心房颤动的超声心动图研究进展
2020-10-20 来源:实用医院临床杂志

作者:刘娟,尹立雪,西南医科大学

 

房颤动(房颤)是临床最常见的心律失常之一。其发病率随年龄增长而增加,可导致血栓栓塞、心源性卒中心力衰竭等严重并发症。综合应用超声心动图各种技术方法有助于为临床早期评价房颤患者心脏解剖结构和功能异常变化提供全面系统的诊断信息。基于系统性超声心动图评价,有助于制定更为精准的房颤治疗方案、通过及时可靠的随访治疗效果和评估预后,避免或减少房颤相关并发症的发生。

 

超声心动图具有简便易行、实时直观、无创和准确性高等优点,现已成为临床了解房颤患者心脏解剖结构和功能病变的首选影像学检查技术。本文对房颤主要心血管病理生理改变相关的超声心动图研究现状和进展进行综述,旨在协助临床早期诊断和早期发现房颤心脏功能和结构损害、指导临床进行更为系统性精准的房颤治疗。

 

1.超声心动图评价房颤患者左心房结构及功能

 

左心房由固有房腔及其附属的左心耳构成,准确评价左心房大小和功能能够为临床对房颤的诊断和治疗提供重要信息,排除左心房和左心耳内血栓是安全进行电复律的前提。

 

1.1常规超声心动图技术

 

有研究通过M型超声心动图测量房颤患者左心房前后径,发现男性人群中左心房前后径每增加10mm,相关的卒中风险将增加2.4倍,女性增加1.4倍,这与CT检查结果相一致。揭示左心房前后径与卒中及死亡风险具有相关性。然而,另一项研究分析结果却显示仅凭左心房前后径并不能有效预测房颤中风风险。有研究认为,左心房扩大伴左室射血分数(LVEF)降低的房颤患者,其左心房容积指数(LAVI)对预测左心耳血栓形成价值更高。但Doukky等却发现,左心室舒张功能障碍是左心耳血栓形成的独立危险因素,当左心室舒张功能控制在正常范围时,LAVI与血栓栓塞所致死亡率间的关系将不再维持。因此,尽管目前已有许多关于房颤患者左心房大小与血栓形成间关系的研究报道,但左心房扩大是否对血栓栓塞事件具有预测作用尚无定论,需要更多的心脏解剖结构及功能参数来评估两者间的关系。

 

1.2组织多普勒成像技术(tissue doppler imaging,TDI)

 

研究发现通过TDI技术测量心室舒张功能参数对左心耳血栓形成具有预测价值。有研究纳入563例房颤患者,发现室间隔E/e>12及左室侧壁E/e>9.4预测左心耳血栓形成的敏感性接近100%,特异性为38%~55%。另有研究发现室间隔E/e>15是心源性卒中发生的独立预测因子。此外,最近一项研究观察了171例无神经症状的房颤患者,发现室间隔E/e>12.4与无症状性脑梗死间具有独立相关性。

 

有研究认为通过TDI技术测得E/e比值在预测左心耳血栓形成、心脑血管意外事件中的价值甚至优于CHA2DS2-VASC评分,未来有望将E/e比值用于临床对左心耳血栓形成的初步筛查,但该项研究结果仍需大量研究加以证实。TDI具有角度依赖性,且易受心脏摆动及呼吸的影响,从而影响对心脏功能分析的准确性。

 

1.3斑点追踪成像技术(speckle tracking echo cardiography,STE)

 

与TDI相比,STE技术克服了角度依赖性且受心脏节律影响较小,重复性高,能够早期发现心肌隐匿性病变。Shang等发现二维斑点追踪技术(two-dimensional speckle tracking echo cardiography,2D-STE)能在左心房增大之前即可观察到阵发性房颤(paroxysmal atrial fibrillation,PAF)患者左心房功能及同步性障碍。此外,廖康腊等研究发现对左心房局部功能的评估价值,左房各壁心肌应变率明显优于左房射血分数。与2D-STE相比,三维斑点追踪成像技术(three-dimensional speckle tracking echo cardiography,3D-STE)不仅可测量左心房纵向应变,还可获得周向应变及面积应变值,能够克服心肌平移和旋转所导致的部分声学斑点移出追踪平面外的影响,能更准确地评价心肌运动和变形能力。

 

Mochizuki等研究发现3D-STE技术评估PAf患者左心房功能和同步性障碍的准确性较2D-STE更高,且3D-STE对经导管射频消融术(RFCA)术后房颤复发的预测价值高于2D-STE以及其他评价房颤复发的预测因子(年龄、BNP水平、CHA2DS2-VASC评分、左心房大小等)。也有研究发现3D-STE能够鉴别左心房大小正常的患者其PAf发生的风险性,即3D-STE可能成为PAf患者风险分层最敏感的技术,它能同时评估左心房应变及同步性,但3D-STE对图像质量要求较高,需要清晰显示心内膜结构,因此,要求操作者熟练掌握心脏的解剖结构和运动状态。

 

2.超声心动图评价房颤患者血流动力学状态

 

2.1脉冲多普勒(pulsed wave Doppler,PW)

 

心室的充盈分为舒张早期和舒张晚期(心房收缩期)。窦性心律时,脉冲多普勒上对应出现E波和A波,当发生快速性心房纤颤时,心房收缩功能受损,A波消失。有研究发现,房颤患者可出现心房分离,即通过PW测量二尖瓣血流频谱表现为A峰消失,而三尖瓣血流频谱仍呈双峰改变。PW还对心耳是否有血栓形成具有提示意义,张娟等研究发现当左心耳峰值流速小于0.2m/s时,左心耳功能受到不同程度损伤,这对左心耳内血栓形成具有重要提示意义。当心耳内形成血栓时,左心耳出现规则慢波,而其分叶内则出现快速颤动波。同时,右心耳也可出现与左心耳相似的规则慢波,表明房颤时左心耳机械功能已然受损。但PW易受心房、心室压力及舒张功能的影响。

 

2.2血流向量成像技术(vector flow mapping,VFM)

 

VFM技术结合斑点追踪及彩色多普勒技术,直观观察心腔内血液流场状态并提供可量化信息,从而有效评估心脏功能。林明杰等研究发现房颤患者左心室舒张功能降低可影响心腔内血流动力学状态且舒张期能量损耗(energy loss,EL)可能是早期评估左心室舒张功能受损的敏感指标。此外,Lin等还发现房颤患者左心房各时相EL均降低,这种降低在射频消融术(radio frequency catheter ablation,RFCA)后短期内能得到一定改善但并不能恢复正常,提示房颤患者具有较高的血栓栓塞风险,即使在RFCA术后短期内这种风险仍高于健康人。

 

蔡宇燕等采用VFM技术观察不同心律状态下左心耳能量损耗特点,发现持续性房颤(CAf)组左心耳内能量损耗在各时相均维持较高值,而PAf组及对照组仅于收缩早期及舒张晚期出现峰值,推测CAf患者左心耳可能发生持续性颤动,有效收缩功能受损。由此可见VFM技术能较为真实的评估不同心律状态下房颤患者左心耳内血液流场特点。在未来的临床工作中,VFM技术可能有助于早期发现房颤患者的心功能障碍及心腔内血流动力学变化情况,但VFM技术是在二维层面上对血液流场进行量化评估,与真实三维结构间仍存在一定的差异。

 

3.介入性超声可视化观察房颤患者心腔内结构

 

充分了解房颤患者左心耳结构及功能变化情况,有助于临床早期评估血栓栓塞风险。介入性超声心动图能实时可视化的观察心腔内结构并及时发现血栓。近年来,介入性超声与房颤患者RFCA和左心耳封堵术紧密结合,为上述治疗技术提供可靠的空间定位以及在此解剖结构基础上的功能变化信息。

 

3.1经食管超声心动图(transesophageal echocardiography,TEE)

 

Kim等选取123名房颤患者在RFCA术前术后采用TEE检查,从不同切面对LA和LAA进行全面观察并排除腔内自发显影团或血栓,结果发现RFCA术后TEE测量左心房容积减小,左心耳容积增大,左心耳峰值血流速度增加。表明RFCA术后恢复窦性心律的患者其左心房的功能得到明显改善,由此推测房颤患者的心房重构在成功复律后能够得到一定程度的逆转,这与Furukawa等的研究结果一致。经食道实时三维超声心动图(RT-3D-TEE)在2D-TEE基础上增加了三维立体成像技术,能够更直观的了解左心耳的形态结构,为临床介入治疗提供更为丰富的信息。

 

厉竞等在通过RT-3D-TEE评价房颤患者左心耳的形态结构及功能的研究中发现,左心耳壁运动位移及应变参数比左心耳排空分数能更早反映左心耳收缩功能受损情况,且左心耳结构越复杂其血栓形成的危险性越高,这与Bosi等的研究结果一致。TEE能实时动态显像,对心脏手术的顺利进行具有重要的指导作用,但因其为有创性检查,部分患者难以耐受。

 

3.2心腔内超声心动图(intracardiac echocardiography,ICE)

 

ICE是超声医学领域内的一项新的心血管系统介入性检查与监测技术,目前在临床心脏病的诊断和治疗中应用日益广泛。我们已知房颤患者RFCA围术期并发症发生率较高,ICE在介入治疗中能够同时观察和准确定位心腔内介入治疗导管的结构和空间位置,在不影响心脏电生理基本操作的情况下,同步进行RFCA治疗可减少并发症的发生。

 

Aldhoon等通过ICE引导1192例房颤患者进行RFCA,在术中及术后三个月的随访观察中发现主要并发症发生率为3.3%,其中心包填塞发生率为0.25%,脑血管栓塞事件发生率为0.42%,无心房食管瘘或死亡的发生。证实了应用ICE能够降低房颤患者RFCA围术期并发症的发生率。也有研究表明,ICE能够较TEE发现更多的左心耳云雾状回声,有助于明确TEE所不能确定的心腔内血栓征象。此外,在不适宜使用TEE检查的左心耳封堵术患者,ICE还可用于心耳解剖结构的详细观测,术中封堵器的到位、释放监测和术中评价。但ICE需要静脉插入带超声探头的导管,对设备要求较高,增加了手术成本和操作步骤且较难获取短轴切面图像,因而在一定程度上限制了其临床应用。

 

4.超声心动图评价房颤患者心外膜脂肪组织(epicardial adipose tissue,EAT)厚度

 

内脏脂肪组织厚度被公认为与心血管疾病的高发病率相关。已有研究显示EAT的厚度是房颤发生的独立危险因素。Ekinci等对房颤患者右心室游离壁EAT的厚度进行测量发现所有患者EAT的厚度显著增加,且不同类型的房颤患者EAT厚度不同,其中永久性房颤EAT增厚最显著,CAf较PAf增厚更明显,且EAT的厚度与左心房扩大程度呈正相关。该研究认为EAT的厚度与房颤的发生相关,但该研究的样本量较少,期待未来有更多的样本量及多种新技术、新方法进一步明确EAT与房颤发生的关系。

 

5.小结与展望

 

房颤可导致心房扩大、房室瓣反流和肺循环压力增高等一系列心脏结构和功能改变。该病常与高血压糖尿病、甲亢等合并存在,可导致血栓栓塞、卒中、心力衰竭等严重临床并发症。超声心动图作为一种无创的检测方法,是评价房颤患者心脏解剖结构及功能最常用的检测技术,但各种超声技术均存在其不足之处,未来期待将多种检查技术联合应用进一步开展更为全面的超声新技术临床研究,尤其是针对房颤患者心腔内血流动力学状态的研究,将一些生化学指标纳入研究以探索房颤发生及血栓形成风险的预测因素,为患者病情严重程度的评估和治疗方式的选择提供更加丰富的系统性可视化量化评价信息,从而减少血栓栓塞、卒中等相关临床并发症的发生。

 

来源:刘娟,尹立雪.心房颤动的超声心动图研究进展[J].实用医院临床杂志,2020,17(03):236-239.


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