速度向量成像技术在心脏方面的临床应用

白莫日根 李君 姜莉

【摘要】速度向量成像 （velocity vector imaging，VVI） 技术是近些年迅速发展并非常成熟的研究心肌力学、分析节段心功能的一项新的技术，通过检测心脏的纵向、径向和环向运动，分析心脏应变、应变率、扭转运动及心脏同步化收缩，从而全面地认识心脏的运动，本文就VVI技术及临床应用现状做一综述。

【关键词】速度向量成像技术；应变；应变率

【中图分类号】R4 【文献标识码】B 【文章编号】1671-8801（2015）01-0093-02

1.VVI技术成像原理及优势

速度向量成像（velocity vector imaging，VVI）是基于二维斑点追踪原理，同时还结合了像素空间相干、边界追踪等方法的一项新近推出的研究心肌结构力学及分析局部心功能的超声技术 [1]。VVI运用实时心肌运动跟踪运算法则，不仅可获得局部心肌组织的运动速度、方向、距离及时相等，还可获得心肌的应变、应变率、节段性面积、容积及射血分数等。

VVI技术具有操作简便、无创、重复性强等优点，与多普勒组织成像（DTI）及应变和应变率成像（SRI）比较，无角度和帧频依赖，并且噪音显著减少，不受分析切面的局限性，可以直观、形象地显示心肌在任意方向的运动速度和形变[2]，是一项评价局部心肌功能的全新的技术。

2.VVI技术的临床应用

2.1正常人的心脏运动

正常人左室壁的纵向收缩期峰值速度从基底段至心尖段依次递减，而应变及应变率则没有明显差异[3]。Kutty等[4]用VVI技术评价正常儿童的右心室功能，发现了峰值速度和最大位移从基底段至心尖段依次递减，其中右心室基底段的舒张期峰值速度与组织多普勒所测数据具有良好的相关性。

2.2高血压

Chen[5]等应用VVI技术对高血压伴左心室肥厚的患者（20例）和正常健康人（20例）进行了对比研究，发现了高血压伴左心室肥厚的患者即使在心功能正常的情况下其长轴和短轴节段应变率较正常人节段应变率显著降低，并还发现了左心室肥厚的高血压患者即时心脏整体功能正常，但可能还存在着局部心肌收缩功能的异常。李芳等[6]应用VVI技术评价58例原发性高血压患者和20例健康成人的左心室扭转运动进行了对比研究，根据左室壁厚度及二尖瓣口血流E/A值，将病例组患者分了3组，单纯高血压组（20例）、高血压伴左室舒张功能下降组（20例）及高血压伴左室肥厚组（18例），结果发现了高血压各组与正常组比较扭转角度明显增大，差异均有统计学意义（P<0.01），病例组各组间比较左室扭转角度差异也均有统计学意义（P<0.01），因而VVI技术能够简便、无创的评价心脏扭转运动，对诊断高血压引起的心脏损害提供新的检查手段。

2.3缺血性心脏病

陈军红等[7]应用VVI技术对陈旧性心肌梗死患者（20例）和正常健康人（15例）的节段性收缩功能进行对比研究，发现梗死节段收缩峰值速度（Vs）、应变（ε）及应变率（SRs）明显低于正常对照組相对应节段，并且梗死节段与非梗死节段及对照组各节段的平均Vs、ε、SRs之间有明显差异。Pirat等[8] 应用VVI技术及超声微晶体植入法在9只杂种犬的心肌中经过缺血再灌注处理后进行对比研究，结果发现VVI技术在研究心肌缺血节段环向和纵向应变及应变率与超声微晶体植入法的结果相关性良好。

2.4心肌病

刘晓伟等[9]用VVI技术对扩张型心肌病（DCM）患者（30名）和正常健康人（33名）进行了对比研究，发现左心室扭转角度与射血分数呈正相关，DCM患者的左心室各段心内膜下心肌的峰值旋转速度、左心室整体扭转角度等明显减低，证实了DCM患者的心脏扭转和旋转功能弥漫性损伤[10]，因而影响了心脏的整体功能。刘晓伟等[11]用VVI技术对肥厚性心肌病（HCM）患者和正常健康人各30名进行研究发现HCM患者心脏整体扭转速度和角度比正常人增高，局部心肌圆周方向形变能力下降，以心外膜下心肌下降最为显著。

2.5右心室功能异常

侯海军等[12]应用VVI技术结合6min步行距离试验（6MWT）分析了61例慢性肺动脉高压患者右心室的应变及应变率的变化，发现了右心室的应变、应变率与6MWT有明显的相关性。评价慢性心衰患者心功能的常用指标是6MWT[13]，6MWT的结果受性别、情绪、日常活动等的影响，而VVI则不受这些因素的影响。研究结果示病例组右心室各节段心肌的应变、应变率较对照组显著降低，说明右心室应变更能准确的反应右心室功能。谢芳等[14]应用速度向量成像技术分析了46例APTE患者右心室功能的变化，发现了轻中度PH组右心室各节段心肌运动速度、应变和应变率代偿性增强，重度PH组以上指标均明显减低，差异有统计学意义（P<0.05），说明VVI技术可准确无创的评估APTE患者右心室功能。

3.胎儿心脏

由于胎儿心脏的心肌细胞很少，而且这些心肌细胞大部分都不具收缩性，再加上胎儿心脏体积小，在母体内位置多变，所以用于测量成人心功能的多种方法往往不能准确地评价胎儿的心功能，因而胎儿心功能的评价相当困难。Younoszai等[15]研究证明了VVI可以无创而安全地评估正常胎儿的心功能。Barker等[16]进一步对患有心脏疾病的胎儿进行了研究，并发现了患有心脏病的胎儿心肌整体应变低于正常对照组。夏珣等[17]应用VVI技术评价胎儿左心发育不良综合征（HLHS）右心室功能，发现了HLHS胎儿右心室舒张功能受损，收缩功能增强，孕中晚期随孕周的增加收缩期达峰速度高于正常胎儿。

4.VVI的局限和应用前景

VVI对图像质量的要求非常高，胸壁的厚度、肺的覆盖以及心脏的大小、位置等都会影响采集图像的质量，进而影响对心内膜的描记而导致数据的精确性和重复性降低。但是，VVI技术因其独特的优势已被广大临床医师所认可，它具有操作方便，无角度和帧频依赖，无分析切面的局限，能够定量测量心肌的纵向、径向和环向运动中的运动速度、应变以及应变率等多种参数，有助于临床诊断及评估预后。所以VVI有非常重要的临床价值和广阔的应用前景。

参考文献：

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[16]Barker PC，Houle H，Li JS，et al.Global longitudinalcardiac strain and strain rate for assessment of fetal cardiacfunction：novel experience with velocity vector imaging[J]. Echocard iography，

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[17]夏珣，李胜利，余艳红，等. 超声速度向量成像技术评价胎儿左心发育不良综合征右心室功能.中国医学影像技术，2011，27（11）：2278-2282.

*通讯作者：李君