血流向量成像技术对心腔流体力学的研究进展
2021-12-03马小静
程 冠 夏 娟 李 菁 马小静
目前用于评估左室血流的方法主要有MRI、超声心动图颗粒图像测速(echocardiography particle image velocimetry,echo-PIV)和血流向量成像技术(vector flow mapping,VFM)。MRI观察血流状态变化时虽无需造影剂,但其设备大且成像时间长,时间分辨率也较低;echo-PIV通过追踪充当造影剂的微气泡计算心腔内血流速度,时间分辨率较MRI更高,但需应用造影剂,且测量的血流速度范围有限;改良VFM技术通过连续性方程式精确测算心腔内血流任意位点的垂直和平行于声束的速度矢量及流量,可准确地量化心腔内流体状态[1]。研究[2]发现VFM可在超声心动图测得心功能指标正常的情况下监测到不同心脏疾病的涡流、循环、能量损耗(energy loss,EL)及室壁剪应力(wall shear stress,WSS)等指标,以判断心功能异常和疾病的发生,为疾病的早期诊断及干预提供可靠的流体力学证据。本文就VFM对心腔流体力学评估的研究进展进行综述。
一、VFM观测健康人左室内流场特征
EL是血液间、血液与室壁相互碰撞、摩擦消耗的不能转变为其他能量的热能;WSS是室壁周围流动的血液对室壁的作用力,垂直于室壁血流速度阶差越大,WSS越大。研究[3-5]应用VFM观测到健康人左室流场演变规律为:等容收缩期时,涡强逐渐增加,靠近左室侧壁WSS较大;快速射血期时,涡流面积及圈数减小,并向左室流出道移动,于二尖瓣下形成局部小涡流利于二尖瓣关闭,室间隔处WSS增大,形成第1个EL峰值;减慢射血期时,涡流消散,仅在主动脉瓣关闭瞬间瓣膜下出现局部小涡流,且该时相WSS及EL降低;等容舒张期时,几乎观察不到涡流,且EL和WSS也处于低值;……
