超声心动图评估房颤射频消融患者左心房结构与功能研究进展

Research Progress of Echocardiography in Evaluating Left Atrial Structure and Function in Patients with Atrial Fibrillation Undergoing Radiofrequency Ablation

摘要: 心房颤动(房颤)是最常见的心律失常之一，射频消融术是其治疗的主要手段。左心房结构与功能的变化直接影响患者预后及消融效果。超声心动图因其无创、便捷、可重复等优势，成为房颤患者射频消融术前评估及术后随访的重要工具。本文就超声心动图评估房颤射频消融患者左心房结构与功能研究进展做一综述。

Abstract: Atrial fibrillation (AF) is one of the most common arrhythmias, and radiofrequency ablation is the main treatment. The changes in left atrial structure and function directly affect the prognosis and ablation effect of patients. Because of its non-invasive, convenient and repeatable advantages, echocardiography has become an important tool for preoperative evaluation and postoperative follow-up of radiofrequency ablation in patients with atrial fibrillation. This article reviews the research progress of echocardiography in evaluating left atrial structure and function in patients with radiofrequency ablation of atrial fibrillation.

1. 引言

心房颤动(atrial fibrillation, AF)是21世纪高发的心血管疾病之一[1]。其对患者的危害不仅是心律失常，而且会增加血栓栓塞、心力衰竭等不良事件的发生率。目前，导管射频消融(radiofrequency catheter ablation, RFCA)术已成为临床治疗AF的重要选择[2]，通过肺静脉隔离等策略可恢复窦性心律，但RFCA术后复发风险较高。一项纳入3681例房颤患者的研究发现，RFCA术后1年内复发率接近50%，其中大部分发生在术后1个月内[3]，早期预测术后复发对患者的预后有重要价值。

研究表明，左心房(left atrium, LA)结构和功能参数对术前筛选患者及术后预测复发具有重要价值。左心房容积指数(left atrium volume index, LAVI)和左心房内径(left atrium diameter, LAD)可作为手术适应症筛选的重要指标。当LAVI > 40 mL/m²或LAD >50 mm时，患者可能更需要积极采取RFCA术。此外，左房指数(Left Atrial Expansion Index, LAEI)也被证实是术后复发的独立预测因素[4]。因此，全面评估RFCA术前后的左心房结构与功能变化，不仅能为术前风险评估提供客观依据，还可指导临床制定个体化治疗方案，并有效预测术后复发风险，最终改善患者预后。

超声心动图因其无创、可重复性好等优势，在房颤RFCA术前筛选患者、手术方案优化、术后疗效评估及预测复发发挥重要作用。本文重点围绕二维斑点追踪超声心动图、实时三维超声心动图及三维斑点追踪等新技术，精准评估RFCA术后左心房结构及功能变化，优化射频消融治疗措施、早期预测复发，为临床决策提供重要参考依据。

2. 常规二维超声心动图

常规二维超声心动图(two-dimensional Echocardiography, 2DE)是评估房颤患者心脏结构及功能最基本方法。

在术前评估方面，LAD、左心房最大容积(left atrial maximum volume, LAVmax)、左心房最小容积(left atrial minimum volume, LAVmin)及左心房P波前容积(left atrial pre-P wave volume, LAVpre)等参数不仅可用于RFCA术前患者筛选，还能预测术后复发。Olsen FJ [5]等研究发现，房颤患者LAVmax及LAVmin均较正常对照组显著增大，且LAV与RFCA术后复发密切相关，LAV越大，术后复发率越高。

在术后随访方面，有研究发现，RFCA术后患者LAD、LAV较术前减小。这可能是RFCA术后心脏节律的恢复与维持促进心房的逆向重构所致[6]。于春霞[7]等人研究也证实，房颤患者RFCA术前LAD、LAV均高于术后患者，而LAEF、LAEI均低于术后患者[8] [9]。Khan HR [10]等研究也发现RFCA术后3个月LAV较术前降低，LAEF升高。LAEF及左心房球形指数术后12个月增加更明显，且左房球形指数与复发的趋势相关，LAEF与复发呈负相关[10]。

有研究表明LAD对房颤的复发有预测价值，LAV是术后复发的独立预测因子[11] [12]。Bajraktari G [13] 研究表明，RFCA术后复发组LAEF均低于未复发组。相反，在房颤未复发的患者中，LAEF没有改变[14]。2DE的测量不仅依赖于几何假设，而且会受到患者肺气干扰导致图像治疗差，对于形态改变或重构的左心房，其容积计算的准确性会受到限制，影响RFCA术前、后左心房结构及功能的评估及复发的精确度，因此可以联合其他超声心动图共同评估患者LA的结构及功能。

3. 二维斑点追踪超声心动图

二维斑点追踪超声心动图(Two-dimensional speckle tracking echocardiography, 2D-STE)通过测量左心房储存期应变(Left Atrial Reservoir Strain, LASr)、左心房收缩期应变(Left Atrial Contractile Strain, LASct)、左心房管道期应变(Left atrial strain conduit function, LAScd)反映左心房功能及预测RFCA术后AF的复发，有研究表明，2D-STI通过声学散斑追踪技术多方位追踪心肌组织中斑点运动轨迹，精准量化左心房的功能及运动信息[15]，为评估其功能受损提供了更敏感和详细的指标，超越了单纯依靠容积评估，且2D - STE评估的左心房应变已被证明是RFCA术后房颤复发的独立预测因子[16]。

在术前评估方面，Helmy KM [17]等将房颤患者与健康对照组超声心动图数据进行对比发现房颤患者左心房应变较健康对照组均减低，且即使LAV没有差异，但左心房应变减低，左心房应变降低的患者更应积极采取RFCA术，这与Olsen FJ [5]等的研究结果类似。Laish-Farkash A [18]等人研究发现2D-STE测量的心房应变同CARTO™ 3D‐EAM系统标测的低电压区呈负相关，表明2D-STE测量的心房应变可以作为一种无创性方法来评估左心房结构重构和纤维化。

在术后随访方面，Khan HR [10]发现RFCA术后LASr和LAScd显著改善，LASr和LASct与房颤复发呈负相关，LASct降低是AF复发的唯一独立预测因子。徐凤兰[19]通过比较RFCA术前及术后1周、1个月、6个月患者的LASr和LASct，发现术后1周左房应变低于术前，但术后1、6月左房应变逐渐升高。Kawakami H [20]发现左心房应变是术后复发的独立危险因素，其预测能力远高于传统超声及临床指标。2D-STE克服了传统2DE的角度依赖性，但其需要高帧频及清晰的二维图像，仅分析单一平面，忽略心脏三维结构，可联合三维超声心动图全面评估左心房结构与功能，更精确预测RFCA术后复发，改善患者预后。

4. 实时三维超声心动图

基于2DE的实时三维超声心动图(Real-time Three-dimensional Echocardiography, RT-3DE)可精确评价心肌的运动及重塑。不仅有良好的可重复性，而且与金标准成像方法(如CT/MRI)的高度一致性，所以RT-3DE已成为评估左心房结构及功能参数的重要选择[13]。此外，RT-3DE能够显示左心耳的形态，并测量其容积和排空速度，这对评估血栓栓塞风险及指导抗凝具有重要临床意义[21]。

在术前评估方面，Bruun Pedersen K [22]等将房颤患者与健康对照组通过RT-3DE对比测量LAVI、LAVmax、LAVmin，发现房颤患者LAVI、LAVmax及LAVmin在3DE图像上都较健康对照组增大，且LAVI对预测房颤发生有统计学意义，这与杨优[23]的结果类似。RT-3DE与2DE评估相比，可以提供独立的预后价值[24]。且RT-3DE还可以在RFCA术中联合经食道超声心动图引导消融，缩短手术时间，减少患者及操作医生所受辐射时间。

在术后随访方面，Yang Z [25]用RT-3DE测量215例RFCA术后患者的LAV及LAEI建立预测模型，发现复发者LAV更高，而未复发者的LAEI更高。Han R [26]将房颤患者RFCA术前与术后1、3、6月的左房结构及功能进行对比，术后1、3、6个月随访显示，LAEF显著改善，其中以术后6个月的改善最为明显。术后1至6个月内，LAD呈现先增大后减小的趋势。

左心房是心脏中最不规则的腔室之一，其形状并非一个简单的椭圆体或规则几何体，尤其在疾病状态下(如房颤、心力衰竭时)会变得更为扭曲、不对称。RT-3DE能提供心脏的直接立体解剖视图和更精准的定量数据，但是其高度依赖于图像质量、心律不齐时3D成像可能会遇到伪影问题，在心内膜边界显示不清的患者中误差较大，且其时间分辨率低于2DE，在评估房颤等心律失常时可能不够精确。此外，3DE的分析过程仍需要较多人工干预且耗时，这可能也限制其的临床应用。

5. 超声新技术及未来展望

目前2DE、2D-STE、3DE及3DE-STE虽可以实时、简单、快捷地反映左心房的结构及功能，但目前出现的超声新技术，例如人工智能辅助分析、多模态影像融合、动态负荷超声，可以自动化测量左心房应变及容积，减少人为误差，提高重复性，精准评估左心房纤维化程度。基于流体力学的血液流动测量(Vector flow mapping, VFM)是一种基于流体力学的VFM方法，它可以在二维平面上反映血液流动的方向，可以定量描述心腔内部的流动状况，而房颤患者左心房及左心耳内血流速度下降，心腔内血流状态改变，则可以通过VFM反映左心房结构及功能的改变[27] [28]。随着超声新技术的不断发展，其在临床应用中能够为心肌损伤的早期评估和治疗方案的优化决策提供全面数据支持。该技术尤其能够针对术后继发性或并发性房颤提供高精度、可操作性强的量化指标，从而有效提升患者预后效果，改善生存率并显著提高患者术后生活质量。

6. 超声心动图与其他影像学比较

超声心动图和其他影像学(例如心脏MRI)在评估房颤患者左房结构及功能中扮演着不同的角色，超声心动图是评估心脏结构及功能的“基础工具”，而心脏MRI是评估心房纤维化、进行精细风险分层的“高级工具”。超声心动图是房颤患者的一线检查、方便、便宜、可重复性强，可以快速评估心脏整体结构和功能及是否并发其他瓣膜病变，2D-STE是预测RFCA术后维持窦律的强有力指标。但超声心动图不能直接显示心脏的纤维化，而心脏MRI可以直接显示心脏的纤维化，有助于更精细的患者风险分层和治疗策略制定，且心脏MRI在测量心室质量、容积，尤其是不规则结构方面准确性通常高于超声，但心脏MRI耗费时间长、费用昂贵，部分患者无法进行。总分来说，超声心动图在评估射频消融术后左房结构及功能中有重要作用，是首选检查，但也可以结合心脏MRI进一步对患者进行分层，制定精细化治疗策略。

7. 总结

超声心动图，尤其是3DE和STE，已成为评估房颤RCFA术前后左心房结构和功能的核心影像学工具。其在临床实践中具有不可替代的价值，主要体现在对左心房容积、应变和功能的精确评估，识别适合消融治疗的最佳患者、实时引导导管定位、优化消融策略，以及根据左心房重构程度和功能恢复情况预测复发风险。2DE操作简单但依赖几何假设；斑点追踪技术能更敏感地评估功能，但2D-STE受限于平面，3D-STE则受限于图像质量与标准化不足；3DE可提供精确的容积信息，但其也受患者图像质量影响。未来，随着人工智能辅助分析、多模态图像融合(如超声-CT/MRI联合评估)和血流矢量成像(如矢量血流成像VFM)的快速发展，超声心动图在房颤消融中的应用将迈向更高精度和个体化的水平。这些技术进步将显著提升超声心动图的临床价值，为房颤消融术的术前规划、术中决策和术后随访提供更可靠、更科学的循证支持，最终改善患者的预后。

NOTES

^*通讯作者。