VFM技術對冠心病患者心動周期不同時相左室腔內(nèi)血液流場的研究.pdf

1、本研究分為二部分：
　　 第一部分：應用血流向量成像技術研究正常人心動周期不同時相左心室腔內(nèi)血液流場特征
　　 [目的]
　　 應用血流向量成像技術(VFM)對正常人同一心動周期各個時相左室腔內(nèi)血液流場的變化特點進行觀察，研究分析相關渦流參數(shù)及不同節(jié)段向量值與左室功能之間的關系，探討其臨床應用價值。
　　 [方法]
　　 1、檢測對象:共35例，男22例，女13例，年齡40～81歲，平均年齡59.

2、68±7.61歲，系健康志愿者。經(jīng)詢問病史、體檢、心電圖及超聲心動圖檢查排除心肺疾病及與之相關聯(lián)的疾病，基礎心率為竇性心率。
　　 2、檢測方法:連接心電圖，囑受檢者左側臥位，平靜呼吸，利用Aloka公司α-10彩色多普勒超聲儀，PA52101心臟探頭，頻率范圍2.0～5.0MHz，對受檢者行常規(guī)二維彩色多普勒超聲心動圖(2DCDE)檢查，在解剖M型下測量左室舒張末期內(nèi)徑(LVED)、左室收縮末期內(nèi)徑(LVSD)，通過雙平面Si

3、mpson法得出每位受檢者左室射血分數(shù)(LVEF)。于心尖四腔觀下通過PW法得到二尖瓣口舒張早期血流峰值(E)、舒張晚期血流峰值(A)及比值(E/A)。測量等容收縮期時間(ICT)、等容舒張期時間(IRT)、射血時間(ET)，計算出Tei指數(shù)。切換至VFM模式，在心尖三腔觀及五腔觀下采集連續(xù)三個心動周期左室腔內(nèi)動態(tài)彩色圖像，應用VFM分析軟件DSA-RS1，觀察左室腔向量圖、流線圖、渦流圖隨心動周期等容收縮期(IVCT)、快速射血期(R

4、E)、緩慢射血期(SE)、等容舒張期(IVRT)、舒張早期(ED)、舒張中期（MD）、舒張晚期(LD)不同時相的變化特征，測量相關渦流參數(shù)和不同節(jié)段的向量值。分析這些參數(shù)的差異，以及與EF、Tei指數(shù)之間的關系。
　　 [結果]
　　 1、常規(guī)超聲檢測情況:所測參數(shù)均值分別為:LVED(4.41±0.34) cm、LVSD(2.91±0.22)cm、LVEDV(82.46±12.99)ml、LVESV(29.43±5.2

5、0) ml、EF值(65.82±4.88)％、E(74.51±14.71) cm/s、A(66.41±11.08) cm/s、E/A(1.04±0.27),IRT(74.66±11.40) ms、ICT(35.11±7.57) ms、ET(317.69±46.7) ms、Tei指數(shù)0.30±0.04。上述參數(shù)測值均在正常范圍內(nèi)。
　　 2、VFM檢測結果:
　　 (1)左室腔內(nèi)心動周期不同時相血流特點:IVCT以渦流為主

6、;RE主要以層流為主，另可見少量的小渦流出現(xiàn)在二尖瓣下;SE和IVRT左室內(nèi)無明顯渦流出現(xiàn);MD為左室腔內(nèi)的大渦流，圈數(shù)多，ED和LD二尖瓣下可見圈數(shù)較少的小渦流。
　　 (2)渦流參數(shù)比較:MD渦流的橫、縱徑均為最大，其次為IVCT、RE、LD、ED，SE和IVRT未見明顯渦流出現(xiàn)，5個有渦流的時相渦流縱徑、橫徑差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05);MD渦流圈數(shù)亦最多，在有渦流的五個時相中渦流圈數(shù)有統(tǒng)計學差異(P＜0.05)。MD

7、渦流強度為26.40±9.24。
　　 (3)左室向量值比較:左室腔心尖段、中間段及基底段三個節(jié)段向量值在ED、RE及IVCT三個時相中呈逐漸增高狀態(tài)，其中ED的三個節(jié)段向量值在三個時相對應節(jié)段中均為最高，相同時相不同節(jié)段間向量值差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.01)。
　　 (4)渦流參數(shù)和向量值與EF、Tei指數(shù)的關系:左室腔RE心尖段、中間段和基底段三個節(jié)段向量與EF呈顯著正相關(0.49≤r≤0.58); RE中間段與

8、Tei指數(shù)呈顯著正相關，r為0.5;ED心尖段與EF呈正相關，r為0.39; IVCT中間段、ED和RE基底段與Tei指數(shù)呈正相關(0.3≤r≤0.41); ED中間段、基底段和IVCT三個節(jié)段與EF呈微弱相關(0.07≤r≤0.22); ED中間段、基底段，IVCT心尖段、基底段和RE心尖段與Tei指數(shù)呈微弱正相關(0.1≤r≤0.27)。心動周期不同時相渦流參數(shù)與EF、Tei指數(shù)無明顯相關性。
　　 [結論]
　　

9、VFM能動態(tài)直觀地顯示正常人左室腔內(nèi)血液流場的變化，并能對左室腔內(nèi)的渦流變化進行量化評價，可對正常人左室腔內(nèi)血流狀態(tài)及血液動力學改變做出初步定量評價，為下一步研究冠心病患者左室腔復雜的血流結構變化提供參考依據(jù)。
　　 第二部分：應用VFM技術評價冠心病患者心動周期不同時相左心室腔內(nèi)血液流場的變化特征
　　 [目的]
　　 參照2DCDE和PW檢測的超聲參數(shù)，應用VFM技術研究冠心病患者左室腔內(nèi)心動周期不同時相血液

10、流場的變化，比較與正常人之間的不同，通過四種VFM模式圖直觀顯示冠心病患者左室腔血液流場狀態(tài)，用VFM相關的左心室腔內(nèi)渦流參數(shù)和左心室腔內(nèi)血流向量參數(shù)初步定量評價冠心病患者的左室腔內(nèi)血液流場的變化特征，進一步發(fā)現(xiàn)冠心病患者因心肌運動異常及心臟整體功能改變時所發(fā)生的心腔內(nèi)血流動力學變化特征。為冠心病精確診斷、合理治療及判斷預后等提供可靠依據(jù)。
　　 [方法]
　　 1、檢測對象:冠心病患者共43例，男28例，女15例，年齡

11、45～83歲，平均年齡61.11±14.56歲。均為冠脈造影結果顯示1支或1支以上以上冠狀動脈狹窄≥70%的患者;基礎心律為竇性心律，排除瓣膜病、肺心病和嚴重肝腎功能不全的患者。
　　 2、檢測方法:連接心電圖，囑受檢者左側臥位，平靜呼吸，利用Aloka公司α-10彩色多普勒超聲儀，PA52101心臟探頭，頻率范圍2.0～5.0MHz，對受檢者行常規(guī)二維彩色多普勒超聲心動圖(2DCDE)檢查，在解剖M型下測量左室舒張末期內(nèi)徑(L

12、VED)、左室收縮末期內(nèi)徑(LVSD)，通過雙平面Simpson法得出每位受檢者左室射血分數(shù)(LVEF)。于心尖四腔觀下通過PW法得到二尖瓣口舒張早期血流峰值(E)、舒張晚期血流峰值((A)及比值(E/A )。計算四個不同指標，包括:等容收縮期時間(ICT),等容舒張期時間(IRT)、射血時間(ET)，依據(jù)相關公式（Tei =（ICT+IRT）/ET）得出Tei指數(shù)。切換至VFM模式，在心尖部三腔切面和心尖部五腔切面下獲得不同三個連續(xù)心

13、動周期的左心室室腔內(nèi)彩色多普勒動態(tài)血流超聲圖像，使用專業(yè)DSA -RS1分析軟件對圖像進行后期分析處理，觀察左心室腔等容收縮期(IVCT)、快速射血期(RE)、緩慢射血期((SE)、等容舒張期(IVRT)、舒張早期(ED)、舒張中期(MD)、舒張晚期(LD)七個連續(xù)時相中VFM渦流圖、VFM流線圖和VFM向量圖的變化特征，測量相關渦流參數(shù)和不同節(jié)段的向量值，以及與EF, Tei指數(shù)之間的關系。并與正常對照組相比較。
　　 [結果

14、]
　　 1、一般超聲檢測情況:與對照組相比，CAD組心臟不規(guī)則增大，E/A減低，EF及ET明顯降低，IRT、ICT及Tei指數(shù)明顯增加，均值分別為:LVED (4.65±0.37 )cm, LVSD (3.11±0.31)cm, LVEDV(89.77±15.61)ml, LVESV(33.56±11.10)ml, EF(61.06±3.20 )%、E(62.56±16.31)cm/s, A(73.90±15.24) cm/s

15、, E/A(0.87±0.22), IRT(83.30±12.61)ms, ICT(45.79±13.23) ms, ET(292.23±31.35 )ms、Tei指數(shù)0.48±0.03。
　　 2、VFM檢測結果:
　　 (1)左室腔內(nèi)心動周期不同時相血流特點:CAD組渦流總體演變規(guī)律與對照組相似，SE和絕大部分CAD患者的IVRT左室腔內(nèi)無明顯渦流出現(xiàn)，有渦流出現(xiàn)的時相與對照組相比，渦流的形態(tài)欠規(guī)則，疏密不均勻，舒張

16、期渦流中心位置更接近二尖瓣環(huán)。
　　 (2)渦流參數(shù)比較:CAD組IVCT、R、NRT、ED、LD五個時相渦流橫徑、縱徑及圈數(shù)均大于對照組，MD渦流橫徑、縱徑、圈數(shù)及渦流強度均小于對照組。IVCT渦流縱徑以及SE渦流參數(shù)(橫徑、縱徑、圈數(shù))兩組間無統(tǒng)計學差異(P>0.05 )，IVCT渦流橫徑、ED渦流縱徑和MD渦流圈數(shù)兩組間有統(tǒng)計學差異(P<0.05 )。IVCT渦流圈數(shù)、ED渦流參數(shù)(橫徑、圈數(shù))、MD渦流參數(shù)(橫徑、縱徑、

17、渦流強度)以及LD渦流參數(shù)(橫徑、縱徑、圈數(shù))兩組間統(tǒng)計學差異顯著(P<0.01) 。
　　 (3)左室向量值比較:CAD組ED、 RE、IVCT左室腔三個節(jié)段向量值從心尖段到中間段至基底段呈遞增趨勢。CAD組ED和RE心尖段、中間段、基底段向量值以及IVCT心尖段向量值分別小于對照組相對應節(jié)段向量值，而IVCT中間段、基底段向量值大于對照組。兩組間ED心尖段、中間段和RE基底段向量值統(tǒng)計學差異顯著( P<0.01)，ED基底段

18、、RE心尖段、中間段和IVCT中間段、基底段向量值有統(tǒng)計學差異(P<0.05 )，兩組IVCT心尖段向量值無統(tǒng)計學差異。
　　 (4)渦流參數(shù)和向量值與EF、Tei指數(shù)的關系:CAD組左室腔RE基底段及ED,IVCT基底段和中間段向量值與Tei指數(shù)呈明顯負相關(0.51≤｜r｜≤0.6)，ED、IVCT心尖段以及RE中間段和心尖段的向量值與Tei指數(shù)呈負相關(0.31≤｜r｜≤0.43)，ED三個節(jié)段以及1VCT基底段和心尖段的

19、向量值與EF呈正相關(0.31≤r≤0.40)，RE三個節(jié)段以及IVCT中間段的向量值與EF呈微弱正相關(0.14≤r≤0.29)。
　　 [結論]
　　 CAD患者由于心肌缺血缺氧，局部心肌運動異常和心臟整體功能的減低導致了心室腔內(nèi)血液血流動力學的改變。本研究中所采用的VFM技術直觀形象地顯示了CAD患者左室腔內(nèi)心動周期不同時相的血液流場變化，與正常人心動周期不同時相左室腔內(nèi)出現(xiàn)的渦流大小、形態(tài)、位置明顯不同;舒張早期