三维经食道超声心动图定量评估房颤患者左心耳功能

李 洁 周 畅 刘 蓉 陈晓娣 鲍荣辉 廖 磊 徐 亮 王芳园

(三峡大学 第一临床医学院[宜昌市中心人民医院] 超声科，湖北 宜昌 443003)

心源性卒中常造成脑组织大面积梗死，导致患者死亡或并发严重大脑功能障碍[1]。房颤(atrial fibrillation，AF)是心源性卒中最主要的病因，约占全部卒中病因的15%，AF患者脑卒中风险是正常人的5倍[2]。对AF患者进行血栓检测是降低其卒中风险的重要手段。

AF患者90%的血栓形成于左心耳(left atrial appendage，LAA)，这与LAA形态结构复杂且富含疏状肌密切相关[3]。传统经胸超声心动图(transthoracic echocardiograph,TTE)很难显示LAA结构，目前二维经食管超声心动图(two-dimensional echocardiography，2D-TEE)是评估LAA结构及功能的主要手段，但2D-TEE图像只能实时显示一个切面，有一定局限性[4]。三维经食管超声心动图(three-dimensional echocardiography，3D-TEE)不仅能全面显示LAA形态结构及任意切割观察，还可测量其容积和功能改变[5]，从而在左心耳血栓(left atrial appendage thrombus，LAAT)形成之前有效评估AF患者的栓塞风险，区分高危人群以指导抗凝治疗，降低后续风险。本文旨在探讨3D-TEE对LAA功能评估的价值，以期为AF患者的临床诊断、治疗决策及预后评估提供参考。

1 材料与方法

1.1 研究对象

选取2018年1月～2019年1月在我院心内科就诊，经临床评估、常规心电图、24 h动态心电图诊断为非瓣膜性AF患者60例，其中男性33例，女性27例。根据3D-TEE检查结果将AF患者中LAA内检出LAAT和/或自发性显影(spontaneous echocardiographic contrast，SEC)现象的21例为LAAT/SEC组，无LAAT和/或SEC现象的39例为NON-LAAT/SEC组。LAAT的诊断标准为LAA内实质性回声团；SEC的诊断标准为心腔内动态云雾状回声。对照组24例患者来自我院门诊及病房，为经常规心电图、TTE和TEE检查确定无AF和心脏特殊异常的窦性心律者，其中男性15例，女性9例，排除合并风湿性心脏病、心肌病、心力衰竭、严重肝肾功能异常及慢性消耗性疾病的患者。本研究所获信息与资料均获得患者及家属同意，并经我院伦理委员会批准。

1.2 病史采集及实验室指标

详细记录入选患者资料，包括性别、年龄、身高、体重、心率、房颤类型及是否患有高血压、糖尿病。入院当日查血常规、凝血功能、肾功能，次日清晨空腹查血糖、血脂及肝功能等。

1.3 仪器与方法

采用Philips iE33超声诊断仪，经胸二维超声探头S5-1，频率为1～5 MHz；实时三维经食管纯净波矩阵多平面探头X7-2t，频率为2～7 MHz。操作前常规行TTE检查，在胸骨旁左室长轴切面测得左心房内径(left atrial diameter，LAD)及左室射血分数(left ventricular ejection fraction，LVEF)等指标。TEE检查前禁水禁食8 h，口含利多卡因胶浆数分钟进行充分局部麻醉，患者取左侧卧位，同步记录心电图以确定心动周期时相并进行心电监测。探头进入食管深度为距门齿25～45 cm，通过进退旋转及调节前后左右方位以获得所需切面，主要选择左心耳切面及心尖四腔切面观察患者有无LAAT及SEC。调节切面角度，显示完整的LAA与肺静脉入口，将频谱多普勒取样容积置于LAA颈部获得LAA血流频谱，基线上方前向最大血流速度即为LAA最大排空速度(peak emptying velocity，PEV)，基线下方最大血流速度为最大充盈速度(peak filling velocity，PFV)，窦性心律者连续测量3个心动周期，AF心律者连续测量5个心动周期并计算平均值(见图1)。将完整的LAA、部分二尖瓣和主动脉瓣通过3D-ZOOM模式取图并保存，AF组采集5个心动周期图像，对照组采集3个心动周期图像，取各心动周期平均值。

1.4 图像分析

在Philips QLab工作站完成脱机后图像处理分析。QLab软件打开LAA三维图像，采用自由切割方法切割图像，显示LAA内部结构，观察LAA内LAAT形成情况(见图2)。采用QLab软件中3DQ GI插件对图像进行实时测量。当图像处于LAA最大容积帧时，调节红、绿、蓝3个平面，测量LAA开口宽度指数(left atrial appendage width index，LAA-WI)、LAA长度指数(left atrial appendage length index，LAA-LI)、LAA 开口面积指数(left atrial appendage open area index，LAA-OI)、LAA 最大容积指数(left atrial appendage maximum volume index，LAA-VImax)、在容积最小帧时测量LAA 最小容积指数(left atrial appendage minimum volume index，LAA-VImin)。软件自动计算出LAA射血分数(left atrial appendage ejection fraction，LAA-EF)。窦性心律患者，以心电图上T波终末为LAA最大面积/容积，QRS波起始为LAA最小面积/容积；AF患者，在同一心动周期取5～6帧多次测量其面积/容积，取最大、最小面积/容积分析(如图3)。

1.5 统计学方法

2 结果

2.1 基本资料

AF组与对照组性别、年龄、BMI、心率、高血压及糖尿病患病率等指标差异均无统计学意义(均P>0.05)；LAAT/SEC组持续性房颤比例更高(P<0.05)(见表1)。

表1 受检者一般临床资料

2.2 超声心动图参数

各组超声心动图参数见表2。各组间LVEF、LAA-LI无明显统计学差异(均P>0.05)。房颤组LAD、LAA-WI、LAA-OI、LAA-VImax、LAA-VImin较正常对照组增大，LAAT/SEC组更为明显(均P<0.05)。房颤组PEV、PFV、LAA-EF较正常组均降低，LAAT/SEC组降低更为显著(均P<0.05)。

表2 各组超声心动图指标对比

2.3 相关性分析

LAA-EF与PEV呈正相关(r=0.53，P<0.01)，LAA-EF与LAA-OI呈负相关(r=-0.37,P=0.01)，见表3。

表3 LAA-EF与PEV、LAA-OI的相关性

3 讨论

AF发病率随年龄增加逐渐升高，由其导致的心源性卒中发病率也随年龄逐渐增高[6]。LAA在房颤导致的心血管相关事件中扮演重要角色，LAA功障碍与血栓栓塞并发症密切相关。及时发现并明确LAA结构及功能异常、控制相关危险因素、避免心血管危险事件的发生是临床干预的关键。

临床上常用CHADS2和CHA2DS2-VASc评分来评估患者的卒中风险，此外，部分影像学参数也可提供有效信息来预测心源性卒中风险。既往大量研究表明，房颤时TTE发现LAAT、SEC及血流速度改变[7,8]。房颤时形成的SEC代表左心房、LAA内血流动力学及凝血机制的改变，与LAAT形成关系密切，有研究表明其致脑栓塞事件概率高达22%，是血栓事件的独立预测因子[9]。

食道超声探头成像频率较高，且距心脏解剖位置较近，与普通经胸超声心动图相比能提供更高的图像质量及分辨率。此外，3D-TEE在心脏整体结构观察及功能定量分析上比2D-TEE更有优势。3D-TEE可提供独特的三维视角观察LAA开口，直接测量LAA开口面积、深度等参数，在经皮LAA封堵术中协助临床医生选择合适的封堵伞，其准确性得到广泛认可[10]。目前主要依靠多普勒技术测量LAA开口处排空及充盈速度从而评估LAA功能[11]。窦性心律者频谱多普勒测量LAA峰值速度具有特征性血流频谱，临床操作简单易得，但易受心律、LAA大小及左室功能等因素影响。LAA排空分数是反映LAA机械功能的最佳指标，可利用面积变化率估测排空分数从而评估左心耳功能，但这种基于二维平面法测得的排空分数存在一定误差[12]，而准确测量心动周期中LAA体积变化才能更精确评估LAA的排空分数。本研究应用3D-TEE技术采集LAA三维图像后，客观显示心动周期中LAA体积及形态变化。且3D-TEE获取容积及LAA-EF等参数不受LAA多形性运动的影响，能更加客观评价LAA功能。

本研究中，AF患者LAA-WI、LAA-OI、LAA-VImax、LAA-VImin值比正常人高，而PEV、PFV、LAA-EF较正常人低，表明房颤时LAA形态及功能均发生了明显改变。LAA具有主动舒缩功能，对缓解左心房压力、保证左室充盈起重要作用。AF时心房不能有效舒缩，导致左房内血液瘀滞，为缓解左心房压力LAA顺应性增大，长期血流动力学紊乱导致LAA排空功能下降，表现为LAA扩大，其内血液流速减慢，PEV明显减低，进而出现SEC或LAAT[13]。而在LAAT/SEC组患者中这种改变更为显著，表明这些参数的改变与LAAT/SEC的形成密切相关。LAA-LI在各组间无明显统计学差异，说明AF患者LAA容积增大主要表现为开口扩大而非深度增加。

本研究结果还显示，AF组患者LAD明显增大，且LAAT/SEC组更显著，表明左心房大小与LAAT/SEC形成相关。有研究表明，孤立性AF患者心房活检结果示明显间质纤维增生，伴器质性心脏病的AF患者心房增大且间质纤维化[14]。心房肌细胞超微结构改变、心肌间质纤维化和胶原纤维重分布可能导致局部心肌电活动传导异常，使激动传导减慢、路径曲折，从而促进AF的发生和维持。Goldman等[15]、田兵等[16]证实，左心房增大可导致LAAT及SEC形成概率增加。本研究中，LAA-EF与LAA-OI和PEV有良好的相关性，说明LAA-EF可作为定量评价LAA功能的可靠指标。3D-TEE获取的LAA容积参数为我们提供了一个新的角度，临床中结合3D-TEE及多普勒技术可以更加全面准确地评估LAA功能。同时，这些功能参数也能用来预测心源性脑卒中的风险[17]。本研究表明应用3D-TEE提供的容积参数定量评估LAA功能可行，此方法可用以评估AF患者危险分层，以及为临床实施LAA封堵术提供依据。

本研究也有一定的局限性。3D-TEE时间分辨率较低，尤其在AF患者中无心电图作为参考，可导致无法获取最大及最小容积。此外，本研究样本量有限，还需更大样本量的研究来证实3D-TEE数据评估LAA功能的有效性。