張馳原劉啟明

左心房僵硬度指數(shù)及相關(guān)臨床研究進(jìn)展

張馳原1,2劉啟明2

心血管疾病；超聲心動(dòng)描記術(shù)；斑點(diǎn)追蹤成像；心房功能，左；綜述

隨著對(duì)心血管領(lǐng)域研究的不斷深入，左心房的結(jié)構(gòu)和功能逐漸被重視。目前，評(píng)價(jià)左心房功能對(duì)預(yù)測(cè)心血管事件的危險(xiǎn)性、病死率及預(yù)后具有重要作用[1]。超聲心動(dòng)圖因其無(wú)創(chuàng)、簡(jiǎn)便、廉價(jià)，近年來(lái)已廣泛應(yīng)用于左心房的評(píng)估，常用指標(biāo)有左心房容積指數(shù)（left atrial volume index，LAVI）、左心房擴(kuò)張指數(shù)（left atrial expansion index，LAEI）、左心房主動(dòng)射血分?jǐn)?shù)（left atrial active emptying fraction，LAAEF）等，LAVI能最準(zhǔn)確地反映左心房大小，LAEI主要反映左心房?jī)?chǔ)存功能，而LAAEF主要反映左心房輔泵功能[2-4]。上述指標(biāo)均能在一定程度上評(píng)估左心房的結(jié)構(gòu)或功能。左心房僵硬度指數(shù)（left atrial stiffness index，LASI）是近年國(guó)際上提出的一個(gè)新指標(biāo)，通過(guò)斑點(diǎn)追蹤成像（speckle tracking imaging，STI）技術(shù)測(cè)量并計(jì)算得出[5]。該指標(biāo)綜合左心房灌注壓和應(yīng)變等因素，全面分析左心房整體和節(jié)段心肌，能較傳統(tǒng)指標(biāo)更為準(zhǔn)確地反映心臟疾病下左心房結(jié)構(gòu)、功能變化，為深入研究左心房功能提供了新的方向。本文就LASI的臨床研究進(jìn)展作一綜述。

1 左心房的解剖結(jié)構(gòu)與生理功能

左心房按解剖結(jié)構(gòu)分為左心耳和左房竇（固有房腔），左房竇包括左心房室口和左右肺上下靜脈開口。左心房生理功能[6]包括：①儲(chǔ)存功能：在心室收縮期和等容舒張期，左心房接受肺靜脈回流的血液并將其儲(chǔ)存；②通道功能：在心室快速充盈期和緩慢充盈期，左心房成為通道，使肺靜脈血液回流至左心室，并在兩者間起壓力傳導(dǎo)作用；③輔泵功能：在心房收縮期，左心房發(fā)揮輔泵功能，通過(guò)主動(dòng)收縮使左心室充盈量增加。因此，左心房一旦發(fā)生病理改變，必將導(dǎo)致房?jī)?nèi)壓力增高，不同程度地影響靜脈回流和左心室功能。

2 應(yīng)變、應(yīng)變率和STI

心肌應(yīng)變指心肌發(fā)生形變，即心肌在收縮期增厚或舒張期延長(zhǎng)。應(yīng)變率指物體在力的作用下發(fā)生形變的速度，即單位時(shí)間內(nèi)的應(yīng)變。STI以二維超聲圖像為基礎(chǔ)，通過(guò)選擇一定范圍的感興趣區(qū)并計(jì)算整個(gè)區(qū)域內(nèi)各節(jié)段心肌組織的速度、應(yīng)變及應(yīng)變率，達(dá)到分析心肌運(yùn)動(dòng)的目的。STI能追蹤連續(xù)幀中的每個(gè)斑點(diǎn)，對(duì)其運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行計(jì)算以顯示該組織的運(yùn)動(dòng)速度、應(yīng)變及應(yīng)變率。該技術(shù)無(wú)依賴，時(shí)間、空間分辨率較高，可測(cè)量二維圖像的任何可視心肌的徑向、縱向應(yīng)變及應(yīng)變率。研究證明，STI評(píng)估心房功能是一種可行、有效、重復(fù)性高的方法[7]。

3 LASI的計(jì)算方法

LASI是近年國(guó)際上提出的一個(gè)新指標(biāo)，用于臨床上對(duì)左心房功能的評(píng)估?；赟TI通常在竇性心律下測(cè)定左心房壓力（left atrial pressure，LAP）和左心房整體縱向峰值應(yīng)變（peak atrial longitudinal strain，PALS），計(jì)算兩者比值得出，即LASI=LAP/PALS[5]。式中LAP需經(jīng)導(dǎo)管在心房?jī)?nèi)測(cè)定，故LASI為一項(xiàng)侵入性評(píng)估指標(biāo)。臨床上也有應(yīng)用肺毛細(xì)血管楔壓（pulmonary capillary wedge pressure，PCWP）評(píng)估LASI的報(bào)道，但因其侵入性檢查使LASI推廣受到限制[8]。既往研究報(bào)道如二尖瓣瓣口舒張?jiān)缙谘魉俣确逯担‥）與二尖瓣舒張?jiān)缙诜逯颠\(yùn)動(dòng)速度（é）比值（E/é）、E與二尖瓣瓣口舒張中晚期峰值血流速度（A）比值（E/A）等與LAP相關(guān)性較高，替代LAP，并與PALS的比值可作為非侵入性LASI用于左心房的評(píng)估[9-10]。LASI綜合LAP與應(yīng)變等因素，測(cè)定時(shí)不受心臟整體運(yùn)動(dòng)及鄰近心肌節(jié)段牽拉的影響，無(wú)依賴性，故該指標(biāo)可準(zhǔn)確地反映左心房結(jié)構(gòu)與功能[11]。

4 LASI在心血管領(lǐng)域的臨床研究

4.1 侵入性LASI的臨床研究 侵入性LASI為有創(chuàng)測(cè)量，相關(guān)臨床研究較少，但該指標(biāo)較非侵入性LASI準(zhǔn)確，能更清楚地反映心臟疾病狀態(tài)下的左心房功能。Machino-Ohtsuka等[5]運(yùn)用STI對(duì)155例行肺靜脈電隔離術(shù)（pulmonary vein isolation，PVI）的房顫患者LASI進(jìn)行研究，以LAP/PALS為評(píng)價(jià)LASI的標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)LASI與LAVI、術(shù)前B型利鈉肽及III型前膠原氨基端肽水平顯著相關(guān)，提示LASI主要反映左心房的儲(chǔ)存功能，且與左心室舒張功能相關(guān)。術(shù)后隨訪平均（33.8±12.2）個(gè)月，45例患者房顫復(fù)發(fā)，經(jīng)分析認(rèn)為L(zhǎng)ASI可作為PVI術(shù)后房顫復(fù)發(fā)的獨(dú)立預(yù)測(cè)因素（HR=2.879，95％CI：1.752～4.733，P＆lt;0.001），且LAP/PALS＆gt;65.3 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）預(yù)測(cè)復(fù)發(fā)的敏感度為89.9％，特異度為70.0％。此外，研究過(guò)程中分別使用E/A、E/é替代LAP，結(jié)果發(fā)現(xiàn)E/é/PALS與LAP/PALS相關(guān)性最高，可用于LASI的非侵入性測(cè)定。該研究不僅為L(zhǎng)ASI預(yù)測(cè)房顫患者PVI術(shù)后復(fù)發(fā)提供了重要依據(jù)，而且采用非侵入性指標(biāo)E/é/PALS評(píng)估的有效性也得到了肯定，為后期應(yīng)用替代指標(biāo)進(jìn)行研究奠定了基礎(chǔ)。此外，Kurt等[8]以PCWP/PALS為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)心衰患者的LASI進(jìn)行研究。該研究將64例左心室舒張性心功能不全患者根據(jù)心臟射血分?jǐn)?shù)分為舒張功能不全伴心臟射血分?jǐn)?shù)＆lt;50％組（收縮功能不全組）、舒張功能不全伴心臟射血分?jǐn)?shù)正常組（舒張功能不全組）和舒張性心衰組，通過(guò)超聲檢查發(fā)現(xiàn)3組中收縮功能不全組PALS最低，LASI最高，且LASI與肺動(dòng)脈收縮壓呈正相關(guān)（r=0.85，P＆lt;0.001）。此外，研究發(fā)現(xiàn)以LASI＆gt;1.1 mmHg為標(biāo)準(zhǔn)鑒別舒張性心功能不全和舒張性心衰患者的敏感度為84％，特異度為100％，應(yīng)用E/é替代PCWP亦可進(jìn)行鑒別。該研究證明了LASI評(píng)價(jià)左心室舒張功能的有效性，其分子機(jī)制可能與心室舒張功能不全狀態(tài)下左心房?jī)?nèi)β肌球蛋白重鏈、細(xì)胞骨架蛋白及肌原纖維表達(dá)異常相關(guān)[12]。

4.2 非侵入性LASI的臨床研究 因標(biāo)準(zhǔn)LASI為侵入性評(píng)估指標(biāo)，臨床中無(wú)法廣泛推廣。故目前與LASI相關(guān)的臨床研究仍以非侵入性LASI研究為主，替代LAP的指標(biāo)中以E/ é相關(guān)性最高。它是反映左心房室灌注壓的可靠指標(biāo)，臨床研究中應(yīng)用最多，其他指標(biāo)還有E/A、E/Vp（收縮期最大血流速度）等[13]。但以上述指標(biāo)計(jì)算得到的非侵入性LASI的準(zhǔn)確度仍低于侵入性LASI，故無(wú)法完全反映左心房功能的真實(shí)情況。

4.2.1 房顫 Yoon等[14]運(yùn)用STE技術(shù)對(duì)64例陣發(fā)性房顫患者進(jìn)行LASI測(cè)定，以E/é/PALS為評(píng)價(jià)LASI的標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)陣發(fā)性房顫患者LASI較健康對(duì)照者顯著增高，LAVI亦增高，LAEI降低，且LASI與LAVI呈明顯正相關(guān)，與LAEI、LAAEF呈明顯負(fù)相關(guān)。該研究提示LASI主要反映陣發(fā)性房顫患者左心房結(jié)構(gòu)和儲(chǔ)存功能，與Machino-Ohtsuka等[5]的研究結(jié)果相符，證明了LASI作為陣發(fā)性房顫患者左心房功能評(píng)估指標(biāo)的有效性，但該指標(biāo)在房顫進(jìn)展過(guò)程中所起作用仍有待進(jìn)一步研究。Shaikh等[15]在一項(xiàng)關(guān)于評(píng)估持續(xù)性房顫患者電復(fù)律前后左心房應(yīng)變和LASI變化的研究中，以E/é/ PALS為評(píng)價(jià)LASI的標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)持續(xù)性房顫患者經(jīng)電復(fù)律恢復(fù)竇律后即刻測(cè)得的PALS較電復(fù)律前明顯升高（仍低于健康對(duì)照組），而LASI雖然降低，但復(fù)律前后差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。該研究認(rèn)為，復(fù)律后房顫患者PALS未達(dá)到正常水平可能與復(fù)律后心房仍處在頓抑狀態(tài)以及復(fù)律前持續(xù)性房顫所致心房結(jié)構(gòu)重塑相關(guān)。此外，LASI復(fù)律前后無(wú)明顯改變也說(shuō)明該指標(biāo)能比PALS更為敏感地反映潛在的心房結(jié)構(gòu)改變。持續(xù)性房顫患者行心臟超聲檢查時(shí)無(wú)法測(cè)得正常E、A峰，出現(xiàn)的單峰亦波動(dòng)較大，在此狀態(tài)下測(cè)得的E/é能否可靠反映LAP、LASI有待商榷。

4.2.2 心臟瓣膜病 Todaro等[16]通過(guò)對(duì)89例無(wú)癥狀性主動(dòng)脈瓣重度狹窄患者進(jìn)行隨訪，平均（16.0±14.9）個(gè)月，發(fā)現(xiàn)發(fā)生瓣膜狹窄相關(guān)性癥狀（如呼吸困難、心絞痛、暈厥）的53例患者比未發(fā)生癥狀的36例患者的PALS、左心室整體長(zhǎng)軸峰值應(yīng)變（left ventricular longitudinal strain，LVGLS）顯著降低，LASI顯著增高。分析認(rèn)為PALS、LASI、LVGLS與癥狀發(fā)生均顯著相關(guān)，其中LVGLS為唯一判斷預(yù)后的指標(biāo)（HR=1.49，95％CI：1.11～2.01，P＆lt;0.05）。該研究提示LASI在評(píng)估主動(dòng)脈瓣狹窄患者左心房功能中具有重要作用，但不能作為預(yù)后評(píng)估指標(biāo)，其原因考慮與研究的樣本量偏小有關(guān)。

4.2.3 先天性心臟病 房間隔膨出瘤（atrial septal aneurysm，ASA）是一種罕見的先天性心臟病，多數(shù)合并有房間隔缺損和卵圓孔未閉，可引起心房?jī)?nèi)血流異常，是動(dòng)脈栓塞的危險(xiǎn)因素[17]。早期對(duì)此類患者進(jìn)行心功能評(píng)估有助于栓塞的預(yù)防與治療。Demir等[9]運(yùn)用STI技術(shù)對(duì)34例ASA患者進(jìn)行LASI的相關(guān)研究，以E/é/PALS比值作為L(zhǎng)ASI的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)ASA患者較健康對(duì)照組LAVI、LASI明顯升高，PALS明顯降低，分析得出LASI與LAVI顯著相關(guān)（r=0.495，P＆lt;0.001）。與傳統(tǒng)指標(biāo)的良好相關(guān)性提示LASI可用于評(píng)估ASA患者左心房的結(jié)構(gòu)和功能。此外，研究認(rèn)為ASA患者LASI的顯著升高不僅與疾病本身相關(guān)，也可能與伴隨的高頻房性心律失常有關(guān)。

5 其他相關(guān)研究

目前，關(guān)于非侵入性LASI的臨床研究主要集中于心血管疾病，亦可見其他相關(guān)研究報(bào)道。Mahfouz等[18]報(bào)道80例肥胖患兒關(guān)于LASI與胰島素抵抗的研究中，發(fā)現(xiàn)肥胖患兒胰島素水平及抵抗程度較健康兒童明顯升高，以E/é作為左心房灌注壓的評(píng)估指標(biāo)，通過(guò)STI測(cè)量該組肥胖患兒的PALS和LASI，結(jié)果顯示PALS顯著下降，LASI顯著升高，經(jīng)分析認(rèn)為L(zhǎng)ASI可作為胰島素抵抗的唯一預(yù)測(cè)指標(biāo)，且LASI≥1.0預(yù)測(cè)患兒胰島素抵抗的敏感度為92％，特異度為86％。該研究中肥胖患兒的心室收縮和舒張功能均無(wú)明顯異常，進(jìn)一步說(shuō)明LASI可用于心功能不全的早期評(píng)估，亦有助于胰島素抵抗高危人群的篩選及預(yù)防。目前已有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)，長(zhǎng)期高強(qiáng)度訓(xùn)練可致心房纖維化，使心房發(fā)生重構(gòu)，該結(jié)論亦試圖解釋運(yùn)動(dòng)員高頻率發(fā)生房性心律失常的原因[19-20]。D'Ascenzi等[10]在運(yùn)動(dòng)員中開展了一項(xiàng)探討其左心房重構(gòu)及僵硬程度的臨床研究，該研究納入150名長(zhǎng)期參與競(jìng)技運(yùn)動(dòng)的健康運(yùn)動(dòng)員，以E/é/PALS為評(píng)估LASI標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)STI對(duì)運(yùn)動(dòng)員組和健康對(duì)照組進(jìn)行心功能測(cè)定，研究發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)員組左心房容積、LAVI、左心室心輸出量、é等均較健康對(duì)照組顯著增高，而E/é、PLAS、LASI、左心室僵硬度指數(shù)（left ventricular stiffness，LVSI）等均顯著降低，分析得出LVSI為L(zhǎng)ASI的獨(dú)立預(yù)測(cè)因素（β=0.58，P＆lt;0.0001）。該研究顯示長(zhǎng)期參與競(jìng)技運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)員具有較高的左心室舒張?jiān)缙诠嘧?、左心房順?yīng)性以及較低的左心房僵硬度，上述指標(biāo)的變化為運(yùn)動(dòng)員較高的心輸出量提供了有利保障。此外，研究認(rèn)為運(yùn)動(dòng)員的左心房擴(kuò)大為機(jī)體在高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)下產(chǎn)生的一種生理性適應(yīng)。隨著左心室面積增加而增加，該結(jié)論與傳統(tǒng)觀點(diǎn)存在爭(zhēng)議[21]，有待進(jìn)一步研究。

6 展望

LASI綜合左心房灌注壓及應(yīng)變因素，主要反映左心房結(jié)構(gòu)和儲(chǔ)存功能。該指標(biāo)較傳統(tǒng)評(píng)估指標(biāo)更為敏感，可對(duì)各種病理狀態(tài)下的心功能不全進(jìn)行早期評(píng)估，為臨床診斷、療效評(píng)價(jià)及預(yù)后提供重要信息。然而，以上相關(guān)研究亦存在一定局限：①目前，LASI的臨床試驗(yàn)主要為單中心非前瞻性研究，且樣本量較小，使LASI的臨床意義及推廣受限，期待將來(lái)更多大規(guī)模前瞻性研究彌補(bǔ)其不足；②國(guó)際上暫無(wú)針對(duì)左心房應(yīng)變的STI分析軟件，目前均采用左心室分析軟件計(jì)算PALS值，使結(jié)果準(zhǔn)確性受到影響；③侵入性LASI雖較非侵入性LASI準(zhǔn)確性更高，但因侵入性檢查使其在科研和臨床的推廣受限，尤其在健康人群的篩查中難以普及；④目前仍缺乏真實(shí)反映左心房功能的非侵入性替代指標(biāo)。此外，用組織多普勒測(cè)定該指標(biāo)時(shí)易受運(yùn)動(dòng)方向與聲束夾角以及受檢者呼吸運(yùn)動(dòng)的影響，使計(jì)算結(jié)果欠準(zhǔn)確。隨著超聲技術(shù)的卓越發(fā)展，相信上述不足會(huì)有解決方法。

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（本文編輯 周立波）

10.3969/j.issn.1005-5185.2016.12.021

R445.1；R714.252

2016-10-25

2016-11-01

1.長(zhǎng)沙市中心醫(yī)院心血管內(nèi)科 湖南長(zhǎng)沙 410010；2.中南大學(xué)湘雅二醫(yī)院心血管內(nèi)科 湖南長(zhǎng)沙 410011

劉啟明 E-mail: 971923273@qq.com