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心房颤动(房颤)是临床较常发生的一种心律失常，房颤的发生会使心血管事件尤其是血栓栓塞的患病风险增加，从而增加病人的死亡率[1]。房颤会引起心房超微结构变化，如心房肌细胞肥厚、心肌纤维化、心房肌细胞排列紊乱等[2]。越来越多的证据[3-6]表明，二维斑点追踪成像(two-dimensional speckle tracking, 2DSTI)测定的左心房应变对全身性心血管疾病病人的预后有影响，能够独立预测急性缺血性卒中病人因脑血管事件导致的全因死亡率和再入院风险。房颤对于心房超微结构改变的影响还体现在心房形态及机械功能的改变，其中心房肌形变能力是反映心房机械功能的重要指标，左心房功能降低，同时还会增加血栓形成及栓塞风险[7]。因此，评估房颤病人的左心房结构、功能，对于识别房颤对心房的不利影响，早期采取干预措施，降低房颤危害具有积极意义。2DSTI通过追踪二维灰阶图像上心肌斑点来计算心肌形变，其结果不受角度影响，能够实现心肌功能的定量评价，具有操作简单、无创伤、可重复性好等优点。为明确非瓣膜性房颤(non-valvular atrial fibrillation, NVAF)对左心房结构、功能的影响，本研究应用2DSTI技术评价NVAF病人左心房功能及其与左心房结构的关系，以期早期发现左心房功能的损伤。现作报道。
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选取本院2019年12月至2021年6月收治的NVAF病人60例作为观察组。纳入标准: 符合NVAF诊断标准(《2019AHA/ACC/H RS心房颤动病人管理指南》[8])。排除标准: 合并二尖瓣狭窄、主动脉瓣狭窄、中重度瓣膜反流等心脏瓣膜疾病；先天性心脏病；节段性室壁运动异常者；冠状动脉支架置入者；心脏外科术后及携带心脏起搏器者；左心室射血分数(LVEF) < 50%者；图像质量不清晰者。另选取同期在本院进行健康体检，年龄、性别、身高、体质量与观察组相匹配的健康志愿者60名作为对照组。观察组男42例，女18例，年龄61~76岁，平均(63.68±9.98)岁，心率平均(68.55±5.69)次/分，收缩压(SBP)平均(128.18±11.71)mmHg，舒张压(DBP)平均(74.63±8.59)mmHg，合并高血压14例、糖尿病8例。对照组男40名，女20名，年龄61~74岁，平均(62.86±8.96)岁，心率(66.48±5.03)次/分，SBP平均(120.24±9.38)mmHg，DBP平均(75.85±8.63)mmHg。2组在性别、年龄、血压等方面均具有可比性。2组研究对象均对本次研究知情同意，自愿参与研究并签署知情同意书。
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所有研究对象均行二维超声和2DSTI检查。仪器选用PHILIPS IE33型彩色多普勒超声诊断仪，探头选用X5-1型，频率1~5 MHz，设备内置Qlab 9.0分析软件。(1)二维超声检查: 受试者取左侧卧位，窦性心律下完成检查，与心电图相连接，获取标准左心室长轴、心尖二腔切面、心尖四腔切面，测定左心房最大前后径(LAD)、双平面法测定左心室收缩末左心房最大容积(LAVmax)、左心室舒张末左心房最小容积(LAVmin)。根据公式计算左心房排空分数(LAEF)和左心房容积指数(LAVI)，LAEF=(LAVmax-LAVmin)/LAVmax×100%，LAVI=LAVmax/体表面积，体表面积=0.006 1×身高(cm)+0.012 8×体质量(kg)-0.152 9。(2)2DSTI检查: 获取心尖四腔、二腔、三腔切面的连续4个心动周期动态灰阶图像并存储设备，帧频保持在每秒50帧以上，左心房充分暴露，聚焦点位于二尖瓣瓣环处。启动Qlab软件，选择标记点于二尖瓣环左心房侧及左心房顶部内膜面，仪器自动获取心肌追踪区域，手动调整感兴趣区完全包络左心房心肌组织，注意避开肺静脉及其左心房附属结构，将追踪失败节段剔除后生成左心房纵向应变及应变率曲线(见图 1、2)，获得左心室收缩期左心房峰值应变(LASS)及应变率(LASRS)、左心房收缩期左心房峰值应变(LASA)及应变率(LASRA)。
图 1 左心房应变曲线
图 2 左心房应变率曲线
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采用t(或t′)检验、χ2检验、方差分析、q检验和Pearson相关分析。
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观察组LAD、LAVmin、LAVI较对照组高，LAEF低于对照组，差异均有统计学意义(P < 0.01)，2组LAVmax差异无统计学意义(P>0.05)(见表 1)。
分组 n LAD/mm LAVmax/mL LAVmin/mL LAVI/(mL/m2) LAEF/% 观察组 60 37.11±2.93 77.83±14.37 31.92±4.94 32.79±4.76 57.94±6.83 对照组 60 32.96±2.48 75.13±13.52 27.74±5.82 26.59±2.64 65.58±7.25 t — 8.37 0.64 4.24 8.82* 5.94 P — < 0.01 >0.05 < 0.01 < 0.01 < 0.01 *示t′值 表 1 2组研究对象的二维超声检查结果对比(x±s)
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观察组LASS、LASRS、LASA、LASRA均低于对照组，差异有统计学意义(P < 0.01)(见表 2)。
分组 n LASS/% LASRS LASA/% LASRA 观察组 60 31.66±5.73 1.06±0.57 11.64±3.55 -1.49±0.62 对照组 60 33.90±2.23 1.67±0.46 17.61±2.31 -2.11±0.43 t — 2.72* 6.45 11.64 6.37 P — < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01 *示t′值 表 2 2组研究对象的2DSTI参数对比(x±s)
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根据NVAF病人测得的LAVI值分为左心房扩大组(LAVI>34 mL/m2)与无扩大组(LAVI≤34 mL/m2)。无扩大组LAEF、LASS、LASRS、LASA、LASRA水平均较对照组降低，扩大组LAEF、LASS、LASRS、LASA水平均低于无扩大组和对照组，差异有统计学意义(P < 0.05~P < 0.01)，但LASRA水平扩大组和无扩大组差异无统计学意义(P>0.05)(见表 3)。
分组分组 n LAEF/% LASS/% LASRS LASA/% LASRA 扩大组 32 53.13±6.44**## 26.67±5.70**# 1.04±0.27**## 10.08±3.41**## -1.47±0.39** 无扩大组 28 60.37±7.93** 36.02±4.08** -1.31±0.46** 13.76±2.50** -1.60±0.62** 对照组 60 65.58±7.25 33.90±2.23 1.67±0.46 17.61±2.31 -2.11±0.43 F — 28.46 56.65 552.04 84.27 21.34 P — < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01 >0.05 MS组内 — 49.024 14.957 0.152 7.214 0.250 q检验: 与对照组比较*P < 0.05, **P < 0.01；与无扩大组比较#P < 0.05, ## P < 0.01 表 3 左心房扩大与未扩大NVAF病人左心房功能参数对比(x±s)
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LASS、LASA随LAVI增大而降低，两者呈显著负相关(r=-0.702、-0.741，P < 0.05)，两者参数分布的散点图见图 3。
图 3 LASS、LASA随LAVI增大而降低分布的散点
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左心房是构成心脏的重要部分，其不仅负责接受左心室收缩静脉回流血液，在舒张期还担负着将血液被动或主动送至左心室的重要责任，其存储、管道、泵功能对维持左心室血流充盈有着重大意义。心脏的收缩、舒张运动会改变心肌节段长度，房颤者的心肌节段变化速度会发生改变，所以临床可通过分析心肌应变及应变率来对房颤进行诊断[9-10]。有研究[11]表明，左心房存储、管道和泵功能减低并非仅由左心室舒张功能障碍引起，而是独立于左心室舒张功能障碍因素，能够敏感检测出左心室舒张功能障碍之前左心房功能受损已经发生。
2DSTI通过在心动周期逐帧追踪心肌组织斑点回声来重建心肌组织的形变、运动情况，其在不同心动周期可实现自动追踪，对各区域心肌组织位置也能自动对比，实现心肌运动的多方向定量分析，进而对心功能、心肌病变情况进行评估。相比常规超声检查，2DSTI可从不同角度进行心功能评估，并且检查结果不受信噪比、声束角度、心肌牵拉的干扰，结果可靠性高。徐丽芳等[12]报道了96例NVAF左心房的研究，根据左心房及左心耳内红细胞自发显影状况分成3组进行比较，随血栓形成风险的增高，病人的LAEF、LASS呈逐渐降低，2DSTI技术不仅可以较好的评价NVAF病人左心房功能而且可以反映血栓形成风险。提示NVAF病人普遍存在着心房功能受损，心房排血量降低，心房压力升高增加心房壁应力，引发心肌功能障碍，随着病情的进展，增加了血栓形成的风险。因此降低左心房压力，对于控制房颤的发生，减少房颤引发的不良心血管事件发生风险有积极作用。本研究结果与其基本一致，显示NVAF病人左心房增大，代表左心房功能的LAEF及应变参数减低，均低于对照组。
NVAF病人左心房收缩期应变及应变率的降低主要是因为房颤的发生引起了心房肌细胞膜离子通道改变，心房肌细胞收缩功能因此改变，再加上房颤因其心房肌纤维化，均会造成收缩期应变及应变率降低。KUPPANAY等[13]研究已证实左心房应变参数与磁共振成像钆剂延迟增强对心肌纤维化程度的测量呈现明显负相关。PILICHOWSKA-PASZKIET等[14]研究提示2DSTI可以评估心房纤维化程度及区域范围。陈琳琳等[15]对房颤电律后左心房功能的研究指出，房颤病人在进行电复律后，维持窦性心律1个月后，左心房应变值也相应提高，据此认为可从心房肌形变能力方面来评价左心房功能。而且有研究[16]结论显示，左心房PALS、SRe和SRa是消融后房颤复发的独立预测因子(AUC分别为0.824、0.769、0.815)。有报道[17]，血清中C反应蛋白可作为房颤病人药物治疗和射频消融治疗术后远期不良事件的独立预测因子(AUC=0.793)。2DSTI技术另一参数达峰时间在评价心脏运动同步性方面也具有重要价值，而本研究未能对NVAF左心房同步性进行检测，这是本研究的不足之处。有研究[18]报道，NVAF病人在存储期和泵功能期均发生了左心房心肌运动不同步，而左心房运动不同步又会反过来影响心房的存储及泵功能，相比健康人群，NVAF病人的达峰时间(SDa、SDs)更长。这一不同步性的病理生理变化主要与房颤引起的左心房电生理及机械重构有关，最终表现为影响左心房的舒张及收缩运动。因此NVAF病人这一不同步现象可能广泛存在，有待进一步研究。
另外，本研究显示，不论左心房有无扩大，NVAF病人均有左心房应变、应变率降低。这表明心房无明显增大的NVAF病人同样存在左心房心肌功能受损的问题，提示NVAF病人在发生心肌形态学改变之前就已发生了左心房储存功能、泵功能下降。国外有报道[19]指出，相比窦性心律者，AF病人的心肌纤维化程度更明显，心肌纤维化被认为是发生左心房应变值及应变率降低的病理基础。通过2DSTI技术测定左心房的应变、应变率，可帮助临床早期发现NVAF心肌功能异常，且本研究显示，LASS、LASA随左心房容积指数增大而降低，两者具有显著负相关。这一定量参数为临床左心房扩大之前采取相应的干预措施提供依据。另外，有对左心房构型的研究认为，受胸廓的影响，房颤病人左心房前后径增大有一定的限度，因此前后径评价有一定的局限性，不能真实反映左心房扩大的程度[20]。本研究采用容积避免了该局限性，而且利用容积指数法减少了身高、体质量的影响，更具有意义。
综上所述，2DSTI检查能够发现NVAF病人的左心房功能受损情况，心房无扩大者仍可检出左心房功能异常，而且代表左心房存储与泵功能的应变参数随左心房容积指数增大而降低，具有显著的负相关，从而为临床提早干预、预后评估等方面提供依据。
2DSTI技术评价老年非瓣膜性房颤病人左心房结构及功能的研究
Study on the 2DSTI technique in the evaluation of left atrial structure and function in elderly patients with nonvalvular atrial fibrillation
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摘要:
目的探讨二维斑点追踪成像(two-dimensional speckle tracking, 2DSTI)技术在老年非瓣膜性房颤(non-valvular atrial fibrillation, NVAF)病人左心房结构和功能评价中的应用。 方法选取60例老年NVAF病人(观察组)和60名健康志愿者(对照组)作为研究对象。根据左心房大小分为左心房扩大组与无扩大组。各组均行二维超声及2DSTI检查，获取相关参数包括，左心房最大前后径(LAD)、左心房最大容积(LAVmax)，左心房容积指数(LAVI)、左心房最小容积(LAVmin)，左心房排空分数(LAEF)以及左心室收缩期左心房峰值应变(LASS)、应变率(LASRS)，左心房收缩期左心房峰值应变(LASA)、应变率(LASRA)，对比各组左心房结构及功能检测结果。 结果观察组LAD、LAVmin、LAVI较对照组高，LAEF、LASS、LASRS、LASA、LASRA低于对照组，差异均有统计学意义(P < 0.01)。无扩大组LAEF、LASS、LASRS、LASA、LASRA水平均较对照组降低，扩大组LAEF、LASS、LASRS、LASA水平均低于无扩大组和对照组，差异均有统计学意义(P < 0.05~P < 0.01)，但LASRA水平扩大组和无扩大组差异无统计学意义(P>0.05)。Pearson相关性分析，LASS、LASA均随LAVI增大而降低，呈负相关关系(r=-0.702、-0.741，P < 0.05)。 结论2DSTI检查能够定量检测NVAF病人的左心房功能受损情况，心房无扩大者仍可能检出左心房功能受损，且左心房功能随左心房扩大而降低。 Abstract:ObjectiveTo investigate the application value of two-dimensional speckle tracking imaging(2DSTI) in the evaluation of left atrial structure and function in elderly patients with nonvalvular atrial fibrillation(NVAF). MethodsSixty elderly NVAF patients and 60 healthy volunteers were divided into the observation group and control group, respectively.According to the size of left atrium, the observation group was divided into the left atrium enlargement group and nonenlargement group.The observation group and control group were examined using dimensional ultrasound and 2DSTI to obtain relevant parameters[including left atrial maximum anterior posterior diameter(LAD), left atrial maximum volume(LAVmax), left atrial volume index(LAVI), left atrial minimum volume(LAVmin), left atrial emptying fraction(LAEF), ventricular systolic left atrial strain(LASS), strain rate(LASRS), atrial systolic left atrial strain(LASA) and strain rate((LASRA)], and the results of left atrial structure and function were compared between two groups. ResultsThe LAD, LAVmin and LAVI in observation group were higher than those in control group, and the LAEF, LASS, LASRS, LASA and LASRA in observation group were lower than those in control group(P < 0.01).The levels of LAEF, LASS, LASRS, LASA and LASRA in left atrium nonenlargement group were lower than those in control group, and the levels of LAEF, LASS, LASRS, LASA in left atrium enlargement group were lower than those in left atrium nonenlargement group and control group(P < 0.05 to P < 0.01), but there was no statistical significance in the LASRA level between the left atrium nonenlargement group and enlargement group(P>0.05).The results of Pearson correlation analysis showed that the LASS and LASA decreased with the increasing of LAVI, and which was negatively correlated(r=-0.702, -0.741, P < 0.05). ConclusionsThe 2DSTI examination can quantitatively detect the impairment of left atrial function in patients with NVAF.The impairment of left atrial function may still be detected in patients without atrial enlargement, and the left atrial function decreases with the enlargement of left atrium. -
表 1 2组研究对象的二维超声检查结果对比(x±s)
分组 n LAD/mm LAVmax/mL LAVmin/mL LAVI/(mL/m2) LAEF/% 观察组 60 37.11±2.93 77.83±14.37 31.92±4.94 32.79±4.76 57.94±6.83 对照组 60 32.96±2.48 75.13±13.52 27.74±5.82 26.59±2.64 65.58±7.25 t — 8.37 0.64 4.24 8.82* 5.94 P — < 0.01 >0.05 < 0.01 < 0.01 < 0.01 *示t′值 
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表 2 2组研究对象的2DSTI参数对比(x±s)
分组 n LASS/% LASRS LASA/% LASRA 观察组 60 31.66±5.73 1.06±0.57 11.64±3.55 -1.49±0.62 对照组 60 33.90±2.23 1.67±0.46 17.61±2.31 -2.11±0.43 t — 2.72* 6.45 11.64 6.37 P — < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01 *示t′值
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表 3 左心房扩大与未扩大NVAF病人左心房功能参数对比(x±s)
分组分组 n LAEF/% LASS/% LASRS LASA/% LASRA 扩大组 32 53.13±6.44**## 26.67±5.70**# 1.04±0.27**## 10.08±3.41**## -1.47±0.39** 无扩大组 28 60.37±7.93** 36.02±4.08** -1.31±0.46** 13.76±2.50** -1.60±0.62** 对照组 60 65.58±7.25 33.90±2.23 1.67±0.46 17.61±2.31 -2.11±0.43 F — 28.46 56.65 552.04 84.27 21.34 P — < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01 >0.05 MS组内 — 49.024 14.957 0.152 7.214 0.250 q检验: 与对照组比较*P < 0.05, **P < 0.01；与无扩大组比较#P < 0.05, ## P < 0.01
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图(3)表(3)
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