第一部分应用血流向量成像技术研究正常人心动周期不同时相左心室腔内血液流场特征[目的]应用血流向量成像技术(VFM)对正常人同一心动周期各个时相左室腔内血液流场的变化特点进行观察,研究分析相关涡流参数及不同节段向量值与左室功能之间的关系,探讨其临床应用价值。[方法]1、检测对象：共35例,男22例,女13例,年龄40-81岁,平均年龄59.68±7.61岁,系健康志愿者。经询问病史、体检、心电图及超声心动图检查排除心肺疾病及与之相关联的疾病,基础心率为窦性心率。2、检测方法：连接心电图,嘱受检者左侧卧位,平静呼吸,利用Aloka公司α-10彩色多普勒超声仪,PA52101心脏探头,频率范围2.0～5.0MHz,对受检者行常规二维彩色多普勒超声心动图(2DCDE)检查,在解剖M型下测量左室舒张末期内径(LVED)、左室收缩末期内径(LVSD),通过双平面Simpson法得出每位受检者左室射血分数(LVEF)。于心尖四腔观下通过PW法得到二尖瓣口舒张早期血流峰值(E)、舒张晚期血流峰值(A)及比值(E/A)。测量等容收缩期时间(ICT)、等容舒张期时间(IRT)、射血时间(ET),计算出Tei指数。切换至VFM模式,在心尖三腔观及五腔观下采集连续三个心动周期左室腔内动态彩色图像,应用VFM分析软件DSA-RS1,观察左室腔向量图、流线图、涡流图随心动周期等容收缩期(IVCT)、快速射血期(RE)、缓慢射血期(SE)、等容舒张期(IVRT)、舒张早期(ED)、舒张中期(MD)、舒张晚期(LD)不同时相的变化特征,测量相关涡流参数和不同节段的向量值。分析这些参数的差异,以及与EF、Tei指数之间的关系。[结果]1、常规超声检测情况：所测参数均值分别为：LVED (4.41±0.34) cm、LVSD (2.91±0.22) cm、LVEDV (82.46±12.99) ml、LVESV (29.43±5.20) ml、EF值(65.82±4.88)％.E(74.51±14.71)cm/s.A(66.41l±11.08)cm/s.E/A(1.04±0.27), IRT(74.66±11.40)ms.ICT(35.11±7.57)ms.ET(317.69±46.7)ms.Tei指数0.30±0.04。上述参数测值均在正常范围内。2、VFM检测结果：(1)左室腔内心动周期不同时相血流特点：IVCT以涡流为主：RE主要以层流为主,另可见少量的小涡流出现在二尖瓣下；SE和IVRT左室内无明显涡流出现；MD为左室腔内的大涡流,圈数多,ED和LD二尖瓣下可见圈数较少的小涡流。(2)涡流参数比较：MD涡流的横、纵径均为最大,其次为IVCT、RE、LD、ED,SE和IVRT未见明显涡流出现,5个有涡流的时相涡流纵径、横径差异有统计学意义(P<0.05)；MD涡流圈数亦最多,在有涡流的五个时相中涡流圈数有统计学差异(P<0.05)。MD涡流强度为26.40±9.24。(3)左室向量值比较：左室腔心尖段、中间段及基底段三个节段向量值在ED、RE及IVCT三个时相中呈逐渐增高状态,其中ED的三个节段向量值在三个时相对应节段中均为最高,相同时相不同节段间向量值差异有统计学意义(P<0.01)。(4)涡流参数和向量值与EF、Tei指数的关系：左室腔RE心尖段、中间段和基底段三个节段向量与EF呈显著正相关(0.49≤r≤0.58)：RE中间段与Tei指数呈显著正相关,r为0.5；ED心尖段与EF呈正相关,r为0.39；IVCT中间段、ED和RE基底段与Tei指数呈正相关(0.3≤r≤0.41)；ED中间段、基底段和IVCT三个节段与EF呈微弱相关(0.07≤r≤0.22)；ED中间段、基底段,IVCT心尖段、基底段和RE心尖段与Tei指数呈微弱正相关(0.1≤r≤0.27)。心动周期不同时相涡流参数与EF、 Tei指数无明显相关性。[结论]VFM能动态直观地显示正常人左室腔内血液流场的变化,并能对左室腔内的涡流变化进行量化评价,可对正常人左室腔内血流状态及血液动力学改变做出初步定量评价,为下一步研究冠心病患者左室腔复杂的血流结构变化提供参考依据。第二部分应用VFM技术评价冠心病患者心动周期不同时相左心室腔内血液流场的变化特征[目的]参照2DCDE和PW检测的超声参数,应用VFM技术研究冠心病患者左室腔内心动周期不同时相血液流场的变化,比较与正常人之间的不同,通过四种VFM模式图直观显示冠心病患者左室腔血液流场状态,用VFM相关的左心室腔内涡流参数和左心室腔内血流向量参数初步定量评价冠心病患者的左室腔内血液流场的变化特征,进一步发现冠心病患者因心肌运动异常及心脏整体功能改变时所发生的心腔内血流动力学变化特征。为冠心病精确诊断、合理治疗及判断预后等提供可靠依据。[方法]1、检测对象：冠心病患者共43例,男28例,女15例,年龄45-83岁,平均年龄61.11±14.56岁。均为冠脉造影结果显示1支或1支以上以上冠状动脉狭窄≥70%的患者；基础心律为窦性心律,排除瓣膜病、肺心病和严重肝肾功能不全的患者。2、检测方法：连接心电图,嘱受检者左侧卧位,平静呼吸,利用Aloka公司α-10彩色多普勒超声仪,PA52101心脏探头,频率范围2.0～5.0MHz,对受检者行常规二维彩色多普勒超声心动图(2DCDE)检查,在解剖M型下测量左室舒张末期内径(LVED)、左室收缩末期内径(LVSD),通过双平面Simpson法得出每位受检者左室射血分数(LVEF)。于心尖四腔观下通过Pw法得到二尖瓣口舒张早期血流峰值(E)、舒张晚期血流峰值(A)及比值(E/A)。计算四个不同指标,包括：等容收缩期时间(ICT)、等容舒张期时间(IRT)、射血时间(ET),依据相关公式(Tei=(ICT+IRT)/ET)得出Tei指数。切换至VFM模式,在心尖部三腔切面和心尖部五腔切面下获得不同三个连续心动周期的左心室室腔内彩色多普勒动态血流超声图像,使用专业DSA-RS1分析软件对图像进行后期分析处理,观察左心室腔等容收缩期(IVCT)、快速射血期(RE)、缓慢射血期(SE)、等容舒张期(IVRT)、舒张早期(ED)、舒张中期(MD)、舒张晚期(LD)七个连续时相中VFM涡流图、VFM流线图和VFM向量图的变化特征,测量相关涡流参数和不同节段的向量值,以及与EF、Tei指数之间的关系。并与正常对照组相比较。[结果]1、一般超声检测情况：与对照组相比,CAD组心脏不规则增大,E/A减低,EF及ET明显降低,IRT.ICT及Tei指数明显增加,均值分别为：LVED(4.65±0.37) cm、LVSD(3.11±0.31)cm.LVEDV(89.77±15.61)ml.LVESV(33.56±11.10) ml.EF(61.06±3.20)％.E(62.56±16.31)cm/s.A(73.90±15.24)cm/s.E/A(0.87±0.22),IRT(83.30±12.61)ms、ICT(45.79±13.23)ms.ET(292.23±31.35) ms.Tei指数0.48±0.03。2、VFM检测结果：(1)左室腔内心动周期不同时相血流特点：CAD组涡流总体演变规律与对照组相似,SE和绝大部分CAD患者的IVRT左室腔内无明显涡流出现,有涡流出现的时相与对照组相比,涡流的形态欠规则,疏密不均匀,舒张期涡流中心位置更接近二尖瓣环。(2)涡流参数比较：CAD组IVCT.RE.IVRT.ED.LD五个时相涡流横径、纵径及圈数均大于对照组,MD涡流横径、纵径、圈数及涡流强度均小于对照组。IVCT涡流纵径以及SE涡流参数(横径、纵径、圈数)两组间无统计学差异(P>0.05),IVCT涡流横径、ED涡流纵径和MD涡流圈数两组间有统计学差异(P<0.05),IVCT涡流圈数、ED涡流参数(横径、圈数)、MD涡流参数(横径、纵径、涡流强度)以及LD涡流参数(横径、纵径、圈数)两组间统计学差异显著(P<0.01)。(3)左室向量值比较：CAD组ED.RE.IVCT左室腔三个节段向量值从心尖段到中间段至基底段呈递增趋势。CAD组ED和RE心尖段、中间段、基底段向量值以及IVCT心尖段向量值分别小于对照组相对应节段向量值,而IVCT中间段、基底段向量值大于对照组。两组间ED心尖段、中间段和RE基底段向量值统计学差异显著(P<0.01),ED基底段、RE心尖段、中间段和IVCT中间段、基底段向量值有统计学差异(P<0.05),两组IVCT心尖段向量值无统计学差异。(4)涡流参数和向量值与EF.Tei指数的关系：CAD组左室腔RE基底段及ED. IVCT基底段和中间段向量值与Tei指数呈明显负相关(O.51≤|r|≤0.6),ED.IVCT心尖段以及RE中间段和心尖段的向量值与Tei指数呈负相关(0.31≤|r|≤0.43),ED三个节段以及IVCT基底段和心尖段的向量值与EF呈正相关(0.31≤r≤0.40),RE三个节段以及IVCT中间段的向量值与EF呈微弱正相关(0.14≤r≤0.29)。[结论]CAD患者左室腔内不同时相涡流的参数(横径、纵径、圈数)、舒张中期涡强度及不同节段向量值与正常人之间均存在明显不同。VFM可以直观形象地显示冠心病患者左室腔内涡流的变化,并对其进行量化分析,为评价心腔内血流动力学改变及心脏整体功能提供一种无创的新方法。