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目的:应用超声血流向量成像(vector flow mapping,VFM)技术观察主动脉瓣狭窄(aortic stenosis, AS)患者心动周期不同时相左心室内血液流场特征,定量分析AS患者左心室内能量损耗(energy loss, EL),探究EL与心脏结构、功能的关系及其在评价主动脉瓣狭窄严重程度中的应用价值。 方法:选取EF>50%的AS患者34例,分为轻至中度组(AS1组,n=16),重度组(AS2组,n=21),另选取35例健康体检者作为对照组,性别、年龄与病例组相匹配。使用日本ALOKA Prosound F75超声诊断仪在线测量左心室常规结构及心功能参数。另采集3个心动周期心尖长轴切面彩色多普勒动态图像,将图像导入DAS-RS1超声VFM图像后处理工作站,根据Time-Flow curve、ECG及瓣膜启闭情况划分时相如下:全舒张期(P0)、等容舒张期(P1)、快速充盈期(P2)、减慢充盈期(P3)、心房收缩期(P4)以及等容收缩期(P5)、快速射血期(P6)、减慢射血期(P7)、全收缩期(P8)。观察比较各组心动周期中不同时相左心室血流速度向量、涡旋位置、形态、大小、数量及EL的变化特征;获取对应时相左心室内涡环面积、涡旋循环及EL参数值。比较各组涡旋面积、涡旋循环及 EL值;分析 EL与左心室结构功能、涡旋参数之间的相关性。 结果:1、一般资料比较:①三组间比较,年龄、性别比、BSA、BMI、HR、DBP差异无统计学意义(P>0.05)。② AS2组SBP较AS1组、对照组升高,差异有统计学意义(P<0.01)。2、常规超声心动图参数比较:(1)二维结构参数比较:①三组间LVESD、LVEDV差异无统计学意义(P>0.05);②与另外两组相比,AS2组LVEDD、IVST、LVPWT、LAD、LVMI均增大,差异有统计学意义(P<0.01);(2)主动脉瓣狭窄参数比较:对照组、AS1组、AS2组三组间比较,AV和MPG依次增高,AVA依次递减,差异有统计学意义(P<0.01);(3)左心室舒张与收缩功能参数比较:①三组间E、A、E/A、LVEF差异无统计学意义(P>0.05);②AS2组较另外两组e减低、E/e’增大,差异有统计学意义(P<0.01)。3、VFM定性观察:对照组心动周期各时相左心室血流流场演变具有一定规律性和稳定性,速度向量分布规则一致,涡旋出现时相、位置、数目,形态、大小稳定,EL分布局限;主动脉瓣狭窄患者心动周期各时相流场演变特征失去规律性和稳定性,速度向量分布、涡旋形态、大小、数目及能量损耗因狭窄程度不同而发生不同程度的变化。AS1组与对照组比较,速度向量分布稍紊乱,涡旋形态、大小稍有差异,能量损耗分布范围稍扩大且较为分散,AS2组与另外两组相比,速度向量形态明显紊乱,涡旋出现的时相、位置、形态不稳定,涡旋个数增加,可形成大涡流甚至不规则湍流,EL的集中分布范围扩大,能量损耗明显增加。4、VFM定量分析:(1)左室各时相涡旋参数比较:①较之对照组,AS1组 P2-P5涡旋面面积及循环强度均增大,但差异无统计学意义(P>0.05);②与其他两组相比,AS2组P2、P5期涡旋面积增大,差异有统计学意义(P<0.05)。P3、P4期涡旋面积增大,但差异无统计学意义(P>0.05);③与另外两组相比,AS2组循环强度于P2-P5期均增大,差异有统计学意义(P<0.05)。(2)左室各时相 EL值比较:①三组左心室EL均随心动周期呈规律变化,在每一个心动周期中出现3个峰值,分别出现在P2、P4和P6期;且全收缩期的EL与全舒张期EL几乎相等。②与对照组比较,AS1组P0-P8 EL均有所增高,但仅在P4、P7、P0期差异具有统计学意义(P<0.01);③与其他两组相比, AS2组P0-P8期EL均增高,差异均有统计学意义(P<0.01);其中在P2、P4、P6期增幅最大。(3)相关性分析:①对照组及 AS组全舒张期 P0-EL、全收缩期 P8-EL与LVMI呈正相关(r分别为0.561、0.585/0.635、0.652,P<0.01);② AS组全舒张期P0-EL和全收缩期P8-EL均与MPG呈正相关(r分别为0.626、0.522,P<0.01);③对照组及AS组快速充盈期P2-EL均分别与E和e’呈正相关(r分别为0.623、0.537/0.576、0.502, P<0.01),房缩期P4-EL均与A呈正相关(r分别为0.482/0.555,P<0.01),全舒张期P0-EL和全收缩期 P8-EL均与 E/e’呈正相关(r分别为0.480、0.459/0.673、0.590, P<0.01),全舒张期 P0-EL和全收缩期 P8-EL均与 LVEF呈负相关(r分别为-0.537、-0.596/-0.569、-0.625,P<0.01)。④ P2、P3、P4、P5期EL均与涡旋循环强度呈正相关(r分别为0.651、0.361、0.469、0.673,P<0.01),与涡旋面积无明显相关(P>0.05)。 结论:① VFM能够直观观察和定量评价AS患者心腔内的流场特征;AS患者左心室内存在异常涡旋,导致左心室流体能量损耗增高;② AS患者左心室 EL与 LVMI、跨瓣压差、E、A、e’、E/e’、LVEF具有相关性,狭窄程度越重,左心室流体能量损耗越大;每个心动周期中,EL分别在快速充盈期、房缩期和快速射血期出现3个峰值;③ VFM技术量化分析左心室能量损耗有望成为临床早期检测AS左心功能异常的敏感指标。