超声评估房颤患者左心系统结构功能研究进展

韦晓博，危慧琳，范梅贞 (北华大学附属医院，吉林 吉林 132001)

心房颤动简称房颤，是临床上常见的心律失常，发病率逐年升高[1]。其发病机制尚未完全阐述，目前多认为是多种机制共同作用的结果，其中折返机制和异位局部触发是其重要驱动因素[2]。有学者认为相关疾病使左心室舒张末期压力增大及左心房容量负荷过重可导致左心房扩大、纤维化，引起电重构诱发房颤[3]，而房颤本身又可以引发左心房扩大、心肌僵硬度增加，引起心肌解剖重构和电重构再次诱发房颤，房颤的自我持续可形成恶性循环最终诱发心力衰竭[4-5]。超声在心血管疾病中应用广泛，用以评估房颤患者左心系统结构及功能有助于把握患者病情变化，有效预防心衰的发生。

1 与房颤相关的左心系统结构及功能改变

房颤患者左心房改变包括功能重构、解剖重构和电重构[6-7]。房颤发生时心房肌细胞受炎性因子刺激,出现间质纤维化、心肌僵硬度增加、左心房收缩和舒张功能减低，使得左心房舒张末期容量负荷增加导致左心房扩张。心房肌纤维化还可使细胞表面缝隙连接蛋白分布和表达异常而改变心房肌细胞电偶联，造成心房肌局部电冲动和传导方向紊乱，是折返性房性心律失常发生和维持的潜在因素[7]。

房颤引起的心肌纤维化可累及心室肌细胞，是左心室重构和心衰的重要标志[8-9]。研究表明，心室肌纤维化可使其形变能力下降，顺应性减低。房颤患者房、室运动不协调会增加左心室舒张末期压力，使左心室舒张及收缩功能减低、心排出量下降[10]。房颤患者左心房射血减少使得左心室舒张末期血容量减少，进一步降低了心排出量，可诱发或加重心衰[6]。

而左心室重构一般发生较晚，多由心室肌纤维化加重引起的心肌耗能增加、代谢失衡及心肌老化加速所致[11]。

2 常规超声心动图评估房颤患者左心系统

2.1 M型超声心动图

M型超声通过光点群随时间改变形成的曲线描记心脏及大血管运动状态可判断房颤的发生。在胸骨旁左室长轴切面测量左心房前后径、左心室收缩及舒张末期内径可初步判断房颤患者是否存在解剖重构，二尖瓣前叶运动曲线Am峰幅度常用以观察心房收缩期心肌运动状态。解剖及全方位M型超声更是在高时间-空间分辨率基础上摆脱了角度依赖性，为多角度分析心肌运动状态提供了便利[10]。但房颤患者心房扩大呈非对称性，且M型超声观测心脏运动仍依赖于几何假设，其准确性有待商定[11]。

2.2 二维超声心动图

二维超声心动图可相对直观地显示心脏解剖结构，在心尖四腔或两腔心切面测得的左心房、室各径线可初步评估心腔大小。双平面Simpson法或双平面区域长度法测量一个心动周期内不同时相左心房、室容积变化，计算出的左心房主动和被动射血分数、左心室射血分数(LVEF)等可客观评估左心房、室功能[12]。体表标化的左心房容积指数(LAVI)和左心房功能指数(LAFI)可从结构和功能两方面综合评估其整体功能，已有研究证实左心房解剖重构及功能改变与房颤和心血管疾病的发生密切相关[13-14]。

二维超声测量心腔容积依赖于心脏形态的几何假设，对操作水平有一定要求。为提高准确性，欧洲心脏病学会提出了心脏各径线、面积和容积的测量方法和标准。

3 频谱多普勒成像技术估房颤患者左心系统

可通过调节取样容积位置获得相应部位血流频谱以判断血流性质、方向及速度来评估左心房、室功能。①二尖瓣舒张期血流频谱E波和A波峰值流速及时间速度积分分别反映了左心室舒张功能和左心房辅助泵功能。房颤时A波多消失使得心房机械功能难以评估[15]。②肺静脉血流频由心室收缩期S波、舒张期D波和心房收缩期A波构成，其中S波的产生与肺静脉回流及左心房主动充盈有关，可反映左心房舒张功能。左心房与肺静脉间无瓣膜，窦律患者心房收缩期肺静脉血短暂回流产生的负向A波可反映左心房主动收缩功能[16]。③于主动脉瓣口血流频谱上测定主动脉瓣射血时间，再将取样容积置于左心室流入道、流出道之间测定左心室等容舒张时间，计算出的左心室Tei指数可评估左心室整体功能。研究[17]表明房颤复发组与非复发组比较，Tei指数有所增高。

由于房颤患者心率不整，各心动周期容量负荷差异较大，使得二尖瓣血流频谱E波不稳定而易出现假正常化。肺静脉血流频谱又对声像条件要求高，易受左心室顺应性干扰。

4 实时三维超声心动图评估房颤患者左心系统

实时三维超声心动图(RT-3DE)实时采集三维信息并快速成像可系统把握心脏立体结构，对左心房、室各径线和容积等的测量更准确。研究[18]指出RT-3DE对左心房容积和功能的评估与双平面Simposion法同样可行且二者相关度较高。有学者用TR-3DE对房颤患者左心房运动不同步进行了量化(最小收缩血量容积标准差，Tmsv-SD)，88例阵发性房颤患者首次射频消融术后有21例复发房颤，与无房颤复发者比较，其心房容积和功能无明显差异，但Tmsv-SD差异显著，从而推断心房肌运动不同步可作为预测房颤复发的指标[19]。但RT-3DE对图像质量要求高，易受患者心律不齐的影响，且需要特殊计算机和分析软件支持，目前临床应用并不广泛。

5 斑点追踪成像技术评估房颤患者左心系统

5.1 二维斑点追踪成像

二维斑点追踪成像(2D-STI)可通过追踪心肌组织斑点位移定量分析左心房、室运动速度，应变及应变率等评估心肌的功能状态。2D-STI显示左心房无明显增大的房颤患者左心房应变、应变率仍有下降，表明左心房功能改变早于结构改变[20]。Vincenti[21]追踪的39例房颤电复律患者中，仅12例在3个月后恢复了左心房机械功能，表明大多数房颤患者由于心房增大及僵硬度增加等因素在恢复窦律后存在心房顿抑期。Nagai[22]评估了射频消融前后持续性房颤患者的左心室功能，结果表明LVEF保留且无心衰症状的持续性房颤患者在射频消融术后6个月，多数患者心室重构、扭转以及LVEF均有改善。

5.2 三维斑点追踪成像

三维斑点追踪成像(3D-STE)可立体追踪心肌斑点运动轨迹获得心脏容积-时间曲线，通过圆周、纵向、径向和面积的应变来评估房颤患者心肌的结构和功能[4]。3D-STI敏感性高，可在左心房容积无明显增大前反映房颤患者左心房功能改变，测定的左心房应变率也可很好地预测阵发性房颤患者射频消融术后复发的可能性[23]。对于左心室，有研究[8]证实3D-STI可以在LVEF改变前检测到阵发性房颤患者左心室形变和收缩功能减低，以便及时了解左心室收缩功能受损情况。

斑点追踪成像早期多用于心室结构及功能测定，目前也广泛应用于心房。2D-STI时间、空间分辨率高，无角度依赖性，不受心肌整体或相邻节段运动影响，但却仅局限于平面，不能追踪平面外斑点。3D-STI虽不受心肌运动方向限制，但其时间及空间分率并不理想[8]。

6 经食道超声心动图评估房颤患者左心系统

经食道超声心动图(TEE)是将探头置入食管内从心脏后方扫查的一项新技术。探头频率高，图像清晰，不受胸骨、肋骨和肺气干扰，可直观显示心脏结构。通过对各径线的测量、计算及血流频谱分析等可准确判断左心房及左心耳结构和功能改变。研究表明[6]房颤患者左心耳有所扩大，且左心耳正常特征性血流频谱曲线消失，提示房颤患者左心耳功能下降。厉竟[24]等发现房颤患者左心耳呈双叶或多叶的比例明显高于正常对照组，其中血栓形成者左心耳均为双叶或多叶，且房颤患者左心耳壁运动位移和应变率也低于正常对照组。TEE可及早发现左心耳血栓和血流动力学异常，能严格把握房颤患者治疗禁忌证，避免左心耳血栓脱落导致体循环栓塞，对导管射频消融、左心耳封堵术等的筛查和评估有重要意义[25]。由于存在恶心呕吐及口咽食管黏膜损伤等不良反应，患者的接受度较低，同时TEE还存在一定禁忌证，如食道疾病、重症心衰、凝血功能障碍等。

房颤是近年来的常见病多发病，及早诊断和治疗干预有利于降低心血管疾病发生率，对改善患者预后和提高生活质量具有重要意义。虽然超声医学对评估房颤患者心脏结构和功能仍有一些弊端，但随着各项技术的发展及操作规范和指南的完善会让超声医学越来越走向规范化、标准化，在疾病诊断和治疗中发挥更重要的作用。未来超声医学新技术的开发和利用也会更好地服务于医疗卫生事业。