血流向量成像技术在HFpEF心衰患者中的应用*

谭媛文 陈娜 邓峥

与正常心脏相比，心力衰竭患者心脏结构重塑，其心脏功能严重受损，临床表现为心肌收缩力减弱、心输出量下降、心腔内血流动力学改变等[1]。近年来，我国总体心力衰竭住院死亡率有所下降，但是随着我国老年化进程的加快和各种心血管疾病及其危险因素的存在，未来我国总体心力衰竭住院率将持续上升，对患者后期生存质量造成严重不良影响[2]。血流向量成像（vector flow mapping，VFM）技术可对患者左心腔内血流模式进行定量测定，有效评价左室功能障碍[3-4]。本研究拟对收治的射血分数保留心力衰竭（heart failure with preserved ejection fraction，HFpEF）患者应用多普勒彩超、VFM 等检查，探讨VFM 在HFpEF 患者中的应用价值，旨在为VFM 在HFpEF 患者检测中的应用提供一定的参考价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2020 年1 月-2021 年10 月萍乡市第二人民医院收治的30 例心力衰竭患者[左心室射血分数（LVEF）≥50%]为HFpEF 组，30 例同龄健康人群为对照组。HFpEF 组纳入标准：（1）有心力衰竭症状，临床确诊为心力衰竭，其病因包括高血压、冠心病、陈旧性心肌梗死及扩张型心肌病等[5]；（2）常规超声心动图测量LVEF≥50%；（3）纽约心脏病学会心功能分级Ⅱ～Ⅲ级。HFpEF组排除标准：患有先天性心脏病、原发性肺动脉高压、心肌炎、重度贫血、恶性肿瘤、肝肾功能严重障碍等疾病。对照组纳入标准：所有健康志愿者均经询问病史、体格检查、实验室检查、心电图及超声心动图检查确认无心力衰竭。对照组排除标准：（1）合并心脏疾病；（2）常规超声心动图测量LVEF＜50%；（3）心脏结构异常。本研究已经萍乡市第二人民医院医学伦理委员会审批通过，所有研究对象均已签署知情同意书。

1.2 方法 所有研究对象均应用二尖瓣血流多普勒测量二尖瓣口舒张早期E 波血流速度（E）、二尖瓣口舒张晚期A 波血流速度（A）、舒张早期二尖瓣环峰值运动速度（E’）舒张晚期二尖瓣环峰值运动速度（A’），并计算E/A、E’/A’；应用VFM 测量左心室不同节段及时相的平均能量损耗（aEL）、循环值、涡流圈数及横纵径；检测血清脑钠肽（BNP）含量。进一步分析BNP 与aEL、循环值、左心室涡流大小及圈数的关系。

1.2.1 二尖瓣血流多普勒检查 受检者取左侧卧位，采用多普勒彩超仪（生产厂家：Philips，型号：IU ELite）于心尖四腔心观，分别将脉冲多普勒（PW）和组织多普勒（TDI）取样容积置于二尖瓣口和二尖瓣环水平室间隔侧，室间隔需与超声发射声束形成夹角并维持（夹角＜20°），同时获取二尖瓣口血流频谱和二尖瓣环水平室间隔处组织的运动速度曲线，读取E、A 及E’、A’，并计算其比值。

1.2.2 VFM 检查 随后取心尖三腔心观，对彩色取样框的大小及彩色增益进行调节，使其包括左室、左室流入道及流出道，获取清晰图像，应尽量保持声束方向与血流方向平行，帧频＞25 帧/s，连续记录并储存3 个心动周期的动态图像。首先将原始数据导入药物与统计（drug and statistics，DAS-RS）工作站中，启用VFM 模式，手动描记心内膜边界，此时应注意在勾画左室流入道时，需要勾画至二尖瓣前后叶的瓣根部；在勾画心内膜时，需要将左室乳头肌及腱索均计算在内。对左室舒张期快速充盈期、减慢充盈期和心房收缩期的心肌运动进行动态追踪，并以图像左侧标尺为单位将左室长轴平均分为3 段，即心尖段、中间段和基底段；并依据同步心电图识别3 个时相。然后在能量模式下（能量量程为0～10 J/ms），手动描记左室3 个节段的边界，并得出各节段的aEL；循环模式下[周期（T）=1]，软件自动呈现3 个时相的二尖瓣前、后叶循环图，自动追踪减慢充盈期心腔内出现循环值的中心位置、大小和面积。最后将血流显示流量调至30 cm2/s，线条粗细（thick，T）调至2，观察左心室内涡流的变化。由两名超声医师采用双盲法前后两次分别测量aEL 及循环值。

1.2.3 血清脑钠肽（BNP）水平 取两组清晨空腹静脉血，离心后分离上层血浆，采用荧光免疫干片法测定两组BNP 水平。检测步骤严格按照试剂盒说明书进行。

1.3 统计学处理 采用SPSS 24.0 统计学软件进行数据分析，计量资料符合正态分布用（）表示，两组间比较采用t检验，多组比较采用方差分析；计数资料用率（%）表示，组间比较采用χ2检验，采用Pearson 相关性分析，以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组一般资料比较 HFpEF 组男19 例，女11 例；年龄50～60 岁，平均（53.41±5.12）岁；对照组男17 例，女13 例；年龄50～60 岁，平均（54.23±6.08）岁。两组一般资料比较，差异均无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

2.2 两组二尖瓣超声参数、血清脑钠肽含量比较 HFpEF组的E/A、E’/A’ 均低于对照组，血清BNP 含量高于对照组，差异均有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1 两组二尖瓣超声参数、血清脑钠肽含量比较（）

表1 两组二尖瓣超声参数、血清脑钠肽含量比较（）

2.3 两组不同节段、不同时相平均能量损耗比较 HFpEF 组不同节段、不同时相平均能量损耗均大于对照组，且从整体至心尖段，平均能量损耗逐渐减少，差异均有统计学意义（P＜0.05），见表2。

表2 两组不同节段、不同时相平均能量损耗比较[J/ms，（）]

表2 两组不同节段、不同时相平均能量损耗比较[J/ms，（）]

表2（续）

表2（续）

表2（续）

表2（续）

2.4 两组不同时相二尖瓣循环值比较 两组在左心室快速充盈期后叶循环值、心室减慢充盈期心腔循环值和心房收缩期前叶循环值方面比较，差异均无统计学意义（P＞0.05），HFpEF 组左心室快速充盈期前叶循环值小于对照组，心房收缩期后叶循环值大于对照组，差异均有统计学意义（P＜0.05）。见表3。

表3 两组不同时相二尖瓣循环值比较[m2/s，（）]

表3 两组不同时相二尖瓣循环值比较[m2/s，（）]

2.5 两组左心室涡流参数比较 HFpEF 组左心室涡流圈数、横径和纵径均大于对照组，差异均有统计学意义（P＜0.05），见表4。

表4 两组左心室涡流参数比较（）

表4 两组左心室涡流参数比较（）

2.6 相关性分析 BNP 与整体平均能量损耗呈正相关（r=0.598，P＜0.001），与左心室快速充盈期前叶循环值、左心室涡流横径、纵径和圈数无明显关系（r=0.008、-0.036、0.059、-0.138，P=0.965、0.850、0.755、0.467）。

3 讨论

超声心动图是临床上用来评估患者心脏功能结构的主要方法，其中二维超声和M 型超声心电图可通过测量左室射血分数来反映心脏的收缩功能；多普勒超声的各项指标可反映心脏的舒张功能，但是其不能观察到心腔的血流状态[6-7]。随着影像学技术的发展，越来越多可全面、系统地反映心功能的超声心电图新技术应运而生，其中就包括VFM。VFM 不仅可通过计算心腔内涡流和血流速度，还可测定不同时期心肌的平均损耗能力和二尖瓣循环值，因此对于评估患者左心室功能障碍具有很好的参考价值[8-9]。

本研究结果显示，HFpEF 组E/A、E’/A’均低于对照组（P＜0.05），提示HFpEF 患者左心室收缩、舒张功能较健康人明显下降。分析其原因可能为，心力衰竭患者普遍存在着心室重构，左心室腔线明显增大，尤其是横径，这就使得心脏从原本的锥形转变成为偏球形，心肌质量也随之增加，最终导致左心室收缩、舒张功能的不断降低。

本研究结果显示，HFpEF 组不同节段、不同时相平均能量损耗、心室涡流数量、横径和纵径均大于对照组（P＜0.05），提示HFpEF 患者不同节段、不同时相平均能量损耗、心室涡流数量、横径和纵径均大于健康人群。分析其原因可能为，左心室在进行正常的收缩、舒张运动时，血流方向以纵向为主，即沿着基底至心尖的方向，与血液经二尖瓣口、主动脉瓣口进入左心室的方向相同，可将血流能量损耗降到最低，实现高效泵血[10-11]。心力衰竭患者心肌纤维走向明显改变，使得纵向的血流转变为横向的血流，方向不同的血液流动形成了涡流；且随着心肌纤维化的严重程度增加，不同时相、节段产生圈数就越多，涡流横纵径就越大，产生更多的摩擦热，心肌的平均损耗能量就越多[12]。此外随着血液从基底部流向心尖段，心肌产生的势能逐渐被消耗，血液流动的动能也减少，因而涡流横纵径减小、圈数减少，平均损耗能量也逐渐减小。这些涡流还可减弱心肌细胞的动态剪切力，增强其应力，促进心室重构的进程，造成恶性循环。因此测量心肌的平均损耗能量对评估心力衰竭的严重程度和指导后期治疗具有重要的客观参考价值[13]。

循环值由闭合曲线中上切线方向的速度分量累加总值组成，可反映左心室局部涡流的强度总和及其方向，因而当血液进出左心室的流速增大时，循环值也相应地增大[14]。在快速充盈期，患者左室壁的松弛性和顺应性降低，自左心房进入左心室的血流量减少，使得二尖瓣受到的血流冲击力降低，导致HFpEF 患者左心室快速充盈期前叶循环值变小[15]。因此HFpEF 组左心室快速充盈期前叶循环值小于对照组（P＜0.05）。此时为了代偿在快速充盈期进入左心室血流的减少，左心房快速收缩增强，不仅增加左心室充盈量，还增强了血流流入时对二尖瓣的冲击力，心房收缩期后叶循环值变大，因此HFpEF 组患者心房收缩期后叶循环值大于对照组（P＜0.05）。随着心力衰竭患者病情的加重，左心室快速充盈期前叶循环值将持续下降，心房收缩期后叶循环值将持续升高。

脑钠肽属于蛋白质类激素物质，主要是由心肌细胞在受到牵拉刺激后反应性合成和分泌[16]。在正常生理情况下，机体合成和分泌少量的BNP，具有扩充血管、利尿的作用；在左心室功能不全或障碍的情况下，可大量合成和分泌BNP，以调节心功能，维持机体需求[17]。因此被认为是心力衰竭的定量标志物，有助于临床医生评估患者的左心室功能。本研究中BNP 与整体平均能量损耗呈正相关，与王际军[18]研究结果一致，表明VFM 可更为全面地评估心力衰竭患者的左心功能受损程度。

综上所述，血流向量成像技术中的左心室整体平均能量损耗与BNP 具有密切的联系，可更全面地对左心功能受损程度进行评估，为临床诊疗提供参考。本研究尚存在一些不足之处，如样本量较小、未将其他左心室射血分数等级的心力衰竭患者纳入研究、未对BNP 与平均损耗能量之间影响机制进行剖析等，未来将考虑扩大样本量，进行深入研究和探讨。