速度向量成像技术（vvi）临床应用研究进展

VVI 临床应用研究进展 解放军总医院心内科 智光 新近推出速度向量成像技术（ Velocity Vector Imaging， VVI） 可用于： 研究心肌结构力学、分析节段心 肌功能的新技术， 为测量心脏扭转运动、应变及应 变率、心脏再同步化的评价提供了新 的方法，使人们从一个新的视野重新 认识心脏运动。 一、基本原理 VVI技术利用超声像素的 空间相干、斑点追 踪及边界追踪 （ 包括二尖瓣环、组织 /心腔边界 的运动、组织邻近边界的运动及 R-R间期显示 的心脏循环运动） 采集原始的二维像素的振幅及相位信息，运 用一种实时心肌运动跟踪运算法，计算并以矢 量方式显示二维超声心动图上组织结构的活动 方向、速度、距离、时相等，对心肌组织在多 个平面运动的结构力学进行量化分析，避免了 多普勒的角度依赖性，实现二维、三维的参数 成像。 技术优势： （ 1）采用声学采集 ，与传统组织多普勒技 术比较，无角度和帧频的依赖，并且噪 音显著减少； （ 2）无分析切面的局限，能定量测定心 肌在长轴、短轴和圆周方向的速度、位 移、应变和应变率； （ 3）无需事先标定瓣膜开放和关闭时间 ；（ 4）重复性较组织多普勒成像有所提 高。 二、临床应用研究现状 临床应用范围 ： 1、揭开心肌运动奥秘： 探索心肌原动力，真 实再现心脏室壁的收缩和舒张运动。 2、研究心脏扭转运动： 分析心尖部运动向量 ，量化心肌扭转角度，显示心肌扭转速度。 3、 捕捉心肌动态向量： 实时追踪心肌运动， 任意选择取样部位，无多普勒超声的角度依赖 。 4、整体及节段性运动评估 ：任意切面 M型取 样，任何二维切面取样，心脏容积计算，应变 、应变率分析，局部与总体射血功能，心肌运 动三维定量，心脏同步化研究。 5、 血管壁的运动 1、心脏扭转运动的研究 心脏收缩舒张与心肌的扭转运 动 direction Magnitude 基底环 收缩 降段 收缩 升段 收缩 心室带舒张 资料与方法 1. 研究对象 : 选取 2005年 10月 -2006年 12月 在解放军总医院体检的 60例健 康志愿者， 男 39例，占 65% ；女 21例，占 35% ，年龄 18 57岁，平均（ 32.510.7）岁 ,均经体检排除各种器质性疾 病，心电图、超声心动图及血压正常，无心血管病病史。 2. 仪器 : Sequoia 512超声诊断仪， 4V1c探头 ，探头频率为 2.0 4.25 MHz， 系统内置 VVI成像技术。 Rotation 心底自旋 Rotation (心尖自旋） 扭转 （ Twist） 心尖 与心底之间角度差 扭转率 Torsion （ 单位距 离内的扭 转角度 /cm） 目前常用的心脏扭转指标 心脏扭转运动的研究 我们应用 Sequoia 512超声诊断仪，以 VVI技术观察了 32名健康志愿者的左室 扭转运动。 结果发现 32名健康志愿者 : 左室扭转角度为 6.102.93， 男性左室扭转角度为 5.452.46， 女性左室扭转角度为 7.043.31， 男女之间差异无统计学意义（ P 0.05） 。 左室扭转分析 左室扭转方向规定从心尖向心底部 观察逆时针旋转为正方向，反之为负。 我们的结果显示心底与心尖均为正占 34% ，均为负占 13 ，心底正心尖负占 25 ，心底负心尖正占 28， （ 2）左室扭转程度 心尖部旋转角度、速度，圆周应变和应变率大于心底部。 收缩期心内膜旋转角度、速度，圆周应变、应变率均大于心 外膜。 旋转角度心尖部 心内膜为 9.80o1.99o 心外膜为 4.69o1.25o 心底部 心内膜为 -8.75o2.90o 心外膜为 -3.66o1.60o 左室扭转角度 心内膜为 18.28o5.06o 心外膜为 8.24o3.21o 正常人心尖旋转角度 正常人心尖旋转速度 正常人心尖圆周应变 正常人心尖圆周应变率 3. 正常人左室扭转变化特征曲线图： 有关心脏扭转的研究所得出的扭转角度 和方向尚不完全一致。 本研究中左室扭转角度与应用超声技 术的研究结果相似，且 男女之间差异无 显著性 . 但与其他技术如 MRI测量的正常人左 室扭转角度相比偏小，这可能与采用的 方法不同有关。由于样本量小，尚未发 现明显的心脏扭转规律，还需要更大样 本量进一步研究。 2. 正常人左室扭转运动动态图： 3. 正常人左室扭转变化特征曲线图： 正常人心底旋转角度 正常人心底旋转速度 正常人心底圆周应变 正常人心底圆周应变率 VVI 测定扩张性心肌病左室扭转运动 资料与方法研究对象 扩心组（ DCM） 选择扩张型心肌病患者 27 例，为我院 2005年 10月至 2006年 10月的门诊 及住院病人，男性 22例，女性 5例，年龄 30 65岁。全部病例符合 WHO1995 年及中华心血 管病学会 1995年扩张型心肌病诊断标准。除 外冠心病、高血压、心肌炎、风心病、糖尿 病等。 对 照组为健康志愿者 。 结 果 1、两组常规超声心动图结果比较 组别 例数 LVDd(mm) LVDs(mm) EF(%) FS（ % ） 对 照 组 60 48.08 3.25 31.203.87 63.156.86 33.654.70 DCM组 27 68.439.75* 43.575.16* 30.846.21* 16.506.25* 注： *与对照组比较 P 0.05 2. DCM患者左心室旋转运动曲线 : 结 果 DCM患者心底旋转角度、速度 ,圆周应变、应变率曲线示意图 结 果 DCM患者心尖旋转角度、速度 ,圆周应变、应变率曲线示意图 心内膜扭转角度 心外膜扭转角度 3. 两组左心室旋转运动指标比较 : 心内膜扭转速度 心外膜扭转速度 心内膜应变 心外膜应变 心内膜应变率 心外膜应变率 4. 左室扭转运动指标与 EF相关性分析 : 左室扭转角度，应变和应变率与 EF相关，相关 系数分别为 0.78， 0.85， 0.80 DCM患者中左室收缩末旋转模式有 2种。大多数患者左室旋 转模式与正常人相似，尽管旋转角度在每个层面都较正常 人减小。 4例患者左室心尖部和心底部在心动周期中同向旋 转，没有看到明显的左室扭转产生。与 Setser等对 DCM患者 在左心室减容术后左室旋转收缩功能的研究结果相近。 心底 心尖 2、心脏整体与节段性功能评估 VVI技术能够准确计算心室各节段的收缩 及舒张末期容积，进而得到节段 EF值， 可定量评价心脏节段功能。这是对以往 超声技术只能研究整体 EF值新的突破， 且方法简便可行。 VVI测定左室节段 EF 高血压病人的节段 EF研究 曹铁生等应用 VVI技术研究了高血压患 者的心脏功能，发现四腔切面的高血压 病组除室间隔基底段外余各节段 EF值 均小于对照组相应节段，且有统计学意 义。 3、应变、应变率分析 应变及应变率反映的是局部心肌发 生的形变及速率，不受周围心肌牵拉的 影响，因此在超声诊断研究中备受关注 。以往对应变及应变率的研究是基于多 普勒组织成像，受到角度限制，对与声 束夹角 20o的心肌组织及短轴方向上心 肌的形变难以进行准确评估。 3、应变、应变率分析 曹铁生等 利用 VVI技术对高血压病 患者及正常对照组不仅进行了长轴方向 上的应变率分析，而且还做了短轴方向 上的应变率分析，发现高血压病组的应 变率无论在长轴方向还是短轴方向均小 于对照组。 我们的研究还发现肥厚型心肌病与 缺血性心肌病患者的应变及应变率均小 于正常人。以 VVI技术测量应变及应变 率不受角度限制，且重复性较好。 4、心脏同步化研究 随着对终末期充血性心力衰竭患者进行 心脏再同步化治疗的开展， 如何判断心室内心肌运动的不同步已成 为国内外研究的热点。 且终末期充血性心力衰竭并 LBBB患者， 左室各节段可出现不同程度的收缩延迟 。 心脏同步化研究 目前，对用哪种方法，采用哪些参数作 为判断心室内不同步的标准尚无定论。 VVI技术为直观、客观的反映左室失同 步现象提供了新的方法。该技术能定量 观察，结合左室功能的测定，可以综合 评价左心室内收缩的失同步。 心脏同步化研究 舒先红等利用 VVI技术对正常人和心力衰竭 患者的同步性进行了研究。正常人不论在长轴 还是短轴，同一切面上各室壁节段的速度向量 大小相近，方向同步。心力衰竭患者，在 CRT 治疗前，病变心肌的速度向量明显减低，方向 不同步。经 CRT治疗后，长轴、短轴和圆周方 向的同步性得到改善，达峰时间显著缩短 。 速度向量成像技术 在心衰患者心脏同步性评价及 同步化治疗中的 应用价值 CRT 治疗前 CRT治疗前 CRT 治疗后 CRT治疗后 应用 VVI估测心室同步性的初步体会 应用 VVI技术对 12例扩张型心肌病行 CRT治疗的 患者，术前患者心肌速度明显减低，方向不同步 。 最延迟部分分析结果： 后下壁 9例， 后间隔 2例， 侧壁 1例， 据此结果对患者进行了 CRT治疗，并于术后一周 对 CRT起搏参数进行优化， 3个月的随访结果显 示患者 LVEF明显改善，生活质量提高。 束支 传导阻滞的分析 谢明星等应用 VVI技术探察束支传导阻 滞、室性早搏和显性预激引起的室间和 室内心肌运动延迟和不协调。结果显示 8 例完全性左束支传导阻滞患者左室心肌 出现显著收缩延迟与不同步，侧壁收缩 尤其显著。 室性早搏的 VVI表现 室早患者在早搏周期内，异位起搏点处 心肌收缩明显早于其余室壁，心室收缩 不协调。 预激患者则出现特征性局部心肌收缩早 期提前收缩，收缩中、晚期收缩同步性 并无明显影响，径向收缩峰值应变达峰 时间基本一致。 外周大动脉 有研究显示 正常人外周大动脉壁 VVI特点为 ： 动脉壁运动协调，符合弹性腔理论；动脉前壁 应变及应变率比后壁稍大；主干应变及应变率 比分叉处大。 动脉粥样硬化斑块血管 VVI特点 ：粥样斑块处 运动速度、应变及应变率比无斑块处低；斑块 基底部应变率比斑块表面低；动脉粥样硬化血 管各壁存在运动不协调，斑块处达峰时间提前 。 黄品同等以 VVI技术 对颈动脉运动特性的检测 正常颈动脉 有粥样斑块的颈动脉 胎儿心脏 该技术使胎儿心律失常的评价变得容易 ，其解剖 M型可解决进行胎儿应变率成 像时无法获取胎儿心电信号问题。对心 律失常时心肌结构力学的变化、心功能 等提供精确指标。 心肌解旋与 心脏舒张功能的研究 在心脏舒张功能研究方面，国内 外学者不少学者分析 VVI技术解旋曲 线，为心室的舒张功能提供了更多 有价值的信息。 VVI 用于评估左室舒张功能 1正常对照组左室各壁舒张期心肌速度呈现规律性变化 : 长轴方向基底 Ve、 Va中间段 Ve、 Va心尖段 Ve、 Va； 同一水平室壁的舒张期心肌运 动速度均以游离壁较快，间隔壁较慢。 2正常对照组左室各壁舒张期心尖部心肌应变率较基底部及中间部心肌应 变率大。 3 VVI 指标（ Ve/Va、 SRe 、 SRe/SRa） 可以评价心脏左室的舒张功能。 4 VVI指标 Ve/Va15% increases in the ejection fraction, had greater baseline dyssynchrony than nonresponders (opposing wall velocity delays of 131 83 vs 52 60 ms, p 75 ms predicted response with 85% sensitivity and 80% specificity when followed 8 5 months after resynchronization therapy. Baseline electrocardiographic QRS duration was not predictive in the same patients. In conclusion, echocardiographic velocity vector imaging has potential forclinical utility. 2006 Elsevier Inc. All rights reserved. (Am J Cardiol 2006;98:949953) Right Ventricular Mechanical Dyssynchrony in Children with Hypoplastic Left Heart Syndrome Mark K. Friedberg, MD, Norman H. Silverman, MD, PhD, FACC, FAHA, FASE, Anne M. Dubin, MD, and David N. Rosenthal, MD, Stanford, California Children with HLHS have RV mechanical dyssynchrony unrelated to surface electrocardiographic QRS duration. This may contribute to RV dysfunction and may indicate the usefulness of cardiac resynchronization therapy in this population. (J Am Soc Echocardiogr 2007;20:1073-1079.) VVI 在慢性肺高压右室功能的评估 t