超聲應(yīng)變成像獲得的左房機械離散度可作為新發(fā)房顫的預(yù)測指標(biāo)

黃志勇，胡孜陽，吳杰瑩，羅偉權(quán)，劉娟娟

中山市中醫(yī)院1超聲科，2心內(nèi)科，3檢驗科，廣東 中山528400

心房顫動與左房結(jié)構(gòu)及功能改變有關(guān)［1］。左房擴大是房顫的預(yù)測因素［2］，但左房不擴大患者也可發(fā)生房顫，因為左房功能受損先于左房結(jié)構(gòu)改變［3］。心肌應(yīng)變成像可反映整體及局部心肌功能，左房應(yīng)變受損提示患者有發(fā)生房顫的風(fēng)險［4］。心肌應(yīng)變成像也可測量心肌運動時間［5］，左房心肌收縮時間不同提示存在心房纖維化和電生理異常［6］。目前，國內(nèi)已有研究報道應(yīng)用左心房應(yīng)變及機械離散度可預(yù)測房顫患者行射頻消融術(shù)后的房顫復(fù)發(fā)［7］，但暫未有關(guān)于新發(fā)房顫患者的相關(guān)報道。二維超聲心動圖和組織多普勒成像可用于評估左心房的功能和同步性［8］，但該技術(shù)具有角度依賴性、重復(fù)性較差等缺點。二維斑點追蹤超聲心動圖是一種非多普勒方法，可識別常規(guī)超聲心動圖無法識別的細(xì)微心肌像素并量化心肌形變，可測量左房各節(jié)段心肌的應(yīng)變值［9-10］。本研究通過應(yīng)用二維斑點追蹤應(yīng)變成像技術(shù)定量評估左房離散度與新發(fā)房顫的關(guān)系，探討其是否新發(fā)房顫風(fēng)險分層的有效預(yù)測指標(biāo)及其預(yù)測新發(fā)房顫在左房功能障礙及左房擴張之外的增量價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

本病例對照研究來源于一項前瞻性隊列研究，選取2018～2021年有房顫風(fēng)險的376例一般人群作為受試者，隨訪3年期間選取有新發(fā)房顫的35例受試者作為研究組，并在同一隊列中選取與研究組相等例數(shù)且年齡性別相匹配的未出現(xiàn)房顫受試者作為對照組。納入標(biāo)準(zhǔn)：既往無房顫病史；高血壓；冠心??；2 型糖尿??；肥胖（BMI≥30 kg/m2）。排除標(biāo)準(zhǔn)：首診心電圖確認(rèn)房顫；風(fēng)濕性瓣膜??；先天性心臟??；心衰病史；合并感染性疾病、腫瘤和嚴(yán)重肝腎功能不全患者；服用抗心律失常藥物者；隨訪時間不足；應(yīng)變分析不滿意。

1.2 研究指標(biāo)

一般資料（年齡、性別、體表面積、BMI）；既往疾病史（2型糖尿病、高脂血癥、高血壓、冠心?。?；用藥情況（降血壓藥、降血脂藥、抗血小板藥）；記錄CHA2DS2-VASc及CHARGE-AF風(fēng)險評分。

1.3 新發(fā)房顫的識別

新發(fā)房顫定義為既往無房顫病史，門診或住院期間使用常規(guī)心電圖、動態(tài)心電圖、心電監(jiān)護設(shè)備記錄到房顫（P波消失，R-R間期不等，節(jié)律不規(guī)則持續(xù)＞30 s）。隨訪時間為3年，受試者分別在第1、6、12、18、24、30、36月接受監(jiān)測。

1.4 超聲心動圖檢查

1.4.1 儀器與軟件 使用西門子ACUSON SC2000超聲診斷儀采集圖像，配備4V1c超聲探頭（1.25～4.5 MHz），設(shè)置成像幀頻60～80 幀/s。使用TomTec Imaging Systems對圖像進行應(yīng)變分析。

1.4.2 圖像采集 超聲診斷儀連接心電圖，受檢者取左側(cè)臥位，分別在心尖二腔、三腔、四腔心切面及左室長軸、短軸切面采集5個心動周期動態(tài)圖像，存圖后脫機分析。

1.4.3 圖像分析與參數(shù)獲取（1）使用斑點追蹤成像測量應(yīng)變參數(shù)，手動描記左房心內(nèi)膜邊界后，軟件自動追蹤整個心動周期的心肌，并自動生成各節(jié)段應(yīng)變曲線及應(yīng)變達(dá)峰時間（圖1A），左心房應(yīng)變曲線的兩個峰值分別為左房儲器應(yīng)變（LARS）、左房泵應(yīng)變（LAPS），兩個峰值之間為左房管道應(yīng)變（LACS）（圖1B），左房機械離散度（SD-TPS）定義為經(jīng)R-R間期標(biāo)化的左房各節(jié)段儲器應(yīng)變達(dá)峰時間標(biāo)準(zhǔn)差（圖2）。

圖1 左房應(yīng)變參數(shù)的測量Fig.1 Measurement of left atrial strain parameters.

圖2 兩組代表性案例的左房應(yīng)變曲線和SD-TPSFig.2 Measurements of left atrium dispersion and representative cases in patients with and without AF

（2）使用雙平面Simpson法測量左房容積并計算經(jīng)體表面積標(biāo)化后的左房容積指數(shù)（LAVI），測量左室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）。

（3）使用頻譜多普勒測量舒張早期二尖瓣口血流速度E峰，使用組織多普勒成像測量舒張早期二尖瓣瓣環(huán)運動速度e’，并計算E/e’。

1.5 統(tǒng)計學(xué)分析

對符合正態(tài)分布的計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，對不符合正態(tài)分布的計量資料以中位數(shù)（四分位數(shù)間距表示；計數(shù)資料以n（%）表示。正態(tài)分布的計量資料組間比較采用獨立樣本t檢驗，非正態(tài)分布計量資料組間比較采用Mann-WhitneyU檢驗；計數(shù)資料組間比較采用χ2檢驗或Fisher確切概率法。采用多變量線性回歸分析SD-TPS與其他超聲心動圖參數(shù)的相關(guān)性。采用Cox比例風(fēng)險回歸模型分析新發(fā)房顫的獨立危險因素，并分析SD-TPS的獨立性、穩(wěn)定性及增量價值。采用ROC曲線分析SD-TPS對新發(fā)房顫的預(yù)測效能。應(yīng)用Kaplan-Meier法估計生存函數(shù)，并采用Log-rank檢驗比較生存曲線間分布差異。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 患者基線特征

376名受試者中，有35名受試者在3年的隨訪中發(fā)生了新發(fā)房顫，作為研究組。研究組年齡70±4歲，57%為男性，49%為陣發(fā)性房顫，51%為非陣發(fā)性房顫。對同一隊列中未發(fā)生房顫的35名受試者進行了年齡和性別匹配，作為對照組。兩組中大多數(shù)患者有2型糖尿?。?4%）、肥胖（44%）、高膽固醇血癥（48%）和高血壓（76%），但LAVI和LVEF平均值都在正常范圍，兩組的LAVI差異無統(tǒng)計學(xué)意義，但研究組的LAPS和LARS低于對照組（P＜0.01），研究組的SD-TPS高于對照組（P＜0.01，表1）。兩組代表性案例的左房應(yīng)變曲線和SDTPS（圖2）。

表1 患者基線特征Tab.1 Patient baseline characteristics

2.2 SD-TPS與其他超聲心動圖參數(shù)的關(guān)系

采用單變量和多變量線性回歸分析評價SD-TPS與其他超聲心動圖參數(shù)的相關(guān)性，在多變量分析中，SDTPS 與LVEF（r=0.38，b=0.27；P=0.03）和LARS（r=0.39，b=0.27；P=0.04）存在相關(guān)性（表2～3）。由于存在共線性，在多變量模型排除了LAPS和LACS。

表2 SD-TPS與其他超聲心動圖參數(shù)的線性回歸分析Tab.2 Associations of SD-TPS and other echocardiographic parameters

2.3 新發(fā)房顫的預(yù)測因素

在單因素Cox 回歸分析中，新發(fā)房顫與LAVI、LARS和SD-TPS有關(guān)；在多因素Cox回歸分析中，使用3個不同的模型研究了SD-TPS與新發(fā)房顫的獨立關(guān)系，在每個模型中，SD-TPS與新發(fā)房顫有顯著相關(guān)，而且危險比（HRs）相似（1.28～1.37，表4）。在調(diào)整了CHARGE-AF評分、LAVI和LARS后，SD-TPS與新發(fā)房顫獨立相關(guān)（HR=1.26，95%CI：1.10～1.45，P＜0.01，表5）。

表3 SD-TPS與其他超聲心動圖參數(shù)的相關(guān)性Tab.3 Correlation between SD-TPS and other echocardiographic parameters

表4 新發(fā)房顫相關(guān)因素的Cox比例風(fēng)險回歸模型分析Tab.4 Univariable and multivariable Cox regression analysis for new-onset atrial fibrillation

表5 LARS與SD-TPS預(yù)測新發(fā)房顫的增量價值Tab.5 Incremental value of LARS and SD-TPS in predicting new-onset atrial fibrillation

ROC曲線結(jié)果顯示，SD-TPS和LARS被確定為具有高曲線下面積的新發(fā)房顫預(yù)測因素（SD-TPS為0.80，LARS為0.75），其中SD-TPS的曲線下面積最高，SDTPS的截點值為5.3%時具有最高敏感度和特異性，分別為65.7%和85.7%。根據(jù)ROC曲線分析中得出的截點值進行重新分組并制作Kaplan-Meier生存曲線，SDTPS≥5.3%患者較SD-TPS＜5.3%患者更早發(fā)生房顫事件（21.4±7.5月vs28.7±8.2月），組間生存時間分布差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Log-rankP＜0.01，表6、圖3）。

圖3 新發(fā)房顫的生存曲線分析（SD-TPS=5.3%）Fig.3 Kaplan-Meier curves showing freedom from new-onset atrial fibrillation(SD-TPS=5.3%).

表6 超聲心動圖參數(shù)的ROC曲線分析Tab.6 ROC curve analysis of echocardiographic variables

2.4 SD-TPS的增量價值

基于臨床資料和超聲參數(shù)建立預(yù)測模型，表5顯示了LARS與SD-TPS預(yù)測新發(fā)房顫的增量效益，模型1包括CHARGE-AF評分和LAVI（χ2=5.3），模型2通過添加LARS（χ2=17.8，P＜0.01）得到明顯改善，模型3通過添加SD-TPS（χ2=27.5，P＜0.01）進一步改善。

3 討論

近年來，通過超聲應(yīng)變評估的心肌機械離散度已經(jīng)成為評估室上性和室性心律失常的有用工具。有研究證明，在各種心血管疾病中，評估左心室機械離散度是一個獨立而有力的預(yù)測室性心律失常的因素［5］。最初，斑點追蹤應(yīng)變成像被開發(fā)用于研究心室功能，但近年來也被廣泛用于評估心房功能，左心房應(yīng)變是一種新興的技術(shù)，具有潛在的應(yīng)用價值，可對早期的心房功能障礙進行識別［11］。本研究所應(yīng)用的二維斑點追蹤應(yīng)變成像是一種非多普勒方法，可識別常規(guī)超聲心動圖無法識別的細(xì)微心肌像素，從標(biāo)準(zhǔn)二維數(shù)據(jù)中客觀量化心肌形變，從而實現(xiàn)測量左房各節(jié)段心肌的應(yīng)變值，并分析左房各節(jié)段心肌應(yīng)變值的差異性，定量評估左房節(jié)段機械運動同步性，具有較好的可行性和可重復(fù)性，且無角度依賴性等特點［9-10］。

左房的結(jié)構(gòu)和功能重塑均與房顫相關(guān)，左房擴大是房顫的預(yù)測因素，但左房不擴大患者也可發(fā)生房顫，因為左房功能受損先于左房結(jié)構(gòu)改變［1-3］。一項包括45例陣發(fā)性孤立性房顫患者和30例健康對照者的研究表明，兩組的左房容積無差異，而房顫組的LARS、LAPS及LACS均低于對照組，其中LARS是區(qū)分房顫組與對照組的最準(zhǔn)確參數(shù)［9］。本研究結(jié)果與上述研究一致，本研究顯示新發(fā)房顫患者的LAVI平均值在正常范圍，兩組LAVI 的差異無統(tǒng)計學(xué)意義，但研究組的LARS 和LAPS明顯低于對照組，說明房顫患者的左房應(yīng)變功能受損可發(fā)生在左房結(jié)構(gòu)重塑之前。

既往研究報道心房顫動患者的左房離散度比健康人大［12］，與心房顫動的持續(xù)時間成比例增加［13］。在接受房顫消融術(shù)的患者中，與左房體積和整體功能相比，左房離散是心臟磁共振評估左房瘢痕的一個更具體的標(biāo)志［6］。一項關(guān)于房顫消融術(shù)患者的電解剖圖和左房應(yīng)變的研究中，左房離散在低電壓區(qū)的患者中明顯增加，左房離散的嚴(yán)重程度與左房傳導(dǎo)延遲有關(guān)［14］。應(yīng)用二維斑點追蹤應(yīng)變成像所獲取的左房離散度可預(yù)測從陣發(fā)性房顫到持續(xù)性房顫的進展，并可預(yù)測導(dǎo)管消融后復(fù)發(fā)的房顫［7,15］，且左房離散度還能檢測出沒有左房增大患者的左房功能損傷和不同步［15］。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)左心房舒張末期到最小收縮期體積的時間標(biāo)準(zhǔn)差是房顫的獨立預(yù)測因子［16］；有研究在心房收縮期間評估18個左房節(jié)段的峰值負(fù)縱向應(yīng)變，測量18個左房節(jié)段的收縮持續(xù)時間，作為從心電圖上P波的峰值到每個節(jié)段最大心肌縮短的時間，收縮持續(xù)時間的標(biāo)準(zhǔn)偏差定義為左房機械分散度，發(fā)現(xiàn)左房機械分散度是陣發(fā)性房顫的獨立預(yù)測因子［15］。本研究也基本證實了以上結(jié)論。本研究結(jié)果顯示，研究組的SD-TPS 高于對照組，SD-TPS 與LARS存在相關(guān)，且在調(diào)整了CHARGE-AF評分、LAVI和LARS 后，SD-TPS 與新發(fā)房顫呈獨立相關(guān)。對于ROC曲線分析，有研究顯示左房機械分散度的AUC為0.88，敏感度為77%，特異性為85%［16］，與本研究所得SD-TPS的AUC（0.80）相接近，表明左房機械離散度對房顫有較高預(yù)測效能；另一項關(guān)于左房機械離散度預(yù)測房顫患者射頻消融后復(fù)發(fā)的研究表明，持續(xù)性和陣發(fā)性房顫組中GLS的AUC均大于SD-TPS，GLS對預(yù)測射頻消融術(shù)后房顫復(fù)發(fā)的效果優(yōu)于SD-TPS［7］，而本研究中SD-TPS的AUC最高，對預(yù)測新發(fā)房顫的效能優(yōu)于LARS及GLS，表明左房機械離散度對新發(fā)房顫與復(fù)發(fā)房顫的預(yù)測效能可能不相同。

在目前臨床工作中，CHA2DS2-VASc評分常用于對房顫患者的風(fēng)險評估。有研究表明，在預(yù)測房顫患者血栓形成的風(fēng)險方面，左房離散度比CHA2DS2-VASc評分有增量價值［17］。本研究通過添加SD-TPS建立的預(yù)測模型對新發(fā)房顫的預(yù)測效益得到進一步改變。此外，使用既定的SD-TPS截點值，左房離散度對識別新發(fā)房顫患者的敏感度和特異性較高，能夠更早提示患者發(fā)生房顫事件?；谶@些發(fā)現(xiàn)，左房離散度有助于對發(fā)生房顫和血栓形成的風(fēng)險分層，而更好的風(fēng)險分層有利于房顫的預(yù)防與早期診斷，亦有助于臨床制定隨訪決策。

本研究有以下幾個局限性：首先，本研究是一個選定的小群體病例對照研究，抽樣人數(shù)相對較少，這可能是房顫與其他因素（如左心室肥大和功能障礙）不存在關(guān)聯(lián)的原因［18］，需要進一步的前瞻性多中心研究來證實本研究結(jié)果的外部有效性，特別是截止值，并將左房離散度轉(zhuǎn)化為房顫的風(fēng)險分層；第二，隊列中的房顫病例數(shù)可能被低估，因為一些房顫事件是無癥狀的，間歇性監(jiān)測可能會錯過房顫發(fā)作；第三，本研究沒有將左房應(yīng)變和離散度與心電圖參數(shù)如P波持續(xù)時間和PR間期進行比較，后者也是房顫的既定預(yù)測因素［19-20］。

綜上，從超聲應(yīng)變成像中獲得的左房機械離散度可作為新發(fā)房顫風(fēng)險分層的有效預(yù)測指標(biāo)，可獨立于臨床危險因素和傳統(tǒng)超聲心動圖參數(shù)預(yù)測指標(biāo)，在預(yù)測新發(fā)房顫方面可提供左房容積及左房功能障礙之外的增量價值。