石美晶， 费宇杰， 陶静雯， 杨朝霞， 李浩杰， 林立

左心房在心脏功能中发挥着不可或缺的作用。左心房大小、容积、结构及功能等方面的研究对不同心脏疾病患者的诊断与治疗具有重要的临床意义[1]。超声心动图是临床上最常用的检查方法，具有使用简单、安全、快速、经济等优势，但其声窗较小，基于几何假设的测量误差，图像质量不佳，并且操作者依赖性很强。心脏磁共振(cardiac magnetic resonance，CMR)作为一种无创、无辐射、一站式影像学检查技术[2]，与超声心动图相比，CMR在评价左心房结构与功能方面具有以下优势：①对左心房大小、容积及功能测量具有更高的可靠性与可重复性[3]；②通过心脏磁共振特征追踪(cardiac magnetic resonance-feature tracking，CMR-FT)技术能够量化心肌应变，早期识别出左心房结构及功能的变化[4]；③利用钆延迟强化(late gadolinium enhancement，LGE)成像[5]及T1-mapping技术[6]可定性并定量检测左心房心肌纤维化。本文对CMR在左心房的临床应用与研究进展进行综述。

左心房容积

很多研究表明，左心房不仅是左心室充盈的渠道, 其大小和重构也可作为评估疾病严重程度的一个重要标志，左心房容积(left atrial volume，LAV)变化可独立预测房颤、全身血栓栓塞事件和心力衰竭等不良心血管事件的长期临床结果[7]。临床实践中，LAV测量较左房直径测量能更加准确地评估左心房重构。因此，准确和可重复测量左心房大小和容积十分重要。

近年来，CMR作为一种无创成像方法，广泛应用于心脏结构及功能的评价与研究中。CMR基于稳态自由进动(steady-state free precession，SSFP)序列，呼气末屏气，采用回顾性心电门控扫描，获得长轴电影(二腔心、三腔心、四腔心)及短轴电影图像，通过专业后处理软件，手动或半自动勾画左心房心内膜，将左心耳及肺静脉根部排除在外，从而计算获得左心房容积参数[3]。

最近的一项大型多中心研究结果显示，健康受试者的LAV正常参考范围为(36.3±7.8) mL/m2(不包括左心房附件)，LAV逐渐增大会增加全因死亡率的风险[8]。CMR测得的LAV较超声心动图测得的体积更大，正常参考值男性为26～53 mL/m2，女性为27～52 mL/m2[3]。虽然很多研究支持采用左心房最大容积评估心血管疾病风险，但也有研究认为左心房最小容积可能是重要的预后评估指标[9]。LAV由多种因素决定，包括左心室顺应性、左心房收缩力、左心房与左心室之间的压力梯度和左心房心肌壁的状态等。左心室舒张压升高时可导致左心房扩大，左心房大小反映了舒张期充盈压升高的持续时间和严重程度[10]。在没有房颤和二尖瓣疾病的患者中，左心房扩大是左心室充盈压力长期升高的标志[1]。

左心房功能

左心房在调节左心室充盈及维持心血管正常功能中发挥着重要作用，在整个心动周期中，左心房主要功能包括三个方面：①储存功能。心室收缩期，肺静脉血液回流并储存；②管道功能。心室舒张早期，在左心房与左心室压力阶差下，肺静脉血液被动进入左心室；③泵功能。心室舒张晚期，左心房主动收缩增强心室充盈[11,12]。左心房的储存功能和管道功能均由左心房心肌顺应性和左心室纵向位移决定，而左心房收缩功能在更大程度上是由左心室收缩压力决定的[13]。左心房功能受损与不同心血管疾病的主要不良心脏事件相关[14,15]。

心肌应变表示心肌整体及节段的形变，应变率指心肌发生形变的速度，即单位时间内发生的应变，能更准确、更敏感地反映心肌早期功能受损。近年来，心肌应变研究已成为CMR领域的研究热点之一。CMR-FT技术是一种近年来发展起来的快速定量评估心肌应变的新型技术，仅需使用心脏电影序列在心动周期中追踪心内膜和心外膜即可获取心脏整体和局部的多种应变参数，可能是检测心肌应变的首选方法[16]。左心房心肌壁较薄，CMR可提供较高的空间分辨率及优良的对比度，因此更有利于左心房功能分析[17,18]。近年来，很多研究证明CMR-FT在左心房应变和应变率测量中具有较高的准确性和重复性[19,20]。虽然CMR-FT应用越来越广泛，但作为一个仍在发展的技术，依然存在一些局限性，如应力计算受体素窗大小的限制、存在层间运动伪影及不同厂家分析软件的应变值标准化问题等[21]；此外，目前尚无完全标准化的图像采集方法，导致图像质量的变化可能会影响应变测量的准确性[22]。

左心房纤维化

左心房纤维化(left atrial fifibrosis，LAF)可发生于多种心血管疾病中，LAF可能导致房颤患者的电传导异常及折返通路中断[1]。LAF可在多种生理机制下发生，如衰老、血流动力学紊乱、伴有心律失常的左心房不适当收缩等。此外，LAF被认为是一种在炎症、心肌牵拉或超负荷的情况下发生的不可逆转的左心房重构形式[23]。

LGE技术是一种评估心肌瘢痕及局灶性心肌纤维化最好的非侵入性方法，被当作评估心肌损伤的参考标准[5]。钆对比剂是一种水溶性物质，分布于细胞外间隙，心肌纤维化存在时，钆对比剂积聚增多，使得纤维化组织强化呈高信号[24]。起初，Peters等[25]对LGE技术进行改进，使之用于左心房纤维化(LAF)的可视化分析。近年来，Utah研究团队的大量研究工作使得LA-LGE评估得到很大提高，并建立了可反映左心房重构的分期系统[26]。一项纳入超过200例患者的大型多中心研究(DECAAF 研究)[27]，根据纤维化组织占整个心房组织的百分比分为Ⅰ-Ⅳ期：Ⅰ期，纤维化程度<10%；Ⅱ期，纤维化程度为10%～20%；Ⅲ期，纤维化程度为20%～30%；Ⅳ期，纤维化程度>30%。LA-LGE技术仍面临很多挑战，如需设置良好的心电及呼吸门控、适当调整反转恢复时间、后处理及分割耗时、定义强化区域阈值并去除潜在伪影等。因此，LA-LGE技术尽管具有良好的研究前景，目前在临床实践中仍未得到广泛应用[28-30]。

LGE技术依赖于纤维化心肌与正常心肌之间的信号差异，因此，不适用于弥漫性心肌纤维化的检测。T1-mapping技术即纵向弛豫时间定量成像技术，利用反转或饱和恢复脉冲进行激发，经过一系列反转时间或饱和时间多次采集磁共振信号，进行运动校正配准并基于图像的信号强度进行后处理，从而直接定量心肌的T1值[6]。相关组织学研究发现LAF通常以区域性模式弥漫性分布[31]，因此，准确并敏感测量LAF十分重要。T1-mapping技术能够检测并量化心肌弥漫性纤维化[32]。新型的三维高分辨率T1-mapping技术效率高，准确性好，能够实现左心房薄壁心肌的T1值测量[33]。

CMR在左心房评估中的临床应用及研究进展

1.心房颤动

心房颤动(atrial fbrillation，AF)是临床上最常见的心律失常，与显著的心血管疾病的发病率和死亡率相关[34]。左心房扩张与LAF导致左心房功能障碍及电生理异常，是AF发生的基础[35]。对于选择消融患者，充分评估LAV十分重要。一项前瞻性研究发现AF患者消融前LAV评估似乎是一个术后长期成功的预测因素[36]。Pontone等[37]研究表明，CMR测量的LAV是射频导管消融术(radiofrequency catheter ablation，RFCA)后AF复发最可靠的独立性预测因子。相关研究发现药物治疗可改善左心房的大小和功能，减小LAV有可能成为未来的治疗靶点[38]。

左心房功能降低与AF风险增加有关。Habibi等[39]研究发现左心房储存功能与肺静脉隔离(pulmonary vein antrum isolation，PVAI)术后AF复发独立相关，并且可改进PVAI术后风险分层。诸多研究表明，左心房应变在多种心血管疾病评估中具有更高的诊断和预后价值[40]。一项Meta分析研究发现，左心房应变分析对于识别AF术后复发的高风险患者有很大帮助[41]。另一项关于CMR-FT评价AF患者RFCA对左心功能影响的meta分析研究显示，圆周应变相对于长轴应变在测量上有更好的可重复性[42]。

AF与弥漫性LAF及心内膜电压降低相关，LAF变化是AF严重程度的指标，可用于AF患者临床诊治及预后评估[43]。LGE技术越来越多地用于AF患者消融术前预测、术后消融病灶的评估及消融策略的选择[44]。相关研究发现LAV似乎比AF类型更能有效预测PVAI术后的AF复发率[45]。DECAAF研究证明LAF严重程度对RFCA治疗AF的疗效有显著影响，LAF越严重，AF复发率越高且复发时间越早[27]。LAF每增加1%，随访期间心律失常的复发风险升高6%，因此在选择AF患者消融术前应评估并考虑纤维化负荷。Siebermair等[46]研究显示LAF程度较高的非AF患者发生AF的风险增加，在接受消融治疗的AF患者中，术前LAF与复发性心律失常的可能性独立相关。LAF程度及分布与AF患者消融治疗的预后和治疗结果有关[47]。LGE显示AF患者左心房后壁和左下肺静脉周围LAF发生率更高，局限于左下肺静脉周围的局灶性延迟强化、更广泛的强化程度和较大的LAV体积与持续性房颤独立相关[24]。近年来相关研究发现LAF量化对AF患者选择合适的治疗方式很有帮助。Beinart等[48]研究发现AF患者与正常人相比，CMR测量的左心房增强后T1(post-T1)值更低，并且与左心房组织电压相关。Ling等[49]研究发现AF患者post-T1值低于230 ms与更高的AF复发率相关，可作为评估左心房弥漫性纤维化程度的指标。Luetkens等[50]研究发现AF复发患者左心房T1值和LGE阳性百分比均显著升高，这两个参数是消融治疗后不良预后的独立预测因子。

2.肥厚型心肌病

左心房大小对肥厚型心肌病(hypertrophic cardiomyopathy，HCM)的预后评估及危险分层具有重要意义，最近的欧洲指南已经将左心房直径纳入分层风险模型，以预测HCM患者5年的心脏性猝死风险[51]。Losi等[52]研究发现HCM患者随着LAV增大，猝死、心衰及心脏停搏的风险增加。Debonnaire等[53]发现HCM患者左心房扩大并且左房功能减低。Hinojar等[51]研究表明CMR-FT测量的左房长轴应变与HCM的心血管死亡率和心力衰竭有关，可能成为一种预测不良心脏结局的新指标。Williams等[54]研究显示HCM患者较健康对照组LAV明显增加，而左心房射血分数及应变参数值明显降低，尤其在左室流出道梗阻患者中更显著，而室间隔部分切除术患者的LAV及左心房功能得到了明显改善。因此，CMR-FT技术可通过测量左心房应变评估HCM梗阻严重程度，同时可评价梗阻性HCM患者室间隔部分切除术的疗效。 Latif等[55]研究发现HCM患者LAF十分常见，并与左心室纤维化程度相关，LAF可能是左心室重塑所致。

3.高血压

左房大小反映左室舒张期充盈压力增加的持续时间和严重程度，高血压患者左心房结构及功能变化的病理生理机制主要归因于舒张期心室压力不断升高，使左心房储存功能减低[56]。Li等[57]通过CMR-FT定量检测高血压患者左心房形变及容积参数，发现高血压患者左心房存储功能及管道功能受损，并且可在进展为左心室肥厚之前进行早期检测，而不伴有左心室肥厚的高血压患者其左心房泵功能相对正常。Kaminski等[58]研究发现在具有左心室舒张功能障碍风险的高血压患者中，左心房收缩功能降低是不良心脏事件和死亡的强烈预测因子。

4.心力衰竭

左心房大小是心力衰竭(heart failure，HF)的预测因素[59]。左心房容积和功能的恶化可先于HF的进展，Habibi等[60]通过CMR-FT测量左心房容积及应变参数，发现无明显心血管症状的患者进展为HF之前左心房整体纵向峰值应变值更低，左心房最小容积指数更高，整体纵向峰值应变<14%的患者最终出现了HF，表明左心房纵向应变的变化有助于独立预测HF。

5.糖尿病

糖尿病(diabetes mellitus，DM)通常与心血管疾病共存，与左心房结构及功能变化相关。相关研究证明，DM与早期心脏重构如左心房扩大相关[61]，LAV可独立预测DM患者的全因死亡率[62]。Markman等[63]研究表明，在无症状性心血管疾病的DM患者中，左心房扩大尤其是左心房最小容积增加及左心房功能降低，与心血管事件的发展相关。

综上所述，多模态CMR作为一种无辐射的一站式检查方法，不仅能够综合评估患者左心房结构和功能的异常改变，还能无创表征心肌组织学特性；但CMR多种技术均受场强、序列、心率甚至心肌节段等多种因素的影响，在肌壁薄弱的左心房的临床应用仍处于探索阶段。未来仍需要大规模的研究以进一步实现CMR对左心房更加精准的评估，为心脏疾病早期诊断、风险分级及预后评估提供更多有价值的信息。