李杰 陳亮

心房纖維化在心房顫動(dòng)(簡(jiǎn)稱房顫)的病程中扮演著重要的角色,通過結(jié)構(gòu)和電重構(gòu)參與房顫的發(fā)生和維持[1－2],還與房顫患者心房血栓的形成相關(guān)[3],準(zhǔn)確評(píng)估房顫患者的心房纖維化程度是指導(dǎo)房顫治療的重要依據(jù),在臨床上具有非常重要的意義。

目前臨床評(píng)估心房纖維化的方法包括心電圖,超聲心動(dòng)圖,相關(guān)的生化標(biāo)志物,核磁共振顯像(magnetic resonance imaging,MRI)及三維電解剖標(biāo)測(cè)等[4]。其中心電圖、超聲心動(dòng)圖及生化標(biāo)志物因準(zhǔn)確性和可重復(fù)性欠佳而限制了臨床上的應(yīng)用,三維電解剖標(biāo)測(cè)通過對(duì)心房?jī)?nèi)膜低電壓區(qū)進(jìn)行標(biāo)測(cè),可以相對(duì)較好的評(píng)估心房纖維化水平,但因?yàn)閷儆谟袆?chuàng)操作,一般只限于射頻消融術(shù)中采用,不適于臨床普遍應(yīng)用。延遲釓增強(qiáng)核磁共振顯像(late gadolinium enhancement magnetic resonance imaging,LGE-MRI)被廣泛應(yīng)用于檢測(cè)心室肌纖維化,近年來研究者開發(fā)出應(yīng)用LGE-MRI檢測(cè)心房肌纖維化的方法[5]。相較于三維電解剖僅標(biāo)測(cè)心內(nèi)膜,LGE-MRI重建了整個(gè)心房壁,更有利于對(duì)纖維化跨壁分布的評(píng)估,且作為一種無創(chuàng)、無輻射的檢查,也更容易被患者所接受,因此臨床應(yīng)用推廣更有潛力。

筆者綜述LGE-MRI評(píng)估心房纖維化在指導(dǎo)房顫治療方面的新進(jìn)展。

1 LGE-MRI評(píng)估心房纖維化的方法

MRI被廣泛應(yīng)用于心室肌纖維化的檢測(cè),但近年來才開始應(yīng)用于檢測(cè)心房肌纖維化,因心房結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),其檢測(cè)方法有所不同?，F(xiàn)有的MRI檢測(cè)心房纖維化方法,主要是針對(duì)左房。

采取3.0 T MRI掃描儀或者配備有專業(yè)心臟線圈的1.5T MRI進(jìn)行掃描,注入釓對(duì)比增強(qiáng)造影劑15～30 min后再通過T1加權(quán)來獲取圖像。利用專門的分析軟件來確定纖維化的程度,大致流程如下:①首先確定左房的心內(nèi)膜邊界。②接下來,從形態(tài)學(xué)上擴(kuò)張心內(nèi)膜邊緣,手動(dòng)調(diào)整以創(chuàng)建心外膜。③然后,從心外膜層減去心內(nèi)膜節(jié)段來確定左房壁節(jié)段,并排除二尖瓣和左室的范圍。④最后,繪制模型并施加圖譜后,藍(lán)色代表健康組織,而綠色代表含有延遲釓增強(qiáng)的組織,即纖維化組織[6]。操作流程圖如圖1[6]。處理流程相對(duì)復(fù)雜,Sim 等[7]利用開源的半自動(dòng)化處理系統(tǒng)CEMRG 來對(duì)圖像進(jìn)行處理,從而簡(jiǎn)化了流程,增加了可重復(fù)性,便于新學(xué)者上手。但該方法的精準(zhǔn)性還有待提升,目前只能作為一個(gè)臨床參考,并不能完全替代醫(yī)師的操作,具體實(shí)施時(shí)還需要臨床醫(yī)師手動(dòng)處理,再與系統(tǒng)所處理的圖像進(jìn)行對(duì)比以得出準(zhǔn)確的結(jié)果。

圖1 利用LGE-MRI評(píng)估心房纖維化的流程[6]

為了描述所得三維模型的纖維化程度,McGann等[8]提出了猶他分級(jí):根據(jù)纖維化組織占左房壁總體積的百分比,將纖維化程度分為4個(gè)等級(jí):Ⅰ級(jí)百分比小于10%;Ⅱ級(jí)為10%～20%;Ⅲ級(jí)為20%～30%;Ⅳ級(jí)百分比＞30%。雖然有學(xué)者認(rèn)為用10%的程度作為分界線似乎有些武斷[9],但總的來說,猶他分級(jí)被越來越多的研究者采用。

2 LGE-MRI預(yù)測(cè)房顫復(fù)發(fā)的應(yīng)用

心房纖維化參與房顫的發(fā)生與維持,左房纖維化程度與房顫負(fù)荷相關(guān),隨著纖維化的加重,房顫的節(jié)律維持逐漸變得困難[1－2]。基于LGE-MRI檢測(cè)心房纖維化技術(shù)的進(jìn)展,研究者提出通過LGE-MRI評(píng)估心房纖維化程度來預(yù)測(cè)房顫干預(yù)措施的效果。

DECAAF(delayed-enhancement MRI determinant of successful radiofrequency catheter ablation of atrial fibrillation)研究是一項(xiàng)多中心的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn),入選260例擬行導(dǎo)管消融的房顫患者,在術(shù)前行LGE-MRI評(píng)估左房纖維化程度并進(jìn)行猶他分級(jí),術(shù)后長(zhǎng)期隨訪。結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著纖維化程度的加重,患者在消融術(shù)后的復(fù)發(fā)房顫幾率也增加[10]。Ⅰ級(jí)患者在術(shù)后325 天的復(fù)發(fā)率為12%,475 天復(fù)發(fā)率為14%;Ⅱ級(jí)患者在術(shù)后325天的復(fù)發(fā)率為31%,475天復(fù)發(fā)率為36%;Ⅲ級(jí)患者在325的天復(fù)發(fā)率為45%,475天復(fù)發(fā)率為49%;Ⅳ級(jí)患者在325天的復(fù)發(fā)率為55%,475天復(fù)發(fā)率為65%[10]。Akoum 等[11]對(duì)DECAAF 的研究結(jié)果進(jìn)一步分析顯示:纖維化程度每增加1%的,心律失常復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)就增加5%。

其它隨訪時(shí)間更長(zhǎng)的研究也顯示了與DECAAF研究相似的結(jié)果。Chubb等[12]對(duì)89名擬行導(dǎo)管消融的房顫患者,在術(shù)前行心臟磁共振顯像CMR(cardiac magnetic resonance imaging,CMR)以評(píng)估心房纖維化的程度,術(shù)后平均隨訪726天,發(fā)現(xiàn)心律失常復(fù)發(fā)患者的術(shù)前心房纖維化程度更重,提示心房纖維化程度與消融結(jié)果獨(dú)立相關(guān)。Chelu等[13]對(duì)308例擬行導(dǎo)管消融的房顫患者,于術(shù)前行LGE-MRI評(píng)估心房纖維化并進(jìn)行猶他分級(jí),術(shù)后隨訪5年,直到房顫復(fù)發(fā)或者進(jìn)行第二次消融手術(shù)。其中157例的患者出現(xiàn)心律失常復(fù)發(fā),106例患者需要再次進(jìn)行消融手術(shù)。猶他分級(jí)Ⅳ期和Ⅰ期的患者相比,其心律失常復(fù)發(fā)率更高,也更容易出現(xiàn)需要再次消融的情況。

3 LGE-MRI在消融手術(shù)前的應(yīng)用

因?yàn)長(zhǎng)GE-MRI評(píng)估心房纖維化可以較好的預(yù)測(cè)房顫消融術(shù)后的復(fù)發(fā),提示可以通過LGE-MRI來協(xié)助選擇房顫的治療措施。Siebermair等[6]建議對(duì)房顫患者進(jìn)行LGEMRI檢查以篩選導(dǎo)管消融的患者,如果患者是纖維化程度較輕的猶他分級(jí)Ⅰ期、Ⅱ期和局限性Ⅲ期,建議采取導(dǎo)管消融治療,如果是纖維化程度較重的彌散性Ⅲ期和Ⅳ期,則不建議將導(dǎo)管消融作為首選治療。

Akoum 等[14]分別于術(shù)前和術(shù)后3個(gè)月行LGE-MRI檢測(cè),結(jié)果顯示對(duì)于左房輕度纖維化的患者,環(huán)肺肺靜脈前庭消融瘢痕量是消融成功的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子,而對(duì)于左房中度纖維化的患者,后壁和間隔的消融瘢痕量是消融成功的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子,提示可以通過術(shù)前評(píng)估心房纖維化程度,指導(dǎo)消融術(shù)式選擇。DECAAF 研究[11]的結(jié)果顯示未被消融瘢痕覆蓋的殘余纖維化區(qū)域越少,術(shù)后心律失常復(fù)發(fā)的幾率越低。這提示術(shù)中可以針對(duì)纖維化區(qū)域進(jìn)行前瞻性的消融,從而減少術(shù)后心律失常的復(fù)發(fā)。增加消融損傷范圍可增加成功率[15],但也會(huì)產(chǎn)生新的問題。研究顯示,消融術(shù)后瘢痕組織的增加會(huì)對(duì)心房功能產(chǎn)生負(fù)性影響[16]。Cochet等[17]通過LGE-MRI檢測(cè)心房纖維化,并通過高分辨率心電圖相位映射描記激動(dòng)折返區(qū)域,顯示激動(dòng)折返區(qū)的數(shù)量與纖維化的程度相關(guān),且定位顯示高折返激動(dòng)區(qū)域有更高的局部LGE 密度。相對(duì)于三維電解剖標(biāo)測(cè)的心內(nèi)膜標(biāo)測(cè),LGE-MRI由于提供了跨心房壁的纖維化分布信息,能提供比術(shù)中三維電解剖更多的信息。Kuo等[18]研究顯示,對(duì)于初次消融房顫患者,即使心內(nèi)膜電壓正常,左房LGE 仍與碎裂電位相關(guān)。Boyle等[19]根據(jù)LGE-MRI檢測(cè)結(jié)果,利用計(jì)算機(jī)模型預(yù)測(cè)消融靶點(diǎn),結(jié)果不僅減少了標(biāo)測(cè)時(shí)間,改善了射頻消融的準(zhǔn)確性和效率,還降低復(fù)發(fā)率,提示在LGE-MRI指導(dǎo)下對(duì)房顫患者采取個(gè)體化的射頻消融是可行的。在指導(dǎo)個(gè)體化消融方面,LGE-MRI可發(fā)揮作用的地方不只局限于射頻消融,Kirstein等[20]的研究顯示,LGE-MRI指導(dǎo)的左房基質(zhì)消融在冷凍消融同樣有效。

但不是所有關(guān)于消融術(shù)前LGE-MRI檢測(cè)心房纖維化指導(dǎo)手術(shù)的研究都得到了正向的結(jié)果,ALICIA(Ab Lacióde FA GuIada per Ressonan CIA)是一項(xiàng)開放標(biāo)簽的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn),研究發(fā)現(xiàn)在未經(jīng)選擇的低纖維化負(fù)荷的人群中,肺靜脈隔離加針對(duì)CMR 檢測(cè)的纖維化消融與單純肺靜脈隔離相比,兩者在1年內(nèi)的獲益并無差別[21]。提示對(duì)于術(shù)前應(yīng)用LGE-MRI指導(dǎo)消融手術(shù)的價(jià)值,尚需要規(guī)模更大、代表更廣泛、隨訪時(shí)間更長(zhǎng)的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)來驗(yàn)證。目前正在進(jìn)行中的DECAAF II研究部分符合這方面的要求,有可能幫助對(duì)心房纖維化作為房顫導(dǎo)管消融潛在靶點(diǎn)的角色以及LGE-MRI如何指導(dǎo)個(gè)體化消融方面提供更深入的認(rèn)識(shí)[5]。

4 LGE-MRI在消融手術(shù)后的應(yīng)用

消融手術(shù)會(huì)導(dǎo)致心臟的局部受損并形成瘢痕組織,其中72%是急性創(chuàng)傷,在3個(gè)月內(nèi)能自行恢復(fù),而33.9%的損傷在3個(gè)月后依舊存在,為永久性損傷[22]。術(shù)后3 個(gè)月行LGE-MRI可評(píng)估永久性消融瘢痕情況及術(shù)后心房纖維化情況。

Badger等[23]發(fā)現(xiàn)消融術(shù)后環(huán)肺靜脈前庭消融瘢痕的連續(xù)性與房顫的復(fù)發(fā)相關(guān)。Linhar等[24]對(duì)94 例房顫患者于消融術(shù)后3個(gè)月后行LGE-MRI檢查,隨訪1年,發(fā)現(xiàn)與房顫復(fù)發(fā)相關(guān)的是消融間隙的總相對(duì)長(zhǎng)度,而不是間隙的數(shù)量,消融間隙相對(duì)長(zhǎng)度每增加10%,房顫復(fù)發(fā)率增加16%。環(huán)肺靜脈前庭消融瘢痕的間隙與房顫復(fù)發(fā)相關(guān),這提示通過消融手術(shù)后3個(gè)月的LGE-MRI檢測(cè)定位消融間隙,可以評(píng)估是否需要再次手術(shù),并且指導(dǎo)手術(shù)策略的選擇。Badger等[23]研究發(fā)現(xiàn)LGE-MRI可以定位瘢痕不連續(xù)處,并指導(dǎo)再次手術(shù)。Quinto等[25]研究發(fā)現(xiàn)延遲增強(qiáng)心臟磁共振顯像(delayed enhancement cardiac magnetic resonance imaging,DE-CMR)可以定位消融環(huán)的縫隙位置,幫助減少二次消融的手術(shù)時(shí)間,并獲得更好的預(yù)后。Fochler等[26]也證實(shí)通過LGE-MRI檢測(cè)環(huán)肺靜脈消融縫隙及非透壁瘢痕是可行的,并且可以有效的指導(dǎo)房顫消融術(shù)后復(fù)發(fā)心律失常的二次消融。

術(shù)后LGE-MRI檢測(cè)殘余纖維化也用于指導(dǎo)消融術(shù)后的治療。DECAAF的結(jié)果顯示:術(shù)后未被永久性瘢痕組織覆蓋的殘余纖維化區(qū)域與房顫復(fù)發(fā)相關(guān),殘余纖維化的面積每增加1%,心律失常復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)增加8%[11]。Linhar等[24]研究顯示術(shù)后3個(gè)月后行LGE-MRI檢測(cè)殘余纖維化可指導(dǎo)二次消融手術(shù)。Fochler等[26]發(fā)現(xiàn)對(duì)于房顫復(fù)發(fā)的患者除隔離肺靜脈外,針對(duì)現(xiàn)存瘢痕的均質(zhì)化消融是恰當(dāng)?shù)拇胧?而對(duì)于再發(fā)房性心動(dòng)過速,針對(duì)峽部的消融是正確的方法。

除了評(píng)價(jià)消融效果和指導(dǎo)二次手術(shù),考慮到瘢痕組織對(duì)心房功能的影響[16],術(shù)后LGE-MRI掃描還可以通過檢測(cè)瘢痕大小來評(píng)估心肌受損情況,判斷心房功能受影響的程度。

同樣的,關(guān)于LGE-MRI檢測(cè)心房纖維化在消融手術(shù)后的應(yīng)用的研究也有不同的結(jié)果。Harrison等[27]研究結(jié)果顯示在房顫二次消融中,MRI的延遲增強(qiáng)區(qū)域和術(shù)中標(biāo)測(cè)的低電壓區(qū)只有微弱的相關(guān),指出LGE-MRI不能可靠的預(yù)測(cè)激動(dòng)傳導(dǎo)區(qū)域。

5 LGE-MRI在預(yù)防房顫卒中的應(yīng)用

Daccarett等[28]對(duì)387 名房顫患者進(jìn)行了DE-MRI檢查,發(fā)現(xiàn)有卒中史的患者,左房纖維化程度明顯高于對(duì)照組,并且這種聯(lián)系與年齡、房顫的類型并不相關(guān)。King等[29]對(duì)2007年1月至2015年6月期間1 228名接受過LGE-CMR檢查的房顫患者進(jìn)行了回顧性隊(duì)列研究,利用猶他分級(jí)評(píng)價(jià)心房纖維化程度,發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的左房纖維化與卒中或短暫性腦缺血發(fā)作(TIA)相關(guān)。根據(jù)已有的研究結(jié)果,結(jié)合臨床實(shí)踐中常發(fā)現(xiàn)房顫發(fā)作和卒中發(fā)生時(shí)間上的不匹配,Calenda等[3]提出假說:心房纖維化可能是心房血栓形成重要原因,且獨(dú)立于房顫節(jié)律。越來越多的證據(jù)支持這一假說。Fonseca等[30]研究顯示不明原因的卒中患者,其心房纖維化程度和房顫合并卒中患者類似,較其他原因所致卒中的患者更高。Tando等[31]也發(fā)現(xiàn)了和Fonseca相似的結(jié)果。提示心房纖維化所代表的心房肌病變可能是獨(dú)立于房顫的心源性腦卒中的病理原因。

目前臨床預(yù)測(cè)房顫血栓風(fēng)險(xiǎn)最常用的是CHA2DS2-VASc評(píng)分,評(píng)分表中并沒有包含獨(dú)立的心房肌病理特征?；谝延械难芯?Calenda等[3]建議在新的卒中預(yù)測(cè)評(píng)分中加入心房纖維化作為預(yù)測(cè)指標(biāo)。根據(jù)LGE-MRI檢測(cè)的心房纖維化程度賦分,結(jié)合已有的血栓風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo),有望更全面的預(yù)測(cè)房顫患者卒中風(fēng)險(xiǎn),指導(dǎo)抗凝治療預(yù)防卒中。心房纖維化同樣適用于指導(dǎo)消融術(shù)后的抗凝策略,Gal等[32]建議只有纖維化程度較低的房顫患者才能在消融術(shù)后停止服用抗凝藥。

雖然已有的研究支持LGE-MRI評(píng)估心房纖維化可在房顫卒中的診療中發(fā)揮作用,但臨床應(yīng)用前尚需要解決一些具體的問題,如不同程度纖維化對(duì)房顫合并卒中風(fēng)險(xiǎn)的具體影響有多大,如果將纖維化指標(biāo)加入卒中評(píng)分,其權(quán)重應(yīng)占多少等,這些都需要更進(jìn)一步的研究回答。

6 LGE-MRI評(píng)估心房纖維化應(yīng)用的局限

雖然圍繞LGE-MRI檢測(cè)心房纖維化的研究已有很多,但現(xiàn)有的研究多局限于與心內(nèi)膜電壓標(biāo)測(cè)的比較,缺乏組織學(xué)證據(jù)。研究的結(jié)論也不盡相同,Chen等[33]對(duì)持續(xù)性房顫患者的左房進(jìn)行LGE-MRI檢測(cè)和心內(nèi)膜電壓標(biāo)測(cè),發(fā)現(xiàn)二者明顯不匹配,MRI顯示的延遲增強(qiáng)區(qū)只有28%與低電壓區(qū)域重合。雖然上述結(jié)果可以由檢測(cè)技術(shù)的不同來解釋,但無論如何,LGE-MR 檢測(cè)心房纖維化的可靠性尚需更多的研究證據(jù)支持。在消融手術(shù)后,消融瘢痕與原有的纖維化組織疊加,使延遲顯像區(qū)域分布更加復(fù)雜,也會(huì)增加檢測(cè)的難度。

LGE-MRI是利用釓增強(qiáng)對(duì)比造影劑在局部纖維化組織和正常心肌組織之間的排空差異來鑒別的[34]。對(duì)于彌漫性心肌纖維化的患者,由于缺乏正常心肌作為對(duì)比,LGE 難以評(píng)估彌漫性心肌纖維化的程度[35]。新近發(fā)展的核磁共振T1 mapping技術(shù)通過掃描增強(qiáng)前、增強(qiáng)后的T1 mapping,可以計(jì)算出心肌細(xì)胞外容積(extracellular volume,ECV),量化彌漫性心肌纖維化導(dǎo)致的細(xì)胞外基質(zhì)的擴(kuò)張,從而測(cè)量出彌漫性心肌纖維化的程度[36]。通過核磁共振T1 mapping技術(shù)或可進(jìn)一步擴(kuò)充LGE-MRI檢測(cè)心房纖維化的適用范圍,但其可靠性還需要更多的研究證據(jù)支持。

與三維電解剖標(biāo)測(cè)相比,LGE-MRI的適用范圍雖然明顯擴(kuò)大,但相較于心電圖、超聲等常規(guī)檢查,仍存在很多限制,包括嚴(yán)重的幽閉恐懼癥、人工機(jī)械瓣膜、身體中含有順磁性材料、腎小球?yàn)V過率小于30 ml/min,對(duì)比劑過敏等。另外,心室率過快、心律不齊也會(huì)影響到圖像的質(zhì)量,存在這種情況的患者行LGE-MRI之前通常需要控制心室率或行心律轉(zhuǎn)復(fù)[6]。

由于心房結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),LGE-MRI檢測(cè)心房纖維化對(duì)檢測(cè)機(jī)器的分辨率有較高的要求。正常心房壁僅僅2～4 mm,而分辨率在1.2～1.5 mm 的LGE-MRI有可能將心房周圍組織誤判為心房壁[9],為了提高圖像的分辨率,可以采取延長(zhǎng)采集時(shí)間的方法來減少患者的呼吸、心臟運(yùn)動(dòng)所帶來的影響[6]。但是延長(zhǎng)采集時(shí)間后,對(duì)比劑的代謝增加也會(huì)影響圖像的質(zhì)量,因此建議使用3.0T 的MRI提高圖像的分辨率[6],對(duì)檢查機(jī)器性能的較高要求一定程度上限制了LGEMRI檢測(cè)心房纖維化的應(yīng)用。

雖然有很多病例數(shù)據(jù)支持,LGE-MRI檢測(cè)心房纖維化目前仍處于研究階段,圖像采集技術(shù)存在局限,也遠(yuǎn)未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化,準(zhǔn)確性依賴于操作者的經(jīng)驗(yàn)和算法,可重復(fù)性不強(qiáng)[6]。M?rgulescu等[37]研究顯示LGE-MRI定位左房瘢痕的準(zhǔn)確性隨著瘢痕增大而增加,當(dāng)觀察者為1個(gè)時(shí),大于5 cm2的瘢痕可準(zhǔn)確定位,當(dāng)觀察者為多個(gè)時(shí)則大于15 cm2的瘢痕方可準(zhǔn)確定位。雖然現(xiàn)已有半自動(dòng)化處理圖像的軟件來簡(jiǎn)化處理流程,但要達(dá)到大規(guī)模臨床推廣所需的簡(jiǎn)易型及可重復(fù)性,尚需要開發(fā)更完善的技術(shù)和更好的算法。

7 結(jié)論

LGE-MRI作為一種無創(chuàng)的評(píng)估心房纖維化方法,可以用于預(yù)測(cè)房顫導(dǎo)管消融術(shù)的預(yù)后、篩選手術(shù)患者、規(guī)劃個(gè)體化消融、指導(dǎo)2次手術(shù)及評(píng)估卒中風(fēng)險(xiǎn)等,在指導(dǎo)房顫治療方面有較大的潛力。但由于技術(shù)本身尚存在不足,檢測(cè)結(jié)果也缺乏足夠的組織學(xué)驗(yàn)證,限制了其在臨床的推廣,未來還需要更多的研究數(shù)據(jù)及更完善的檢測(cè)技術(shù)支持。