速度向量成像技术VVI临床应用研究进展PPT课件

1、 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。第1页/共64页一、基本原理 VVI技术利用超声像素的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、组织包括二尖瓣环、组织/心腔心腔边界的运动、组织邻近边界的运动及边界的运动、组织邻近边界的运动及R-R间间期显示的心脏循环运动）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

2、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。第2页/共64页技术优势：（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。第3页/共64页二、临床应用研究现状 临床应用范围临床应用范围： 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。

3、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、血管壁的运动第4页/共64页1、心脏扭转运动的研究第5页/共64页 心脏收缩舒张与心肌的扭转心脏收缩舒张与心肌的扭转运动运动directionMagnitude基底环收缩 降段收缩 升段收缩心室带舒张第6页/共64页资料与方法资料与方法1. 研究对象研究对象: : 选取选取2005

4、年年10月月-2006年年12月月在解放军总医院体在解放军总医院体检的检的60例健康志愿者，例健康志愿者，男男39例，占例，占65%；女；女21例，占例，占35%，年龄，年龄1857岁，平均（岁，平均（32.510.7）岁）岁, ,均经均经体检排除各种器质性疾病，心电图、超声心动图及血压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。正常，无心血管病病史。2. 2. 仪器仪器: : Sequoia 512超声诊断仪，超声诊断仪，4V1c探头探头，探头频率为，探头频率为2.0 4.25 MHz，系统内置，系统内置VVI成像技术。成像技术。第7页/共64页Rotation 心

5、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目前常用的心脏扭转指标第8页/共64页心脏扭转运动的研究 我们应用我们应用Sequoia 512超声诊断仪，以超声诊断仪，以VVI技术观察了技术观察了32名健康志愿者的名健康志愿者的左室扭转运动。左室扭转运动。结果发现结果发现32名健康志愿者名健康志愿者: 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（P0.05）。第9页/共64页左室扭转分析 左室扭转方向规

6、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均为正占34%，均为负占，均为负占13，心底正心尖负占，心底正心尖负占25，心底负心尖正占，心底负心尖正占28，第10页/共64页（2）左室扭转程度）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。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。于心外膜。旋转角度心尖部旋转角度心尖部 心内膜为心内膜为9.8

7、0o1.99o 心外膜为心外膜为4.69o1.25o 心底部心底部 心内膜为心内膜为-8.75o2.90o 心外膜为心外膜为-3.66o1.60o 左室扭转角度左室扭转角度 心内膜为心内膜为18.28o5.06o 心外膜为心外膜为8.24o3.21o 第11页/共64页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. 3. 正常人左室扭转变化特征曲线图：正常人左室扭转变化特征曲线图：第12页/共64页 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。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，且本

8、研究中左室扭转角度与应用超声技术的研究结果相似，且男女之间男女之间差异无显著性差异无显著性. 但与其他技术如但与其他技术如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。需要更大样本量进一步研究。第13页/共64页2. 正常人左室扭转运动动态图：正常人左室扭转运动动态图：第14页/共64页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第1

9、5页/共64页VVI VVI 测定扩张性心肌病左室扭转运动测定扩张性心肌病左室扭转运动第16页/共64页资料与方法资料与方法研究对象研究对象 扩心组（扩心组（DCM）选择扩张型心肌病患者）选择扩张型心肌病患者2727例，为我院例，为我院2005年年10月至月至2006年年10月的门月的门诊及住院病人，男性诊及住院病人，男性22例，女性例，女性5例，年龄例，年龄3065岁。全部病例符合岁。全部病例符合WHO1995年及中年及中华心血管病学会华心血管病学会1995年扩张型心肌病诊断标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、准。除外冠心病、高血压、心肌炎、风心病、糖尿病等。糖尿病

10、等。 对对照组为健康志愿者照组为健康志愿者。第17页/共64页结结 果果1 1、两组常规超声心动图结果比较、两组常规超声心动图结果比较组别组别例例数数LVDd(mm)LVDs(mm)EF(%)FS（%）对照组对照组6048.08 3.2531.203.8763.156.8633.654.70DCM组组2768.439.75*43.575.16*30.846.21*16.506.25*注：*与对照组比较P0.05第18页/共64页2. 2. DCM患者左心室旋转运动曲线患者左心室旋转运动曲线: : 结结 果果DCM患者心底旋转角度、速度患者心底旋转角度、速度, ,圆周应变、应变率曲线示意图圆周应

11、变、应变率曲线示意图 第19页/共64页 结结 果果DCM患者心尖旋转角度、速度患者心尖旋转角度、速度, ,圆周应变、应变率曲线示意图圆周应变、应变率曲线示意图 第20页/共64页心内膜扭转角度心内膜扭转角度心外膜扭转角度心外膜扭转角度3. 3. 两组左心室旋转运动指标比较两组左心室旋转运动指标比较: : 第21页/共64页心内膜扭转速度心内膜扭转速度心外膜扭转速度心外膜扭转速度第22页/共64页心内膜应变心内膜应变心外膜应变心外膜应变第23页/共64页心内膜应变率心内膜应变率心外膜应变率心外膜应变率第24页/共64页4. 4. 左室扭转运动指标与左室扭转运动指标与EFEF相关性分析相关性分析

12、: : 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第25页/共64页 DCMDCM患者中左室收缩末旋转模式有患者中左室收缩末旋转模式有2 2种。大多数患者左室种。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。正常人减小。4 4例患者左室心尖部和心底部在心动周期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。与中同向旋转，没有看到明显的左室扭转产生。与SetserSetser等对等对DCMDCM患者在左心室减容术后左室旋转收缩功能的研患者在左心室减容术后左室

13、旋转收缩功能的研究结果相近。究结果相近。心底心尖第26页/共64页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。第27页/共64页VVI测定左室节段EF第28页/共64页高血压病人的节段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。第29页/共64页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

14、声诊断研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。的心肌组织及短轴方向上心肌的形变难以进行准确评估。第30页/共64页3、应变、应变率分析 曹铁生等利用利用VVI技术对高血压病患者及正常对照组不仅进行了长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，发现高血轴方向上的应变率分

15、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。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。技术测量应变及应变率不受角度限制，且重复性较好。第31页/共64页第32页/共64页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，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

16、肌运动的不同步已成为国内外研究的热点。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患者，左室各节段可出现不同程度的收缩延迟。延迟。第33页/共64页心脏同步化研究 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。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，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

17、评价左心室内收缩的失同步。可以综合评价左心室内收缩的失同步。第34页/共64页心脏同步化研究 舒先红等利用舒先红等利用VVI技术对正常人和心力衰竭患者的同步性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，达峰时间治疗后，长轴、短轴和圆周方向的同步

18、性得到改善，达峰时间显著缩短显著缩短。第35页/共64页速度向量成像技术速度向量成像技术在心衰患者心脏同步性评价及在心衰患者心脏同步性评价及同步化治疗中的同步化治疗中的应用价值应用价值第36页/共64页CRT治疗前第37页/共64页CRT治疗前第38页/共64页CRT治疗后第39页/共64页CRT治疗后第40页/共64页应用VVI估测心室同步性的初步体会 应用应用VVI技术对技术对12例扩张型心肌病行例扩张型心肌病行CRT治疗治疗的患者，术前患者心肌速度明显减低，方向不的患者，术前患者心肌速度明显减低，方向不同步。同步。 最延迟部分分析结果：最延迟部分分析结果： 后下壁后下壁 9例，例， 后间

19、隔后间隔 2例，例， 侧壁侧壁 1例，例， 据此结果对患者进行了据此结果对患者进行了CRT治疗，并于术后一治疗，并于术后一周对周对CRT起搏参数进行优化，起搏参数进行优化，3个月的随访结个月的随访结果显示患者果显示患者LVEF明显改善，生活质量提高。明显改善，生活质量提高。 第41页/共64页束支传导阻滞的分析 谢明星等应用谢明星等应用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。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。例完

20、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。第42页/共64页室性早搏的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。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。值应变达峰时间基本一致。第43页/共64页第44页/共64页外周大动脉外周大动脉 有研究显示正常人外周大动脉壁VVI特点为：

21、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。第45页/共64页黄品同等以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第46页/共64页第47页/共64页第48页/共64页胎儿心脏 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。第49页/共64页第50页/共64页心

22、肌解旋与心脏舒张功能的研究 在心脏舒张功能研究方面，国内在心脏舒张功能研究方面，国内外学者不少学者分析外学者不少学者分析VVI技术解旋技术解旋曲线，为心室的舒张功能提供了更曲线，为心室的舒张功能提供了更多有价值的信息。多有价值的信息。第51页/共64页第52页/共64页第53页/共64页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: 长轴方向基底长轴方向基底 Ve、Va中间段中间段 Ve、Va心尖段心尖段 Ve、Va；同一水平室壁的舒张期心肌运动速度均以游离壁；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

23、较慢。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。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。 3VVI 指标（指标（Ve/Va、SRe 、SRe/SRa）可以评价心脏左室的舒张功能。）可以评价心脏左室的舒张功能。 4 VVI指标指标Ve/Va1可能对于长轴基底段及中间段心肌舒张功能的评价可能对于长轴基底段及中间段心肌舒张功能的评价 有效，而有效，而SRe/SRa1适用于评价心尖部的舒张功能异常，适用于评价心尖部的舒张功能异常，Ve/Va1与与 Re/SRa15% increases in the ejection fr

24、action, 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 predicti

25、ve 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)第55页/共64页Right Ventricular Mechanical Dyssynchronyin Children with Hypoplastic LeftHeart SyndromeMark K. Friedberg

26、, 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

27、 cardiac resynchronization therapy in this population. (J Am Soc Echocardiogr 2007;20:1073-1079.)第56页/共64页VVI 在慢性肺高压右室功能的评估在慢性肺高压右室功能的评估t慢性肺动脉高压患者室各个节段的应变和应变率慢性肺动脉高压患者室各个节段的应变和应变率都明显减低。右室应变及应变率和右室都明显减低。右室应变及应变率和右室EF、肺血、肺血管阻力、管阻力、6min步行距离有一定的相关性，是反步行距离有一定的相关性，是反应右室功能的一个良好的指标。应右室功能的一个良好的指标。t右室游离壁基底段应变和应变率明显减低可能是右室游离壁基底段应变和应变率明显减低可能是判断慢性肺动脉高压患者预后不良一个参考指标。判断慢性肺动脉高压患者预后不良一个参考指标。第57页/共64页肺动脉高压右室VVI分析第58页/共64页应用休会（1）VVI技