综述：连续性血流左心室辅助装置患者中的心房颤动：对病理生理学的影响

《Journal of Artificial Organs》：Atrial fibrillation in continuous flow-left ventricular assist device (CF-LVAD) patients: impact on pathophysiology

本综述深入探讨了心房颤动（AF）在接受连续性血流左心室辅助装置（CF-LVAD）支持的终末期心力衰竭（HF）患者中的流行病学、病理生理影响及临床管理挑战。文章系统分析了AF对LVAD血流动力学、右心室衰竭（RVF）、瓣膜反流、器械血栓形成及预后的复杂影响，并前瞻性地提出利用人工智能（AI）技术识别新型风险因素以改善患者个体化治疗策略，为该领域的研究与临床实践提供了重要见解。

　　

引言：当心力衰竭遇上机械之心

左心室辅助装置（LVAD）疗法已成为终末期心力衰竭（HF），特别是射血分数降低的心力衰竭（HFrEF）患者的标准治疗选择。在供体心脏严重短缺的背景下，LVAD的使用量在过去二十年中显著增长。心房颤动（AF）与心力衰竭常如影随形，其患病率随着心力衰竭严重程度和年龄的增长而增加。在需要LVAD支持的晚期心衰患者中，AF极为常见，更有相当数量的患者在LVAD植入后会新发房颤（新发AF）。这种电活动的紊乱并非孤立事件，它通过一系列复杂的病理生理机制，深刻影响着LVAD支持的生理过程及患者的临床结局。

AF对LVAD血流动力学的影响

AF对LVAD支持心脏的血流动力学影响需从植入前后两方面考量。AF伴快速心室率会导致右心室（RV）血流动力学进行性恶化，进而影响LVAD的全身血流输出。研究表明，AF发作可能标志着机械支持未达最优化，可作为泵功能优化的无创参考指标。另一方面，LVAD植入后，左心房（LA）和左心室（LV）负荷减轻，可能引发反向电解剖心房重塑，表现为LA大小和LA容积指数（LAVi）的减小，这使得超过40%的有AF病史患者长期不再复发。然而，AF导致的房室收缩不协调会升高中心静脉压（CVP）和右心房压力（RAP），降低LVAD流量，并可能增加主动脉瓣关闭不全（AI）的风险，尽管这种直接关联尚未完全明确。AF引起的心室率不规则会使心输出量轻微下降，并增加RAP和肺毛细血管楔压，这种血流动力学影响可能是导致伴有AF的LVAD患者临床结局不同的原因之一。

术前AF对LVAD患者死亡率的影响：争议与局限

关于术前AF是否增加LVAD患者死亡率，现有研究结论不一。一些meta分析和单中心回顾性研究显示术前AF可能与较高死亡率相关，但可能受到混杂因素和严重合并症的影响。而其他研究，包括另一项meta分析和两中心回顾性分析，则表明术前AF并未显著影响30天死亡率或远期生存率。这些结果的不一致性可能源于研究设计的局限性，如未能区分阵发性AF与持续性AF、患者基线特征的异质性等。因此，需要前瞻性研究和更精确的风险因素识别来评估术前AF对死亡率的确切作用。

低脉压、高血压与AF在器械血栓和卒中中的复杂相互作用

CF-LVAD患者固有的低脉压（PP）和低搏动性是器械的非生理性连续血流所致。在此背景下，AF通过多种途径增加不良事件风险。一方面，AF可导致右心功能恶化，进一步降低LVAD前负荷和全身搏动性。另一方面，高血压是AF的重要病因，同时也是器械血栓形成的危险因素，其机制可能与血流通过泵体时剪切力增加，导致剪切应力诱导的血小板活化（SIPA）有关。器械血栓形成可类比于Virchow三角：钛合金泵表面成为血小板聚集的温床，LVAD诱导的血小板活化状态构成高凝基础，而异常血流（淤滞和剪切应力）则 completes the triad。器械血栓形成会使出血事件风险增加约3倍，且当平均动脉压（MAP）>90 mmHg时血栓风险最大，因此通常建议将MAP控制在<80 mmHg。AF的存在使得抗凝管理更加复杂，平衡血栓栓塞和出血风险至关重要。在LVAD植入同期行左心耳封堵（LAAO）或进行节律控制（抗心律失常药物或导管消融）可能是改善预后的策略。新一代具有更好内在搏动性的泵（如EVAHEART2）可能有助于改善内皮功能，从而改善结局。

AF对右心室衰竭的影响

心力衰竭与AF互为因果，形成恶性循环。在LVAD患者中，AF主要通过两种机制促使右心室衰竭（RVF）的发生和发展：失去心房收缩对心室充盈的辅助（即“心房kick”），以及房室不同步。这会导致RAP升高，引起右心容量超负荷和充血，并可能通过空间隔左移加剧三尖瓣环扩大和功能性三尖瓣反流（FTR），最终导致RV扩张和RVF。研究显示，永久性AF患者发生RVF的时间更早，且与LVAD支持下的AF患者死亡率增加相关。这种现象在离心流（如HVAD）和轴流（如HeartMate II）泵中均有观察到，提示AF对RVF的影响可能具有普遍性。

功能性瓣膜反流与AF

在LVAD人群中，AF与功能性瓣膜反流关系密切。功能性三尖瓣反流（FTR）常继发于AF导致的RV扩张和三尖瓣环扩大。研究表明，伴有持续性AF的患者在植入HeartMate III（HMIII）后生存率最差，且术后1个月残留的TR是预后不良的标志。同样，功能性二尖瓣反流（FMR）与AF共存时，也成为LVAD植入前的不良预后指标。虽然LVAD植入本身可通过减小LA和LV尺寸以及二尖瓣环直径来减轻MR，但术前既存的FMR与AF共同存在，会显著增加患者2年内的死亡风险。

AF与 recurrent atrial and ventricular arrhythmias and the role of ICD/CRT post-LVAD

LVAD术后房颤（POAF）是常见并发症，发生在植入后30天内，即使在无AF病史的患者中发病率也可达20%-28%。POAF与资源利用率增加相关，且长期可能增加缺血性卒中和器械血栓风险。术前存在的AF显著增加LVAD植入后室性心律失常（VAs）的复发风险。尽管LVAD支持下的患者对持续性VAs耐受性较好，但关于植入式心律转复除颤器（ICD）是否能带来生存获益，研究结果不一，一些观察性研究未显示显著优势。对于心脏再同步化治疗（CRT），在LVAD患者中的获益亦不明确。有研究表明，在LVAD患者中，单纯的RV起搏可能优于双心室起搏（CRT），提示可能需要调整CRT设置。AF会干扰CRT的有效双心室起搏，因此对于合并AF的CRT-D（带除颤功能的CRT）患者，可能需通过抗心律失常药物、心率控制或房室结消融来优化起搏效果。LVAD植入后心室几何形状的改变也可能影响CRT疗效。

性别差异

性别差异的研究因证据不足而难以明确。大型数据库研究显示，女性接受LVAD植入的比例较低，但AF发生率和出血性卒中风险似乎更高。尽管女性患者通常更年轻、合并症较少，但卒中风险增加的趋势依然存在，其机制可能与激素对血液相容性、内皮激活系统和抗凝管理的影响有关。女性在晚期心衰研究和注册研究中的代表性不足，可能导致数据偏差，需要更多研究来明确性别对结局的影响。

利用AI驱动技术识别风险因素

在LVAD这一复杂人群中，风险因素识别和预测仍面临挑战。利用人工智能（AI）技术整合多模态数据（如心电图、超声心动图、临床资料、 demographics、实验室结果、器械数据等）构建大型数据库，是未来的方向。通过应用卷积神经网络（CNN）分析图像、循环神经网络（RNN）分析时间序列数据、梯度提升模型处理表格数据等AI方法，可以从海量信息中挖掘新的风险因素。这些汇集的风险因素可用于构建判别力更强的风险预测模型，并通过内部和外部验证不断完善。在非LVAD人群中，AI-ECG平台已显示出预测AF的潜力，智能手机光电容积脉搏波（PPG）等技术也用于AF筛查。然而，将这些技术应用于LVAD患者，并开发针对该特定人群的风险预测模型，尚需大量研究。

结论与未来方向

AF对CF-LVAD支持的患者具有多方面的显著影响，涉及血流动力学、RVF、瓣膜功能、血栓栓塞风险及总体预后。当前知识存在空白，尤其是在种族、民族和性别差异、CRT最佳程控策略以及LVAD植入后心脏几何结构改变对残余瓣膜反流的影响等方面。利用AI驱动技术识别新的风险因素，有望实现更精准的风险分层和个体化治疗，从而改善这一脆弱人群的结局。增加女性患者在研究中的代表性，以及收集按种族和民族分层的数据，对于实现真正的精准医学至关重要。