李亞南，崔存英，劉園園，王瑩，劉瑞杰，劉琳

河南省人民醫(yī)院、阜外華中心血管病醫(yī)院、鄭州大學(xué)人民醫(yī)院超聲科，河南鄭州 450003；*通訊作者 劉琳 liulin_819@126.com

慢性心力衰竭（chronic heart failure，CHF）是由于任何心臟結(jié)構(gòu)或功能異常導(dǎo)致心室充盈或射血功能受損的一組復(fù)雜的臨床綜合征，是各種心臟疾病的嚴(yán)重和終末階段，發(fā)病率高，是目前最重要的心血管病之一，各年齡段病死率均高于同期其他心血管疾病[1]，因此準(zhǔn)確評估CHF患者左心室功能至關(guān)重要。血流向量成像（vector flow mapping，VFM）是定量評價(jià)心血管系統(tǒng)心腔內(nèi)血流模式的有效方法，本研究擬應(yīng)用VFM 評價(jià)CHF患者的左心室舒張功能。

1 資料與方法

1.1 研究對象 選取 2018年1—7月于阜外華中心血管病醫(yī)院就診的CHF患者58例，依據(jù)2018年中國心力衰竭診斷和治療指南[2]，按左心室射血分?jǐn)?shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）不同，將CHF患者分為3組：LVEF保留組（HFpEF，LVEF≥50%）20例，男12例，女8例；年齡25～72 歲，平均（52.9±6.5）歲；LVEF中間組（HFmrEF，LVEF40%～49%）18例，男10例，女8例；年齡29～66 歲，平均（54.7±5.5）歲；LVEF減低組（HFrEF，LVEF<40%）20例，男11例，女9例；年齡19～75 歲，平均（51.4±5.8）歲。選取健康志愿者25例作為對照組，男12例，女13例；年齡19～65 歲，平均（48.6±7.3）歲，經(jīng)詢問病史、體格檢查、心電圖、實(shí)驗(yàn)室檢查及超聲心動圖檢查證實(shí)的健康志愿者。納入標(biāo)準(zhǔn)：各組病因主要有高血壓、冠心病、陳舊性心肌梗死及擴(kuò)張型心肌病，所有受試者均為竇性心律、圖像清晰。排除心臟瓣膜病、先天性心臟病、嚴(yán)重心律失常和CHF急性發(fā)作者。所有受試者均知情同意。

1.2 儀器與方法

1.2.1 儀器 采用 Aloka F75 彩色多普勒超聲儀，UST-52105 心臟探頭，頻率1～5 MHz，配有VFM 軟件DAS-RSI 工作站。

1.2.2 圖像采集 受檢者取左側(cè)臥位，平靜呼吸，同步連接心電圖。先行常規(guī)超聲心動圖測量左心房前后徑（left atrium dimension，LAD）、左心室舒張末期內(nèi)徑（left ventricular end-diastolic dimension，LVDd），Simpson 法測量左心室舒張末期容積（left ventricular end-diastolic volume，LVEDV）、左心室收縮末期容積（left ventricular end-systolic volume，LVESV）及LVEF，采用雙多普勒（dual-Doppler）模式測量E/e，。然后行VFM檢查，分別于心尖兩腔心、三腔心及四腔心采集左心室腔內(nèi)動態(tài)彩色多普勒血流圖像，具體方法：①血流方向與聲速夾角≤20°；②適當(dāng)調(diào)整探頭發(fā)射頻率和彩色多普勒脈沖重復(fù)頻率，清楚顯示心內(nèi)膜，同時(shí)保證彩色多普勒血流信號顯示豐富；③避免出現(xiàn)2 次混疊。在滿足上述條件下，盡可能提高圖像幀頻。采集連續(xù)3個(gè)心動周期的圖像，存儲VFM 資料并進(jìn)行脫機(jī)分析。

1.2.3 VFM 軟件分析 將動態(tài)血流圖導(dǎo)入 DAS-RSI工作站，選擇圖像并進(jìn)入VFM 分析界面，手動勾畫心內(nèi)膜，選擇追蹤選項(xiàng)，使其自動隨心動周期追蹤心內(nèi)膜，選定心電圖R-R 波頂點(diǎn)為一個(gè)完整的心動周期，根據(jù)時(shí)間-流量曲線及瓣膜啟閉情況將心動周期的舒張期分為3個(gè)時(shí)相：等容舒張期（T1）、快速充盈期（T2）、心房收縮期（T3）（圖1A）。確定好時(shí)相后，在能量損耗模式下分別勾畫出每個(gè)時(shí)相對應(yīng)的節(jié)段（基底段、中間段、心尖段）及整體平均能量損耗（average energy loss，EL-ave）（圖1B、C），記錄相應(yīng)的EL-ave 并分別計(jì)算各節(jié)段和整體EL-ave 平均值。

圖1 時(shí)相定義方法及左心室整體、節(jié)段平均能量損耗。A 為根據(jù)時(shí)間-流量曲線定義時(shí)相，T1：等容舒張期，T2：快速充盈期，T3：心房收縮期；B 為對照組四腔心切面左心室整體平均能量損耗；C 為對照組四腔心切面左心室不同節(jié)段平均能量損耗：基底段、中間段、心尖段

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 18.0 軟件，計(jì)數(shù)資料以±s表示，多組間比較采用單因素方差分析。相關(guān)性分析采用Pearson 直線相關(guān)分析（雙變量正態(tài)分布）。P<0.05 表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 各組一般資料及常規(guī)超聲心動圖結(jié)果比較HFmrEF組、HFrEF組與對照組、HFpEF組比較，BNP、LAD、LVDd、LVEDV、LVESV、E/e'較高，LVEF較低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；4組性別、年齡、身高、體重、體表面積、收縮壓、舒張壓、心率等比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），見表1。

2.2 EL-ave 參數(shù)比較 HFpEF組舒張期 EL-ave 明顯高于對照組（20.54±6.01 比 6.35±2.23），HFmrEF組、HFrEF組舒張期 EL-ave 明顯低于對照組（1.12±0.20比 6.35±2.23，0.50±0.09 比 6.35±2.23），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。4組等容舒張期的基底段與心尖段、快速充盈期的中間段與心尖段和心房收縮期的基底段、中間段與心尖段 EL-ave 比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），見圖2、表2。

表1 4組受試者一般資料及常規(guī)超聲心動圖結(jié)果比較（±s）

表1 4組受試者一般資料及常規(guī)超聲心動圖結(jié)果比較（±s）

注：與對照組比較，#P<0.05；與HFpEF組比較，*P<0.05；與HFmrEF組比較，△P<0.05；LAD：左心房前后徑；LVDd：左心室舒張末期內(nèi)徑；LVEDV：左心室舒張末期容積；LVESV：左心室收縮末期容積；LVEF：左心室射血分?jǐn)?shù)

參數(shù)對照組HFpEF組HFmrEF組HFrEF組P 值例數(shù) 25 20 12/8 52.9±6.5 18 20性別（男/女，例）12/13 10/8 11/9＞0.05年齡（歲） 48.6±7.3 54.7±5.5 51.5±5.8 ＞0.05身高（cm）162.3±12.3 165.7±11.9 159.8±13.3 164.6±9.6＞0.05體重（kg） 64.9±10.8 69.8±9.7 71.5±8.5 68.8±10.4 ＞0.05體表面積（m2）1.69±0.71 1.71±0.93 1.68±1.24 1.70±0.96＞0.05收縮壓（mmHg） 100.8±11.5 112.8±9.8 115.6±8.3 110.7±9.3 ＞0.05舒張壓（mmHg）75.3±7.6 78.5±6.7 80.5±8.2 73.4±7.3＞0.05心率（次/分） 69.8±6.5 65.9±6.5 70.4±7.4 66.6±7.3 ＞0.05 BNP（pg/ml）45.6±22.4△52.4±27.5△2781.4±2929.1#*10 599.8±9225.6#*＜0.05 LAD（mm） 30.5±5.7 32.4±4.6 40.3±4.6 55.2±5.0#* ＜0.05 LVDd（mm）46.1±5.2△48.3±6.1△65.7±5.6#*71.3±6.8#*＜0.05 LVEDV（ml） 95.8±7.3△ 90.2±5.7△ 155.4±7.2#* 231.4±8.1#* ＜0.05 LVESV（ml）45.5±6.2△45.6±6.2△92.3±6.4#*143.8±7.4#*＜0.05 LVEF（%） 62.7±4.5△ 59.3±5.2△ 45.4±4.8#* 29.3±5.3#* ＜0.05 E/e，5.56±1.27△5.72±1.04△9.95±1.56#*11.25±1.45#*＜0.05

2.3 EL-ave與BNP 的相關(guān)性 EL-ave與BNP 呈負(fù)相關(guān)（r=-0.572，P=0.001）。

圖2 心力衰竭患者心尖四腔心切面左心室不同時(shí)相三節(jié)段平均能量損耗。HFpEF組：等容舒張期（A）、快速充盈期（B）、心房收縮期（C）；HFmrEF組：等容舒張期（D）、快速充盈期（E）、心房收縮期（F）；HFrEF組：等容舒張期（G）、快速充盈期（H）、心房收縮期（I）

表2 4組研究對象左心室不同時(shí)相及節(jié)段的EL-ave 比較（±s）

表2 4組研究對象左心室不同時(shí)相及節(jié)段的EL-ave 比較（±s）

注：與對照組比較，#P<0.05；與HFpEF組比較，*P<0.05；與HFmrEF組比較，△P<0.05

時(shí)相對照組（n=25）HFpEF組（n=20）HFmrEF組（n=18）HFrEF組（n=20）P 值等容舒張期基底段1.05±0.45△0.90±0.10△13.22±4.03#*0.50±0.20△＜0.001中間段0.67±0.10 4.12±1.13 2.33±0.82 0.10±0.07 0.069心尖段0.31±0.07*6.17±2.56#△0.70±0.42*0.08±0.01*＜0.001整體2.91±1.76*6.15±1.37#△2.57±0.77*1.05±0.05*＜0.001快速充盈期基底段8.40±2.13 12.33±4.23 6.30±1.12 5.53±1.01 0.125中間段17.20±4.23△10.55±3.76△1.76±0.90#*2.88±0.90#*＜0.001心尖段12.13±3.46△25.04±5.54△0.70±0.51#*0.50±0.10#*＜0.001整體10.28±2.16△17.80±4.95△2.10±0.73#*1.69±0.07#*＜0.001心房收縮期基底段17.53±4.56△11.12±3.12 6.15±1.52#1.17±0.30#*＜0.001中間段10.00±2.86△8.70±2.13 3.33±1.02#1.56±0.50#*＜0.001心尖段2.12±1.01*18.88±4.65#△1.78±0.53*0.74±0.10*＜0.001整體6.78±1.77*12.24±2.91#△4.20±0.82*3.15±1.50*＜0.001舒張期基底段7.56±1.34 10.29±2.26 9.59±3.12 3.34±0.85 0.095中間段4.24±1.53*17.28±4.46#△2.22±0.14*0.98±0.10*＜0.001心尖段2.47±0.34*24.45±5.64#△0.60±0.10*0.10±0.04*＜0.001整體6.35±2.23*20.54±6.01#△1.12±0.20*0.50±0.09#*＜0.001

3 討論

CHF是各種病因所致心臟疾病的終末階段，其主要死亡原因依次為左心功能衰竭（59%）、心律失常（13%）和猝死（13%）[3]。CHF是一種慢性、自發(fā)進(jìn)展性疾病，很難根治，但可預(yù)防。因此，CHF的早期診斷、早期治療對改善患者的生活質(zhì)量、延緩病情惡化、減少死亡率至關(guān)重要。傳統(tǒng)多普勒成像、超聲心動圖可觀察到左心室形態(tài)及室壁運(yùn)動情況，但不能了解心腔內(nèi)的血流狀態(tài)。VFM 是一種新的血流動力學(xué)指標(biāo)[4-6]，它基于彩色多普勒超聲，反映心腔內(nèi)血流狀態(tài)，能有效評估各類疾病狀態(tài)下的左心室功能。

以往研究表明，左心室的流體力學(xué)狀態(tài)對評價(jià)心功能具有重要作用[7]，心室內(nèi)的血流模式受心臟和瓣膜的解剖結(jié)構(gòu)以及心肌和心腔內(nèi)的壓力運(yùn)動影響，在左心室充盈過程中形成的渦流將血液導(dǎo)入左心室流出道，并實(shí)現(xiàn)能量傳遞，正常的血液流動路徑為避免血細(xì)胞碰撞，增加血流量，會產(chǎn)生異常的渦流，渦流引起的能量損耗與心臟做功指數(shù)呈正相關(guān)。既往研究使用能量損耗評價(jià)心臟功能，Stugaard 等[8]研究表明舒張期能量損耗隨主動脈瓣反流的嚴(yán)重程度成比例增加；Hayashi 等[9]研究了健康兒童左心室能量損耗正常值與年齡的關(guān)系，認(rèn)為收縮期和舒張期的能量損耗均與心率呈正相關(guān)，而與年齡呈負(fù)相關(guān)，舒張期能量損耗還與e 波峰值速度呈正相關(guān)。因此，能量損耗是評價(jià)心臟做功指數(shù)的一種有效方法。

本研究中，HFpEF組舒張期EL-ave 明顯高于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。通常認(rèn)為HFpEF主要源于左心室舒張功能異常，其心肌細(xì)胞發(fā)生炎性改變，導(dǎo)致冠狀動脈內(nèi)皮細(xì)胞受到炎癥因子的損傷，從而產(chǎn)生一系列連續(xù)的心肌結(jié)構(gòu)變化，導(dǎo)致心肌重塑，心室的主動松弛能力及順應(yīng)性減低，但為保證心臟搏出量相對正常，在快速充盈期，來自心房的高速血流與左心室內(nèi)殘余血流產(chǎn)生更加強(qiáng)烈的碰撞，產(chǎn)生較高的能量損耗，而在心房收縮期，血流速度相對較低，能量損耗低于快速充盈期。另外，HFpEF組心肌結(jié)構(gòu)較對照組發(fā)生變化，心腔內(nèi)無效渦流增加，導(dǎo)致EL-ave 相應(yīng)增加。HFmrEF組、HFrEF組舒張期EL-ave 明顯低于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。HFmrEF組、HFrEF組由于左心室腔不規(guī)則增大，收縮及舒張功能不協(xié)調(diào)，LVEDV 顯著增高，LVEF明顯減低，其心肌纖維排列紊亂，心臟流體力學(xué)較對照組發(fā)生很大變化，在舒張期內(nèi)，心臟主動舒張能力減低，殘余心腔較小，有效充盈時(shí)間相對較短，效率較低，心房收縮時(shí)由于前、后負(fù)荷增加，流體速度階差、壓力階差減小，導(dǎo)致能量損耗較對照組減低。心肌的舒張功能對鄰近心腔內(nèi)血流動力學(xué)的影響主要表現(xiàn)為2個(gè)方面：通過舒張產(chǎn)生低壓效應(yīng)逆轉(zhuǎn)舒張?jiān)缙诒畴x心尖的血流束和維持全舒張期朝向心尖的血流束，4組各節(jié)段EL-ave 變化不同，提示CHF患者左心室不同節(jié)段存在不同程度的心臟舒張功能障礙。

BNP 是心肌細(xì)胞受牽拉后心室反應(yīng)性分泌的一種蛋白質(zhì)，血漿 BNP 濃度升高與心臟充盈壓力升高有關(guān)，CHF患者在左心室擴(kuò)張或室壁張力升高后，左心室分泌釋放BNP 增多，血漿內(nèi)BNP 濃度升高[10]，以往研究證實(shí)，BNP 水平是CHF患者發(fā)生死亡、心血管事件和住院的獨(dú)立預(yù)測因素[11]，本研究顯示，EL-ave與BNP 呈負(fù)相關(guān)（r=-0.572，P=0.001），提示隨著血漿BNP 濃度升高，EL-ave 呈下降趨勢，因此，EL-ave 可作為一種新的血流動力學(xué)指標(biāo)，能夠早期、客觀、敏感地反映CHF患者左心室功能障礙。

本研究的局限性在于樣本量較少；VFM 選取的是二維切面模擬三維血流動力學(xué)，對結(jié)果的測量有一定的影響；本研究未納入最大能量損耗，研究參數(shù)相對單一。

總之，VFM 能夠直觀地顯示并定量分析CHF患者左心室腔內(nèi)的血流模式，為臨床診斷、治療及評價(jià)CHF患者預(yù)后提供重要的參考價(jià)值。