切换至 "中华医学电子期刊资源库"
高级检索
中华医学超声杂志（电子版）

中华医学超声杂志（电子版） ›› 2021, Vol. 18 ›› Issue (10) : 954 -959. doi: 10.3877/cma.j.issn.1672-6448.2021.10.010

心血管超声影像学

扩张型心肌病患者左心室能量损耗及室壁剪应力的血流向量成像评价
程冠1, 夏娟1, 马小静1,†()   
  1. 1. 430022　武汉科技大学附属武汉亚洲心脏病医院超声中心
  • 收稿日期:2020-07-16 出版日期:2021-10-01
  • 通信作者: 马小静
  • 基金资助:
    武汉市科技局项目(2019020701011422)

Evaluation of energy loss and wall shear stress in the left ventricle by vector flow mapping in patients with dilated cardiomyopathy

Guan Cheng1, Juan Xia1, Xiaojing Ma1,†()   

  1. 1. Ultrasound Center, Wuhan Asia Heart Hospital, Wuhan University of Science and Technology, Wuhan 430022, China
  • Received:2020-07-16 Published:2021-10-01
  • Corresponding author: Xiaojing Ma
全文 ( ) 下载PDF ( ) 导出引用
引用本文：

程冠, 夏娟, 马小静. 扩张型心肌病患者左心室能量损耗及室壁剪应力的血流向量成像评价[J]. 中华医学超声杂志（电子版）, 2021, 18(10): 954-959.

Guan Cheng, Juan Xia, Xiaojing Ma. Evaluation of energy loss and wall shear stress in the left ventricle by vector flow mapping in patients with dilated cardiomyopathy[J]. Chinese Journal of Medical Ultrasound (Electronic Edition), 2021, 18(10): 954-959.

目的

应用血流向量成像（VFM）技术定量评估扩张型心肌病（DCM）患者的左心功能异常。

方法

选取2019年1月至2019年4月于武汉亚洲心脏病医院确诊DCM的患者29例为DCM组，同期匹配健康志愿者32例为对照组。VFM模式下获取两组心尖四腔心、三腔心切面二维彩色多普勒血流动态图，脱机分析对比不同切面等容收缩期（P0）、快速射血期（P1）、等容舒张期（P2）、快速充盈期（P3）、心房收缩期（P4）能量损耗（EL）及各节段室壁剪应力（WSS）平均值的差异，评估DCM患者左心室血流动力学的改变。

结果

与对照组相比，DCM组在P0、P1及P3期EL均减低［分别为（2.24±1.33）J/（s·m3）vs（1.39±0.49）J/（s·m3）、（6.14±3.58）J/（s·m3）vs（4.17±2.12）J/（s·m3）、（10.38±6.67）J/（s·m3）vs（4.92±2.73）J/（s·m3），均P＜0.05］。DCM组左心室壁在P0期基底段［（0.45±0.30）N/m2 vs（0.23±0.13）N/m2］，P1、P2期基底段和中间段［分别为（1.24±0.39）N/m2 vs（0.93±0.40）N/m2、（0.55±0.30）N/m2 vs（0.36±0.23）N/m2，（0.29±0.08）N/m2 vs（0.12±0.05）N/m2、（0.14±0.08）N/m2 vs（0.10±0.06）N/m2］，P3期各节段［分别为（0.60±0.24）N/m2 vs（0.26±0.08）N/m2、（0.47±0.29）N/m2 vs（0.14±0.04）N/m2、（0.13±0.06）N/m2 vs（0.06±0.02）N/m2］以及P4期基底段［（0.40±0.15）N/m2 vs（0.25±0.12）N/m2］的WSS较对照组均减低（均P＜0.05）。对照组WSS同一时相呈现基底段＞中间段＞心尖段，而DCM组P0、P2和P4期基底段与中间段WSS差异无统计学意义（均P＞0.05）。对照组WSS同一节段P0→P1→P2→P3→P4期表现为升高－减低－升高－减低改变（均P＜0.05），而DCM组WSS仅基底段P0→P1→P2→P3期表现为升高－减低－升高趋势（均P＜0.05），余节段WSS在各时相间变化差异均无统计学意义（均P＞0.05）。

结论

VFM技术中的EL及WSS作为新的血流动力学量化参数，可评估DCM患者左心室功能异常。

关键词: 血流向量成像, 心肌病，扩张型, 能量损耗, 室壁剪应力
Objective

To quantitatively assess the left ventricular dysfunction in patients with dilated cardiomyopathy (DCM) by vector flow mapping (VFM) technique.

Methods

From January 2019 to April 2019, 29 patients diagnosed as having DCM who came to Wuhan Asia Heart Hospital were selected as a DCM group. And 32 healthy volunteers were enrolled as a control group during the same period. The hemodynamic images of two-dimensional color Doppler in apical four-chamber and three-chamber views were acquired in VFM. The above images were off-machine analyzed, and the differences in the average energy loss (EL) and wall shear stress (WSS) in the isovolumic contraction period (P0), rapid ejection period (P1), isovolumic relaxation period (P2), rapid filling period (P3), and atrial contraction period (P4) were compared between the two groups. Then, the changes of left ventricular hemodynamics in patients with DCM were evaluated.

Results

Compared with the control group, EL in the DCM group decreased at P0, P1, and P3 [(2.24±1.33)J/(s·m3) vs (1.39±0.49) J/(s·m3), (6.14±3.58) J/(s·m3) vs (4.17±2.12) J/(s·m3), (10.38±6.67) J/(s·m3) vs (4.92±2.73) J/(s·m3), P＜0.05]. In the DCM group, the WSS values of basal segment at P0 [(0.45±0.30) N/m2 vs (0.23±0.13) N/m2, P＜0.01], basal and middle sections at P1 and P2 [(1.24±0.39) N/m2 vs (0.93±0.40) N/m2, (0.55±0.30) N/m2 vs (0.36±0.23) N/m2, (0.29±0.08) N/m2 vs (0.12±0.05) N/m2, (0.14±0.08) N/m2 vs (0.10±0.06) N/m2, P＜0.05], all sections at P3 [(0.60±0.24) N/m2 vs (0.26±0.08) N/m2, (0.47±0.29) N/m2 vs (0.14±0.04) N/m2, (0.13±0.06) N/m2 vs (0.06±0.02) N/m2, P＜0.01], and basal segment at P4 [(0.40±0.15) N/m2 vs (0.25±0.12) N/m2, P＜0.01] were significantly lower. At the same phase, the WSS values from basal to middle and apical segments showed a decreasing trend in the control group. However, there was no significant difference between basal and middle segments in the DCM group at P0, P2, and P4 (P＞0.05). The WSS value at every section from P0 to P4 showed an increasing-decreasing-increasing-decreasing trend in the control group (P＜0.05). In the DCM patients, however, the WSS value only at the basal segment from P0 to P3 showed an increasing-decreasing-increasing trend (P＜0.05), with no significant difference observed at other segments between adjacent phases.

Conclusion

The EL and WSS as new hemodynamic quantitative parameters in the VFM technique, can be used to evaluate left ventricular dysfunction in DCM patients.

Key words: Vector flow mapping, Cardiomyopathy, dilated, Energy loss, Wall shear stress
图1 左心室流入道及流出道时间-流量曲线
表1 正常对照组与DCM组基本资料及超声参数比较（
xˉ
±s）
组别 男/女（例） 年龄（岁） 心率（次/分） BSA（m2） LVEF（%） LVEDD（cm） LVESD（cm） E（m/s） A（m/s） E/A
对照组（n=32） 18/14 47.9±9.5 75.0±9.2 1.63±0.14 58.7±1.3 4.47±0.24 2.97±0.31 0.78±0.15 0.70±0.15 1.18±0.38
DCM组（n=29） 17/12 51.4±10.7 79.5±13.4 1.62±0.16 34.4±8.5 6.53±0.66 5.04±0.67 0.77±0.25 0.85±0.22 0.93±0.43
t值 0.049 -1.356 -1.518 0.456 15.224 -15.846 -15.224 0.171 -3.170 2.395
P值 0.852 0.180 0.135 0.650 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 0.865 0.003 0.020
表2 正常对照组与DCM组5个时相能量损耗值比较［J/（s·m3），
xˉ
±s］
组别 P0 P1 P2 P3 P4
对照组（n=32） 2.24±1.33 6.14±3.58 0.52±0.32 10.38±6.67 5.20±3.89
DCM组（n=29） 1.39±0.49 4.17±2.12 0.41±0.27 4.92±2.73 5.14±3.02
t值 3.407 2.587 1.462 4.254 0.066
P值 0.002 0.012 0.149 ＜0.01 0.948
图2 正常对照组与扩张型心肌病（DCM）组5个时相左心室腔能量损耗图。在P0和P3时相，DCM组黄色区域分别主要靠近心尖部和二尖瓣口处，而对照组充满整个室腔，表明DCM组左心收缩和舒张功能受损
表3 正常对照组与DCM组5个时相左心室不同节段室壁剪应力值比较（N/m2，
xˉ
±s）
组别 P0 P1 P2
基底段 中间段 心尖段 基底段 中间段 心尖段 基底段 中间段 心尖段
对照组（n=32） 0.45±0.30 0.30±0.22 0.11±0.07 1.24±0.39 0.55±0.30 0.08±0.02 0.29±0.08 0.14±0.08 0.06±0.02
DCM组（n=29） 0.23±0.13 0.26±0.17 0.11±0.06 0.93±0.40 0.36±0.23 0.07±0.03 0.12±0.05 0.10±0.06 0.06±0.03
t值 3.929 0.936 -0.026 3.140 2.795 1.739 3.928 3.196 0.282
P值 ＜0.01 0.353 0.979 0.003 0.007 0.087 ＜0.01 0.002 0.779
组别 P3 P4
基底段 中间段 心尖段 基底段 中间段 心尖段
对照组（n=32） 0.60±0.24 0.47±0.29 0.13±0.06 0.40±0.15 0.27±0.14 0.10±0.07
DCM组（n=29） 0.26±0.08 0.14±0.04 0.06±0.02 0.25±0.12 0.25±0.16 0.10±0.07
t值 7.662 6.433 6.285 4.323 0.495 -0.040
P值 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 0.622 0.968
图3 正常对照组与扩张型心肌病（DCM）组5个时相左心室各节段室壁剪应力图。对照组左心室室壁剪应力（WSS）条带图自基底段→中间段→心尖段均逐渐偏蓝，而DCM组无此明显变化规律，表明DCM组左心功能受损。条带图越偏向红色，WSS值越增大
1
Van Waning JI, Moesker J, Heijsman D, et al. Systematic Review of Genotype-Phenotype Correlations in Noncompaction Cardiomyopathy [J]. J Am Heart Assoc, 2019, 8(23): e012993.
2
Calderon-Dominguez M, Belmonte T, Quezada-Feijoo M, et al. Emerging role of microRNAs in dilated cardiomyopathy: evidence regarding etiology [J]. Transl Res, 2020, 215: 86-101.
3
Reichart D, Magnussen C, Zeller T, et al. Dilated cardiomyopathy: from epidemiologic to genetic phenotypes: A translational review of current literature [J]. J Intern Med, 2019, 286(4): 362-372.
4
Liu X, Yu H, Pei J, et al. Clinical characteristics and long-term prognosis in patients with chronic heart failure and reduced ejection fraction in China [J]. Heart Lung Circ, 2014, 23(9): 818-826.
5
朱晓丽, 徐磊, 刘丽文, 等. VFM评价Ⅰ级舒张功能减低左室舒张期能量损耗的初步研究 [J]. 中国临床医学影像杂志, 2017, 28(11): 802-804,809.
6
Stugaard M, Koriyama H, Katsuki K, et al. Energy loss in the left ventricle obtained by vector flow mapping as a new quantitative measure of severity of aortic regurgitation: a combined experimental and clinical study [J]. Eur Heart J Cardiovasc Imaging, 2015, 16(7): 723-730.
7
中华医学会心血管病学分会, 中国心肌炎心肌病协作组. 中国扩张型心肌病诊断和治疗指南 [J]. 临床心血管病杂志, 2018, 34(5): 421-434.
8
Itatani K, Okada T, Uejima T, et al. Intraventricular flow velocity vector visualization based on the continuity equation and measurements of vorticity and wall shear stress [J]. Jpn J Appl Phys, 2013, 52(7): 07HF16.
9
朱美华, 邓又斌, 黎春雷, 等. 超声血流向量成像技术评价扩张型心肌病左心室血流状态的变化 [J]. 中华超声影像学杂志, 2010, 19(9): 753-756.
10
杨艳, 张宇新, 任嵘, 等. 血流向量成像技术评价扩张型心肌病患者左心室功能的研究 [J]. 中华超声影像学杂志, 2017, 26(5): 374-380.
11
马楚云, 赵宝珍, 熊文峰. 血流向量成像技术对扩张型心肌病等容收缩期左室流场变化的研究 [J]. 中国超声医学杂志, 2012, 28(2):134-136.
12
孙钦亮, 赵冰冰, 董立平, 等. 血流向量成像技术评价不同程度舒张功能受损患者左心室舒张期流体变化 [J]. 中国医学影像技术, 2020, 36(2): 235-241.
13
Arzani A, Shadden SC. Wall shear stress fixed points in cardiovascular fluid mechanics [J]. J Biomech, 2018, 73: 145-152.
14
Ji L, Hu W, Yong Y, et al. Left ventricular energy loss and wall shear stress assessed by vector flow mapping in patients with hypertrophic cardiomyopathy [J]. Int J Cardiovasc Imaging, 2018, 34(9): 1383-1391.
15
Meng Q, Wang S, Yan S, et al. Evaluating the left ventricular hemodynamic phenomena of DDD septum pacemaker implants using vector flow mapping [J]. Echocardiography, 2020, 37(1): 77-85.
16
董立平, 李海茹, 孙钦亮, 等. 血流向量成像技术评估正常人舒张期左心室壁剪切应力 [J]. 中华超声影像学杂志, 2020, 29(2): 118-124.
17
蔡宇燕, 魏薪, 陈丽萍, 等. 血流向量成像技术对扩张型心肌病患者左室腔流场能量损耗的研究 [J]. 中华超声影像学杂志, 2018, 27(5):392-396.
18
杨兴益, 李朝军, 郭浩. 超声血流向量成像技术评价扩张型心肌病患者左室等容收缩期腔内血流能量损耗 [J]. 中国超声医学杂志, 2020, 36(5): 412-416.
[1] 杨喆, 尹立雪, 王斯佳, 罗素秋, 赵欣, 周乔, 苏江, 邬锐. 超声血流向量成像对痛风患者左心室能量损耗的初步评价[J]. 中华医学超声杂志（电子版）, 2022, 19(06): 527-534.
[2] 王伟, 王岳恒, 白晖, 周金玲, 常青. 血流向量成像技术评价慢性肾脏病合并舒张功能不全患者左心室能量损耗[J]. 中华医学超声杂志（电子版）, 2021, 18(04): 361-367.
[3] 马荣川, 尹立雪, 汪智慧, 丁戈琦, 王胰, 周秘. 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[J]. 中华医学超声杂志（电子版）, 2016, 13(03): 178-184.
[4] 徐慧, 李志刚, 赵燕, 李小莉, 韩冰. 影响扩张型心肌病患者心脏结构和功能发生逆转的相关因素分析[J]. 中华危重症医学杂志(电子版), 2021, 14(01): 20-24.
[5] 王志坚, 黄镇钦. 围产期心肌病[J]. 中华产科急救电子杂志, 2022, 11(02): 72-76.
[6] 路旗, 李传方, 甘立军. 酒精性心肌病病理分子机制的研究进展[J]. 中华诊断学电子杂志, 2022, 10(04): 248-252.
[7] 于晓倩, 徐瑞, 黄文, 吴霞, 赵学强, 郑飞, 李欣然. 病毒性心肌炎向扩张型心肌病转变进展的诊断学特征[J]. 中华诊断学电子杂志, 2022, 10(04): 238-242.
[8] 周瑜, 闫波. 组织蛋白酶B在心血管疾病中的研究进展[J]. 中华诊断学电子杂志, 2021, 09(04): 278-281.
[9] 刘立新, 张韶辉, 魏广和, 贾印峰, 高荣华, 蔺跃栋, 高振才, 陈安勇. miRNA－23a在扩张型心肌病中表达的意义[J]. 中华诊断学电子杂志, 2016, 04(03): 206-209.
阅读次数
全文


摘要

版权所有 中华医学会 中华医学电子音像出版社有限责任公司  京ICP备14006079号-1  网络出版服务许可证：(署)网出证(京)字第075号