心房颤动患者左心耳结构与功能评估的研究进展

郑丽丽，褚强，戴红艳

(青岛市市立医院心脏超声科，山东 青岛266011)

心房颤动(atrial fibrillation，AF)是规律而有序心房电活动的丧失，代之以绝对不规律的心房电活动，是心房电活动严重紊乱的一种表现。AF 是老年人群中最为常见的一种心律失常。研究显示，AF 在中国人群中的发病率约为0.77%，且随着我国人口老龄化的进展，AF 的发病率也在不断升高［1］。有研究证实，非风湿性心脏瓣膜病AF 患者血栓形成部位均为左心耳［2］。AF 患者左心耳功能不良，舒缩功能降低，由于左心耳自身的解剖结构特点，左心耳成为血栓形成的最常见部位［3］。抗凝药物特别是华法林的应用对预防AF 患者血栓栓塞事件的发生非常重要，虽然服用华法林是预防AF 患者发生血栓栓塞事件较常见和有效的方法，但其副作用较大，特别是对于中老年患者，消化道出血、紫癜等相关并发症的发生率较高。近年来，微创治疗在AF的治疗中应用广泛，如经皮左心耳封堵术和AF 射频消融术，另外AF 患者预防血栓栓塞事件的外科手术方法还有左心耳外科结扎术和左心耳切除术，对于这些治疗方案的选择均基于对AF 患者病情的详细分析［4］。临床治疗过程中，对AF 患者左心耳功能变化的分析，对于指导后续临床抗凝药物的应用、治疗方案的选择以及预防血栓栓塞事件的发生具有非常重要的意义。现就AF 的生理病理学特点、左心耳的功能特点以及不同成像技术对其功能的评估等予以综述。

1 AF 的病理生理改变

有关AF 的流行病学研究表明，除了与年龄相关外，AF 还存在许多其他的危险因素，如肥胖、睡眠呼吸暂停综合征、长期饮酒、情绪不稳定等［5］。AF的病理生理机制非常复杂，各个机制之间存在一定的关联。AF 最重要的病理变化为心房结构、功能的改变，随着病情的进展可演变为永久性AF。欧洲心脏病学会发布的AF 指南根据患者临床症状和对生活质量的影响将AF 分为四级:Ⅰ级患者自身无明显症状;Ⅱ级患者自身临床症状较轻，常规活动不受任何限制;Ⅲ级患者临床症状比较严重，常规活动已受到较大限制;Ⅳ级患者临床症状非常严重，自身已不能承受任何活动［6］。在AF 发生发展过程中，心房结构重构和心房电重构是两种主要的重构类型［7］。目前，对于心房结构重构的研究主要分为两个方面:①超微结构的重构，它表现为溶酶体的出现、核染色体聚集成团，而这些在窦性心律人群中不存在;②组织形态结构的重构，它可以引起心肌细胞在形态学上的改变以及细胞凋亡、心肌细胞能量代谢的改变、心肌细胞淀粉样变、神经激素分泌紊乱和心房组织纤维样变等［8］。离子通道的异常是心房电重构发生的基础，心房电重构发生后，心房肌细胞的自律性升高，从而产生异位冲动，异位冲动使得心房肌细胞提前除极，形成震荡性后电位，即微折返，微折返的存在是AF 发生的主要原因，同时它在AF 的维持方面也发挥重要作用。此外，缝隙连接蛋白、离子通道、微RNA 改变等亦可对心房传导产生影响，从而引起AF。

2 左心耳的功能特点及血栓形成原因

左心耳内有丰富的梳状肌，其本身具有主动舒缩功能，且左心耳心肌较心房心肌组织具有更强的舒缩功能，其自身运动可以加快血流速度从而有效阻止血栓形成。左心房和左心耳心肌运动幅度的减弱是导致心腔内血栓形成的最根本原因［9］。AF 患者血液在左心房、左心耳内停留时间延长，血液由左心房流入左心室的速度减慢。研究发现，左心耳血流速度与左心耳内血栓形成具有较高的相关性［10］。有学者通过对700 多例服用阿司匹林的AF 患者进行研究发现，左心耳的排空速度与血栓栓塞事件独立相关，且同时合并高血压的AF 患者更容易出现血栓栓塞事件［11］。左心耳心肌组织还具有一定的顺应性，这对于左心房容积和压力的调节具有非常重要的意义。作为左心房结构组成的一部分，当左心房内压力升高时，左心耳可借助其自身的顺应性代偿性扩大，但由于压力的升高其自身的舒缩功能也逐渐减弱，从而使得左心耳自身排空能力下降、血流速度减慢，以上病理改变均可导致左心耳内血栓形成。另外左心房作为产生心房钠尿肽的主要部位，其中一部分由左心耳产生［12］。当左心房内压力增大时，左心耳不仅能通过自身的顺应性来降低左心房的压力，还能通过分泌更多的心房钠尿肽来发挥排钠利尿的作用，以进一步降低左心房内压力。

3 超声心动图

3.1 经食管超声心动图(transoesophageal echocardiography，TEE) 经胸超声心动图不能清楚地观察左心耳，而TEE 的出现，使得对左心耳的研究得以深入。左心耳作为AF 患者血栓形成最常见的部位，其发生机制尚未明确，目前认为可能与左心耳狭长并含有丰富的肌小梁的特殊解剖结构相关。

近年来随着超声技术的快速发展，对左心耳结构功能的评估方法也越来越多，其中TEE 无论是对左心耳解剖结构的检测还是对其功能方面的评估均是临床最常用的检查方法。TEE 探头更加靠近心脏，且探头频率高，图像较其他检查方法更加清楚;同时，TEE 的探头可以从0° ～180°多个平面对左心耳进行扫查，从而能更加清楚全面地对左心耳复杂的解剖结构进行观察、评估［13］。目前，TEE 已广泛应用于临床，它是阵发性或持续性AF 患者实施射频消融术之前必须检查的项目［14］。另外，TEE 检查也常规应用于左心耳封堵术术前筛查、术中指导以及患者术后恢复情况的评估，这些对于AF 患者的治疗、预后均具有很重要的指导作用［15］。目前有研究提出应用3D-TEE 来评估左心耳内血栓可能是一种更为可靠的方法，因为3D-TEE 不仅较少受到伪像的影响，它还可以将血栓与肌小梁区分开。有研究人员应用3D-TEE 对左心耳血流动力学进行分析提出，AF 患者的左心耳排空分数较正常人群低［3］。Gan 等［16］对非瓣膜性AF 患者左心耳容积的变化进行研究，证实3D-TEE 能有效评价左心耳容积和左心耳排空分数;同时，该研究还提出左心耳收缩末期容积18.45 mL 和左心耳舒张末期容积9.49 mL 是评估左心耳内血栓形成的临界值。这表明，3D-TEE在评价左心耳血栓形成中具有重要价值。

然而，TEE 检查过程中可能会出现一些并发症，如胃肠道撕裂或穿孔、误吸等。另外，TEE 检查还存在一些禁忌证，如活动性消化道出血、凝血功能障碍等。故今后应重视更为安全可靠检查方法的研究和发展。

3.2 斑点追踪显像技术(speckle tracking imaging，STI) STI 是近年新发展起来的一种超声诊断方法，它以高帧频的二维灰阶动态图像为基础，随着心动周期，自动追踪指定区域心肌的运动，并计算出该区域心肌的变形，从而得出应变和应变率等相关运动参数。应变通常用心肌运动过程中自身长度的变化量占原心肌长度的比值来表示。应变率则是指在单位时间内的心肌应变值。心肌的应变、应变率可以分别用来体现该节段心肌变形的程度及速率［4］。STI 分析的二维灰阶动态图像是由众多小像素一起组成，这些小像素即为均匀分布于心肌组织上并与组织运动具有同步性的声学斑点［17］。STI 就是通过追踪各个斑点的运动，并计算出各个斑点的运动轨迹，从而得出该节段心肌运动的速度大小、应变和应变率值［18］。STI 具有操作简便、实用性强、无角度依赖性和良好的可重复性等特点，它要求有较高的二维图像帧频，故STI 具有较高的空间分辨率、时间分辨率，同时还不受其他节段心肌、心脏整体运动功能的影响，能准确地从多方面综合评估心肌的运动功能。Amundsen 等［19］运用STI 对正常对照者和陈旧性心肌梗死患者的心肌进行分析，并将该结果与声学测微计和磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)结果对比，结果发现STI 分析的心肌应变结果与另外两种方案的结果具有高度相关性。另有研究证实，应用STI 对心肌进行应变分析具有良好的可重复性，对冠心病及心肌梗死具有早期诊断价值。Kim 等［20］通过实验证实，应用STI 分析心房心肌的运动功能可行，且还具有良好的可重复性。此外，STI 还可以用来测量二维动态图像上的任何可见的心肌径向、纵向或周向应变和应变率值，为研究心脏的局部运动功能提供新方向［21］。

左心耳功能的评估对于AF 患者血栓栓塞事件的预防很重要。有学者应用STI 对服用抗凝药物的AF 患者进行研究发现，AF 抗栓评分与左心耳充盈速度呈负相关［22］，表明左心房的弹性形变能力降低会引起左心耳充盈速度减慢。Sasaki 等［23］通过研究证实，左心耳血栓形成时左心房的弹性形变能力降低，并证实左心耳充盈速度可以反映左心房的弹性形变能力。然而，目前对于STI 评价左心耳功能尚没有统一标准，还需进一步的临床研究。

4 心脏CT

心脏CT 对AF 患者血栓栓塞的相关研究多集中于对左心耳形态和功能方面。左心耳口部的位置对于AF 患者血栓栓塞事件有一定影响，有研究表明，与左心耳口部位置低的患者相比，左心耳口部位置较高的患者血栓形成风险明显升高，这可能由于离二尖瓣瓣环越远，血流速度越慢。另有研究表明，左心耳容积增大可使左心耳内血流速度降低，从而使得左心耳内血栓形成的可能性增大，故左心耳容积增大可作为AF 患者脑卒中的高危因素［24］。作为左心房的一部分，左心耳是左心房在胚胎阶段的一部分肌性残留。左心耳的形态呈多样性，临床最常见的有“鸡翅”型(48%)、“仙人掌”型(30%)、“风向标”型(19%)、“菜花”型(3%)4 种［25］。Kimura等［26］研究发现，左心耳“菜花”型可能是AF 患者脑卒中的一个独立预测因素。另外，左心耳内肌小梁的多少对于血栓形成也有一定影响。Khurram 等［27］研究证明，AF 患者血栓栓塞事件的发生与左心耳内肌小梁的多少有关，肌小梁越丰富越易引起左心耳内血液淤滞、血栓形成。而对比增强心脏CT 可以实现心脏结构的再重建，对左心耳形态和功能方面的研究、AF 患者血栓栓塞事件的发生以及临床用药方面具有一定的指导意义。

随着心脏CT 技术的不断提高，其在评价AF 患者左心耳内血栓形成中的作用会越来越重要，它不仅具有操作时间短的特点，还可以有效避免TEE 检查给患者带来的痛苦。但行心脏CT 检查患者需暴露在辐射下，且对比增强心脏CT 还需要使用对比剂，对比剂的应用使得该检查在肾功能不全患者中受到一定限制。

5 心脏MRI

目前，对于心脏MRI 应用于左心耳功能评估方面的研究较多。有学者提出，MRI 可以作为一种独立的检查方法来判断左心耳内是否有血栓，其中long TIDE-CMR(delayed enhancement-CMR with a long inversion time)是目前诊断左心耳内是否有血栓形成的最好序列［28］。MRI 是一种非侵入型的诊断左心耳血栓的检查方法，不需要镇静药物，无需接受放射线或肾毒性药物，且其敏感性和准确性与多层计算机断层扫描相似。Ohyama 等［29］利用三重反转恢复序列研究发现，该序列可以将左心耳内与左心耳壁血栓区分开。在拟行静脉隔离手术患者的相关检查中，MRI 不仅可以清楚显示左心耳的解剖结构，还可以提示左心耳内是否存在血栓。另外，MRI还可以对左心耳内血栓形成的时间进行相应的评估。Alnasser 等［30］研究发现，对基于T1 和T2 加权的MRI 图像进行分析，不仅可以分析出混合血栓的具体组织成分，还可以对血栓形成的时间进行相应的分析评估。因此，利用MRI 评估左心耳功能对AF 患者的临床治疗具有一定的指导意义。

MRI 虽然具有高时间分辨率、高空间分辨率、无辐射、良好的软组织分辨力、高对比度噪声比等特点，但同时也存在费用昂贵、持续时间长、不兼容某些材料等缺点，未来对于该检查方法的进一步优化将提高其在临床的应用比例。

6 小 结

目前，虽然关于AF 患者左心耳功能评估方面的研究较多，并已经取得了一定成果，但TEE 仍是诊断的金标准。而STI 因自身的众多优势在心脏评估方面的应用也越来越多，成为临床的一种重要辅助检查方法。随着技术的不断进步，心脏CT 和MRI 在左心耳血栓形成检测方面的应用将得到推广，甚至很可能成为替代TEE 的重要成像方式，且在未来的发展中心脏CT 可能会不断减少造影剂的用量和电离辐射，这对于心脏CT 的推广非常重要。