超声心动图评价慢性肾病患者左心房功能的研究进展

孙海丽，游宇光

（1.赣南医学院2020级硕士研究生；2.赣南医学院第一附属医院超声医学科，江西 赣州 341000）

慢性肾病（chronic kidney disease，CKD）已经成为全球性的疾病，世界范围内CKD患者数量的增加正逐渐达到流行病学的比例［1］。多项研究证明，CKD是发生心血管不良事件的独立危险因子［2］。包括心律失常、心力衰竭、动脉粥样硬化、冠心病等在内的心血管不良事件是慢性肾脏疾病患者发病和死亡的主要原因［3］。以往的研究主要是围绕左心室的功能变化来预测CKD患者心血管不良事件的发生，但近年来，随着对左心房（LA）结构及功能的认识不断加深，左心房功能障碍对心血管不良事件预测作用的研究也受到越来越多的关注。本文对应用超声心动图来评估慢性肾病患者左心房功能的研究进展进行综述。

1 左心房的功能

左心房（left atrium，LA）的主要功能表现为：①管道功能：在心室舒张早期充当肺静脉血液进入心室的“导管”；②泵功能：在心室舒张晚期主动收缩增加左心室充盈量；③储备功能：在心室收缩和等容舒张期间储存来自肺静脉的血液［4］。这三种功能相互协作共同维持左心室的充盈压，在整个心动周期的调节中起重要作用［5］。近年来有研究表明，左心房增大可作为预测不同疾病患者心血管风险的有效指标［6］。因此及早地发现和评估左心房的结构及功能变化，可为心血管疾病的诊断、疗效评价和预后提供重要帮助。

2 慢性肾病引起心功能受损的机制

心肌细胞可分泌内皮素-1、一氧化氮等各种血管因子与内皮细胞、成纤维细胞相互作用，在血管生成和血管舒缩性张力控制中发挥着关键作用［7-8］。与普通人群相比，CKD患者心血管不良事件的发病率和死亡率风险明显增高。心血管疾病被认为是导致所有CKD患者死亡的主要原因之一［9］。

CKD引起心血管受损的机制目前有以下几种解释：⑴CKD患者的肾素-血管紧张素-醛固酮系统（renin-angiotensin-aldosterone system，RAAS）激活刺激心肌发生纤维化，导致左心房的顺应性下降［10］；心肌纤维化的一个特征是细胞外基质的产生显著增加，有功能的心肌细胞被纤维化瘢痕组织所取代，从而影响舒张和收缩功能。导致CKD患者心肌纤维化的一个主要因素是高血压，主要与压力超载有关。缺血、血管紧张素Ⅱ、醛固酮等相关因素进一步促进了心肌纤维化的发展。CKD患者的弹性纤维丢失和血管钙化导致动脉硬化加速，血管硬度增加又导致心脏后负荷增加，从而促进心肌肥厚和纤维化［11］；⑵CKD可能导致机体处于微炎症状态，由于过早的氧化应激反应、抵抗力下降等原因可使体内炎症因子水平过高。任何原因的炎症和炎症反应都可以干扰肾脏微循环调节，持续性、低级别的炎症状态可导致纤维化和肾功能障碍［12］，从而引起容量负荷增加，LA功能恶化；RAO A K等［13］在实验中证明了晚期CKD患者的血清C反应蛋白水平与LA体积之间具有显著相关性，DEMIRTAS L等［14］在对透析的终末期肾病（end-stage renal disease，ESRD）患者心房机电延迟（altrial electromechanical delay，AEMD）进行研究时发现，与健康个体相比，透析后的ESRD患者的AEMD时间延长，LA主动和被动排空量增加，低级别慢性炎症是其中的危险因素之一；⑶CKD患者可能引发交感神经刺激，导致儿茶酚胺水平增高，与LA功能障碍有关，TRIPEPI G等［15］在ESRD患者进行的随访中发现ESRD患者的血清去甲肾上腺素水平升高与LA舒张功能相关。

近年来，越来越多的研究表明，CKD在疾病早期可以加速心血管病程进展，包括过早的动脉粥样硬化、钙化和心肌重构，导致心室肥厚和舒张功能障碍［16］。研究表明，CKD对心脏的影响最先表现为舒张功能减低［17］，其原因可能是CKD患者体内存在大量的心肌毒性物质，致使心肌肥厚及间质纤维化，造成左心室顺应性减低、舒张功能障碍［18］。

3 超声心动图新技术在评估慢性肾病患者心血管风险中的应用

由于放射造影剂和含钆造影剂对肾脏的毒性影响限制了对CKD患者可疑心血管疾病的充分检查。因此，能够发现CKD患者早期心肌结构和功能的异常，并能识别心血管疾病风险的无创和非对比诊断方法是必要的。超声心动图作为一项便捷、无创、廉价的检查方式广泛应用于慢性肾病的各项检查及评估中。

3.1 二维斑点追踪成像技术（two-dimensional speckle tracking imaging，2D-STI）2D-STI是一种无创评价心脏功能的新方法。该方法使用遍布整个心肌的天然声学标记物——斑点，在心动周期中跟踪心肌的运动，从而分析心肌的形变［19］。2D-STI衍生的应变分析可以检测到心肌纤维化，由于左心房壁更薄，应用应变分析可以更早地检测到左心房的心肌改变。

JAHN L等［9］在实验中利用2D-STI对CKD3～4期患者进行心肌应变分析，实验所测量的径向应变和纵向STE值与正常对照组相比均明显降低。而在校正年龄、性别、糖尿病和肾小球滤过率等因素之后，心血管疾病的死亡率和全因死亡率仍然保持这种相关性。表明2D-STI可以检测CKD3～4期患者心肌功能的减低，从而达到预测心血管不良事件的发生和全因死亡率的效果。KADAPPU K K等［20］应用2D-STI评估慢性肾病和高血压对左心房功能的独立影响，实验将33例伴有高血压的3期慢性肾病患者（CKD组），与33例正常人群和33例肾功能正常的高血压患者（HT组）进行比较。通过对比正常人群组与HT组，评估伴有高血压的慢性肾病患者（CKD组）左心房的大小来评价肾功能不全对左心房功能的独立影响。研究表明，CKD对左心房的功能障碍具有累加作用，而在左心房体积增大前，其应变和应变率已经降低。

蔡绮哲等［21］在实验中应用2D-STI分析左心房的应变及应变率，分别评价左心房储器应变（left atrial reservoir strain，LASr）、导管应变及泵功能应变，该研究表明在根据年龄、性别、血压等相关因素调整后的LASr及泵功能应变与肾功能呈独立相关，而导管功能与肾功能的相关性不大，且LASr与肾功能的相关性最高。该研究还提示，CKD患者的左心房储蓄功能明显减低，肾功能受损可能是其主要原因。表明了CKD主要影响LA作为心室“储血池”的功能。NAKANISHI K等［22］也在研究中表明，CKD可能首先影响LA储蓄功能，随着肾功能障碍的进展，左心房体积增大可能随后发生。LA增大可能是LA心肌重塑的晚期标志，而受损的左心房排空分数（left atrial ejection fraction，LAEF）可能是早期发现CKD患者LA心肌重塑的指标之一。这表明LA储蓄功能的评估可能提供重要的信息，以识别高危CKD患者，这些患者即使无明显的心脏疾病，也可能需要仔细监测和积极地治疗。

GAN G C H等［23］在最近的一项研究中表明，LASr是CKD患者心血管不良事件和心血管死亡的独立预测因子，且优于临床风险评分、左心室参数和左心房容积。LASr可作为左心室顺应性降低的标志，且与CKD3～4期患者的运动能力独立相关，可作为此类人群功能性容量的静息生物标志物［24］。而PAPADOPOULOS C E等［25］在 实验 中 通 过 研 究ESRD患者炎症状态与阵发性心房颤动（paroxysmal atrial fibrillation，PAF）发作和LA应变或LA应变率的关系来探讨新的超声心动图指标在预测ESRD患者PAF发作的患病率中的作用。LA应变可能为此类患者的风险分层提供更高的价值，并可能成为比标准超声心动图指数更有用和有效的PAF预测指标。

3.2 实时三维超声心动图（real-time threedimension imaging echocardiography，RT-3DE）RT-3DE是一种获取左心房信息的无创工具，具有足够的时间分辨率和空间分辨率。3DE能不依靠几何形态的假设，准确客观地评价左心房的容积大小，并在疾病早期观察到左心房的形态变化［26］。既往研究表明［27］，RT-3DE对左心房结构测量的准确性与金标准MRI呈高度相关，提示RT-3DE对评估左心房的结构和功能具有较高的可行性。RT-3DE已被证明比传统的二维成像技术评估左心房功能更准确和可重复性［28］。

孔双双等［29］应用3DE分析102例CKD2～5期非透析患者的左心房容积曲线及各项3DE参数，评估左心房的容积和功能。提示3DE较常规超声能更早地检测出左心房的结构变化。而吴丹等［30］在应用RT-3DE和组织多普勒成像（Tissue Doppler Imaging，TDI）技术评估早期CKD患者左心房功能改变的研究中发现，与正常对照组相比，CKD1～3期患者的常规二维参数及左心房排空指数和膨胀指数等差异无统计学意义，但CKD3期患者的左心房容积指数（left atrial volume index，LAVI）增高，左心房收缩指标较对照组减低，说明CKD3期患者的左心房容积和主动收缩功能已经发生改变。

应用RT-3DE所测得LAVI已被公认为是评估左心房结构的可靠指标，同时也是风险分层和监测的指标［31］。超声心动图测量的左心房容积（left atrial volume，LAV）增加在终末期肾病患者中十分常见。已有研究［32］证明，LAVI是血液透析患者预后的独立预测因子，为传统的临床和多普勒超声心动图数据提供重要信息。

张红安等［33］在实验中应用RT-3DE分别对左心房的三种功能进行容积参数比较，发现各期CKD患者的左心房导管功能参数较正常对照组相比均有下降，而左心房的储备功能和泵功能容积指数有明显增加。表明RT-3DE可对CKD患者左心房的功能变化进行定量评价，对早期预防CKD患者心血管不良事件的发生具有重要临床意义。

BOKHARI S R等［34］在研究中发现LAVI升高和LAV的增大与肾小球滤过率（glomerularfiltration rate，GFR）值呈负相关，即肾功能损伤越严重，LAVI升高越明显。HEE L等［35］在研究中发现CKD组中LAVI显著增大，是不良心脏事件的预测因子。TRIPEPI G等［36］在研究中发现，CKD患者血液透析后的LAVI高于相同年龄和性别的健康个体。他们还指出，左心房大小在很大程度上与潜在的左心室收缩功能障碍有关。说明3DE对LA的评估不仅为我们提供了解剖变化的信息，还可能有助于预测和解释CKD患者的心肌疾病（如尿毒症性心肌疾病），而且可能证明对风险分层和预后有益。ZAPOLSKI T等［37］研究ESRD患者LAVI与左心室电活动复极的关系中得出，LAVI截断值为36.32 mL·m-²是ESRD患者心室复极障碍分层的生物标志物。表明3DE对LA的功能评价已逐渐成为主要评价方法之一。

李成等［38］根据估计肾小球滤过率（estimated glomerularfiltration rate，eGFR）将慢性肾病患者进行肾功能分级，应用3DE评价CKD患者左心房功能与肾功能的相关性，主要采集左心房的全容积三维图像，计算左心房的排空分数（LAEF）及左心房膨胀指数（left atrial enlargement index，LAEI）来评价左心房的功能变化。表明LAEF及LAEI可以预测左心室充盈压的变化。MALIK J等［39］的研究也表明，即使ESRD患者在血液透析后左心房容积明显减少，但LAEF并没有改善，左心房收缩功能障碍在老年患者和接受血液透析治疗时间较长的患者中更为明显。说明CKD患者导致的LA功能损伤是不可逆的，故而早期发现LA功能变化变得更加重要。

3.3 多项技术的联合应用LI C等［40］研究ESRD患者LA应变与心脏舒张功能改变的相关性表明，峰值LA纵向应变值和无创LA硬度指数联合LAVI可能有助于识别舒张功能障碍的程度，为CKD5期患者的心血管不良事件提供新的预测因子。林祖金等［41］在CKD患者确诊心血管受累的金标准（心血管造影检查）对比下，评估左心房容积及四维应变分析检查对CKD患者心血管疾病的诊断价值，研究发现，左心房容积检查联合四维应变分析在确定CKD患者早期心血管不良事件中具有较高的临床应用价值。

马媛 媛 等［42］在应用2D-STI联合RT-3DE评估ESRD患者左心房功能的实验中发现，RT-3DE所测量的LAEF与左心房舒张晚期应变和应变率呈正相关，表明左心房的心肌收缩能力与形变能力之间存在密切联系。KADAPPU K K等［43］在另一实验中联合应用2D-STI和3DE测量左心房容积指数、左心房及左心室的二维应变分析来确定早期CKD患者心血管危险的敏感参数及独立预测因子。该实验分析得出LA应变是检测心肌损伤最敏感的指标，LA应变的变化也可能是CKD患者不良结局的预测因子。谈君等［44］的研究也得到相似的结果。表明联合应用2D-STI和RT-3DE能够准确评估左心房功能，为临床早期了解CKD患者左心房功能障碍提供影像学依据。

4 小结

虽然心脏MRI及心导管技术对于评估左心房结构和功能具有很高的价值，但由于其具有创伤性或者检查费用比较昂贵，故并不能广泛应用于临床。目前超声心动图以其无创及相对廉价的优点、快速的发展以及各种成像技术在心血管系统中的联合运用，为早期发现CKD患者心血管不良事件的辅助诊断提供其独特的优势。