血流向量成像技術(shù)在HFpEF心衰患者中的應(yīng)用*

譚媛文 陳娜 鄧崢

與正常心臟相比，心力衰竭患者心臟結(jié)構(gòu)重塑，其心臟功能嚴(yán)重受損，臨床表現(xiàn)為心肌收縮力減弱、心輸出量下降、心腔內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)改變等[1]。近年來，我國(guó)總體心力衰竭住院死亡率有所下降，但是隨著我國(guó)老年化進(jìn)程的加快和各種心血管疾病及其危險(xiǎn)因素的存在，未來我國(guó)總體心力衰竭住院率將持續(xù)上升，對(duì)患者后期生存質(zhì)量造成嚴(yán)重不良影響[2]。血流向量成像（vector flow mapping，VFM）技術(shù)可對(duì)患者左心腔內(nèi)血流模式進(jìn)行定量測(cè)定，有效評(píng)價(jià)左室功能障礙[3-4]。本研究擬對(duì)收治的射血分?jǐn)?shù)保留心力衰竭（heart failure with preserved ejection fraction，HFpEF）患者應(yīng)用多普勒彩超、VFM 等檢查，探討VFM 在HFpEF 患者中的應(yīng)用價(jià)值，旨在為VFM 在HFpEF 患者檢測(cè)中的應(yīng)用提供一定的參考價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2020 年1 月-2021 年10 月萍鄉(xiāng)市第二人民醫(yī)院收治的30 例心力衰竭患者[左心室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）≥50%]為HFpEF 組，30 例同齡健康人群為對(duì)照組。HFpEF 組納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）有心力衰竭癥狀，臨床確診為心力衰竭，其病因包括高血壓、冠心病、陳舊性心肌梗死及擴(kuò)張型心肌病等[5]；（2）常規(guī)超聲心動(dòng)圖測(cè)量LVEF≥50%；（3）紐約心臟病學(xué)會(huì)心功能分級(jí)Ⅱ～Ⅲ級(jí)。HFpEF組排除標(biāo)準(zhǔn)：患有先天性心臟病、原發(fā)性肺動(dòng)脈高壓、心肌炎、重度貧血、惡性腫瘤、肝腎功能嚴(yán)重障礙等疾病。對(duì)照組納入標(biāo)準(zhǔn)：所有健康志愿者均經(jīng)詢問病史、體格檢查、實(shí)驗(yàn)室檢查、心電圖及超聲心動(dòng)圖檢查確認(rèn)無心力衰竭。對(duì)照組排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）合并心臟疾?。唬?）常規(guī)超聲心動(dòng)圖測(cè)量LVEF＜50%；（3）心臟結(jié)構(gòu)異常。本研究已經(jīng)萍鄉(xiāng)市第二人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審批通過，所有研究對(duì)象均已簽署知情同意書。

1.2 方法 所有研究對(duì)象均應(yīng)用二尖瓣血流多普勒測(cè)量二尖瓣口舒張?jiān)缙贓 波血流速度（E）、二尖瓣口舒張晚期A 波血流速度（A）、舒張?jiān)缙诙獍戥h(huán)峰值運(yùn)動(dòng)速度（E’）舒張晚期二尖瓣環(huán)峰值運(yùn)動(dòng)速度（A’），并計(jì)算E/A、E’/A’；應(yīng)用VFM 測(cè)量左心室不同節(jié)段及時(shí)相的平均能量損耗（aEL）、循環(huán)值、渦流圈數(shù)及橫縱徑；檢測(cè)血清腦鈉肽（BNP）含量。進(jìn)一步分析BNP 與aEL、循環(huán)值、左心室渦流大小及圈數(shù)的關(guān)系。

1.2.1 二尖瓣血流多普勒檢查 受檢者取左側(cè)臥位，采用多普勒彩超儀（生產(chǎn)廠家：Philips，型號(hào)：IU ELite）于心尖四腔心觀，分別將脈沖多普勒（PW）和組織多普勒（TDI）取樣容積置于二尖瓣口和二尖瓣環(huán)水平室間隔側(cè)，室間隔需與超聲發(fā)射聲束形成夾角并維持（夾角＜20°），同時(shí)獲取二尖瓣口血流頻譜和二尖瓣環(huán)水平室間隔處組織的運(yùn)動(dòng)速度曲線，讀取E、A 及E’、A’，并計(jì)算其比值。

1.2.2 VFM 檢查 隨后取心尖三腔心觀，對(duì)彩色取樣框的大小及彩色增益進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其包括左室、左室流入道及流出道，獲取清晰圖像，應(yīng)盡量保持聲束方向與血流方向平行，幀頻＞25 幀/s，連續(xù)記錄并儲(chǔ)存3 個(gè)心動(dòng)周期的動(dòng)態(tài)圖像。首先將原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入藥物與統(tǒng)計(jì)（drug and statistics，DAS-RS）工作站中，啟用VFM 模式，手動(dòng)描記心內(nèi)膜邊界，此時(shí)應(yīng)注意在勾畫左室流入道時(shí)，需要勾畫至二尖瓣前后葉的瓣根部；在勾畫心內(nèi)膜時(shí)，需要將左室乳頭肌及腱索均計(jì)算在內(nèi)。對(duì)左室舒張期快速充盈期、減慢充盈期和心房收縮期的心肌運(yùn)動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)追蹤，并以圖像左側(cè)標(biāo)尺為單位將左室長(zhǎng)軸平均分為3 段，即心尖段、中間段和基底段；并依據(jù)同步心電圖識(shí)別3 個(gè)時(shí)相。然后在能量模式下（能量量程為0～10 J/ms），手動(dòng)描記左室3 個(gè)節(jié)段的邊界，并得出各節(jié)段的aEL；循環(huán)模式下[周期（T）=1]，軟件自動(dòng)呈現(xiàn)3 個(gè)時(shí)相的二尖瓣前、后葉循環(huán)圖，自動(dòng)追蹤減慢充盈期心腔內(nèi)出現(xiàn)循環(huán)值的中心位置、大小和面積。最后將血流顯示流量調(diào)至30 cm2/s，線條粗細(xì)（thick，T）調(diào)至2，觀察左心室內(nèi)渦流的變化。由兩名超聲醫(yī)師采用雙盲法前后兩次分別測(cè)量aEL 及循環(huán)值。

1.2.3 血清腦鈉肽（BNP）水平 取兩組清晨空腹靜脈血，離心后分離上層血漿，采用熒光免疫干片法測(cè)定兩組BNP 水平。檢測(cè)步驟嚴(yán)格按照試劑盒說明書進(jìn)行。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 24.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)量資料符合正態(tài)分布用（）表示，兩組間比較采用t檢驗(yàn)，多組比較采用方差分析；計(jì)數(shù)資料用率（%）表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)，采用Pearson 相關(guān)性分析，以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組一般資料比較 HFpEF 組男19 例，女11 例；年齡50～60 歲，平均（53.41±5.12）歲；對(duì)照組男17 例，女13 例；年齡50～60 歲，平均（54.23±6.08）歲。兩組一般資料比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。

2.2 兩組二尖瓣超聲參數(shù)、血清腦鈉肽含量比較 HFpEF組的E/A、E’/A’ 均低于對(duì)照組，血清BNP 含量高于對(duì)照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表1。

表1 兩組二尖瓣超聲參數(shù)、血清腦鈉肽含量比較（）

表1 兩組二尖瓣超聲參數(shù)、血清腦鈉肽含量比較（）

2.3 兩組不同節(jié)段、不同時(shí)相平均能量損耗比較 HFpEF 組不同節(jié)段、不同時(shí)相平均能量損耗均大于對(duì)照組，且從整體至心尖段，平均能量損耗逐漸減少，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表2。

表2 兩組不同節(jié)段、不同時(shí)相平均能量損耗比較[J/ms，（）]

表2 兩組不同節(jié)段、不同時(shí)相平均能量損耗比較[J/ms，（）]

表2（續(xù)）

表2（續(xù)）

表2（續(xù)）

表2（續(xù)）

2.4 兩組不同時(shí)相二尖瓣循環(huán)值比較 兩組在左心室快速充盈期后葉循環(huán)值、心室減慢充盈期心腔循環(huán)值和心房收縮期前葉循環(huán)值方面比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），HFpEF 組左心室快速充盈期前葉循環(huán)值小于對(duì)照組，心房收縮期后葉循環(huán)值大于對(duì)照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。見表3。

表3 兩組不同時(shí)相二尖瓣循環(huán)值比較[m2/s，（）]

表3 兩組不同時(shí)相二尖瓣循環(huán)值比較[m2/s，（）]

2.5 兩組左心室渦流參數(shù)比較 HFpEF 組左心室渦流圈數(shù)、橫徑和縱徑均大于對(duì)照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表4。

表4 兩組左心室渦流參數(shù)比較（）

表4 兩組左心室渦流參數(shù)比較（）

2.6 相關(guān)性分析 BNP 與整體平均能量損耗呈正相關(guān)（r=0.598，P＜0.001），與左心室快速充盈期前葉循環(huán)值、左心室渦流橫徑、縱徑和圈數(shù)無明顯關(guān)系（r=0.008、-0.036、0.059、-0.138，P=0.965、0.850、0.755、0.467）。

3 討論

超聲心動(dòng)圖是臨床上用來評(píng)估患者心臟功能結(jié)構(gòu)的主要方法，其中二維超聲和M 型超聲心電圖可通過測(cè)量左室射血分?jǐn)?shù)來反映心臟的收縮功能；多普勒超聲的各項(xiàng)指標(biāo)可反映心臟的舒張功能，但是其不能觀察到心腔的血流狀態(tài)[6-7]。隨著影像學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來越多可全面、系統(tǒng)地反映心功能的超聲心電圖新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，其中就包括VFM。VFM 不僅可通過計(jì)算心腔內(nèi)渦流和血流速度，還可測(cè)定不同時(shí)期心肌的平均損耗能力和二尖瓣循環(huán)值，因此對(duì)于評(píng)估患者左心室功能障礙具有很好的參考價(jià)值[8-9]。

本研究結(jié)果顯示，HFpEF 組E/A、E’/A’均低于對(duì)照組（P＜0.05），提示HFpEF 患者左心室收縮、舒張功能較健康人明顯下降。分析其原因可能為，心力衰竭患者普遍存在著心室重構(gòu)，左心室腔線明顯增大，尤其是橫徑，這就使得心臟從原本的錐形轉(zhuǎn)變成為偏球形，心肌質(zhì)量也隨之增加，最終導(dǎo)致左心室收縮、舒張功能的不斷降低。

本研究結(jié)果顯示，HFpEF 組不同節(jié)段、不同時(shí)相平均能量損耗、心室渦流數(shù)量、橫徑和縱徑均大于對(duì)照組（P＜0.05），提示HFpEF 患者不同節(jié)段、不同時(shí)相平均能量損耗、心室渦流數(shù)量、橫徑和縱徑均大于健康人群。分析其原因可能為，左心室在進(jìn)行正常的收縮、舒張運(yùn)動(dòng)時(shí)，血流方向以縱向?yàn)橹?，即沿著基底至心尖的方向，與血液經(jīng)二尖瓣口、主動(dòng)脈瓣口進(jìn)入左心室的方向相同，可將血流能量損耗降到最低，實(shí)現(xiàn)高效泵血[10-11]。心力衰竭患者心肌纖維走向明顯改變，使得縱向的血流轉(zhuǎn)變?yōu)闄M向的血流，方向不同的血液流動(dòng)形成了渦流；且隨著心肌纖維化的嚴(yán)重程度增加，不同時(shí)相、節(jié)段產(chǎn)生圈數(shù)就越多，渦流橫縱徑就越大，產(chǎn)生更多的摩擦熱，心肌的平均損耗能量就越多[12]。此外隨著血液從基底部流向心尖段，心肌產(chǎn)生的勢(shì)能逐漸被消耗，血液流動(dòng)的動(dòng)能也減少，因而渦流橫縱徑減小、圈數(shù)減少，平均損耗能量也逐漸減小。這些渦流還可減弱心肌細(xì)胞的動(dòng)態(tài)剪切力，增強(qiáng)其應(yīng)力，促進(jìn)心室重構(gòu)的進(jìn)程，造成惡性循環(huán)。因此測(cè)量心肌的平均損耗能量對(duì)評(píng)估心力衰竭的嚴(yán)重程度和指導(dǎo)后期治療具有重要的客觀參考價(jià)值[13]。

循環(huán)值由閉合曲線中上切線方向的速度分量累加總值組成，可反映左心室局部渦流的強(qiáng)度總和及其方向，因而當(dāng)血液進(jìn)出左心室的流速增大時(shí)，循環(huán)值也相應(yīng)地增大[14]。在快速充盈期，患者左室壁的松弛性和順應(yīng)性降低，自左心房進(jìn)入左心室的血流量減少，使得二尖瓣受到的血流沖擊力降低，導(dǎo)致HFpEF 患者左心室快速充盈期前葉循環(huán)值變小[15]。因此HFpEF 組左心室快速充盈期前葉循環(huán)值小于對(duì)照組（P＜0.05）。此時(shí)為了代償在快速充盈期進(jìn)入左心室血流的減少，左心房快速收縮增強(qiáng)，不僅增加左心室充盈量，還增強(qiáng)了血流流入時(shí)對(duì)二尖瓣的沖擊力，心房收縮期后葉循環(huán)值變大，因此HFpEF 組患者心房收縮期后葉循環(huán)值大于對(duì)照組（P＜0.05）。隨著心力衰竭患者病情的加重，左心室快速充盈期前葉循環(huán)值將持續(xù)下降，心房收縮期后葉循環(huán)值將持續(xù)升高。

腦鈉肽屬于蛋白質(zhì)類激素物質(zhì)，主要是由心肌細(xì)胞在受到牽拉刺激后反應(yīng)性合成和分泌[16]。在正常生理情況下，機(jī)體合成和分泌少量的BNP，具有擴(kuò)充血管、利尿的作用；在左心室功能不全或障礙的情況下，可大量合成和分泌BNP，以調(diào)節(jié)心功能，維持機(jī)體需求[17]。因此被認(rèn)為是心力衰竭的定量標(biāo)志物，有助于臨床醫(yī)生評(píng)估患者的左心室功能。本研究中BNP 與整體平均能量損耗呈正相關(guān)，與王際軍[18]研究結(jié)果一致，表明VFM 可更為全面地評(píng)估心力衰竭患者的左心功能受損程度。

綜上所述，血流向量成像技術(shù)中的左心室整體平均能量損耗與BNP 具有密切的聯(lián)系，可更全面地對(duì)左心功能受損程度進(jìn)行評(píng)估，為臨床診療提供參考。本研究尚存在一些不足之處，如樣本量較小、未將其他左心室射血分?jǐn)?shù)等級(jí)的心力衰竭患者納入研究、未對(duì)BNP 與平均損耗能量之間影響機(jī)制進(jìn)行剖析等，未來將考慮擴(kuò)大樣本量，進(jìn)行深入研究和探討。