劉丹妮，冉海濤，敖夢

重慶醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院超聲科，超聲分子影像重慶市重點實驗室，重慶 400010；*通信作者 敖夢aomeng735@163.com

心房顫動又稱房顫，是臨床最常見的心律失常之一。房顫的發(fā)生機制非常復雜，確切機制目前尚未闡明，而心房的結構及功能與房顫發(fā)生、發(fā)展密切相關，因此快捷、準確地對其進行評價有重要意義。目前，超聲心動圖已廣泛用于評價房顫患者心房結構和功能，但傳統(tǒng)超聲存在幾何模型假設、角度依賴性等不足，實時三維超聲心動圖（real-time three-dimensional echocardiography，RT3DE）、斑點追蹤成像（speckle tracking imaging，STI）等超聲心動圖新技術在一定程度上彌補了傳統(tǒng)超聲的不足，本文對其在房顫患者心房結構和功能中的最新研究進展進行綜述。

1 與房顫相關的心房結構及功能改變

正常心房功能包括心室收縮期的儲存功能、心室舒張早期的通道功能和心室舒張晚期的輔泵功能，這3個功能共同協(xié)助心室充盈并維持心排血量。房顫的發(fā)生及持續(xù)與心房重構密切相關，心房重構主要包括電重構、結構重構及功能重構[1]，目前超聲心動圖可以利用相關參數(shù)評估心房的結構重構和功能重構。心房的結構重構主要表現(xiàn)為心房擴大、心房纖維化等，這些變化削弱了心房肌細胞的功能。心房的功能重構表現(xiàn)為房顫一旦出現(xiàn)，心房輔泵功能喪失，隨著房顫的發(fā)展，儲存功能、通道功能也將受到影響。盡管房顫會導致心房發(fā)生重構，但其為可逆的[2]，房顫復律后，竇性心律的恢復和維持會使心房逆向重構，心房纖維化、心房大小及心房功能可以不同程度地恢復，甚至恢復正常。

2 RT3DE在評價房顫患者左心房結構和功能中的應用

RT3DE基于矩陣型探頭掃描和微電子處理技術，可以實現(xiàn)對心臟的實際形狀立體、全容積顯像，這種空間方位的立體圖像顯示避免了二維超聲導致的幾何假設，從而可以準確地重復測量心臟腔室的容積。但RT3DE對圖像質量要求較高，且測得的數(shù)據(jù)較二維超聲少。RT3DE評價左心房的常用指標有各時相的左心房容積（left atrial volume，LAV），包括左心房最大容積（LAVmax）、最小容積（LAVmin）及左心房收縮前容積（LAVpre），左心房容積指數(shù)（left atrial volume index，LAVI）；計算容積變化得到反映左心房功能的參數(shù)，包括左心房主動射血分數(shù)（left atrial active ejection fraction，LAAEF=LAVpre－LAVmin/LAVpre）和左心房總射血分數(shù)（left atrial total ejection fraction，LATEF=LAVmax－LAVmin/LAVmax）反映左心房的輔泵功能，左心房被動射血分數(shù)（left atrial passive ejection fraction，LAPEF=LAVmax－LAVpre/LAVmax）反映左心房通道功能，左心房擴張指數(shù)（left atrial expansion index，LAEI=LAVmax－LAVmin/LAVmin）反映左心房儲存功能，左心房功能指數(shù)（left atrial function index，LAFI=LATEF×左心室流出道速度時間積分/LAVI）反映左心房整體功能等。

RT3DE在評估房顫患者左心房結構和功能方面的價值已得到證實。汪婧等[3]應用RT3DE研究47例房顫患者及25例健康志愿者，發(fā)現(xiàn)與健康志愿者相比，房顫患者的LAVmax、LAVmin更大（P<0.05），LATEF更小（P<0.05）；消融術后6個月與術前相比，LAVmax、LAVmin明顯縮?。≒<0.05），LATEF明顯增加（P<0.05）。該研究還發(fā)現(xiàn)術后3 d與術前相比，各項參數(shù)無明顯變化（P>0.05），因此推測消融術后短時間內(nèi)左心房功能可能處于頓抑期，術后6個月逐漸恢復。吳治勝等[4]納入62例成功接受消融術的房顫患者，發(fā)現(xiàn)術后3個月與術前相比，容積參數(shù)LAVmax、LAVpre明顯減?。≒<0.05），LAVmin無明顯變化（P>0.05），功能參數(shù)LAAEF、LATEF、LAEI明顯增加（P<0.05），LAPEF無明顯變化（P>0.05）。Giannopoulos等[5]也得到相似的結論。以上研究表明房顫患者的左心房容積增大、功能受損，恢復竇性心律后短時間內(nèi)左心房功能可能處于頓抑期，隨著竇性心律的維持，左心房結構和功能出現(xiàn)一定程度好轉，RT3DE是一種可靠的評估方法。

此外，RT3DE評估房顫患者左心房容積及功能對于幫助臨床選擇最優(yōu)治療方案、預測預后及房顫復發(fā)等也有一定價值。Bossard等[6]應用RT3DE研究276例房顫患者，發(fā)現(xiàn)LAVmax、LAVmin、LAVI可以預測房顫消融術后復發(fā)，但未給出具體臨界值；Hwang等[7]納入99例房顫患者，隨訪1年發(fā)現(xiàn)術前最大LAVI是房顫復發(fā)的獨立危險因素，當LAVI預測臨界值為44.13 ml/m2時，敏感度為80%，特異度為50%。Hongning等[8]利用RT3DE研究88例左心房大小正?；蜉p度擴大的房顫患者，以左心房舒張末至收縮末時間標準差（Tmsv-SD）為指標，評估房顫患者左心房功能的不同步性，發(fā)現(xiàn)消融術后房顫復發(fā)患者的Tmsv-SD顯著高于未復發(fā)者（15.5±5.57比12.0±4.83，P<0.001），即左心房功能不同步更顯著，提示Tmsv-SD可能是某些房顫患者（左心房正?；蜉p度擴大，LAVI<42 ml/m2）消融術后復發(fā)的獨立危險因素。以上研究表明RT3DE評估左心房結構和功能在預測房顫復發(fā)方面有一定的潛能，對消融或復律的時機和最獲益患者的選擇有一定指導意義，但目前相關研究較少，尚未得出可靠的預測房顫復發(fā)的確切臨界值。

3 STI

STI可以在每個心動周期逐幀追蹤心肌斑點的相對運動，不受肺血流量和左心耳影響，也不存在角度要求，可以準確測量心肌應變、應變率、運動速度和位移，定量評估心臟功能及室壁運動，目前有二維和三維兩種類型。評價參數(shù)心房應變目前已經(jīng)用于評估多種疾病，包括高血壓、糖尿病、心力衰竭、房顫等。左心房應變包括縱向應變、徑向應變、環(huán)形應變，但由于左心房心肌很薄等原因，2018版歐洲心血管影像協(xié)會聯(lián)合美國超聲心動圖學會制訂的《左心房、右心室和右心房變形的標準化二維斑點追蹤超聲心動圖檢查專家共識》[9]并不推薦使用徑向應變或環(huán)形應變，也不推薦將左心房壁分節(jié)段進行應變分析，目前該專家共識推薦使用左心房整體縱向應變評估左心房結構和功能。左心房整體縱向應變根據(jù)左心房3個時相分為左心房儲存器階段應變（left atrial strain during reservoir phase，LASr）、左心房管道階段應變、左心房收縮階段應變（left atrial strain during contraction phase，LASct），分別代表左心房的儲存、管道、輔泵功能。同樣，左心房峰值應變率根據(jù)左心房3個時相分為左心房儲存器階段峰值應變率（peak strain rate during reservoir phase，pLASRr）、左心房管道階段峰值應變率、左心房收縮階段峰值應變率，也分別反映左心房的儲存、管道、輔泵功能。左心房僵硬度指數(shù)（left atrial stiffness index，LASI）是通過左心房應變參數(shù)衍生出的評估左心房結構與功能的一個新指標，通過測定左心房壓力（left atrial pressure，LAP）和左心房整體縱向峰值應變（peak atrial longitudinal strain，PALS），計算兩者比值得到，即LASI=LAP/PALS，LAP也可以用相關性最好的無創(chuàng)性參數(shù)二尖瓣瓣口舒張早期峰值血流速度（E）與二尖瓣舒張早期峰值運動速度（é）比值（E/é）替代，即LASI=E/é/PALS。

3.1 二維斑點追蹤成像（two-dimensional speckle tracking imaging，2D-STI）在評價房顫患者左心房結構和功能中的應用 2D-STI應用二維超聲心動圖對心肌回聲斑點進行跟蹤分析，通過識別這些聲學斑點追蹤心肌的運動，從而評估心肌組織的實時運動和形變。

2D-STI可以準確評估房顫患者的左心房結構及功能。Kawakami等[10]采用傳統(tǒng)超聲和2D-STI評估35例新發(fā)房顫和35例健康對照者的心房結構和功能，發(fā)現(xiàn)新發(fā)房顫患者的LAVI與健康對照者無顯著差異（P=0.16），但是LASr[（31.4±7.7）%比（38.0±7.3）%，P<0.01]、LASct[（16.6±4.3）%比（20.6±4.3）%，P<0.01）]較健康對照者減小，該研究表明新發(fā)房顫患者由于房顫病程不長，左心房容積尚未擴大，但左心房功能已經(jīng)下降，2D-STI在疾病早期狀態(tài)的敏感度更高。閆艷等[11]納入32例成功消融的陣發(fā)性房顫患者，并根據(jù)術后是否恢復竇性心律分為竇性心律組和房顫組，用2D-STI以左心房應變?yōu)閰?shù)評估左心房結構和功能，結果發(fā)現(xiàn)竇性心律組術后1個月與術前相比左心房應變參數(shù)無明顯變化（P>0.05），術后6個月與術前、術后1個月相比左心房應變均升高（P<0.05），房顫組術后6個月與術前、術后1個月相比，左心房應變參數(shù)均無明顯變化（P>0.05）。于志琴等[12]應用2D-STI于術前、術后3 d、1個月、3個月對30例成功復律的陣發(fā)性房顫患者左心房功能進行評估發(fā)現(xiàn)，與術前相比，術后3 d左心房應變及應變率降低、左心房僵硬度增加（P<0.05），術后3個月左心房應變及應變率增高、左心房僵硬度降低（P<0.05），推測成功復律的陣發(fā)性房顫患者短期內(nèi)左心房功能下降，術后3個月左心房功能明顯改善。以上研究表明房顫患者左心房功能出現(xiàn)障礙，復律后短時間內(nèi)左心房功能下降，隨著竇性心律的維持，左心房功能出現(xiàn)一定程度好轉，即左心房功能重構的逆轉，2D-STI可以準確、早期對其進行評估。

2D-STI在左心房纖維化的評估、預測不同人群發(fā)生房顫的風險、心臟栓塞風險的量化、預測復律后房顫復發(fā)等方面也具有一定潛能。在評估左心房纖維化方面：心肌纖維化是房顫患者心房結構重構的標志，纖維化程度增加，容易轉變?yōu)橛谰眯苑款?。此外，左心房纖維化程度與房顫預后有關，因此早期準確評估左心房纖維化尤為重要。釓增強心臟磁共振（cardiovascular magnetic resonance，CMR）是評估心房纖維化的重要工具，但CMR的成本很高，并且釓有腎損傷等副作用，Kuppahally等[13]研究證實心房應變在評估房顫患者左心房纖維化方面與CMR有良好的相關性。在預測不同人群房顫發(fā)生風險方面：房顫是最常見的心律失常之一，嚴重影響人們的生活，因此及早檢測心房結構和功能的改變，預測房顫的發(fā)生有重要意義。多項研究[14-18]發(fā)現(xiàn)左心房應變在預測冠狀動脈手術后發(fā)生房顫、高血壓患者發(fā)生房顫及隱源性卒中患者發(fā)生房顫的風險方面有一定價值，其中LASr具有最大潛能，但確切的預測截斷值仍需進一步研究。在心臟栓塞風險的量化方面：房顫是卒中的獨立危險因素，左心房功能評估，特別是STI對左心房功能的評估，已經(jīng)顯示出更好的心腦血管栓塞的預測能力。Sonaglioni等[19]納入125例非瓣膜性房顫患者，結果發(fā)現(xiàn)與無左心耳血栓的房顫患者相比，有左心耳血栓的房顫患者LASr及pLASRr顯著降低（P<0.05），多變量回歸分析發(fā)現(xiàn)LASr與左心耳血栓獨立相關，當診斷臨界值為LASr≤9.1%時，診斷效能最高，曲線下面積為0.95。Liao等[20]納入1 457例房顫患者，平均隨訪37.6個月，發(fā)現(xiàn)左心房應變及應變率是缺血性卒中的獨立預后因素，左心房應變可以為房顫患者提供獨立于CHA2DS2-VASc評分的額外的卒中風險分層，并可能有助于指導患者進行抗凝治療。在預測房顫治療后復發(fā)方面：Sarvari等[21]采用2D-STI以左心房壁18個節(jié)段收縮持續(xù)時間（收縮持續(xù)時間指從心電圖上的P波峰值到左心房最大縮短率的時間）的標準差即左心房機械離散度（left atrial mechanical dispersion，LAMD）為評估參數(shù)，對61例左心房正?；蜉p度增大的房顫患者左心房收縮同步性進行評估，結果發(fā)現(xiàn)房顫復發(fā)患者LAMD顯著高于未復發(fā)患者[（38±14）ms比（30±12）ms，P<0.001]，推測對于心臟結構正?；颊?，LAMD可以作為預測消融術后房顫復發(fā)的有用指標。Wen等[22]報道房顫復發(fā)者消融術后1 d LASct為（?10.9±5.0）%，高于竇性心律維持者的（?13.4±4.7）%（P=0.003），術后1 d LASct是消融術后預測房顫復發(fā)的獨立危險因素，當預測臨界值為?12%時，敏感度為67.7%，特異度為60.5%。

3.2 三維斑點追蹤成像（three-dimensional speckle tracking imaging，3D-STI）在評價房顫患者左心房結構和功能中的應用 2D-STI空間分辨率低，難以全面反映心肌在三維空間的立體信息，3D-STI是在原有2D-STI的基礎上，在三維空間內(nèi)追蹤心肌斑點回聲的運動軌跡。周紅等[23]采用3D-STI評估55例房顫患者及25例健康對照者的左心房三維整體縱向、圓周、徑向應變、左心房壁各節(jié)段（16個節(jié)段）應變達峰時間標準差，并用RR間期標化以及LASI，結果發(fā)現(xiàn)與對照組相比，房顫患者左心房各應變參數(shù)降低，左心房壁各節(jié)段應變標化達峰時間標準差、LASI增加（P<0.05），推測房顫患者的左心房功能及同步性降低、左心房僵硬度增加。Kuraoka等[24]用3D-STI評估50例陣發(fā)性房顫患者的左心房容積及左心房應變（將左心房壁分6個節(jié)段評估，以各節(jié)段應變是否存在差異評估左心房功能不同步），發(fā)現(xiàn)3D-STI在評估左心房容積方面與CT有良好的相關性、3D-STI可以早期評估房顫患者左心房功能不同步。上述研究表明3D-STI是評估房顫患者左心房結構和功能障礙的有效方法。此外，3DSTI預測房顫復發(fā)也有一定價值，Mochizuki等[25]對42例陣發(fā)性房顫患者進行評估，發(fā)現(xiàn)3D-STI測定的左心房整體應變<28.9%是首次射頻消融后房顫復發(fā)的預測因子，且3D-STI測得的左心房整體應變比2D-STI獲得的左心房應變更能預測消融后房顫復發(fā)。Furukawa等[26]利用3D-STI研究94例高血壓患者（其中44例合并陣發(fā)性房顫），以舒張末期到峰值應變的時間標準偏差量化左心房功能不同步，發(fā)現(xiàn)左心房功能不同步是除左心房容積和左心房應變外高血壓患者發(fā)生陣發(fā)性房顫的獨立決定因素。上述研究表明3D-STI和2D-STI對檢測房顫左心房功能障礙、預測房顫復發(fā)均有益，但在評估左心房功能方面，僅少數(shù)研究證實3D-STI優(yōu)于2D-STI，3D-STI的診斷和預后價值是否優(yōu)于2D-STI尚需進一步研究。

4 RT3DE和STI在評價房顫患者右心房結構和功能中的應用

房顫不僅累及左心房，右心房的結構和功能也與房顫的發(fā)生及發(fā)展密切相關[27]。一項電生理研究[28]表明，房顫與2個心房的重塑過程有關，房顫會引起雙房增大，消融或心臟復律后竇性心律的恢復可以使部分患者雙心房重構逆轉，但由于右心房結構和位置的特殊性，目前對于右心房的研究很少。Aksu等[29]納入142例接受冠狀動脈搭橋術患者分析發(fā)現(xiàn)，右心房容積指數(shù)和右心房儲存期應變是冠狀動脈搭橋術后發(fā)生房顫的獨立預測因素，推測右心房的結構和功能與術后房顫的發(fā)生密切相關，術前篩查右心房的結構和功能可能有助于預測術后房顫的發(fā)生。Soulat-Dufour等[2]應用RT3DE和2D-STI評估房顫患者右心房重構的逆轉，根據(jù)術后6個月房顫是否復發(fā)分為竇性心律組和房顫組，發(fā)現(xiàn)竇性心律維持組患者術后6個月較術前右心房最大容積、最小容積顯著減小（P<0.05），右心房射血分數(shù)、擴張指數(shù)顯著增加（P<0.05），右心房儲存期應變顯著增加（P<0.001），房顫復發(fā)組術后6個月與術前相比右心房各參數(shù)無明顯變化（P>0.05）。上述研究表明房顫患者竇性心律恢復后右心房結構和功能會出現(xiàn)一定程度好轉，右心房的結構和功能在預測術后房顫發(fā)生方面具有一定潛能，但目前對于房顫患者的右心房結構與功能研究較少，右心房結構與功能在房顫患者中的臨床價值還需進一步研究。

5 小結

RT3DE與STI在評估房顫患者心房結構和功能中具有很大的臨床潛能。RT3DE較傳統(tǒng)二維超聲能更加準確地評估左心房容積，但RT3DE對圖像質量要求高，且與二維超聲獲得的大量數(shù)據(jù)相比，RT3DE評估左心房功能具有其局限性。STI評估左心房結構和功能對于指導房顫患者治療和管理有重要意義，但目前對于正常左心房應變值、診斷臨界值方面有較大爭議，需要更多大樣本多中心研究檢驗2D-STI的臨床實用性，以及3D-STI的診斷和預后價值是否優(yōu)于2D-STI尚需進一步研究。目前對于房顫患者右心房的研究較少，RT3DE、STI評估右心房的結構和功能在房顫中的診斷及預后價值尚需進一步研究。相信隨著后續(xù)研究的深入，RT3DE和STI在房顫中會得到更全面的應用。