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超声血流向量成像技术评价心腔内流体能量损耗的研究及进展
目的:超声血流向量成像技术应用于测定血流黏滞摩擦引起的能量损耗,不仅能用于各种疾病心功能的评定,而且对肺动脉瓣狭窄、主动脉瓣狭窄及反流等心血管疾病的病情评估、预后及治疗效果等方面有着广泛的临床应用价值.本文就VFM对于心腔内流体能量损耗的研究及进展做一综述.
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血流向量成像技术评价室早患者的左室血流能量损耗特点及规律
目的 应用血流向量成像(VFM)技术研究室性早搏患者(PVC)的左心室血流流场及能量损耗的变化特点和规律.方法 应用VFM技术的流线、涡量、室壁切应力和能量损耗指标观察频发室性早搏患者心动周期各时相左室内的血流流场特点,并与健康体检患者对比分析两者能量损耗的差异.结果 室早发作心动周期左室内无明显涡流,整个左室的室壁切应力及左室内血流的能量损耗亦处于低值,仅在收缩晚期主动脉瓣口有少量涡流形成,并产生能量损耗.室早发作心动周期与健康对照组及室早发作前后正常心动周期比较均具有较低的能量损耗.结论 VFM技术可无创显示室早患者左室的血流流场特点及能量损耗变化规律.
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超声血流向量成像评价犬急性心肌缺血时舒张期左心室流体能量损耗
目的 应用超声血流向量成像(VFM)技术可视量化评价急性心肌缺血比格犬舒张期左心室血流的能量损耗变化.方法 分别对10只比格犬开胸模型基础和急性缺血状态行VFM检查,存图后导入血流向量标测软件分析获得等容舒张期(T1)、舒张早期(T2)、舒张早期快速充盈(T3)、舒张中期(T4)、舒张晚期心房收缩期(T5)、舒张晚期快速充盈期(T6)左心室整体和基底、中间、心尖水平能量损耗,以及涡旋面积、涡旋循环强度.定性观察并比较两种状态下结果.将缺血状态左心室整体能量损耗与涡旋面积、循环强度进行相关分析.结果 缺血状态下舒张期各时相血流的运动方向相对不规则,出现典型的湍流及涡旋的波动,能量损耗的分布区域大且相对离散.与基础状态相比,缺血状态下左心室整体能量损耗均增高,其中在T1、T4、T5、T6,差异有统计学意义(P均＜0.05).同样,缺血状态左心室基底、中间水平能量损耗在T1、T4、T5、T6较基础状态增高(P均＜0.05),缺血状态左心室心尖水平能量损耗在T1、T6上较基础状态增高(P均＜0.05).在T4、T5、T6,缺血状态下涡旋面积及循环强度均较基础状态增高(P均＜0.05),且其分别与左心室整体能量损耗显著相关(r分别为0.61、0.71、0.55和0.79、0.83、0.65,P＜0.05).结论 急性心肌缺血诱导产生左心室血流湍流和异常的涡旋状态,导致舒张期流体能量损耗的增高,超声血流能量损耗参数能够敏感地反映缺血状态左心室血流动力学的改变.
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血流向量成像技术评估心房颤动患者窦性心律下左心室能量损耗
目的 采用血流向量成像技术(VFM)定量评估心房颤动(AF)患者窦性心律下左心室血流能量损耗(EL).方法 对54例AF患者(AF组)及29名健康志愿者(对照组)行VFM检查,分析等容收缩期(T1)、收缩早期(T2)、收缩晚期(T3)、舒张早期(T4)和心房收缩期(T5)左心室基底段、中间段和心尖段EL,比较2组一般资料、心功能参数以及EL的差异.以与对照组相比5个时相均有统计学意义的EL为应变量、一般资料和心功能参数为自变量,采用多元逐步回归分析各时相EL增高的危险因素.结果 AF组体表面积、左心室舒张末期容积(LVEDV)、左心室收缩末期容积(LVESV)、左心房大容积指数(LAVImax)、二尖瓣舒张早期血流峰值(E)/心房收缩期血流峰值(A)及E/二尖瓣环运动速度(e')均高于对照组,而A和e'低于对照组(P均＜0.05).各时相基底段EL及T4中间段、心尖段EL,T1、T2心尖段EL明显增高(P均＜0.05);其他时相各节段差异均无统计学意义(P均＞0.05).各时相基底段EL增高的危险因素分别为T1:年龄、E/A;T2:LVESV;T3:LVESV;T4:E/A、E、e’;T5:A、年龄.结论 AF可致左心室各时相基底段EL增高;采用VFM技术定量评估AF患者左心室EL,为观察AF对左心室血流模式的影响提供了新的思路.
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超声血流向量成像技术评价2型糖尿病患者左心室舒张期能量损耗
目的 应用超声血流向量成像(VFM)技术评价2型糖尿病(D2M)患者舒张期左心室心腔血液流场状态,探讨左心室能量损耗(EL)定量评价D2M患者左心室舒张功能障碍的应用价值.方法 选取2014年12月至2015年5月四川省人民医院收治的D2M患者62例(D2M组)及同期健康体检者39名(健康对照组).采集2组受检者常规二维超声图像及3个完整心动周期动态标准心尖三腔(AP3c)彩色多普勒血流图,测量左心室常规径线及舒张功能参数.将AP3c彩色多普勒动态图导入图像后处理工作站,获取舒张期左心室心腔EL参数和时间流量曲线(T-F curve);根据T-F curve将舒张期分为等容舒张期(P1)、舒张早期(P2)、快速充盈期(P3)、减慢充盈期(P4)、心房收缩期(P5)、舒张末期(P6)6期.记录每一时相EL值(Pn-EL,n=1～6).采用Wilcoxon秩和检验比较2组受检者舒张期各时相EL参数差异.采用Spearman相关分析分析2组受检者EL与左心室舒张功能参数的相关性.结果 D2M组患者P1-EL、P2-EL、P3-EL、P4-EL、P5-EL、P6-EL分别为5.233、4.328、17.249、9.043、13.829、9.765N/ (m·s),健康对照组受检者P1-EL、P2-EL、P3-EL、P4-EL、P5-EL、P6-EL分别为3.191、2.587、16.025、6.324、8.858、8.093N/(m·s).D2M组患者舒张期P1-EL、P2-EL、P4-EL、P5-EL、P6-EL均高于健康对照组受检者,且差异均有统计学意义(Z值分别为-3.042、-2.386、-2.103、-2.763、-2.107,P均＜0.05或0.01);D2M组患者舒张期P3-EL也高于健康对照组受检者,但差异无统计学意义.D2M组患者P3-EL与E、E/A均呈显著正相关(r=0.741、0.599,P均＜0.01),与e、E/e均呈正相关(r=0.3、0.253,P均＜0.05);P5-EL与A、a值均呈显著正相关(r=0.578、0.384,P均＜0.01),而与E/A、e/a均呈显著负相关(r=-0.427、-0.537,P均＜0.01).健康对照组受检者P3-EL与E呈显著正相关(r=0.732,P＜0.01),与E/A、e均呈正相关(r=0.4、0.321,P均＜0.05);P5-EL与A、a均呈正相关(r=0.688、0.399,P均＜0.05),与E/A呈负相关(r=-0.406,P＜0.05).结论 D2M患者舒张期部分时相左心室EL增高,有望成为定量评价左心室舒张功能障碍的指标之一.特定时相左心室EL与左心室血流动力学状态相关.
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汉防己甲素对低温灌洗保存大鼠供肝活性的影响
目的:观察汉防己甲素(tet,tetrandrine)对低温灌洗保存大鼠供肝的肝细胞内Ca2+浓度及肝活性的影响.方法:选择SD大鼠并分组:A组术前腹腔内注射生理盐水;B组术前腹腔内注射Tet;C组术前腹腔内注射尼膜地平;各组均以4℃乳酸林格液进行供肝灌洗并低温保存2 h.然后检测各组的高能磷酸化合物及肝细胞内Ca2+浓度,并同时观察了肝脏的病理改变.结果:应用Tet组,肝脏的能量代谢、肝细胞内Ca2+超载及病理变化均有明显改善.结论:Tet可减少低温灌洗保存大鼠供肝的肝细胞内Ca2+超载,降低肝细胞的能量损耗,从而增强供肝的活力.
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流体力学在Fontan手术中应用的研究进展
正常生理状态下维持体、肺循环主要依赖心脏左、右心室作功，Fontan术后肺循环中缺少右室搏动性血流，导致了肺血流能量减少。只有使腔-肺吻合处的血流动力学更为合理，才能取得较好的临床结果。因此减少腔-肺吻合处的能量损耗对于有效循环是至关重要的，很多离体实验和计算机流体力学(computational fluid dynamics，CFD)模型都致力于研究Fontan术后的血流动力学以设计出更好的吻合方式[1-3]。腔-肺吻合结构须要尽可能满足3个条件，一是能量损耗尽可能小，避免血流停滞；二是吻合口具有潜在生长能力；三是保持双肺灌注的平衡。随着更快、更强大的计算机问世，利用CFD方法来研究临床中复杂先天性心脏病血流动力学成为可能。
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应用血流向量成像评价不同构型高血压患者左心室舒张功能
目的 应用血流向量成像(VFM)技术评价不同构型高血压患者舒张期左室血流动力学变化特征.方法 选取169例高血压患者为病例组,根据2005年ASE标准将高血压患者分为4种左室构型:正常构型、向心性重构型、向心性肥厚型、离心性肥厚型;选取50例健康志愿者为对照组.比较病例组各种构型及对照组之间左室心尖段、中间段、基底段的平均能量损耗(aEL)及循环在舒张期不同时相的变化,并与E/e'进行相关性分析.结果 ①组间比较,各病例组心房收缩期3个节段的aEL均较对照组显著增高(P＜0.05);离心性肥厚组心房收缩期的心尖段和中间段的aEL明显高于对照组、正常构型组和向心性重构组,基底段的aEL明显高于其他3个病例组,差异均具有统计学意义(P＜0.05).②各病例组快速充盈期二尖瓣前叶循环明显低于对照组,差异有统计学意义(P＜0.05);各病例组心房收缩期二尖瓣后叶循环明显高于对照组(P＜0.05),向心性肥厚组明显高于正常构型组(P＜0.05),离心性肥厚组明显高于正常构型组及向心性重构组(P＜0.05).②组内比较,同一节段各时相以及同一时相各节段aEL比较差异均有统计学意义(P＜0.05);③高血压组心房收缩期基底段aEL与E/e’呈正相关(r=0.66,P＜0.01).结论 VFM技术能够准确反映高血压不同构型患者舒张期左心室血流动力学变化特征,能为评价不同构型高血压患者左室舒张功能受损程度提供量化指标.
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血流向量成像技术对高血压患者左心室血流能量损耗的初步研究
目的 运用血流向量成像(VFM)技术定量分析高血压患者左心室血流能量损耗(EL)的改变,探讨EL与心脏结构和功能的关系.方法 选取高血压患者52例,分为:①正常构型(NG)组,14例;②向心性重构(CR)组,20例;③向心性肥厚(CH)组,15例;④离心性肥厚(EH)组,3例(因数量太少未纳入亚组分析).健康对照者32例.测量左室射血分数(LVEF)、左心室质量指数(LVMI)、E/e′.VFM图像上分别测得左心室不同时相、不同节段的EL.结果 ①EL比较:舒张晚期、等容收缩期、快速射血期,与对照组相比,高血压组左室整体以及各节段EL均增大,差异有统计学意义(P<0.05).高血压各亚组左室整体以及各节段EL均较正常组增大,差异有统计学意义(P<0.05).高血压各亚组间差异无统计学意义(P>0.05).②相关性分析:舒张晚期、等容收缩期以及快速射血期,左心室整体以及各节段EL均与LVMI呈显著正相关(P<0.05);舒张晚期、等容收缩期以及快速射血期,左心室整体以及各节段EL均与E/e′呈显著正相关(P<0.05);舒张晚期,左心室整体以及各节段EL均与LVEF呈显著负相关(P<0.05).结论 VFM能够直观反映高血压患者心腔内的血流动力学改变;左心室EL与左心室质量及心脏收缩、舒张功能具有相关性.
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毫米波治疗慢性前列腺炎100例
慢性前列腺炎患者100例，年龄18～64岁，平均37.6岁；病程2周～5年；多数患者曾使用药物治疗，疗效不佳。诊断标准：①下列症状至少一种，下腹部或会阴部不适或隐痛(A症状)；尿道外口“滴白”(B症状)；尿频、尿急、尿痛(C症状)；血精、不育、性功能障碍、神经衰弱(D症状)。②前列腺液镜检白细胞＞10个/HP。采用上海产HZ-Q100型毫米波前列腺治疗仪，频率32～38 GHz，输出功率100～140 mW，功率密度≤10 mW/cm2。治疗前排空二便，取侧卧位，将辐射头套上安全套，并涂上润滑剂(超声乳剂)，缓慢插入直肠，辐射面朝向前列腺，每日1次，30 min，10次为1个疗程。治疗期间不伍用其他治疗。 疗效标准痊愈：主要症状消失，前列腺液镜检白细胞＜10个/HP；显效：主要症状明显好转，前列腺液镜检白细胞减少50%以上；好转：主要症状好转，前列腺液镜检白细胞减少50%以下；无效：主要症状无改善，前列腺液镜检白细胞无变化。 经1个疗程治疗92例，2个疗程治疗8例，并随访3个月。痊愈14例，显效24例，好转52例，无效10例。主要症状评估：治疗前具有A、B、C、D症状的例数分别为71，20，68，23例，治疗后分别为27，6，28，8例，即A、B、C、D症状治愈率分别为62%(44/71)，70%(14/20)，59%(40/68)，65%(15/23)。 生物组织利用毫米波谐振调控，改善前列腺组织微循环，提高局部和机体免疫功能，达到治疗慢性前列腺炎的效果。该仪器具有可插入直肠的辐射头，在空气介质中的能量损耗大大减少，治疗过程中无不良反应，无局部灼伤及直肠损伤等并发症。
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水疗结合下肢康复机器人对早期脑卒中患者步态重建的影响
目的:观察水疗结合下肢康复机器人对早期脑卒中患者下肢运动控制、步态及能量损耗的影响.方法:将80例脑卒中患者随机分为对照组和干预组各40例,对照组予以常规康复治疗,干预组则配合水疗及下肢机器人训练,治疗12周后采用Fugl-Meyer下肢运动功能评分量表评定综合运动功能、步行生理消耗指数测定身体能量损耗、步态分析系统评测步态参数(步宽、步速、步长).结果:治疗后,干预组Fugl-Meyer评分、步态参数、步行生理消耗指数改善程度均显著优于对照组(P＜0.01).结论:水疗结合下肢康复机器人训练可有效加强早期脑卒中患者的下肢运动控制,促进步态重建,降低身体能量损耗.
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血流向量成像技术评价肥厚型心肌病患者左室功能的初步研究
目的 应用血流向量成像(VFM)技术观察肥厚型心肌病(HCM)患者左室收缩期及舒张期能量损耗和循环变化,评价其左室收缩及舒张功能.方法 选取26例非梗阻性HCM患者(HCM组)和36例健康志愿者(对照组),分别在标准心尖四腔、三腔及两腔观提取收缩早期、收缩中期、收缩晚期、舒张早期、舒张中期及左房收缩期6个时相的循环参数(涡旋数量、涡旋面积、循环强度)和基底段、中间段、心尖段平均能量损耗(EL)的参数,比较两组上述各参数变化.应用双多普勒同步取样技术获取二尖瓣口舒张早期血流峰值速度(E)、二尖瓣口舒张晚期血流峰值速度(A)、二尖瓣口舒张早期血流速度与室间隔侧二尖瓣环舒张早期运动峰值速度之比(E/e)、Tei指数及心指数,并将其分别与各时相循环和能量损耗参数进行相关性分析.结果 HCM组与对照组在舒张早期心尖段、左房收缩期中间段、收缩早期基底段,以及收缩中、晚期基底段、中间段、心尖段的EL比较,差异均有统计学意义(均P<0.05);两组EL在各个时相从基底段到心尖段依次减低,差异均有统计学意义(均P<0.01).两组在舒张早期涡旋数量和舒张中期涡旋数量、涡旋面积、循环强度比较,差异均有统计学意义(均P<0.05);两组在收缩早期、收缩中期仅涡旋面积差异有统计学意义(P<0.05).舒张早期循环强度与E呈正相关(r=0.456,P<0.01);左房收缩期循环强度与A呈正相关(r=0.485,P<0.01);收缩中期基底段EL与心指数呈负相关(r=-0.363,P<0.01);左房收缩期基底段、中间段EL与E/e均呈正相关(r=0.310,P<0.05;r=0.444,P<0.01).结论 VFM技术能量损耗和循环参数对于早期发现心功能异常更加敏感,可作为评价心脏早期功能变化的新指标.
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血流向量成像技术对正常人主动脉弓流场的可视化观察及定量研究
应用血流向量成像技术(VFM)对正常人的主动脉弓血流流场进行可视化观察及定量研究.在VFM模式下采集87例健康志愿者主动脉弓长轴切面彩色多普勒动态图像,观察并定量分析主动脉弓流场向量分布特点、逆流和涡流的形成以及血流平均能量损耗(mEL).结果:①主动脉弓各段峰值流速(Vp)均出现于快速射血期,但分布位置不尽相同;主动脉弓各段前向血流速度由等容收缩期迅速上升,至快速射血期达峰值后逐渐降低.②所有受检者于等容舒张期在主动脉弓小弯侧观察到逆流和涡流.③主动脉弓流场内mEL从等容收缩期开始迅速上升,在快速射血期达到峰值后逐渐降低,直到心房收缩期接近于零.VFM为研究人体主动脉弓流场提供了新的方法和思路.对正常人主动脉弓流场的可视化观察及定量研究可望为进一步研究主动脉疾病流场改变提供理论依据.
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超声血流向量成像评价2型糖尿病患者等容收缩期左心室流场状态
目的：采用超声血流向量成像( vector flow mapping,VFM)技术评价2型糖尿病( type 2 diabetes mellitus, D2M)患者等容收缩期( isovolumetric contraction phase,IVC)左心室( left ventricle,LV)血液流场状态,揭示D2M患者左心室血流动力学异常。方法51例D2M患者为D2M观察组,42例健康成人为对照组。采集连续3个心动周期及标准心尖四腔(apical four chamber,AP4c)常规二维灰阶图像和彩色多普勒血流动态图像,在机获取左心房(left atrium,LA)和LV内径、射血分数( ejection fraction,EF)、等容收缩时间( isovolumetric contraction time,ICT)、射血前期时间( pre ejection time, PET)等参数。将AP4c彩色多普勒血流动态图导入图像后处理工作站离线分析,获取IVC左心室能量损耗( energy loss, EL)及涡旋循环强度( Circulation)、中心位置、面积( area)等参数。比较两组常规心脏解剖和功能参数、EL及涡旋参数,并将EL与涡旋参数、LV流场参数与IVC时间参数进行关联性分析。结果等容收缩期LV流场参数比较：D2M组IVC总能量损耗(EL_SUM)及平均能量损耗(EL_AVG)较正常组明显增高,差异有统计学意义(P<0.01)；D2M组涡旋循环强度( Circulation)、涡旋中心横向坐标( Vortex-X)均较正常组增高,而涡旋中心纵向坐标( Vortex-Y)较正常组降低,差异均有统计学意义(P<0.05)。 EL与涡旋参数相关性分析：两组EL_SUM及EL_AVG与Circulation呈明显正相关关系(P<0.01)；D2M组EL_SUM与Vortex-Y呈负相关关系(P<0.05),EL_AVG与Vortex-Y呈明显负相关关系(P<0.01)。结论D2M 患者等容收缩期左心室血液流场状态发生异常改变和能量损耗明显增加,有可能导致左心室射血功能异常。
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超声血流向量成像评价舒张期左心室心肌致密化不全流体能量损耗
目的：应用超声血流向量成像( vector flow mapping,VFM)技术可视化观察左心室心肌致密化不全( left ven-tricular non-compaction,LVNC)患者左心室心腔内血液流场状态,量化评价舒张期左心室心腔内能量损耗( energy loss, EL)。方法选取62例(P<0.05)LVNC患者为观察组(LVNC组),其中临床组(LVNC1组)37例,亚临床组(LVNC2组)25例,健康对照组61例。采集3个完整心动周期标准心尖三腔彩色多普勒实时动态图像,在机测量左心室舒张及收缩功能参数。将图像导入专用工作站,根据时间流量曲线(time-flow curve,T-F curve)确定全舒张期(P0)、等容舒张期(P1)、舒张早期(P2)、快速充盈期(P3)、减慢充盈期(P4)、心房收缩期(P5)以及舒张末期(P6)并测量对应时相左心室内EL、涡旋面积和涡旋循环强度。比较各组舒张功能参数及EL值,比较LVNC1组与LVNC2组非致密层( Noncompac-tion,NC)心肌以及致密层( compaction,C)心肌厚度。将EL与涡旋面积、涡旋循环强度、左心室舒张功能参数进行相关性分析。结果①EL值：LVNC组与健康对照组比较,P2、P3、P4、P0期EL值增高,差异有统计学意义(P<0.05)。 LVNC1组与健康对照组比较,P1、P2、P3、P4、P0期EL值增高,差异有统计学意义(P<0.05)。 LVNC2组与健康对照组比较,P0-P6期EL值增高,差异无统计学意义(P>0.05)。 LVNC1组与LVNC2组比较P3、P5、P0期EL值增高,差异有统计学意义(P<0.05)。②NC、C、NC/C值：LVNC1组与LVNC2组比较,NC、NC/C值增高,C值降低,差异有统计学意义(P<0.05)。③相关性分析：健康对照组P3-EL值与E、E/A、e、e/a值呈正相关(P<0.05),与A值呈负相关(P<0.05)；P5-EL值与A、a、E/e值呈正相关(P<0.05),与E/A、e、e/a值呈负相关(P<0.05)。 LVNC组P3-EL值与E、E/A、e、e/a值呈正相关(P<0.05)；P5-EL值与A、a、E/e值呈正相关(P<0.05),与E/A、e、e/a值呈负相关(P<0.05)。健康对照组P0-EL值与涡旋循环量呈正相关(P<0.05),与涡旋面积呈负相关(P<0.05)；LVNC组P0-EL值与涡旋循环量呈正相关(P<0.05)。结论 LVNC患者心室内异常涡旋的存在,导致舒张期大部分时相左心室能量损耗增高；不同严重程度LVNC的舒张期左心室能量损耗存在差异。可视化能量损耗评价有望成为定量评价心肌致密化不全左心室功能障碍的新指标。
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超声血流向量成像技术评价维持性血液透析患者左心室舒张期血流能量损耗
目的 应用血流向量成像(VFM)技术探讨左心室(LV)能量损耗定量评价维持性血液透析(MHD)患者舒张期左心室腔内血流动力学改变.方法 选取MHD患者32例(血透组)和同期健康体检者31例(对照组).采用VFM技术脱机分析获取各组LV等容舒张期(P1)、快速充盈期(P2)、减慢充盈期(P3)、心房收缩期(P4)平均整体能量损耗(aEL-T)及基底段能量损耗(aEL-B)、中间段能量损耗(aEL-M)、心尖段能量损耗(aEL-A)和LV涡旋面积、循环强度,比较两组间的差异.结果 血透组和对照组P1的aEL-T、P2的aEL-T、aEL-B、aEL-M、aEL-A及P3的aEL-A、P4的aEL-T、aEL-M、aEL-A差异有统计学意义(P＜0.01或P＜0.05);血透组涡旋面积在P1、涡旋强度在P2、P4较对照组增高,差异有统计学意义(P＜0.01或P＜0.05);血透组P2与P4的aEL-T均与E/e呈正相关(分别r=0.402,P＜0.05;r=0.732,P＜0.01).结论 MHD患者舒张期多个时相LV整体和心室不同水平能量损耗增高,提示该期血流动力学异常改变,VFM技术可为左心室舒张功能变化提供更为精准的量化评价指标.
