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超声心动图评价心房颤动患者左心耳形态结构和功能的研究进展

2023-09-12郑茜王敏冉海涛苏蕾

中国医学影像学杂志 2023年7期
关键词:心耳心房心动图

郑茜王敏,冉海涛,苏蕾

重庆医科大学附属第二医院超声科,重庆 400010;*通信作者 苏蕾 nicolsue@163.com

心房颤动(房颤)是临床最常见的心律失常之一,其最常见的并发症是血栓脱落后随血液循环到各处动脉引起血栓栓塞,其中以卒中事件危害最大。左心耳(left atrial appendage,LAA)血栓是脑栓塞栓子的最常见来源[1],评估左心耳形态结构和功能对于指导房颤患者的治疗及预测栓子形成风险具有重要意义。因此,本文对近年各种超声技术在评估房颤患者左心耳形态结构和功能的研究进展进行综述。

1 左心耳的形态结构和功能

1.1 左心耳的形态结构 左心耳来源于原始心房,由肺静脉及其分支吸收形成[2]。左心耳表现为多种类型,最常见的是鸡翅型,其次是风向带型、仙人掌型、菜花型,有研究发现左心耳的形态对预测房颤患者卒中风险有一定作用,但其形态改变的机制尚未明确[3-4]。具有非鸡翅型左心耳的房颤患者更易发生卒中,有研究表明[5-8]其具有较低的左心耳流速,这可能是其更易发生卒中或短暂性脑缺血发作的原因之一。

1.2 左心耳的功能 左心耳具有主动舒张和收缩功能,窦性心律时左心耳内丰富的梳状肌使其具有强大的收缩功能,协同左心房收缩作用。当左心房压力上升时,左心耳会代偿性地扩张以调节左心房压力;当发生房颤时,左心耳的收缩功能下降、充盈压力上升,由于左心耳是狭长的管状盲端结构,此时血液易淤滞在左心耳,甚至发生自发显影及血栓形成[9]。

左心耳可以分泌心钠肽(atrial natriuretic peptide,ANP)和脑钠肽(brain natriuretic peptide,BNP),其不仅可以通过代偿性扩张调节左心房压力,还能分泌ANP通过利尿排钠作用缓解左心房压力的变化[2]。有研究[10-12]发现血浆BNP水平与左心耳功能障碍相关,有助于预测左心耳血栓形成,可能成为评价左心耳功能障碍及血栓形成的可靠指标,其中Fukuhara等[12]研究显示血浆BNP水平预测左心耳流速降低(<35 cm/s)的最佳截断值为61 pg/ml(敏感度为76%,特异度为58%)。

2 经胸超声心动图(transthoracic echocardiography,TTE)评价房颤患者左心耳形态结构和功能

超声心动图具有简便、实时动态的特点,随着超声各种技术不断发展,对显示左心耳的形态结构和功能具有独特的优势。进行TTE检查时左心耳图像的质量往往显示不佳或仅部分显示,且依赖于显像技术和超声医师的经验,因此,临床上常将TTE作为经食管超声心动图(transesophageal echocardiography,TEE)的补充[13]。

3 TEE 评价房颤患者左心耳形态结构和功能

3.1 二维经食管超声心动图(two-dimensional transesophageal echocardiography,2D-TEE) 左心耳血栓常表现为附着于左心耳壁或梳状肌的团状低回声,2D-TEE可直接观察左心耳形态和内部回声,是目前诊断左心耳血栓的最常用方法。此外,2D-TEE可以测量左心耳大小,并可以通过频谱多普勒(pulsed wave doppler,PW)测量排空速度评估左心耳的功能。宋群霞等[14]纳入109例行左心耳封堵术的非瓣膜性房颤患者,发现BNP增高、左心房前后径增大、左心耳分叶较多均与非瓣膜性房颤患者的血栓风险增加有关。由此可见,2D-TEE可以为房颤患者的治疗提供较多依据,但由于左心耳具有丰富的梳状肌,在2D-TEE中难以区分梳状肌和小血栓,且2D-TEE测量的是左心耳单一位置的功能,评估左心耳整体功能具有一定的局限性[13,15]。

3.2 PW 在TEE检查的不同切面将PW取样框置于左心耳开口处,可以直接测量左心耳血流频谱。窦性心律人群的左心耳血流频谱具有特征性的4种波形,当发生房颤时规则的特征性波形消失,表现为多种类型的波形,如舒张早期排空波(“e”波)随后跟着多个速度较高的不规则波,与左心耳强烈纤颤运动相关[2]。在TEE检查下PW测得的左心耳开口排空速度是目前评价左心耳功能的单一常规参数。宋群霞等[14]研究显示左心耳血流速度截断值≤43.50 cm/s时预测血栓形成的敏感度为87.20%,特异度为62.90%。

3.3 组织多普勒(Doppler tissue imaging,DTI) DTI可以反映局部心肌功能,对左心耳壁运动速度进行分析,研究[16-17]表明左心耳壁运动速度与排空速度具有相关性。Farese等[16]对1 182例患者进行TEE检查,同时运用DTI测量左心耳壁运动速度,结果显示窦性心律患者左心耳内侧壁和外侧壁运动速度均高于房颤患者,且左心耳内侧壁(r=0.614)、外侧壁运动速度(r=0.673)与左心耳排空速度均具有相关性。以上研究均证实DTI可用于评估左心耳功能,包括左心耳壁运动速度定性、定量的分析,但DTI是沿着声束追踪,会受声束方向与室壁运动方向夹角的影响。

3.4 实时三维经食管超声心动图(real-time three dimensional transesophageal echocardiography,RT-3D TEE) RT-3D TEE可显示更清晰的三维图像,全面观察左心耳的立体形态,并可以测量左心耳的大小容积,更准确地评估左心耳内是否有血栓形成和评估左心耳的整体功能。同时,RT-3D TEE不依赖几何学模型假设及探头方位,对图像进行任意切割动态显示左心耳不同角度和平面的三维立体图像,应用三维容积法测量的射血分数较二维更能反映左心耳整体的机械功能。Squara等[15]研究发现左心耳的梳状肌、多分叶、自发显影及左心耳脊部形成的伪像可能会被误诊为血栓,使2D-TEE识别血栓具有一定的局限性,结合RT-3D TEE和2D-TEE比单独2D-TEE识别血栓更有效。有研究[13,18]发现RT-3D TEE在评估左心耳形态结构、与周围结构的空间关系(如左上肺静脉、冠状窦、主动脉瓣、二尖瓣等)更具有优势。Meltzer等[19]利用RT-3D TEE观察左心耳形态结构,测量左心耳大小容积、评价左心耳功能,发现左心耳收缩末期容积与心脏计算机断层扫描结果具有较好的一致性(r=0.750);同时测得左心耳的射血分数与开口排空速度具有良好的相关性(r=0.800)。王宝震等[20]利用RT-3D TEE研究房颤患者血栓形成危险因素和评估左心耳功能,发现左心耳开口排空速度、开口充盈速度及射血分数均是房颤患者血栓形成的独立危险因素,其中RT-3D TEE测得的左心耳射血分数(29%)作为预测左心耳血栓形成的临界值,其敏感度为76.50%,特异度为72.50%。以上研究表明RT-3D TEE在评估左心耳形态结构、功能和血栓形成方面可行,但是由于其成像的空间分辨率有限,无法清晰显示梳状肌的心内膜,目前该技术的临床应用仍较少。

3.5 二维斑点追踪技术(two-dimensional speckle tracking imaging,2D-STI) 2D-STI无角度依赖性,能够逐帧实时追踪心肌组织感兴趣区声学斑点的位置和运动,反映追踪心肌的舒缩形变功能,可更准确、客观地定量心肌局部及整体功能。2D-STI评估左心耳常用的指标有左心耳壁应变、应变率、整体纵向应变及左心耳机械弥散度(left atrial appendage mechanical dispersion,LAA MD)。Ma等[21]对切除左心耳的136例非瓣膜性房颤患者和10例窦性心律患者进行组织学检查,发现非瓣膜性房颤患者比窦性心律患者具有更严重的心房纤维化,可见心房纤维化在房颤的发病机制中起重要作用,且纤维化程度与射频消融术后复发有关。因此更准确地定量分析左心耳纤维化程度可能有助于房颤患者的管理与治疗,然而延迟增强磁共振成像需要较高的成本,而2D-STI无角度依赖性、准确性且价格低廉,为探索左心耳指标与左心耳功能的关系提供了有效手段[22-23]。Mao等[23]对116例非瓣膜性房颤患者进行TEE检查,同时采用2D-STI测量左心耳应变值,结果显示发生过栓塞患者的LAA MD高于未发生过栓塞者(16.90±6.67%比12.10±3.94%,P<0.05),LAA MD是非瓣膜性房颤患者栓塞的独立危险因素,当临界值为13.1%时,敏感度为82.4%,特异度为55.6%。以上研究结果证实2D-STI可于左心耳发生形态学改变前发现左心耳收缩不同步,LAA MD可能反映左心耳纤维化负担,有助于卒中的风险分层。目前,左心耳应变及应变率等参考异常值在房颤患者中的应用尚未统一,对房颤患者发生卒中的可能性及治疗方案选择的指导意义仍需要进一步大样本研究验证。

3.6 心脏声学造影 心脏声学造影可以分为心腔声学造影和心肌声学造影,其中心腔声学造影可以增强心内膜边界显示,并提高图像质量,有助于显示左心耳大小形态、测量左心耳功能,并辅助检测可疑血栓[24-25]。Lozier等[26]回顾性分析83例患者TEE联合超声造影剂检查资料,其中66例患者2D-TEE不能明确血栓存在,用超声造影剂后,最终11例确诊为血栓,44例排除血栓,28例仍不确定,证实联合使用TEE和造影剂可以提高血栓的准确率。在有伪像、严重的自发显影情况下,3D TEE仍然容易漏诊或误诊,此时使用超声造影剂是一种有用且经济有效的诊断方法。

4 总结与展望

根据临床需要联合应用多种超声技术有助于准确评估左心耳形态结构和功能。各种超声心动图检查各有优势,如在TEE检查时运用PW测量左心耳功能更简便,2D-TEE可以直接测量左心耳大小和观察左心耳内血栓形成,RT-3D TEE可以观察左心耳空间立体图像和测量左心耳整体功能,2D-STI评价左心耳心肌运动无角度要求,心脏声学造影有助于心内膜边界的显示和评估左心耳内不明确的血栓;但各种技术也有一定的局限性,未来仍需要大量研究制订统一的标准应用于临床。

在临床实践中,用于评估非瓣膜性房颤患者卒中危险分层的指标和指导抗凝治疗主要依靠CHA2DS2-VASc评分,但该评分更侧重临床性指标,对心脏结构和功能对血栓形成的影响关注不够,对于低/中危患者存在一定的局限性。左心耳是房颤患者血栓栓塞最常见的来源。

深入研究左心耳的形态结构、功能及其在房颤过程中发生的变化十分重要,目前超声心动图检查已经广泛应用于评估房颤患者左心耳情况,尤其对脑卒中患者,可能成为CHA2DS2-VASc评分的有益补充。此外,左心耳封堵术作为房颤患者预防卒中的有效方法,目前通过2D-TEE和X线透视测量左心耳开口大小确定封堵器型号,但是由于左心耳结构复杂,具有各种形态解剖变异,因此准确测量左心耳大小和评估左心耳形态是该手术的重要部分,也是未来发展的重要目标。

利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突

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