述[20]，但很少有研究应用左房功能来预测HCM的心血管事件。

3.3 缺血性心脏病患者的风险预测 大量研究表明左房容积能预测急性心肌梗死（AMI）后的存活率。Beinart等[21]研究表明，与较小左房的AMI患者相比，LAVI＞32 ml/m2（48 h内入院测量）的患者存在较高的慢性心衰（CHF）发病率、严重的二尖瓣返流，增大的左室，减少的左室射血分数以及更高的5年死亡率。并且，AMI后一个月内的左房扩大（左房重塑早期）更有显著意义[22]。

类似地，AMI患者的左房εs（48 h内入院测量）是全因死亡率、再梗死以及CHF的独立预测指标[23]。研究人员发现最大左房容积和εs能够独立预测左房重塑（最大左房容积增加≥8 ml/m2）；与无心房重塑相比，左房重塑患者左房的εs 和SR-S严重减低[24]。心肌缺血患者左房被动排空指数（代表管道功能） 每减少10%，不良心血管结局就增加57%（包括死亡，急性冠状动脉综合征和CHF住院），这些表明减少的左房被动排空储备可能是缺血引起的舒张功能障碍的敏感指标[25]。这些研究都支持将左房大小和功能的评估细化入急性或慢性缺血性心脏病风险分层模型中。

3.4 心脏瓣膜病患者的风险预测 容积超负荷引起左房扩大普遍存在于慢性二尖瓣关闭不全患者中，左房扩大能够反应返流的严重程度和持续时间。尽管左房大小与二尖瓣术后死亡率有着密切关系，但左房扩大预测慢性器质性二尖瓣关闭不全的内科治疗结局尚不清楚。内科治疗下，左房直径≥55 mm的患者拥有较低的8年存活率，并且能够分别独立预测全因死亡率和心脏病死亡率，左房直径≥5 mm手术患者伴有较大存活率，但对手术后的结果没有影响[26]。与LAVI＜40 ml/m2的患者比较，LAVI≥60 ml/m2的患者内科治疗增加死亡率和心血管事件（房颤和心衰）。内科治疗下，LAVI≥60 ml/m2，40～59 ml/m2以及＜40 ml/m2的患者的5年存活率分别为53%，84%及90%。LAVI≥60 ml/m2的患者，行二尖瓣手术没有临床价值[27]。

目前，应用左房功能预测慢性二尖瓣关闭不全患者的研究较少。轻度慢性二尖瓣关闭不全患者左房总体εs峰值增加，但随着返流严重程度的增加而进行性减低[28]。然而，主动排空指数变化不大，二尖瓣关闭不全患者的组织速度A'减少，表明尽管增加心房心肌形变，但收缩贡献减低。与无临床症状的风湿性二尖瓣狭窄（平均二尖瓣瓣口面积1.5±0.4 cm2）患者相比，发生临床事件（住院治疗、房颤、血栓栓塞、瓣膜手术或经皮瓣膜成形术）的患者左房容积非显著增大，平均SR-S显著减低。当SR-S临界值为-1.69 s-1时，预测心血管事件的敏感性和特异性分别为88%和80.6%[29]。保持或代偿增加心房辅助泵功能对主动脉瓣狭窄患者维持心输出量至关重要。与健康对照组相比，严重的主动脉瓣狭窄患者所有斑点追踪超声心动图ε参数全部减低[30]。对于严重的单纯主动脉瓣狭窄患者瓣膜换置术后，Rossi等表示左房直径可独立预测术后症状的缓解，并且术后40 d，患者左房εa值增加以及LAVI减小[31]。

4 局限性

尽管大量的数据证明左房大小和功能可预测心血管事件，但结合这些参数的危险分层策略并未应用于当前临床实践中。结合2D左房大小的评估，虽然3D技术克服了很多困难，但由于心房和心室的相互作用（不考虑方法技术），心房功能评估仍然有问题。此外，左房扩大和功能障碍可能受固有心房异常，负荷改变或代偿（例如，重新分配的储存和管道功能，由于Frank-Starling机制增加的心房收缩）的影响，以及疾病进程的不同阶段心房功能也有不同表现。测量左房功能的方法都存在重大局限性，并且在心动周期相同阶段中，反映特定心房功能的指标往往与其他人缺乏关联性。很多时候，导致功能变化的血流动力学和生物物理学性质是假设出来的，我们并不清楚。尽管ε和SR的应用日益广泛，但在左房上的应用仍存在挑战。形变分析需要一定专业知识和训练有素的操作者，数据采集以及处理步骤也是费时费力。不同斑点追踪超声心动图算法所产生的数据差异、快速变化的软件以及缺乏统一的标准值等仍旧阻碍ε成像的应用。另外，大部分临界值来自于小范围受试者，准确性差，且受年龄、性别，心房区域和超声制造商的影响。

5 结论

左房容积反映了长期以来左室充盈压的平均水平以及左室舒张功能障碍持续时间和严重程度。大量研究表明LAVI是预测心血管事件发生的一项重要指标，无论房颤、充血性心力衰竭、脑卒中以及死亡等均是一个独立危险因素。左房功能对心血管疾病影响的这些研究，给我们提供了新的见解，应用左房功能来预测心血管事件是有前景的方法。然而，左房功能的临床数据都来源于前瞻性试验，需要对设备和分析技术进行标准化，正常参考值应大量结合年龄、性别等因素进行调整，进一步确认左房功能对心血管事件的预测能力。在临床心血管病治疗中，除了降压、降脂外，还应注意逆转左室肥厚，改善左室舒张功能，防止左房进一步扩大，这对降低心血管事件的发生具有重要的临床意义。

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