瓣膜性心房顫動影像學發展現狀及臨床價值

周 巍， 楊本強

北部戰區總醫院 放射診斷科，遼寧 沈陽 110016

心房顫動是以迅速、無序性心房電位變化為特點的快速型心律失常，異常起搏點位于室上[1]。心房顫動是腦卒中的獨立危險因素，瓣膜性心臟病合并心房顫動患者腦卒中的發病率約是竇性心率人群的18倍[2]。心房顫動患者中，瓣膜性心房顫動(valvular atrial fibrillation，VAF)血栓發生率明顯高于非瓣膜性心房顫動(non valvular atrial fibrillation，NVAF)。應用超聲心動圖、心臟磁共振成像(cardiac magnetic resonance，CMR)等影像學檢查手段充分探索心房顫動患者左心房、二尖瓣等結構及功能的變化、心腔內血流動力學改變等，對臨床早期發現心房顫動患者心臟細微改變、評估藥物或手術治療效果、生存質量分析及隨訪有至關重要的作用。既往研究少有VAF相關研究報道[3-5]。現就VAF的概念及影像學研究進展作一綜述。

1 VAF的概念

目前，對VAF沒有廣泛統一的定義。2016年，歐洲心臟病學會心房顫動指南將風濕性心臟瓣膜疾病，以及心臟瓣膜置換術后的心房顫動定義為VAF[6]。2017年，美國心臟協會/美國心臟病協會將無風濕性二尖瓣病變或生物瓣膜置換術與二尖瓣成形手術情況下出現的心房顫動定義為NVAF[7]。2017年，歐洲心率協會將新研發的抗凝藥物(NOACs)用于治療NVAF，把無機械性心臟瓣膜及無風濕性疾病引起的瓣膜狹窄而出現的心房顫動定義為NVAF[8]。歐洲一項調查研究發現，56.9%的心臟病相關研究專家認為，NVAF的概念是確定的；約50.0%的醫師認為，具有明確的風濕病學史及有二、三尖瓣狹窄癥狀才能確診為VAF；約33.3%的醫師將單獨發生的主動脈瓣狹窄作為基本條件，同時患有二尖瓣關閉不全則確定為VAF[9]。這提示，具有瓣膜置換手術史及風濕引起的心臟瓣膜狹窄或關閉不全是定義VAF的必要條件。然而，VAF是否包括除二尖瓣部位外的心臟瓣膜疾病，目前仍無統一結論。有研究報道，所有心房顫動患者中，VAF僅占1.9%～5.4%[10]。VAF是血栓栓塞的重要危險因素，具有明確抗凝指征[11]。因此，正確區分VAF和NVAF至關重要。歐洲心臟病學會指出，VAF(瓣膜植入或心臟瓣膜狹窄)患者，無論血栓形成風險高低，均需要進行抗凝治療[12]。

2 VAF的發生機制

有研究發現，心房顫動時心房肌組織存在炎性細胞浸潤，血清炎性因子水平升高，增加的血清C-反應蛋白水平可預測心房顫動進展及心房顫動消融和電復律后復發情況，而白細胞介素6受體基因多態性與心房顫動的發生及導管消融后心房顫動復發密切相關[13-15]。心房顫動的反復發作會引起心房組織內腎素-血管緊張素系統過度激活，發生心肌重構，進一步加重心房內電激動傳導紊亂。周冬冬等[16]研究發現，膠原纖維在風濕性心臟瓣膜病心房顫動患者中的異常表達與心房顫動發生具有相關性。心房組織中，COL3A1與COL4A3表達異常，且與多種細胞因子相互作用，造成心房顫動的發生發展。徐盛松等[17]研究發現，EZH2與α-SMA在心房顫動組織中高表達，提示EZH2與α-SMA可能促進風濕性心臟瓣膜病合并心房顫動的發生發展。而心臟瓣膜組織如何緩慢發展病變并導致VAF的發生，以及VAF換瓣術后是否必須行心房顫動手術等問題，仍未有明確的結論。

3 VAF的超聲心動圖改變

3.1 VAF患者左心房常規超聲學改變 超聲心動圖評估VAF患者的心臟解剖結構變化，有助于臨床醫師對心房顫動的疾病進展程度及發展變化做出準確的評估，是了解心房顫動患者心臟解剖結構和功能病變較為常用的影像學檢查技術[18]。

左心房由固有房腔及其附屬的左心耳構成。排除左心房和左心耳內血栓是安全進行電復律的前提。準確評價左心房大小和功能可為臨床對心房顫動的診斷和治療提供重要信息。有研究使用M型超聲心動圖測量心房顫動患者左心房前后徑，結果顯示，左心房前后徑每增加10 mm，男性卒中風險增加2.4倍，女性卒中風險增加1.5倍[19]，這與CT檢查結果[20]一致。這提示，左心房前后徑改變與卒中及死亡風險具有相關性。然而，Providencia等[21]研究發現，左心室舒張功能障礙是VAF患者左心耳血栓形成的獨立危險因素，左心房容積指數與血栓栓塞所致病死率間的關系取決于左心室舒張功能情況。因此，盡管許多研究表明血栓形成與心房顫動患者左心房大小有關，但左心房擴大是否對血栓栓塞事件具有確定的預測作用尚無定論，需要更多的研究報道及定量數據驗證兩者間的關系。

3.2 多普勒組織成像技術及斑點跟蹤成像技術在VAF患者中應用 應用多普勒組織成像技術定量測定左心室舒張功能可預測左心耳血栓形成。有研究發現，VAF患者室間隔E/e>12.0及左室側壁E/e<9.4時，左心耳血栓形成的敏感性接近100%，特異性為38%～55%[22]。另有研究發現，室間隔E/e>15是心源性卒中發生的獨立預測因素[23]。因此，臨床對左心耳血栓形成的初步篩查可通過E/e比值進行評估。

當心房顫動發生時，心房肌細胞代償性增生甚至凋亡，心房肌細胞發生纖維化，心房解剖學、電生理學改變，影響心肌細胞收縮，心房收縮功能逐漸下降，心房代償性擴張，而心房功能下降又加重心房的重構，形成反復的惡性循環。Shang等[24]研究發現，斑點跟蹤成像技術可在左心房增大前觀察到VAF患者左心房功能及同步性障礙。此外，廖康臘等[25]研究發現，左心房各壁心肌應變率明顯優于左心房射血分數，斑點跟蹤成像技術對左心房局部功能具有評估價值。

3.3 經食管超聲心動圖在VAF患者中應用 Lin等[26]研究結果顯示，VAF患者射頻消融術后經食管超聲心動圖測量的左心房容積減小，左心耳容積增大，左心耳峰值血流速度增加。這表明，射頻消融術后恢復竇性心律的患者左心房功能得到明顯改善，由此推測VAF患者的心房重構在成功復律后能夠得到一定程度的逆轉，與蔡宇燕等[27]的研究結果一致。

3.4 VAF患者二尖瓣常規超聲學改變 二尖瓣的解剖結構分為5個部分，分別為心房、心室肌、乳頭肌、腱索結構、瓣環及瓣葉，各組成之間相互合作、有序配合，使心臟血流朝同一方向流動，有序通過二尖瓣瓣口，維持心臟有序舒張、收縮。當風濕性疾病累及二尖瓣瓣膜時，二尖瓣血流變細或返流，形成原發性二尖瓣狹窄或關閉不全。VAF是繼發于心臟瓣膜置換或風濕性疾病導致的心臟疾病，多表現為二尖瓣、主動脈瓣、三尖瓣中的一個或多個瓣膜受累，造成狹窄和(或)關閉不全。VAF患者因左心房二尖瓣狹窄，血流變細，導致左心房增大。劉佳升等[28]研究發現，VAF患者的心房顫動與左心房病變關系緊密、相互影響，導致病情不斷惡化。VAF患者瓣膜病情好轉后，患者心功能變差主要原因變為心房顫動。因此，要防止心房顫動的發生，就要避免風濕性心臟瓣膜病的發生，患者應定期行心臟超聲檢查心臟瓣膜病變程度，有手術指征者盡早手術，防止VAF患者左心房功能逐漸下降，盡早進行心房電生理復位，恢復正常心律。

心房顫動的病理生理改變與心房擴張、左心室收縮功能、二尖瓣口大小關系緊密。而心房顫動、二尖瓣環直徑、心房容積等可能導致左心室生理功能的改變。有研究將VAF中持續性心房顫動、陣發性心房顫動、非心房顫動進行比較發現，非心房顫動和陣發性心房顫動二尖瓣口直徑明顯大于持續性心房顫動[29]。St?llberger等[30]利用超聲顯像研究VAF與瓣口面積的相關性，研究表明，二尖瓣狹窄患者二尖瓣口面積的大小直接影響左心房的容量壓力大小，二尖瓣狹窄患者瓣口面積<1.8 cm2易發生心房顫動。因此，二尖瓣口面積越小，心房顫動發生率越高。

馬超等[31]研究發現，VAF患者行迷宮Ⅳ術后，心房收縮力早期恢復有利于穩定維持竇性心律，術前心房顫動持續時間延長、左心房內徑增大對手術結局均存在不利影響。而影像學檢查在VAF診斷中可發揮較為廣泛的作用，對已經確診的VAF患者者定期行心臟超聲檢查，有利于早期發現心房附壁血栓，防止腦梗塞等并發癥，若心臟超聲檢查未見血栓，則盡快給予心臟電生理復位，復位失敗者，給予及時抗凝治療，預防血栓生成。

4 CMR成像在VAF患者中應用

4.1 CMR成像用于檢測VAF患者心房及二尖瓣纖維化 瓣膜結構和功能改變繼發的心肌損傷對心房顫動患者的預后有重要影響，會導致心肌動能降低，發生纖維化甚至心肌壞死。在VAF的發病過程中，心臟瓣膜和心房肌細胞纖維化是心房顫動發生的獨立危險因素。心房顫動及心臟瓣膜進行性纖維化相互促進，形成惡性循環，導致病情惡化。CMR是一種無創的影像學檢查方法，可準確地評估患者心房室各徑改變、心臟瓣膜形態、纖維化程度，血流動力學指標定量分析等，可清晰地顯示心臟解剖結構及變化。VAF患者二尖瓣膜、心房肌細胞纖維化改變明顯，導致左心房電生理改變，CMR可評估患者心臟瓣膜置換術后治療效果，觀察VAF患者心臟瓣膜及心肌細胞結構改變。有研究表明，CMR技術可以評估VAF患者心房及二尖瓣纖維化程度并預測心房顫動并發癥[32]。Grigioni等[33]通過Logistic回歸分析發現，左心房及二尖瓣纖維化程度是心腦血管事件的獨立預測因素，CMR量化左心房及二尖瓣纖維化程度可作為心房顫動治療的潛在靶點。

4.2 CMR用于檢測VAF患者二尖瓣狹窄、關閉不全程度 VAF患者心衰、猝死的發生與二尖瓣狹窄、關閉不全密切相關[34]。心臟瓣膜病變的嚴重程度和VAF患者病死率關系緊密[35]。CMR現已廣泛應用于臨床，可進行換瓣術前的全面定量評估。2015年，歐洲心臟瓣膜疾病指南指出，可通過測量患者二尖瓣口擴大情況對患者病情嚴重程度進行等級劃分[36]。二尖瓣關閉不全可通過定量監測左心房返流情況進行評估。有研究利用Meta分析及循證醫學的方法，將心臟超聲檢查與CMR進行比較發現，CMR檢查準確性與心臟超聲效果類似，但CMR具有更好的時間、空間分辨能力，可以更清楚地分辨心臟瓣膜及心臟結構，重復檢查結果差別較小[37]。

5 小結

VAF患者左心房、二尖瓣纖維化是多種病理生理機制改變造成的結果，各種病理發展機制錯綜復雜，包括炎癥因子介導的炎癥反應、心肌細胞脂肪變性、心臟代謝紊亂等[38]。超聲作為一種無創的檢測方法，是評價心房顫動患者心臟解剖結構及功能最常用的檢測技術，但各種超聲技術均存在其不足之處，如經胸超聲心動圖應用的局限性等。而磁共振是獨立于觀察者的檢查方法，由于其準確、客觀，可多維度、多軟件、多功能成像，具有強大的圖像處理軟件等不可比擬的優勢，越來越被臨床醫師及患者接受。

隨著影像檢查技術的進步，未來期待將多種檢查技術聯合應用，進一步開展更為全面的臨床研究，尤其是針對心房顫動患者心腔內血流動力學狀態的研究，可將生化指標納入研究用于探索心房顫動發生及血栓形成的預測因素，精確監測疾病變化指標，評估患者疾病進展程度，選擇最優治療方案，減少血栓栓塞、卒中等相關臨床并發癥的發生。