心房顫動患者左心耳結構與功能評估的研究進展

鄭麗麗，褚強，戴紅艷

(青島市市立醫院心臟超聲科，山東 青島266011)

心房顫動(atrial fibrillation，AF)是規律而有序心房電活動的喪失，代之以絕對不規律的心房電活動，是心房電活動嚴重紊亂的一種表現。AF 是老年人群中最為常見的一種心律失常。研究顯示，AF 在中國人群中的發病率約為0.77%，且隨著我國人口老齡化的進展，AF 的發病率也在不斷升高［1］。有研究證實，非風濕性心臟瓣膜病AF 患者血栓形成部位均為左心耳［2］。AF 患者左心耳功能不良，舒縮功能降低，由于左心耳自身的解剖結構特點，左心耳成為血栓形成的最常見部位［3］。抗凝藥物特別是華法林的應用對預防AF 患者血栓栓塞事件的發生非常重要，雖然服用華法林是預防AF 患者發生血栓栓塞事件較常見和有效的方法，但其副作用較大，特別是對于中老年患者，消化道出血、紫癜等相關并發癥的發生率較高。近年來，微創治療在AF的治療中應用廣泛，如經皮左心耳封堵術和AF 射頻消融術，另外AF 患者預防血栓栓塞事件的外科手術方法還有左心耳外科結扎術和左心耳切除術，對于這些治療方案的選擇均基于對AF 患者病情的詳細分析［4］。臨床治療過程中，對AF 患者左心耳功能變化的分析，對于指導后續臨床抗凝藥物的應用、治療方案的選擇以及預防血栓栓塞事件的發生具有非常重要的意義。現就AF 的生理病理學特點、左心耳的功能特點以及不同成像技術對其功能的評估等予以綜述。

1 AF 的病理生理改變

有關AF 的流行病學研究表明，除了與年齡相關外，AF 還存在許多其他的危險因素，如肥胖、睡眠呼吸暫停綜合征、長期飲酒、情緒不穩定等［5］。AF的病理生理機制非常復雜，各個機制之間存在一定的關聯。AF 最重要的病理變化為心房結構、功能的改變，隨著病情的進展可演變為永久性AF。歐洲心臟病學會發布的AF 指南根據患者臨床癥狀和對生活質量的影響將AF 分為四級:Ⅰ級患者自身無明顯癥狀;Ⅱ級患者自身臨床癥狀較輕，常規活動不受任何限制;Ⅲ級患者臨床癥狀比較嚴重，常規活動已受到較大限制;Ⅳ級患者臨床癥狀非常嚴重，自身已不能承受任何活動［6］。在AF 發生發展過程中，心房結構重構和心房電重構是兩種主要的重構類型［7］。目前，對于心房結構重構的研究主要分為兩個方面:①超微結構的重構，它表現為溶酶體的出現、核染色體聚集成團，而這些在竇性心律人群中不存在;②組織形態結構的重構，它可以引起心肌細胞在形態學上的改變以及細胞凋亡、心肌細胞能量代謝的改變、心肌細胞淀粉樣變、神經激素分泌紊亂和心房組織纖維樣變等［8］。離子通道的異常是心房電重構發生的基礎，心房電重構發生后，心房肌細胞的自律性升高，從而產生異位沖動，異位沖動使得心房肌細胞提前除極，形成震蕩性后電位，即微折返，微折返的存在是AF 發生的主要原因，同時它在AF 的維持方面也發揮重要作用。此外，縫隙連接蛋白、離子通道、微RNA 改變等亦可對心房傳導產生影響，從而引起AF。

2 左心耳的功能特點及血栓形成原因

左心耳內有豐富的梳狀肌，其本身具有主動舒縮功能，且左心耳心肌較心房心肌組織具有更強的舒縮功能，其自身運動可以加快血流速度從而有效阻止血栓形成。左心房和左心耳心肌運動幅度的減弱是導致心腔內血栓形成的最根本原因［9］。AF 患者血液在左心房、左心耳內停留時間延長，血液由左心房流入左心室的速度減慢。研究發現，左心耳血流速度與左心耳內血栓形成具有較高的相關性［10］。有學者通過對700 多例服用阿司匹林的AF 患者進行研究發現，左心耳的排空速度與血栓栓塞事件獨立相關，且同時合并高血壓的AF 患者更容易出現血栓栓塞事件［11］。左心耳心肌組織還具有一定的順應性，這對于左心房容積和壓力的調節具有非常重要的意義。作為左心房結構組成的一部分，當左心房內壓力升高時，左心耳可借助其自身的順應性代償性擴大，但由于壓力的升高其自身的舒縮功能也逐漸減弱，從而使得左心耳自身排空能力下降、血流速度減慢，以上病理改變均可導致左心耳內血栓形成。另外左心房作為產生心房鈉尿肽的主要部位，其中一部分由左心耳產生［12］。當左心房內壓力增大時，左心耳不僅能通過自身的順應性來降低左心房的壓力，還能通過分泌更多的心房鈉尿肽來發揮排鈉利尿的作用，以進一步降低左心房內壓力。

3 超聲心動圖

3.1 經食管超聲心動圖(transoesophageal echocardiography，TEE) 經胸超聲心動圖不能清楚地觀察左心耳，而TEE 的出現，使得對左心耳的研究得以深入。左心耳作為AF 患者血栓形成最常見的部位，其發生機制尚未明確，目前認為可能與左心耳狹長并含有豐富的肌小梁的特殊解剖結構相關。

近年來隨著超聲技術的快速發展，對左心耳結構功能的評估方法也越來越多，其中TEE 無論是對左心耳解剖結構的檢測還是對其功能方面的評估均是臨床最常用的檢查方法。TEE 探頭更加靠近心臟，且探頭頻率高，圖像較其他檢查方法更加清楚;同時，TEE 的探頭可以從0° ～180°多個平面對左心耳進行掃查，從而能更加清楚全面地對左心耳復雜的解剖結構進行觀察、評估［13］。目前，TEE 已廣泛應用于臨床，它是陣發性或持續性AF 患者實施射頻消融術之前必須檢查的項目［14］。另外，TEE 檢查也常規應用于左心耳封堵術術前篩查、術中指導以及患者術后恢復情況的評估，這些對于AF 患者的治療、預后均具有很重要的指導作用［15］。目前有研究提出應用3D-TEE 來評估左心耳內血栓可能是一種更為可靠的方法，因為3D-TEE 不僅較少受到偽像的影響，它還可以將血栓與肌小梁區分開。有研究人員應用3D-TEE 對左心耳血流動力學進行分析提出，AF 患者的左心耳排空分數較正常人群低［3］。Gan 等［16］對非瓣膜性AF 患者左心耳容積的變化進行研究，證實3D-TEE 能有效評價左心耳容積和左心耳排空分數;同時，該研究還提出左心耳收縮末期容積18.45 mL 和左心耳舒張末期容積9.49 mL 是評估左心耳內血栓形成的臨界值。這表明，3D-TEE在評價左心耳血栓形成中具有重要價值。

然而，TEE 檢查過程中可能會出現一些并發癥，如胃腸道撕裂或穿孔、誤吸等。另外，TEE 檢查還存在一些禁忌證，如活動性消化道出血、凝血功能障礙等。故今后應重視更為安全可靠檢查方法的研究和發展。

3.2 斑點追蹤顯像技術(speckle tracking imaging，STI) STI 是近年新發展起來的一種超聲診斷方法，它以高幀頻的二維灰階動態圖像為基礎，隨著心動周期，自動追蹤指定區域心肌的運動，并計算出該區域心肌的變形，從而得出應變和應變率等相關運動參數。應變通常用心肌運動過程中自身長度的變化量占原心肌長度的比值來表示。應變率則是指在單位時間內的心肌應變值。心肌的應變、應變率可以分別用來體現該節段心肌變形的程度及速率［4］。STI 分析的二維灰階動態圖像是由眾多小像素一起組成，這些小像素即為均勻分布于心肌組織上并與組織運動具有同步性的聲學斑點［17］。STI 就是通過追蹤各個斑點的運動，并計算出各個斑點的運動軌跡，從而得出該節段心肌運動的速度大小、應變和應變率值［18］。STI 具有操作簡便、實用性強、無角度依賴性和良好的可重復性等特點，它要求有較高的二維圖像幀頻，故STI 具有較高的空間分辨率、時間分辨率，同時還不受其他節段心肌、心臟整體運動功能的影響，能準確地從多方面綜合評估心肌的運動功能。Amundsen 等［19］運用STI 對正常對照者和陳舊性心肌梗死患者的心肌進行分析，并將該結果與聲學測微計和磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)結果對比，結果發現STI 分析的心肌應變結果與另外兩種方案的結果具有高度相關性。另有研究證實，應用STI 對心肌進行應變分析具有良好的可重復性，對冠心病及心肌梗死具有早期診斷價值。Kim 等［20］通過實驗證實，應用STI 分析心房心肌的運動功能可行，且還具有良好的可重復性。此外，STI 還可以用來測量二維動態圖像上的任何可見的心肌徑向、縱向或周向應變和應變率值，為研究心臟的局部運動功能提供新方向［21］。

左心耳功能的評估對于AF 患者血栓栓塞事件的預防很重要。有學者應用STI 對服用抗凝藥物的AF 患者進行研究發現，AF 抗栓評分與左心耳充盈速度呈負相關［22］，表明左心房的彈性形變能力降低會引起左心耳充盈速度減慢。Sasaki 等［23］通過研究證實，左心耳血栓形成時左心房的彈性形變能力降低，并證實左心耳充盈速度可以反映左心房的彈性形變能力。然而，目前對于STI 評價左心耳功能尚沒有統一標準，還需進一步的臨床研究。

4 心臟CT

心臟CT 對AF 患者血栓栓塞的相關研究多集中于對左心耳形態和功能方面。左心耳口部的位置對于AF 患者血栓栓塞事件有一定影響，有研究表明，與左心耳口部位置低的患者相比，左心耳口部位置較高的患者血栓形成風險明顯升高，這可能由于離二尖瓣瓣環越遠，血流速度越慢。另有研究表明，左心耳容積增大可使左心耳內血流速度降低，從而使得左心耳內血栓形成的可能性增大，故左心耳容積增大可作為AF 患者腦卒中的高危因素［24］。作為左心房的一部分，左心耳是左心房在胚胎階段的一部分肌性殘留。左心耳的形態呈多樣性，臨床最常見的有“雞翅”型(48%)、“仙人掌”型(30%)、“風向標”型(19%)、“菜花”型(3%)4 種［25］。Kimura等［26］研究發現，左心耳“菜花”型可能是AF 患者腦卒中的一個獨立預測因素。另外，左心耳內肌小梁的多少對于血栓形成也有一定影響。Khurram 等［27］研究證明，AF 患者血栓栓塞事件的發生與左心耳內肌小梁的多少有關，肌小梁越豐富越易引起左心耳內血液淤滯、血栓形成。而對比增強心臟CT 可以實現心臟結構的再重建，對左心耳形態和功能方面的研究、AF 患者血栓栓塞事件的發生以及臨床用藥方面具有一定的指導意義。

隨著心臟CT 技術的不斷提高，其在評價AF 患者左心耳內血栓形成中的作用會越來越重要，它不僅具有操作時間短的特點，還可以有效避免TEE 檢查給患者帶來的痛苦。但行心臟CT 檢查患者需暴露在輻射下，且對比增強心臟CT 還需要使用對比劑，對比劑的應用使得該檢查在腎功能不全患者中受到一定限制。

5 心臟MRI

目前，對于心臟MRI 應用于左心耳功能評估方面的研究較多。有學者提出，MRI 可以作為一種獨立的檢查方法來判斷左心耳內是否有血栓，其中long TIDE-CMR(delayed enhancement-CMR with a long inversion time)是目前診斷左心耳內是否有血栓形成的最好序列［28］。MRI 是一種非侵入型的診斷左心耳血栓的檢查方法，不需要鎮靜藥物，無需接受放射線或腎毒性藥物，且其敏感性和準確性與多層計算機斷層掃描相似。Ohyama 等［29］利用三重反轉恢復序列研究發現，該序列可以將左心耳內與左心耳壁血栓區分開。在擬行靜脈隔離手術患者的相關檢查中，MRI 不僅可以清楚顯示左心耳的解剖結構，還可以提示左心耳內是否存在血栓。另外，MRI還可以對左心耳內血栓形成的時間進行相應的評估。Alnasser 等［30］研究發現，對基于T1 和T2 加權的MRI 圖像進行分析，不僅可以分析出混合血栓的具體組織成分，還可以對血栓形成的時間進行相應的分析評估。因此，利用MRI 評估左心耳功能對AF 患者的臨床治療具有一定的指導意義。

MRI 雖然具有高時間分辨率、高空間分辨率、無輻射、良好的軟組織分辨力、高對比度噪聲比等特點，但同時也存在費用昂貴、持續時間長、不兼容某些材料等缺點，未來對于該檢查方法的進一步優化將提高其在臨床的應用比例。

6 小 結

目前，雖然關于AF 患者左心耳功能評估方面的研究較多，并已經取得了一定成果，但TEE 仍是診斷的金標準。而STI 因自身的眾多優勢在心臟評估方面的應用也越來越多，成為臨床的一種重要輔助檢查方法。隨著技術的不斷進步，心臟CT 和MRI 在左心耳血栓形成檢測方面的應用將得到推廣，甚至很可能成為替代TEE 的重要成像方式，且在未來的發展中心臟CT 可能會不斷減少造影劑的用量和電離輻射，這對于心臟CT 的推廣非常重要。