謝姝瑞，馬小靜，夏 娟

（1.武漢科技大學(xué)醫(yī)學(xué)院，武漢 430065；2.武漢科技大學(xué)附屬武漢亞洲心臟病醫(yī)院超聲科，武漢 430022）

對(duì)于心肌梗死患者經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入（percutaneous coronary intervention，PCI）治療后心功能的變化情況，多采用超聲心動(dòng)圖室壁運(yùn)動(dòng)的同步性、心腔大小及射血分?jǐn)?shù)等指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。血流向量成像（vector flow mapping，VFM）技術(shù)作為一項(xiàng)可視化觀察和量化評(píng)價(jià)心腔內(nèi)流場(chǎng)狀態(tài)和血流動(dòng)力學(xué)的超聲方法［1］，相關(guān)研究多集中于對(duì)左心室腔內(nèi)渦流情況評(píng)價(jià)［2-3］，現(xiàn)可通過(guò)計(jì)算湍流血液中的黏性耗散引起的能量損耗，從另一角度評(píng)估心功能的變化情況。本研究擬用VFM 技術(shù)評(píng)價(jià)前壁心肌梗死患者左心室流體能量損耗的改變，為臨床評(píng)估心功能變化提供流體力學(xué)新指標(biāo)。

1 資料和方法

1.1 一般資料

選擇2018 年1 月至2019 年2 月武漢亞洲心臟病醫(yī)院超聲科就診的患者，根據(jù)既往我院就診資料包括臨床癥狀、心電圖改變、心肌酶譜結(jié)果、冠狀動(dòng)脈造影、超聲心動(dòng)圖確診為急性前壁心肌梗死。病例組：前壁心肌梗死患者42 例，根據(jù)有無(wú)心尖段室壁瘤將病例組分為A 組-無(wú)室壁瘤組（22 例），年齡為（59.5±10.9）歲，男19 例、女3例；B 組-合并室壁瘤組（20 例），年齡為（60.0±9.1）歲，男16 例、女4 例。所有患者均經(jīng)冠狀動(dòng)脈造影，篩選出左冠狀動(dòng)脈病變（狹窄面積＞90%），并成功植入支架血管再通治療成功；心功能KillipⅠ級(jí)；竇性心律。排除標(biāo)準(zhǔn)：心臟瓣膜病、高血壓性心臟病、嚴(yán)重心律失常、各類(lèi)心肌病、先天性心臟病、心包疾病、冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)。正常對(duì)照組（N 組）：健康體檢者32 名，年齡為（53.7±11.5）歲，男21 例，女11 例。均經(jīng)病史、體檢、胸片、心電圖及超聲心動(dòng)圖檢查排除心肺疾病，紐約心臟協(xié)會(huì)（New York Heart Association，NYHA）心功能分級(jí)Ⅰ級(jí)，基礎(chǔ)心律為竇性心律。3 組研究對(duì)象年齡、性別比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

1.2 儀器及圖像采集

儀器：日立Aloka超聲診斷儀，相控陣探頭頻率為1.5～5.0 MHz；DAS-RSI 超聲VFM 圖像工作站。圖像采集：在征得兩組受試者知情同意下采用VFM工作模式下，囑受試者取左側(cè)臥位后平靜呼吸，同步連接心電圖，結(jié)合患者實(shí)際情況動(dòng)態(tài)調(diào)整探頭頻率、深度增益補(bǔ)償，圖像幀頻≥25 幀/s，分別于心尖四腔、心尖兩腔、心尖三腔標(biāo)準(zhǔn)切面下連續(xù)存儲(chǔ)3 個(gè)心動(dòng)周期數(shù)據(jù)；同時(shí)常規(guī)測(cè)量左心室收縮末期內(nèi)徑（left ventricular end systolic diameter，LVESD）、左心室舒張末期內(nèi)徑（left ventricular end diastolic diameter，LVEDD）；Simpson雙平面法計(jì)算出左心室射血分?jǐn)?shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）并記錄，將存儲(chǔ)的圖像導(dǎo)入DAS-RSI 超聲VFM 圖像工作站。

1.3 圖像分析方法

在DAS-RSI超聲VFM圖像工作站內(nèi)分析，結(jié)合心電圖、瓣膜關(guān)閉開(kāi)放以及血流向量逐幀將心動(dòng)周期分為等容收縮（isovolumetric contraction，IVC）期、快速射血（rapid ejection，RE）期、等容舒張（isovolumetric relaxation，IVR）期、快速充盈（rapid filling，RF）期、心房收縮（atrial contraction，AC）期5個(gè)時(shí)相（見(jiàn)圖1）；進(jìn)入能量損耗模式分析，分別描記左心室整體及基底、中間、心尖三個(gè)節(jié)段，計(jì)算各時(shí)相整體及對(duì)應(yīng)水平的能量損耗（見(jiàn)圖2）。

圖1 心動(dòng)周期五個(gè)時(shí)相的VFM 圖像

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 33.0 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料以（）表示，采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較兩兩之間的一般資料、心功能參數(shù)差異，多組間比較采用單因素方差分析，如有顯著差異時(shí)則進(jìn)一步行兩兩Dunnet-t檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料以［n（%）］表示，采用χ2檢驗(yàn)比較兩兩之前性別差異，在統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)結(jié)果中，以P＜0.05 為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

1.5 重復(fù)性檢驗(yàn)

1個(gè)月以后隨機(jī)選取病例組及對(duì)照組中的10 例患者，選擇同一原始圖像的RF 期，由相同觀察者及有著相同資質(zhì)和經(jīng)驗(yàn)的另一觀察者通過(guò)DASRSI 超聲VFM 圖像工作站脫機(jī)分析重新手動(dòng)描記勾畫(huà)左心室的心內(nèi)膜，獲得該時(shí)相的心尖段、中間段、基底段及整體能量損耗值，并對(duì)所獲得的數(shù)據(jù)采用可靠性分析進(jìn)行重復(fù)性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

2.1 3 組研究對(duì)象基線(xiàn)資料比較

A 組、B 組心率、體表面積分別與N 組比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；A 組、B 組左心室舒張末期前后徑較N 組增大，LVEF 較N 組降低，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），詳見(jiàn)表1。

2.2 3 組研究對(duì)象不同時(shí)相心尖段能量損耗比較

A、B 組RE 期心尖段能量損耗較N 組增高，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；RF 期心尖段能量損耗較N 組減低，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；B組IVC 期心尖段能量損耗較N 組增高，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），詳見(jiàn)表2。

表1 3 組研究對(duì)象基線(xiàn)資料比較 ［］

表1 3 組研究對(duì)象基線(xiàn)資料比較 ［］

表2 3 組研究對(duì)象不同時(shí)相心尖段能量損耗比較 ［J/（s·m2），］

表2 3 組研究對(duì)象不同時(shí)相心尖段能量損耗比較 ［J/（s·m2），］

2.3 3 組研究對(duì)象不同時(shí)相中間段能量損耗比較

A、B 組RE 期中間段能量損耗較N 組增高，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；RF期中間段能量損耗較N組減低，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見(jiàn)表3。

表3 3 組研究對(duì)象不同時(shí)相中間段能量損耗比較 ［J/（s·m2），］

表3 3 組研究對(duì)象不同時(shí)相中間段能量損耗比較 ［J/（s·m2），］

2.4 3 組研究對(duì)象不同時(shí)相基底段能量損耗比較

A、B 組RF 期基底段能量損耗較N 組減低，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；AC期基底段能量損耗較N組增高，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見(jiàn)表4。

表4 3 組研究對(duì)象不同時(shí)相基底段能量損耗比較 ［J/（s·m2），］

表4 3 組研究對(duì)象不同時(shí)相基底段能量損耗比較 ［J/（s·m2），］

2.5 3 組研究對(duì)象不同時(shí)相左心室總體能量損耗比較

A、B 組RE 期、AC 期總體能量損耗較N 組增高，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；RF 期總體能量損耗較N 組減低，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），詳見(jiàn)表5。

表5 3 組研究對(duì)象不同時(shí)相左心室總體能量損耗比較 ［J/（s·m2），］

表5 3 組研究對(duì)象不同時(shí)相左心室總體能量損耗比較 ［J/（s·m2），］

2.6 重復(fù)性檢驗(yàn)結(jié)果

對(duì)RF 期左心室心尖段、中間段、基底段及整體能量損耗測(cè)量值觀察者內(nèi)可靠系數(shù)值cronbach′s alpha 為0.919～0.964，組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（intraclass correlation coefficient，ICC）為0.851～0.930（P≤0.001）；觀察者間測(cè)值的可靠系數(shù)值cronbach′s alpha 為0.908～0.942，ICC 為0.832～0.889（P≤0.001）；觀察者內(nèi)以及觀察者間的能量損耗測(cè)值的cronbach′s alpha 和ICC 值均大于0.8，可表明重復(fù)性良好。

表6 觀察者內(nèi)及觀察者間RF 期能量損耗重復(fù)性檢驗(yàn)

3 討論

本文對(duì)我院收治的前壁心肌梗死患者進(jìn)行研究，從患者與健康對(duì)照組一般資料和常規(guī)超聲心動(dòng)圖檢查結(jié)果來(lái)看，3 組研究對(duì)象年齡、體表面積、心率比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但病例組LVEDD 顯著高于正常對(duì)照組，LVEF 低于對(duì)照組，心功能存在不同程度的降低。

心肌梗死后由于梗阻血管營(yíng)養(yǎng)區(qū)域心肌出現(xiàn)缺血性壞死，部分心肌細(xì)胞再灌注治療后不能恢復(fù)活性而出現(xiàn)瘢痕化，導(dǎo)致心肌運(yùn)動(dòng)不協(xié)調(diào)、甚至矛盾運(yùn)動(dòng)，從而影響心腔內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)。目前可通過(guò)磁共振成像［4］、粒子成像測(cè)速技術(shù)［5］及VFM等心室內(nèi)流體動(dòng)力學(xué)可視化評(píng)價(jià)技術(shù)了解心腔內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)變化情況。前期已有大量研究通過(guò)VFM 技術(shù)評(píng)估心腔內(nèi)渦流［6］、各節(jié)段血流參數(shù)［7］等方向評(píng)估心腔內(nèi)血流變化情況。2013 年Itatani等［8］將二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)引用于VFM 進(jìn)行改良，并采用連續(xù)方程來(lái)計(jì)算血流向量，從而得到血流黏滯摩擦產(chǎn)生的能量損耗［9］，包括心腔內(nèi)渦流與周?chē)黧w及室壁剪切摩擦所產(chǎn)生的熱量［10］。根據(jù)能量損耗產(chǎn)生的原理可得知其大小與血流速度及向量變化的快慢有關(guān)，意思就是說(shuō)血流方向變化大、速度變化大，能量損耗就大。

IVC 期觀察到前壁心肌梗死合并室壁瘤組的患者心尖段室壁瘤內(nèi)出現(xiàn)異常的一個(gè)小渦流，正常對(duì)照組中未發(fā)現(xiàn)，與馬小靜［2］、周麗［11］等研究觀察到的結(jié)果相同，對(duì)比正常人，其心尖段血流方向及速度變化明顯，其異常小渦流內(nèi)由于血流黏滯與室壁剪切產(chǎn)生的能量損耗增大。本研究結(jié)果顯示，進(jìn)入RE 期，在3 個(gè)組別的基底段中均可見(jiàn)二尖瓣下渦流，且基本相似［12］，進(jìn)行能量損耗分析，所得結(jié)果未見(jiàn)明顯差異，無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；但在心尖段及中間段，A、B 組可觀察到渦流均較N 組雜亂，同胡彧等［12］、馬小靜等［2］觀察到的相同，其雜亂渦流所產(chǎn)生的有利動(dòng)能少，導(dǎo)致能量損耗在心尖段、中間段及總體均較N 組增高。

心肌梗死患者左心室舒張功能受損較收縮功能受損出現(xiàn)較早。結(jié)合Xu 等［13］、朱曉麗等［14］針對(duì)舒張功能進(jìn)行的相關(guān)研究，IVR 期由于主動(dòng)脈瓣、二尖瓣均未開(kāi)放，此時(shí)心腔內(nèi)殘留血流少，血流變化緩慢，能量損耗處于心動(dòng)周期中最低的階段，同時(shí)本研究排除了瓣膜反流病的患者，排除了反流對(duì)于能量損耗結(jié)果的影響，A、B、N 組在此期血流動(dòng)力學(xué)改變較少，統(tǒng)計(jì)學(xué)未見(jiàn)差異。在RF 期，本研究結(jié)果與丁戈琦等［15］研究相反，A、B 組各節(jié)段（特別是心尖段、中間段）及總體能量損耗均低于N 組?？紤]原因?yàn)锳、B 組患者的狀態(tài)不同，丁戈琦等［15］研究對(duì)象為急性缺血情況下舒張期能量損耗變化，心功能等的變化未行進(jìn)一步對(duì)比，而本研究A、B 組患者均處于心肌梗死再灌注治療成功后，心功能均較N 組減低。舒張功能減退表現(xiàn)在左心室松弛性不良、順應(yīng)性降低或室壁僵硬度增加，從而致左心室充盈量減少、充盈壓升高［16］。本研究中心肌梗死患者心功能較N 組降低，其在RF期左心室充盈量減少，導(dǎo)致了血流總體向量減少，因而測(cè)得能量損耗較正常人減低；為補(bǔ)償RF 期減少的血流量，在心房收縮期通過(guò)左心房的代償性收縮作用去增加血流量［17］。在前壁心肌梗死患者中，其左心室基底段室壁運(yùn)動(dòng)受影響較心尖段及中間段小，且有研究表明當(dāng)血流流入左心室時(shí)，高速血流由基底段向中間段和心尖段擴(kuò)散，產(chǎn)生剪切摩擦，基底部的剪切角度較大，而中間段和心尖段的剪切角度?。?8］，基底段、總體血流總量及基底段速度變化較正常組增加，所得基底段及總體能量損耗較正常組增高，而心尖段、中間段未見(jiàn)明顯差異。

目前，能量損耗在正常人群中的大樣本研究缺乏，無(wú)法界定相關(guān)正常值參考范圍，在疾病中廣泛應(yīng)用仍需進(jìn)一步研究進(jìn)展。本研究結(jié)果提示，前壁心肌梗死患者室壁運(yùn)動(dòng)不協(xié)調(diào)影響心腔內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)變化，從而使心腔內(nèi)能量損耗發(fā)生變化，能量損耗為評(píng)估心功能提供新途徑。但本研究所納入的患者數(shù)較少，未能進(jìn)一步將舒張功能分級(jí)進(jìn)行分析，同時(shí)性別偏移較大，仍需要數(shù)據(jù)積累分析明確心肌梗死后相關(guān)血流動(dòng)力學(xué)變化情況。