房颤患者左心房及左心耳连接处心肌影像特征与左心耳形态学参数的相关性

魏晓旋 朱芳华 李彩英 宋鹏 胡婧 耿左军 刘怀军 田欣

非瓣膜性心房颤动,简称房颤(atrial fibrillation),是临床上最常见的持续性快速心律失常之一,患病率为0.65%,随着中国老龄化社会的到来,房颤的发生率也越来越高,>80岁人群房颤发生率高达7.5%[1-2]。左心耳(left atrial appendage,LAA)是在妊娠早期发育的原始胚胎左心房的不规则和高度小梁的残余,它通过一个狭窄的小孔与左心房相连[3-4],左心房和左心耳在房颤病程中都起重要作用。房颤患者会发生左心房和左心耳结构和形态重构,包括左心房与左心耳体积的增大和心肌纤维化,它们与房颤的疾病发展和预后相关[5-6],其中左心房、左心耳功能和左心耳纤维化严重程度可以反映房颤的严重程度[7-9]。以往的研究主要关注于房颤患者左心房和左心耳的形态改变,例如体积增大等,而较少关注左心房和左心耳心肌厚度。因此本研究拟研究房颤患者左心房与左心耳心肌的影像特征,并与左心耳形态学参数进行相关分析,对于了解房颤时左心房与左心耳的结构和功能变化具有重要意义。房颤患者常伴发冠心病,临床上单独发生房颤的患者较少,一半以上的患者有冠心病病史的同时也有房颤,因此,本研究纳入伴冠心病的房颤患者与冠心病但无房颤患者,以及正常对照组,研究房颤患者左心耳与左心房连接处的心肌厚度的影像学特征。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析2022年5月至2023年5月河北医科大学第二医院接受冠状动脉CTA扫描的房颤人群74例(房颤组),非房颤冠状动脉粥样硬化人群75例(非房颤组)与正常对照组56例。其中房颤人群男39例,女35例;非房颤冠状动脉粥样硬化人群男32例,女43例;正常对照组男22例,女34例。

1.2 纳入与排除标准

1.2.1 房颤组患者纳入标准：①房颤患者均为临床证实,经体格检查及心电图确诊为房颤的患者;②均行256层螺旋CT心脏CTA检查;③伴有冠状动脉粥样硬化。

1.2.2 房颤组患者排除标准：① CTA影像质量差,无法测量左心房和左心耳体积;② CTA检查禁忌者、造影剂过敏者、起搏器置入及其他心脏内置入物者。③合并瓣膜性心脏病及先天性心脏病患者。

1.2.3 非房颤组冠状动脉粥样硬化患者纳入标准：①冠心病诊断符合国际心脏病学会和世界卫生组织缺血性心脏病的诊断命名标准。②不伴有房颤。

1.2.4 非房颤组患者排除标准：冠心病伴有房颤,或伴心肌炎、心肌病、心内膜炎、风湿性心脏病、结缔组织病、肿瘤以及肝硬化等。

1.2.5 正常对照组纳入标准：CTA图像无冠状动脉硬化。

1.2.6 排除标准：① CTA图像显示心肌质量差; ②碘对比剂过敏者,置入心脏起搏器及其他内置物者;③心肌梗死、肥厚性心肌病等与心肌相关的心脏病。

1.3 方法

1.3.1 在横断面上测量左心耳与左心房连接处心肌的厚度：首先,在横断面上找到左心耳与左心房连接处心肌最厚的层面。其次,在矢状位图像上再次验证此处的心肌为最厚点。将定位点放在上述横断面的心肌上,即可看到相应心肌的矢状位图像,然后测量该处的心肌厚度,并且在该层面前、后的多个连续层面测量心肌厚度,证实该处(左心耳峡部近左心耳端)心肌最厚[10-11]。见图1。

图1 在CTA横断面图像上,确定左心耳与左心房连接处最厚心肌的位置,并测量其长度。阴影分别为左心房和左心耳

1.3.2 测量左心耳基底部长径、短径、面积、周长：在冠状面找到左心耳同左心房交界的最大层面,将定位线垂直左心耳同左心房交界处,进行多平面重组,之后在矢状面上将定位线垂直于左心耳同左心房交界处,最后得到横断面上左心耳基底部的图像,测量左心耳基底部开口的长径、短径、面积、周长。见图2、3。

图2 左心耳开口的测量方法;A 左心耳开口的矢状位图像;B 左心耳开口的冠状位图像

图3 左心耳开口长径、短径、周长、面积的测量;在CTA图像上,勾画出左心耳开口的轮廓,后处理软件自动计算出左心耳的周长和面积;画出左心耳开口的最长径,并作与之垂直的线段,作为左心耳开口的短径,软件自动计算出左心耳开口的长径和短径长度

1.3.3 左心耳、左心房体积：应用心功能处理软件获得左心耳和左心房的3D图像,软件自动测量出左心耳和左心房的总体积,在左心耳同左心房连接的根部切割出左心耳,获得左心耳单独图像,得到左心耳体积,两者相减得到左心房体积。见图4。

图4 左心耳深径与体积的测量;A 后处理软件自动分割出左心耳与左心房体积,在左心耳与左心房连接处进行分割,得到图B,即左心耳;测量左心耳尖端至底部中点的长度,作为左心耳深径

1.3.4 左心耳深径：在左心耳的单独3D图像上测量左心耳尖端最远处到左心耳基底部平面中心的距离。见图4。

1.3.5 图像采集：采用 Philips 256层螺旋CT检查。扫描时采取仰卧位,使用回顾性心电门控技术,单次呼气末屏气扫描,准确控制扫描范围。将非离子型对比剂碘海醇(350 mgI/mL,剂量0.8 mL/kg)用双筒高压注射器从静脉注入,一般选取右手,扫描范围子气管分叉下方0.5 cm扫描到膈肌。扫描参数管电压80～120 kV,管电流280～350 mAs/转,准直128×0.625,螺距0.18,旋转时间330 ms,矩阵512×512,扫描视野250 mm。

1.3.6 图像后处理：原始图像行75%期相重建后传至Philips EBW 4.5工作站进行后处理,采用心功能处理软件获得左心耳三维图像,测量左心房与左心耳连接处的心肌厚度、左心耳和左心房体积及左心耳深径。对于左心耳开口采用多平面重建技术(MIP)观察。

2 结果

2.1 房颤组、非房颤组及正常对照组临床资料比较 3组间性别比差异无统计学意义(P>0.05),但房颤组年龄、BMI较非房颤组和正常对照组偏大(P=0.001,P=0.009),非房颤组与正常对照组间无差异(P>0.05)。房颤组与正常对照组高血压患者比例差异有统计学意义(P=0.002)。见表1。

表1 房颤组、非房颤组、正常对照组临床资料比较

2.2 房颤组、非房颤组及正常对照组左心耳形态学参数比较 3组间左心耳深径和左心耳开口长径差异无统计学意义(P>0.05),而房颤组左心耳开口周长、短径、面积、左心耳体积、左心房体积、左心耳与左心房连接处的心肌厚度较非房颤组与正常对照组偏大(P<0.05),而非房颤组与正常对照组间无差异(P>0.05)。见表2。

表2 房颤组与非房颤组、对照组左心耳形态学参数、左心房体积比较

2.3 房颤组和非房颤组不同参数的多因素Logistic回归 纳入年龄、BMI、高血压及左心耳开口周长、短径、面积及左心耳体积、左心房体积、左心耳与左心房连接处的心肌厚度构建房颤组和非房颤组的多因素Logistic回归方程,发现年龄、BMI、高血压、左心耳开口周长、短径、面积、左心耳体积对房颤的影响无统计学意义(P>0.05);房颤对左心耳与左心房连接处的心肌厚度、左心房体积的影响有统计学意义(OR=1.88,P<0.001;OR=1.04,P<0.001),相对于非房颤组,左心耳与左心房连接处的心肌厚度每增加1 mm,房颤发病可能性将近提升1.89倍,左心房体积每增加1 mL,房颤发病可能性将近提升1.04倍。见表3。

表3 房颤组和非房颤组不同参数多因素logistic回归

2.4 房颤组和正常对照组不同参数的多因素logistic回归 纳入年龄、BMI、高血压及左心耳开口周长、短径、面积及左心耳体积、左心房体积、左心耳与左心房连接处的心肌厚度构建房颤组与正常对照组的多因素logistic回归方程,发现年龄、BMI、高血压、左心耳开口周长、短径、面积、左心耳体积对房颤的影响无统计学意义(P>0.05);房颤对左心耳与左心房连接处的心肌厚度、左心房体积的影响有统计学意义(OR=1.48,P<0.05;OR=1.06,P<0.001),相对于正常对照组,左心耳与左心房连接处的心肌厚度每增加1 mm,房颤发病可能性将近提升1.48倍,左心房体积每增加1 mL,房颤发病可能性将近提升1.06倍。见表4。

表4 房颤组和正常对照组不同参数的多因素logistic回归

2.5 左心耳体积、左心房体积和左心房与左心耳连接处心肌厚度的相关性分析 左心耳体积、左心房体积和左心房与左心耳连接处心肌厚度的相关分析得出,左心耳体积、左心房体积和左心房与左心耳连接处心肌厚度呈显著正相关(P<0.05)。见表5。

表5 左心耳体积、左心房体积和左心房与左心耳连接处心肌厚度的相关性

3 讨论

心房颤动是常见的心律不齐病变,且发病率逐年攀升。近年来研究表明,左心房和左心耳的形态特征与房颤的发生和延续有关[12],房颤发生时,左心耳结构和形态重构及血流动力学改变,容易引起血栓形成和严重的缺血性脑卒中事件[8-13]。目前为止,关于房颤患者左心房和左心耳连接处的心肌厚度和房颤相关性的研究较少。本研究基于CTA图像来评价左心房和左心耳连接处的心肌厚度和房颤的相关性,可以为临床治疗和评价房颤提供可靠证据。

本研究发现房颤组年龄、BMI和左心耳开口周长、短径、面积、左心耳体积、左心房体积、左心耳与左心房连接处的心肌厚度均>非房颤组、正常对照组;进行多因素回归分析后发现,房颤对左心耳与左心房连接处的心肌厚度、左心房体积的影响较大。房颤患者与非房颤患者及正常对照组左心耳与左心房连接处的心肌厚度、左心房体积差异有统计学意义。相对于不伴房颤的冠心病患者,心肌厚度每增加1 mm,房颤发病可能性将近提升1.89倍,左心房体积每增加1 mL,房颤发病可能性将近提升1.04倍;相对于正常人而言,左心耳与左心房连接处的心肌厚度每增加1 mm,房颤发病可能性将近提升1.48倍,左心房体积每增加1 mL,房颤发病可能性将近提升1.06倍。因此,左心耳与左心房连接处的心肌厚度有可能是房颤发展过程中的重要影像学标记物,有可能成为研究心肌纤维化的潜在靶兴趣区。

有研究表明左心房与左心耳之间的心肌厚度主要位于左心耳的峡部,左心耳峡部的心肌最厚。尽管存在区域差异,LAA周围各点的组织厚度是一个恒定的参数,不受性别、年龄或人体测量参数的影响[10]。并且虽然左心耳形态有多种,包括鸡翅型、风向标型、仙人掌型和花菜型[14],但左心耳的心肌厚度与心耳形态无关[4]。本研究发现,左心耳与左心房连接处的心肌厚度左心耳体积、左心房体积相关,并且与左心房体积相关性更高,尚属首次。这有助于更深入了解房颤导致的左心房和左心耳心肌形态重构。

目前只在尸检上证明左心耳峡部近左心耳端处的心肌最厚,影像学只能估测左心耳与左心房连接处心肌最厚的层面(此时的心肌厚度对应左心耳峡部近左心耳端处的心肌)[15]。纳入患者偏老年人,年龄范围过小,有待进一步研究。