血流向量成像技術在HFpEF心衰患者中的應用*

譚媛文 陳娜 鄧崢

與正常心臟相比，心力衰竭患者心臟結構重塑，其心臟功能嚴重受損，臨床表現為心肌收縮力減弱、心輸出量下降、心腔內血流動力學改變等[1]。近年來，我國總體心力衰竭住院死亡率有所下降，但是隨著我國老年化進程的加快和各種心血管疾病及其危險因素的存在，未來我國總體心力衰竭住院率將持續上升，對患者后期生存質量造成嚴重不良影響[2]。血流向量成像（vector flow mapping，VFM）技術可對患者左心腔內血流模式進行定量測定，有效評價左室功能障礙[3-4]。本研究擬對收治的射血分數保留心力衰竭（heart failure with preserved ejection fraction，HFpEF）患者應用多普勒彩超、VFM 等檢查，探討VFM 在HFpEF 患者中的應用價值，旨在為VFM 在HFpEF 患者檢測中的應用提供一定的參考價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2020 年1 月-2021 年10 月萍鄉市第二人民醫院收治的30 例心力衰竭患者[左心室射血分數（LVEF）≥50%]為HFpEF 組，30 例同齡健康人群為對照組。HFpEF 組納入標準：（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張型心肌病等[5]；（2）常規超聲心動圖測量LVEF≥50%；（3）紐約心臟病學會心功能分級Ⅱ～Ⅲ級。HFpEF組排除標準：患有先天性心臟病、原發性肺動脈高壓、心肌炎、重度貧血、惡性腫瘤、肝腎功能嚴重障礙等疾病。對照組納入標準：所有健康志愿者均經詢問病史、體格檢查、實驗室檢查、心電圖及超聲心動圖檢查確認無心力衰竭。對照組排除標準：（1）合并心臟疾病；（2）常規超聲心動圖測量LVEF＜50%；（3）心臟結構異常。本研究已經萍鄉市第二人民醫院醫學倫理委員會審批通過，所有研究對象均已簽署知情同意書。

1.2 方法 所有研究對象均應用二尖瓣血流多普勒測量二尖瓣口舒張早期E 波血流速度（E）、二尖瓣口舒張晚期A 波血流速度（A）、舒張早期二尖瓣環峰值運動速度（E’）舒張晚期二尖瓣環峰值運動速度（A’），并計算E/A、E’/A’；應用VFM 測量左心室不同節段及時相的平均能量損耗（aEL）、循環值、渦流圈數及橫縱徑；檢測血清腦鈉肽（BNP）含量。進一步分析BNP 與aEL、循環值、左心室渦流大小及圈數的關系。

1.2.1 二尖瓣血流多普勒檢查 受檢者取左側臥位，采用多普勒彩超儀（生產廠家：Philips，型號：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水平室間隔側，室間隔需與超聲發射聲束形成夾角并維持（夾角＜20°），同時獲取二尖瓣口血流頻譜和二尖瓣環水平室間隔處組織的運動速度曲線，讀取E、A 及E’、A’，并計算其比值。

1.2.2 VFM 檢查 隨后取心尖三腔心觀，對彩色取樣框的大小及彩色增益進行調節，使其包括左室、左室流入道及流出道，獲取清晰圖像，應盡量保持聲束方向與血流方向平行，幀頻＞25 幀/s，連續記錄并儲存3 個心動周期的動態圖像。首先將原始數據導入藥物與統計（drug and statistics，DAS-RS）工作站中，啟用VFM 模式，手動描記心內膜邊界，此時應注意在勾畫左室流入道時，需要勾畫至二尖瓣前后葉的瓣根部；在勾畫心內膜時，需要將左室乳頭肌及腱索均計算在內。對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動進行動態追蹤，并以圖像左側標尺為單位將左室長軸平均分為3 段，即心尖段、中間段和基底段；并依據同步心電圖識別3 個時相。然后在能量模式下（能量量程為0～10 J/ms），手動描記左室3 個節段的邊界，并得出各節段的aEL；循環模式下[周期（T）=1]，軟件自動呈現3 個時相的二尖瓣前、后葉循環圖，自動追蹤減慢充盈期心腔內出現循環值的中心位置、大小和面積。最后將血流顯示流量調至30 cm2/s，線條粗細（thick，T）調至2，觀察左心室內渦流的變化。由兩名超聲醫師采用雙盲法前后兩次分別測量aEL 及循環值。

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定兩組BNP 水平。檢測步驟嚴格按照試劑盒說明書進行。

1.3 統計學處理 采用SPSS 24.0 統計學軟件進行數據分析，計量資料符合正態分布用（）表示，兩組間比較采用t檢驗，多組比較采用方差分析；計數資料用率（%）表示，組間比較采用χ2檢驗，采用Pearson 相關性分析，以P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

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，差異均無統計學意義（P＞0.05），具有可比性。

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

表1 兩組二尖瓣超聲參數、血清腦鈉肽含量比較（）

表1 兩組二尖瓣超聲參數、血清腦鈉肽含量比較（）

2.3 兩組不同節段、不同時相平均能量損耗比較 HFpEF 組不同節段、不同時相平均能量損耗均大于對照組，且從整體至心尖段，平均能量損耗逐漸減少，差異均有統計學意義（P＜0.05），見表2。

表2 兩組不同節段、不同時相平均能量損耗比較[J/ms，（）]

表2 兩組不同節段、不同時相平均能量損耗比較[J/ms，（）]

表2（續）

表2（續）

表2（續）

表2（續）

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

表3 兩組不同時相二尖瓣循環值比較[m2/s，（）]

表3 兩組不同時相二尖瓣循環值比較[m2/s，（）]

2.5 兩組左心室渦流參數比較 HFpEF 組左心室渦流圈數、橫徑和縱徑均大于對照組，差異均有統計學意義（P＜0.05），見表4。

表4 兩組左心室渦流參數比較（）

表4 兩組左心室渦流參數比較（）

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

3 討論

超聲心動圖是臨床上用來評估患者心臟功能結構的主要方法，其中二維超聲和M 型超聲心電圖可通過測量左室射血分數來反映心臟的收縮功能；多普勒超聲的各項指標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[6-7]。隨著影像學技術的發展，越來越多可全面、系統地反映心功能的超聲心電圖新技術應運而生，其中就包括VFM。VFM 不僅可通過計算心腔內渦流和血流速度，還可測定不同時期心肌的平均損耗能力和二尖瓣循環值，因此對于評估患者左心室功能障礙具有很好的參考價值[8-9]。

本研究結果顯示，HFpEF 組E/A、E’/A’均低于對照組（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，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變成為偏球形，心肌質量也隨之增加，最終導致左心室收縮、舒張功能的不斷降低。

本研究結果顯示，HFpEF 組不同節段、不同時相平均能量損耗、心室渦流數量、橫徑和縱徑均大于對照組（P＜0.05），提示HFpEF 患者不同節段、不同時相平均能量損耗、心室渦流數量、橫徑和縱徑均大于健康人群。分析其原因可能為，左心室在進行正常的收縮、舒張運動時，血流方向以縱向為主，即沿著基底至心尖的方向，與血液經二尖瓣口、主動脈瓣口進入左心室的方向相同，可將血流能量損耗降到最低，實現高效泵血[10-11]。心力衰竭患者心肌纖維走向明顯改變，使得縱向的血流轉變為橫向的血流，方向不同的血液流動形成了渦流；且隨著心肌纖維化的嚴重程度增加，不同時相、節段產生圈數就越多，渦流橫縱徑就越大，產生更多的摩擦熱，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，心肌產生的勢能逐漸被消耗，血液流動的動能也減少，因而渦流橫縱徑減小、圈數減少，平均損耗能量也逐漸減小。這些渦流還可減弱心肌細胞的動態剪切力，增強其應力，促進心室重構的進程，造成惡性循環。因此測量心肌的平均損耗能量對評估心力衰竭的嚴重程度和指導后期治療具有重要的客觀參考價值[13]。

循環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度總和及其方向，因而當血液進出左心室的流速增大時，循環值也相應地增大[14]。在快速充盈期，患者左室壁的松弛性和順應性降低，自左心房進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，導致HFpEF 患者左心室快速充盈期前葉循環值變小[15]。因此HFpEF 組左心室快速充盈期前葉循環值小于對照組（P＜0.05）。此時為了代償在快速充盈期進入左心室血流的減少，左心房快速收縮增強，不僅增加左心室充盈量，還增強了血流流入時對二尖瓣的沖擊力，心房收縮期后葉循環值變大，因此HFpEF 組患者心房收縮期后葉循環值大于對照組（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值將持續下降，心房收縮期后葉循環值將持續升高。

腦鈉肽屬于蛋白質類激素物質，主要是由心肌細胞在受到牽拉刺激后反應性合成和分泌[16]。在正常生理情況下，機體合成和分泌少量的BNP，具有擴充血管、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，以調節心功能，維持機體需求[17]。因此被認為是心力衰竭的定量標志物，有助于臨床醫生評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，與王際軍[18]研究結果一致，表明VFM 可更為全面地評估心力衰竭患者的左心功能受損程度。

綜上所述，血流向量成像技術中的左心室整體平均能量損耗與BNP 具有密切的聯系，可更全面地對左心功能受損程度進行評估，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數等級的心力衰竭患者納入研究、未對BNP 與平均損耗能量之間影響機制進行剖析等，未來將考慮擴大樣本量，進行深入研究和探討。