張新娜，侯唯姝，俞宏林，趙玲玲，楊盼盼，蔣雨琦，李小虎

安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，安徽 合肥 230022；*通信作者 李小虎 lixiaohu@ahmu.edu.cn

左心房是連接左心室和肺靜脈結(jié)構(gòu)及功能的重要樞紐，其功能受前后負(fù)荷的影響，并反映前后負(fù)荷相關(guān)的疾病狀態(tài)，尤其是左心房與左心室之間的相互影響非常顯著。在整個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)，于左心室而言左心房主要有3大功能，①儲(chǔ)存功能：在心室收縮期，儲(chǔ)存肺靜脈回流的血液，與左心室容積相關(guān)；②管道功能：在心室舒張?jiān)缙?，左心房和左心室之間的壓力差將肺靜脈血液經(jīng)左心房被動(dòng)推入左心室內(nèi)，與左心室松弛及順應(yīng)性相關(guān)；③泵功能：在心室舒張晚期，左心房主動(dòng)收縮進(jìn)一步增強(qiáng)左心室充盈，與靜脈回流（前負(fù)荷）及左心室舒張末期壓力（后負(fù)荷）相關(guān)[1]。

既往有研究采用斑點(diǎn)追蹤評(píng)估高血壓患者左心房功能障礙和左心房-左心室異常相互作用之間的關(guān)系，證實(shí)左心房和左心室之間相互影響、相互作用[2]，對(duì)左心房結(jié)構(gòu)及功能評(píng)估在疾病診斷和預(yù)后等方面均有重要意義。目前諸多心臟磁共振（cardiac magnetic resonance，CMR）研究重點(diǎn)均關(guān)注左心室，對(duì)于左心房的研究較少。隨著影像技術(shù)的發(fā)展，多種方法可以評(píng)估心房的結(jié)構(gòu)及功能，多模態(tài)成像能夠?yàn)榕R床提供更全面的影像信息[3]。本文擬從左心房結(jié)構(gòu)及功能評(píng)估方法、評(píng)估局限性、臨床應(yīng)用以及未來(lái)發(fā)展方向等方面，重點(diǎn)介紹CMR在左心房評(píng)估方面的應(yīng)用。

1 左心房徑線及容積測(cè)量

CT和超聲均能測(cè)量左心房容積，但前者具有電離輻射，后者通常低估左心房容積[3]。CMR是評(píng)估容積的“金標(biāo)準(zhǔn)”，在測(cè)量左心房容積方面具有獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)。在CMR中，測(cè)量左心房容積的方法主要是先通過(guò)平衡穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng)序列進(jìn)行二維電影成像，再使用雙平面面積-長(zhǎng)度法或Simpson法于收縮末期測(cè)量左心房在二腔心、四腔心層面的面積及長(zhǎng)徑，然后通過(guò)雙平面公式計(jì)算得到左心房容積：容積（ml）=（0.85×A2ch×A4ch）/L，還可以繪制左心房容積曲線[4]。測(cè)量過(guò)程中需要注意將肺靜脈及左心房附件（如左心耳）排除在左心房輪廓之外。分別在心室收縮末期、舒張末期測(cè)量左心房最大容積、最小容積，并在P波開(kāi)始時(shí)測(cè)量左心房收縮前容積[3]。將3種容積結(jié)合測(cè)量還可以提供整個(gè)左心房的血流量情況，進(jìn)而評(píng)估排空分?jǐn)?shù)：對(duì)應(yīng)于左心房的3種功能，左心房排空分?jǐn)?shù)可以分為整體左心房排空分?jǐn)?shù)、被動(dòng)左心房排空分?jǐn)?shù)、主動(dòng)左心房排空分?jǐn)?shù)[5]。

何健龍等[6]報(bào)道不限定年齡和性別的健康志愿者CMR左心房容積正常值：四腔心左心房面積為（21.2±3.8）cm2，二腔心左心房面積為（18.3±4.0）cm2；Truong等[7]報(bào)道左心房最大容積為（78.3±20.5）ml，左心房最小容積為（32.3±9.3）ml，左心房收縮前容積為（47.5±13.3）ml。左心房大小是不良心血管事件的預(yù)測(cè)因子，劉佳等[8]研究顯示左心房擴(kuò)大與心房顫動(dòng)的嚴(yán)重程度及左心房重構(gòu)具有相關(guān)性。此外，左心房擴(kuò)大受到多種因素影響，如左心室順應(yīng)性、左心室充盈壓、左心房肌壁、心房心室之間的壓力差等。在無(wú)心房顫動(dòng)和二尖瓣疾病患者中，左心房擴(kuò)大是左心室充盈壓力長(zhǎng)期升高的標(biāo)志[9]，因此左心房功能障礙是左心室舒張功能?chē)?yán)重受損的有力標(biāo)志。左心房最大、最小、收縮前容積分別對(duì)應(yīng)左心房的3個(gè)功能階段，并且每個(gè)容積階段有其特定的意義。左心房最大容積可以作為心血管不良預(yù)后的獨(dú)立因子，左心房最大容積增大提示出現(xiàn)慢性壓力超負(fù)荷，并且可能早于左心房功能變化[10]。Chamsi-Pasha等[11]報(bào)道左心房最小容積是與左心房重構(gòu)相關(guān)的重要指標(biāo)；Shin等[12]發(fā)現(xiàn)左心房最小容積可以作為非梗阻性肥厚型心肌病的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子；Khan等[13]研究表明左心房排空分?jǐn)?shù)比左心室射血分?jǐn)?shù)更能預(yù)測(cè)心力衰竭的結(jié)果。

2 心肌應(yīng)變

心肌應(yīng)變表示心肌整體及節(jié)段的形變，應(yīng)變率指心肌發(fā)生形變的速度，即單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生的應(yīng)變，能更準(zhǔn)確、更敏感地反映心肌早期功能受損。左心房應(yīng)變參數(shù)主要包括被動(dòng)應(yīng)變（對(duì)應(yīng)左心房的管道功能）、主動(dòng)應(yīng)變（對(duì)應(yīng)左心房的收縮泵功能）、整體應(yīng)變（對(duì)應(yīng)左心房的儲(chǔ)存功能）；峰值正向應(yīng)變率、峰值早期負(fù)向應(yīng)變率、峰值晚期負(fù)向應(yīng)變率[14]。

早期測(cè)量左心房應(yīng)變的方法主要是超聲多普勒斑點(diǎn)追蹤技術(shù)，但因受到聲窗限制、左心房形態(tài)不規(guī)則的影響而使評(píng)估極具挑戰(zhàn)性[3]。CMR作為一種無(wú)創(chuàng)、無(wú)電離輻射、一站式的影像技術(shù)，在評(píng)估左心室結(jié)構(gòu)及功能方面趨于成熟。CMR心肌應(yīng)變的測(cè)量方法主要有tagging和CMR特征追蹤，但由于心房壁較薄（約2 mm），無(wú)法用網(wǎng)格線進(jìn)行標(biāo)記，因此無(wú)法進(jìn)行tagging測(cè)量。目前應(yīng)用于長(zhǎng)軸電影圖像的組織追蹤方法是左心房應(yīng)變量化的唯一有效方法[9]。組織追蹤通常為半自動(dòng)，需要于同一個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)在二腔心及四腔心上勾畫(huà)出左心房輪廓，但不同廠家的左心房應(yīng)變指數(shù)仍存在很大差異，限制了絕對(duì)左心房應(yīng)變正常值的使用[15]。此外，由于左心房很容易縮短，因此左心房應(yīng)變值很容易被高估[16-17]。

Truong等[7]報(bào)道左心房應(yīng)變參考值：被動(dòng)應(yīng)變?yōu)椋?5.15±8.34）%，主動(dòng)應(yīng)變?yōu)椋?3.99±4.11）%，整體應(yīng)變?yōu)椋?9.13±9.27）%。左心房應(yīng)變?cè)谛募〖膊〉脑缙谑芾墼u(píng)估、鑒別診斷、預(yù)后評(píng)估等方面均有較大價(jià)值。左心房應(yīng)變值較左心房容積及排空分?jǐn)?shù)有更強(qiáng)的預(yù)測(cè)作用，在其他參數(shù)正常的情況下，糖尿病、高血壓等慢性疾病會(huì)引起心肌重構(gòu)導(dǎo)致左心房應(yīng)變值下降[18-19]，提示早期心臟損傷，有助于指導(dǎo)臨床早期干預(yù)，降低不良心血管事件的發(fā)生率。目前大多數(shù)研究與左心房收縮期峰值應(yīng)變（又稱為整體縱向應(yīng)變）相關(guān)，但是其他應(yīng)變和應(yīng)變率也包含一些重要信息[9]。近期關(guān)于心房主動(dòng)應(yīng)變的研究發(fā)現(xiàn)主動(dòng)應(yīng)變與亞臨床心房顫動(dòng)相關(guān)[20]。左心房應(yīng)變可能會(huì)隨著心肌組織被替代的程度而減低[21]，并得到病理證實(shí)；左心房應(yīng)變尤其是左心房縱向峰值應(yīng)變與心肌纖維脂肪替代密切相關(guān)，可作為一個(gè)無(wú)創(chuàng)性的生物標(biāo)志物[21]。心室舒張功能不全患者會(huì)出現(xiàn)心房功能異常，因此評(píng)估左心房功能可以反映左心室舒張障礙。例如，在肥厚型心肌病患者中可以觀察到其心肌被動(dòng)應(yīng)變及整體應(yīng)變率明顯減低，并且該被動(dòng)應(yīng)變及整體應(yīng)變與不良預(yù)后獨(dú)立相關(guān)[22]。此外，左心房應(yīng)變?cè)诟哐獕盒孕呐K病、心肌淀粉樣變性、Fabry病等心肌疾病的鑒別診斷中也有一定價(jià)值[23-24]。

3 延遲強(qiáng)化（late gadolinium enhancement，LGE）

纖維化的心肌組織由紊亂的肌細(xì)胞和膠原蛋白組成，與健康心肌相比細(xì)胞外空間擴(kuò)大。LGE是評(píng)估心肌瘢痕及局灶性心肌纖維化的最佳非侵入性方法，作為評(píng)估心肌損傷的參考標(biāo)準(zhǔn)[25]。基于細(xì)胞外釓對(duì)比劑（縮短T1弛豫時(shí)間）的LGE成像可以觀察到細(xì)胞外間隙增加的組織中對(duì)比劑延遲攝入和廓清，從而導(dǎo)致心肌纖維化區(qū)域造影劑積聚。然而，由于LGE技術(shù)依賴于正常心肌與纖維化心肌之間的信號(hào)對(duì)比，因此不適用于無(wú)對(duì)比的彌漫性LGE，需要結(jié)合T1 mapping技術(shù)直接定量T1值，并結(jié)合紅細(xì)胞比容計(jì)算心肌細(xì)胞外容積，即CMR主要通過(guò)LGE反映心肌的局部纖維化，心肌細(xì)胞外容積反映心肌彌漫性纖維化。

與心室LGE相似，心房心肌LGE（left atrial late gadolinium enhancement，LA-LGE）也采用帶有心電門(mén)控的T1加權(quán)反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列，并且與二維左心室LGE（left ventricular late gadalinium enhancement，LV-LGE）相同，三維左心房LGE在大多數(shù)設(shè)備上可以獲取很好的圖像[9]。其區(qū)別在于心房的LGE要求設(shè)備有更高的空間分辨率，并且在纖維化與心肌及血池之間有更強(qiáng)烈的對(duì)比。3D-LA-LGE掃描中要求用戶輸入反轉(zhuǎn)時(shí)間，2D-LV-LGE反轉(zhuǎn)時(shí)間的確定需要結(jié)合相位敏感反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列，通常間隔2個(gè)RR間期，但是3D-LA-LGE的反轉(zhuǎn)時(shí)間在1個(gè)RR間期內(nèi)[9]。

Klein等[26]開(kāi)展的一項(xiàng)關(guān)于3D-LA-LGE優(yōu)化因素的研究表明，注射后延遲成像及使用較低的造影劑量可以提高圖像質(zhì)量，因此成像應(yīng)在對(duì)比劑團(tuán)注15 min后進(jìn)行。另外，二尖瓣及主動(dòng)脈壁要呈亮信號(hào)而心肌呈暗信號(hào)，否則LA-LGE無(wú)法被分析[9]。但通常LALGE的圖像質(zhì)量較差，可能原因首先是心房壁太薄（約2～4 mm），而CMR LGE掃描的空間分辨率較低（1.2～1.5 mm），較低的空間分辨率可能難以區(qū)分透壁性或一定程度的纖維化。為了提高空間分辨率，可以延長(zhǎng)采集時(shí)間，但會(huì)增加由于患者呼吸、心臟及整體運(yùn)動(dòng)引起的模糊或偽影；其次，對(duì)于心律不齊患者（心房顫動(dòng)、早搏），其RR間期不穩(wěn)定，無(wú)法確定數(shù)據(jù)采集在心動(dòng)周期的同一時(shí)間點(diǎn)，對(duì)于這類(lèi)患者通常建議在R波之后的早期進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并且數(shù)據(jù)采集窗口應(yīng)縮短至平均RR間期的10%～12%。為了避免胸壁的重疊偽影，盡量將相位編碼方向設(shè)置為左右方向。由于脂肪包裹左心房，且心外膜脂肪是與心房顫動(dòng)負(fù)荷、心房顫動(dòng)復(fù)發(fā)和新發(fā)心房顫動(dòng)相關(guān)的生物標(biāo)志物，因此掃描過(guò)程中需要增加DIXION水脂分離或PSIR序列抑制脂肪[27]。

左心房LGE可以應(yīng)用于消融后瘢痕的識(shí)別，并且瘢痕程度可以預(yù)測(cè)患者消融術(shù)后情況[28]。LGE顯示心房顫動(dòng)患者左心房后壁和左下肺靜脈周?chē)笮姆坷w維化發(fā)生率更高，局限于左下肺靜脈周?chē)木衷钚訪GE、更廣泛的強(qiáng)化程度和較大的左心房容積與持續(xù)性心房顫動(dòng)獨(dú)立相關(guān)[29]。Latif等[30]研究表明，二尖瓣反流、糖尿病、肥厚型心肌病等多種疾病會(huì)引起左心房心肌纖維化，形成心律失常基質(zhì)，并且會(huì)引起左心房折返電活動(dòng)異常，進(jìn)一步導(dǎo)致心房顫動(dòng)等不良心血管事件。因此，通過(guò)評(píng)估左心房纖維化情況可以反映這些患者的心肌受累情況，并能夠通過(guò)纖維化成像輔助管理心房顫動(dòng)患者，改善以纖維化為消融目標(biāo)的患者的預(yù)后。

4 左心房相關(guān)研究的局限性

盡管有研究證實(shí)通過(guò)CMR評(píng)估左心房具有良好的可重復(fù)性[31]，但是也存在一些尚未解決的問(wèn)題。首先，由于左心房壁很薄且結(jié)構(gòu)復(fù)雜易變，給心房外輪廓勾畫(huà)及參數(shù)測(cè)量帶來(lái)了挑戰(zhàn)；其次，CMR空間分辨率有限，可能會(huì)影響心房成像的圖像質(zhì)量。因此，需要開(kāi)發(fā)一種專門(mén)用于心房測(cè)量的軟件提升輪廓勾畫(huà)及測(cè)量的準(zhǔn)確性。此外，可以通過(guò)一些新技術(shù)的發(fā)展解決以上問(wèn)題。例如通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)纖維化心肌與正常心肌的自動(dòng)分割，可以排除主觀因素的影響，但由于缺乏分割閾值，目前尚處于研究階段[32]。此外，壓縮感知技術(shù)作為一種快速成像技術(shù)，極大地縮短了CMR圖像采集時(shí)間，并可以獲得較高質(zhì)量的圖像，有效解決心臟疾病患者心律不齊、檢查中無(wú)法配合屏氣等原因造成圖像質(zhì)量下降的問(wèn)題。陳楊等[33]研究證實(shí)壓縮感知技術(shù)在左心房徑線和容積測(cè)量方面的可行性和準(zhǔn)確性。

綜上所述，CMR主要可以通過(guò)測(cè)量心房大小、排空分?jǐn)?shù)等常規(guī)方法初步評(píng)估左心房的結(jié)構(gòu)及功能改變，另外結(jié)合LGE、心肌應(yīng)變等可進(jìn)一步更細(xì)致地評(píng)估左心房局部改變。但是由于左心房本身的一些限制，CMR在左心房的應(yīng)用仍處于探索階段，還需要大量研究解決目前存在的一些問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)對(duì)左心房更加精準(zhǔn)的評(píng)估，為心臟疾病的早期診斷、預(yù)后、危險(xiǎn)分層等提供更多有價(jià)值的信息。