包麗雯 程 蕾 包麗蓮 沈 俊 洪尚志 施海明 黃國(guó)倩

（復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院心內(nèi)科 上海 200040）

房顫是臨床最常見(jiàn)的心律失常之一，卒中/動(dòng)脈血栓形成和心力衰竭是房顫最重要的臨床結(jié)局事件［1］。隨著抗凝治療理念的更新和推廣，房顫患者的卒中/動(dòng)脈血栓得到顯著控制，但是針對(duì)房顫患者心力衰竭的預(yù)防、早期診斷和治療仍然十分困難。既往研究發(fā)現(xiàn)，左房（left atrial，LA）功能異常與心力衰竭的發(fā)生和進(jìn)展密切相關(guān)，因此全面準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)陣發(fā)性房顫（paroxysmal atrial fibrillation，PAF）患者的左房結(jié)構(gòu)和功能，并提前干預(yù)，可以為解決以上臨床問(wèn)題提供技術(shù)支持。

目前臨床上最易獲得且最常用的評(píng)價(jià)左房功能的技術(shù)是二維傳統(tǒng)超聲技術(shù)，測(cè)量左房容積及其在心動(dòng)周期不同時(shí)相的變化，獲得左房整體、主動(dòng)及被動(dòng)的射血分?jǐn)?shù)；或運(yùn)用二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)［2］，從縱向應(yīng)變的角度評(píng)價(jià)左房在整個(gè)心動(dòng)周期的變形能力，獲得左房的峰值應(yīng)變、舒張?jiān)缙趹?yīng)變和舒張晚期應(yīng)變。上述容積及應(yīng)變參數(shù)分別反映了儲(chǔ)器功能、管道功能和增壓泵功能。現(xiàn)已利用該技術(shù)預(yù)測(cè)房顫高危人群中新發(fā)房顫的概率［3］和房顫患者接受射頻消融術(shù)后房顫復(fù)發(fā)的概率［4］，調(diào)查腦梗死患者以PAF 為病因的進(jìn)展情況［5］。

二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)有明顯的技術(shù)局限性［6-7］。首先，缺乏專業(yè)的左房分析軟件，而是借用了左室（left ventricular，LV）容積和應(yīng)變的測(cè)量方法，左房壁與左室壁的厚度明顯不同，故左房測(cè)量會(huì)出現(xiàn)顯著誤差；其次，二維技術(shù)對(duì)左房的測(cè)量采圖平面有不同標(biāo)準(zhǔn)，有些建議只取四腔位參數(shù)，也有建議取兩腔位及四腔位參數(shù)的平均值；再次，以P 波為參照點(diǎn)和以QRS波為參照點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果存在明顯差異（可達(dá)15%～20%），使各臨床研究無(wú)法互相比較。這些局限性導(dǎo)致不同研究者及同一研究者應(yīng)用二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)進(jìn)行左房測(cè)量的結(jié)果差異較大，重復(fù)性差。

三維斑點(diǎn)追蹤超聲心動(dòng)圖規(guī)避了二維測(cè)量技術(shù)的局限性，可同步自動(dòng)評(píng)估左房容積及應(yīng)變?cè)谡麄€(gè)心動(dòng)周期的變化，獲得各個(gè)時(shí)相的左房容積值、左房射血分?jǐn)?shù)和左房應(yīng)變，除提供傳統(tǒng)的左房長(zhǎng)軸應(yīng)變外，還可以獲得環(huán)向應(yīng)變參數(shù)。本研究采用病例對(duì)照研究的方法，應(yīng)用三維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)評(píng)價(jià)PAF 患者的左房結(jié)構(gòu)和功能，并觀察其與左室充盈壓的相關(guān)性。

資料和方法

研究對(duì)象及病史采集本研究為單中心、小樣本、病例-對(duì)照研究，通過(guò)復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院倫理委員會(huì)審批（批件號(hào)：2020-005），納入2019 年5—10 月在復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院房顫患者微信群及門診自愿接受三維斑點(diǎn)追蹤超聲心動(dòng)圖檢查的PAF 患者，所有入組患者均簽署了知情同意書(shū)。由于樣本量較小，為了規(guī)避混雜效應(yīng)，設(shè)定排除標(biāo)準(zhǔn)為：心力衰竭、冠心病、植入心臟起搏器、嚴(yán)重瓣膜病、特殊類型心肌病者。在心超室檢查人群中納入與入組PAF 患者年齡和性別配對(duì)的健康對(duì)照者。

一名研究者負(fù)責(zé)采集PAF 組的年齡、性別、體質(zhì)指數(shù)（body mass index，BMI）、高血壓病史、糖尿病病史、冠心病史、卒中/動(dòng)脈血栓病史、CHA2DS2-VASC2、房顫病史時(shí)長(zhǎng)、紐約心功能分級(jí)、藥物使用史等資料，同時(shí)記錄配對(duì)健康對(duì)照者的年齡、性別、BMI、高血壓病史、糖尿病病史等。該研究者不參與圖像采集及圖像分析工作。

心超操作、分析流程和采集參數(shù)超聲心動(dòng)圖圖像采集由高年資心超室醫(yī)師完成，該醫(yī)師不參與病史采集及圖像分析。本研究使用GE Vivid E95超聲診斷儀對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行經(jīng)胸超聲心動(dòng)圖檢查。所有超聲圖像采集及測(cè)量均參照現(xiàn)行美國(guó)超聲心動(dòng)圖學(xué)會(huì)指南［8］?；颊呷∽髠?cè)臥位，連接心電圖：先使用M5S 探頭（3.5～5 MHz）以50～80 幀/s 采集標(biāo)準(zhǔn)心尖四腔切面、心尖兩腔切面及心尖三腔切面等二維圖像；再切換為經(jīng)胸3V 四維探頭（2～4 MHz），囑患者屏氣，在竇性心律下采集包含1 個(gè)心動(dòng)周期的三維超聲圖像，采集過(guò)程應(yīng)包含完整左房，容積幀頻超過(guò)12 容積/s。所有圖像數(shù)字化存儲(chǔ)，供下線分析。

測(cè)量左房參數(shù)：將所采集的圖像導(dǎo)入專用離線分析工作站（EchoPAC 2.0 版），采用左房定量軟件（4D Auto LAQ）進(jìn)行分析。軟件生成以下參數(shù)：（1）左房三維容積參數(shù)，包括左房?jī)?nèi)徑（前后徑、上下徑和左右徑）、左房最大容積（maximal LA volume，LAVmax），左 房 最 小 容 積（minimal LA volume，LAVmin）、左房收縮前容積（LA volume at the onset of atrial contraction，LAVpreA）、左房最大容積指數(shù)（maximal LA volume index，LAVImax）、左房射血分?jǐn)?shù)（LA ejection fraction，LAEF）、左房射血容積（LA ejection volume，LAEV）；（2）左房縱向及環(huán)向應(yīng)變參數(shù)，包括峰值左房長(zhǎng)軸應(yīng)變（peak LA longitudinal strain，LASr）、舒張?jiān)缙谧蠓块L(zhǎng)軸應(yīng)變（early diastolic LA longitudinal strain，LAScd）、舒張晚期左房長(zhǎng)軸應(yīng)變（late diastolic LA longitudinal strain，LASct）、峰 值 左 房 環(huán) 向 應(yīng) 變（peak LA circumferential strain，LASrc）、舒張?jiān)缙谧蠓凯h(huán)向應(yīng)變（early diastolic LA circumferential strain，LAScdc）、舒張晚期左房環(huán)向應(yīng)變（late diastolic LA circumferential strain，LASctc）。其他參數(shù)包括二維超聲心動(dòng)圖記錄的左室舒張末期容積（LV enddiastolic volume，LVEDV）、左室收縮末期容積（LV end-systolic volume，LVESV）、左室舒張末期內(nèi)徑（LV end-diastolic diameter，LVEDD）、雙 平 面Simpson 法評(píng)估的左室射血分?jǐn)?shù)（LV ejection fraction，LVEF）。采用血流多普勒或組織多普勒評(píng)估通過(guò)二尖瓣多普勒血流早期充盈速度（E 峰）、通過(guò)二尖瓣多普勒血流晚期充盈速度（A 峰）、E 峰/A峰（E/A）、通過(guò)二尖瓣多普勒血流早期充盈速度/室間隔心肌運(yùn)動(dòng)速度與側(cè)壁心肌運(yùn)動(dòng)速度的平均值（E/e’）。由于室間隔心肌運(yùn)動(dòng)速度e’較側(cè)壁e’低，室間隔E/e’較側(cè)壁獲得的E/e’偏高，因此必須測(cè)量e’平均值來(lái)反應(yīng)E/e’。

測(cè)量參數(shù)的可重復(fù)性評(píng)價(jià)圖像采集完成后，由另外2 名研究者在EchoPAC 工作站內(nèi)對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。每名研究者對(duì)圖像進(jìn)行2 次分析，以規(guī)避研究者自身的組內(nèi)差異。取2 名研究者采集圖像的平均值作為最終的評(píng)價(jià)指標(biāo)，以規(guī)避組間差異。若所分析的參數(shù)大于10 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差，則要求重新分析圖像并再次評(píng)價(jià)。

統(tǒng)計(jì)學(xué)分析采用STATA13.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。正態(tài)分布的數(shù)據(jù)以±s表示，非正態(tài)分布的數(shù)據(jù)以中位數(shù)（Q1，Q3）表示。正態(tài)分布及方差齊性的兩組資料，用t檢驗(yàn)進(jìn)行組間比較；非正態(tài)分布或非方差齊性的兩組資料，用秩和檢驗(yàn)進(jìn)行組間比較。用Pearson 相關(guān)系數(shù)或Spearman 相關(guān)系數(shù)檢測(cè)對(duì)左房結(jié)構(gòu)和功能及左房與左室充盈壓進(jìn)行相關(guān)性分析。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

兩組一般資料比較對(duì)來(lái)自微信平臺(tái)的234 例房顫患者及門診患者進(jìn)行招募，根據(jù)入排標(biāo)準(zhǔn)，共32 例PAF 患者簽署知情同意書(shū)并接受檢查，其中9例因心力衰竭（2 例）、冠心病（3 例）、重度二尖瓣狹窄（1 例）、重度二尖瓣反流（1 例）、重度三尖瓣反流（1 例）和肥厚性心肌?。? 例）被排除。最終23 例PAF 患者和23 例年齡、性別匹配的健康對(duì)照者被納入研究（圖1）。研究者分析所得參數(shù)的自身差異及研究者間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。PAF 組平均年齡（66.2±4.3）歲，73.9%為男性，30.4%有高血壓病，4.3%有糖尿?。ū?）。

表1 PAF 組和健康對(duì)照組的基線資料比較Tab 1 Baseline characteristics in PAF group and healthy control group （±s）

表1 PAF 組和健康對(duì)照組的基線資料比較Tab 1 Baseline characteristics in PAF group and healthy control group （±s）

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圖1 PAF 組和健康對(duì)照組的三維超聲圖像（包括左房的立體結(jié)構(gòu)及相關(guān)參數(shù)和不同時(shí)相的容積曲線）Fig 1 LA motion tracking analysis in PAF group and healthycontrol group（containing reconstructed LA and outputparameters and LA strain/volume-time curve）

兩組左房結(jié)構(gòu)和功能比較PAF 組的左房容積明顯增大，其中LAVmax［（52.1±14.1）mLvs.（45.3±11.9）mL，P=0.05］、LAVmin［（29.3±8.7）mLvs.（21.4±6.6） mL，P＜0.01］ 、LAVpreA［（43.1±12.4）mLvs.（35.3±9.2）mL，P=0.01）均顯著高于健康對(duì)照組，與E/A 顯著相關(guān)（r=0.54，P=0.02；r=0.56，P=0.01；r=0.61，P=0.01）（圖2）。PAF組LAEF（45.2%±8.8%vs.54.0%±7.0%，P＜0.01）、LASr（16.1%±5.4%vs.20.5%±6.6%，P=0.01）、LASrc（21.7%±10.1%vs.32.8%±7.6%，P＜0.01）、LAScdc（-6.9%±5.8%vs.-10.3%±5.0%，P=0.02）、LASctc （ -14.6%±9.3%vs.-22.1%±7.2%，P=0.01）均顯著低于健康對(duì)照組（表2），與E 峰、A 峰、E/A 或E/e’均不相關(guān)。PAF 組的LAVImax 高于健康對(duì)照組［（29.4±7.4）mL/m2vs.（26.0±6.6）mL/m2，P=0.09］，但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，其與E 峰及E/e 相關(guān)（r=0.47，P=0.03；r=0.43，P=0.05）（圖2）。

圖2 左房容積指數(shù)與左室充盈壓相關(guān)性Fig 2 Correlation between LA volume index and LV filling pressure

表2 PAF 組和健康對(duì)照組的左房結(jié)構(gòu)和功能比較Tab 2 LA structure and function in PAF group and healthy control group （±s）

表2 PAF 組和健康對(duì)照組的左房結(jié)構(gòu)和功能比較Tab 2 LA structure and function in PAF group and healthy control group （±s）

LAVmin：Minimal LA volume；LAVmax：Maximal LA volume；LAVpreA：LA volume at the onset of atrial contraction；LAVImax：Maximal LA volume index；LAEV：LA ejection volume；LAEF：LA ejection fraction；LASr：Peak LA longitudinal strain；LAScd：Early diastolic LA longitudinal strain；LASct：Late diastolic LA longitudinal strain；LASrc：Peak LA circumferential strain；LAScdc：Early diastolic LA circumferential strain；LASctc：Late diastolic LA circumferential strain.

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PAF 組的LVEDD、LVEDV 和LVESV 均高于健康對(duì)照組，但兩組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，用Simpson法描記的LVEF 基本相同。PAF 組的E 峰［（76.7±18.5）cm/svs.（67.8±14.3）cm/s，P=0.05）］和E/A（0.9±0.3vs.0.8±0.1，P=0.01）均顯著高于對(duì)照組，PAF 組的E/e’高于健康對(duì)照組，但兩組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表3）。

表3 PAF 組和健康對(duì)照組的左室結(jié)構(gòu)及功能比較Tab 3 LV structure and function in PAF group and healthy control group

討 論

應(yīng)變是心肌發(fā)生形變的能力［6］（即心肌長(zhǎng)度的變化值占心肌原長(zhǎng)度的百分?jǐn)?shù)），應(yīng)變率是心肌發(fā)生形變的速度（即心肌運(yùn)動(dòng)在超聲束方向上的速度梯度，即局部?jī)牲c(diǎn)之間的速度差除以兩點(diǎn)之間的距離）。斑點(diǎn)追蹤技術(shù)是目前超聲最常用的計(jì)算心肌應(yīng)變和應(yīng)變率的技術(shù)，通過(guò)分析心動(dòng)周期中心肌回聲斑點(diǎn)的位移，經(jīng)過(guò)特定處理后，將單個(gè)回聲斑點(diǎn)融合成核粒，核粒組成一系列超聲指紋，在心動(dòng)周期中被軟件追蹤并記錄下來(lái)。在二維灰階成像條件下，系統(tǒng)不依賴多普勒信號(hào)，可清晰分析每個(gè)核粒的運(yùn)動(dòng)，計(jì)算出心肌運(yùn)動(dòng)速率、應(yīng)變力（縱向應(yīng)變、徑向應(yīng)變和周向應(yīng)變）、應(yīng)變率以及選定心肌節(jié)段的旋轉(zhuǎn)率。斑點(diǎn)追蹤技術(shù)描繪的應(yīng)變曲線可將同一平面的任意兩處心肌應(yīng)變進(jìn)行平行比較，更好地反映局部心肌的收縮力變化，反映節(jié)段性心肌運(yùn)動(dòng)的異常及心肌的同步化。但二維斑點(diǎn)追蹤僅在二維平面計(jì)算心肌的應(yīng)變，忽略了心肌三維扭矩和扭力的運(yùn)動(dòng)模式，三維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)能精確的記錄下心肌三維運(yùn)動(dòng)模式下的應(yīng)變改變。

在一個(gè)心動(dòng)周期中，左房通過(guò)儲(chǔ)器、管道、增壓泵［7，9］這3 個(gè) 相 互 影 響 的 自 身 功 能 來(lái) 調(diào) 節(jié) 左 室 充 盈壓和心血管整體表現(xiàn)：儲(chǔ)器功能是二尖瓣開(kāi)放時(shí)，心室收縮期，左房接收來(lái)自肺靜脈血流的能力，它由心房的僵硬度和順應(yīng)性決定，反映左室舒張能力，也充分反映肺毛細(xì)血管楔壓，在應(yīng)變中用峰值左房長(zhǎng)軸應(yīng)變和峰值左房環(huán)向應(yīng)變來(lái)表示；管道功能是儲(chǔ)器功能與增壓泵功能的差值，在心室舒張?jiān)缙?，由管道功能泵出左房的肺靜脈，促使血壓流入左室，它主要由左房順應(yīng)性決定，同時(shí)與左室僵硬度密切相關(guān)，在應(yīng)變中用舒張?jiān)缙陂L(zhǎng)軸應(yīng)變和環(huán)向應(yīng)變來(lái)表示；增壓泵功能是左房收縮前心室舒張晚期出現(xiàn)的一個(gè)平臺(tái)期的應(yīng)變值，左房增壓泵可增加左室充盈，該功能由左房的收縮力及收縮時(shí)間決定，受到左房前負(fù)荷（肺靜脈回流）、左房后負(fù)荷（左室舒張末壓力）和左室收縮末期的儲(chǔ)備能力的影響，在應(yīng)變中用舒張晚期長(zhǎng)軸應(yīng)變和環(huán)向應(yīng)變來(lái)表示。

基底段心房肌呈環(huán)向排列［3］，其余心房肌呈軸向排列，并由左房后部向前插入二尖瓣環(huán)的心房肌周圍。既往研究認(rèn)為左房的收縮功能主要依賴長(zhǎng)軸心肌的縮短運(yùn)動(dòng)，將二尖瓣環(huán)向心房后部牽拉，因此僅評(píng)價(jià)長(zhǎng)軸心肌作用即可。但左房功能其實(shí)也受到左房環(huán)向心房肌的影響，過(guò)去的二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)不能評(píng)價(jià)該功能，但三維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)可以準(zhǔn)確評(píng)價(jià)左房環(huán)向心肌功能改變。我們研究顯示，左房的三個(gè)環(huán)向應(yīng)變功能低于健康對(duì)照組，這在既往的研究中未有報(bào)告。

高血壓病是房顫發(fā)生發(fā)展的主要病因［7］。高血壓狀態(tài)下，后負(fù)荷增加致左室腔內(nèi)壓力升高，左房管道功能受損，為了給左室提供足夠的充盈灌注和心搏量，左房增壓泵功能（左房收縮力）增加，后者使得肺靜脈回流血量增加、肺靜脈壓力升高，左房前負(fù)荷亦隨之增加，左房擴(kuò)大。左房增大后，心房肌排列紊亂，心房纖維化，心房出現(xiàn)再入電流，誘導(dǎo)房顫發(fā)生，由此心房功能逐漸減退，左心輸出量隨之明顯下降，左房容量負(fù)荷在惡性循環(huán)中進(jìn)一步加重，左房纖維化加劇，再入電流增加，維持房顫的外力永存下來(lái)，房顫負(fù)荷不斷增加，終末演變?yōu)橛谰眯苑款?，并進(jìn)一步導(dǎo)致心功能下降。

左房功能改變先于左房結(jié)構(gòu)改變，三維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)可量化評(píng)價(jià)左房功能，對(duì)房顫患者的左房功能進(jìn)行評(píng)估，在預(yù)測(cè)心力衰竭發(fā)生、識(shí)別房顫負(fù)荷等［10-16］臨床研究和臨床工作中發(fā)揮重要作用。

從我們對(duì)PAF 患者的研究看，長(zhǎng)軸應(yīng)變改變中，僅峰值長(zhǎng)軸應(yīng)變一項(xiàng)與健康對(duì)照組有差異，而舒張?jiān)缙谂c舒張晚期的長(zhǎng)軸應(yīng)變值，兩組比較未見(jiàn)明顯差異。傳統(tǒng)二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)中無(wú)法評(píng)價(jià)環(huán)向應(yīng)變，而兩組相比儲(chǔ)器功能、管道功能、增壓泵功能都發(fā)現(xiàn)明顯差異，這是目前研究中較少關(guān)注的。目前左房功能的評(píng)估主要集中在縱向應(yīng)變，尤其是代表儲(chǔ)器功能的左房縱向峰值應(yīng)變，而對(duì)于環(huán)向應(yīng)變成分研究較少，其臨床意義也不明確，是否環(huán)向應(yīng)變?cè)诜从承姆抗δ芊矫娓用舾?，有待于進(jìn)一步評(píng)估。但與之前比較不同的是，左房功能改變與左室舒張功能指標(biāo)變化無(wú)明顯相關(guān)性，而左房容積變化與左室充盈壓變化顯著相關(guān)。

本文是小規(guī)模的病例對(duì)照研究分析，且僅在橫斷面對(duì)PAF 和健康對(duì)照組做左房結(jié)構(gòu)和功能的比較，并探索其與左室充盈壓力的關(guān)系。我們正在進(jìn)行更大規(guī)模的患者入組，并設(shè)計(jì)了前瞻性隊(duì)列研究，擬分析PAF 患者左房功能對(duì)預(yù)測(cè)卒中、心力衰竭和腦功能異常的作用。

本研究初步證實(shí)三維斑點(diǎn)追蹤超聲心動(dòng)圖可全面評(píng)價(jià)PAF 患者左房結(jié)構(gòu)和功能，對(duì)比二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)，三維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)將在臨床工作中發(fā)揮更大的作用，對(duì)房顫患者的綜合管理和預(yù)后預(yù)測(cè)具有積極的推動(dòng)作用。

作者貢獻(xiàn)聲明包麗雯 患者入組，病史采集，論文撰寫(xiě)。程蕾，包麗蓮 數(shù)據(jù)平臺(tái)參數(shù)分析。沈俊 圖像采集。洪尚志 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。施海明研究指導(dǎo)。黃國(guó)倩 研究指導(dǎo)，論文審閱。

利益沖突聲明所有作者均聲明不存在利益沖突。