心脏超声成像在左室涡流检测中的应用进展研究

心脏超声成像在左室涡流检测中的应用进展研究

朱晓瑜

河南省中医院（河南中医药大学第二附属医院）  450000

【摘要】涡流属于心腔流体的重要流动形式之一，国内外相关研究者将超声心动图等医学影像系统作为重要检测手段。本次研究主要是针对声心动图粒子图像测速技术（e-PIV）、血流向量成像技术（VFM）、血液斑点成像技术（BSI）的应用，对左室涡流检测的相关应用进行分析与研究

【关键词】心脏超声成像；左室涡流检测；进展

前言

心脏功能的评估多以心脏超声成像技术为基础，特别是在近些年检查技术的快速发展影响背景下，有关心内血流的分析也受到更多的重视。现阶段的心内血流动力学检测已经显示出简单、易行、时间分辨率较高的重要特征，具备良好的检测优势。本次研究主要针对e-PIV、VFM、BSI技术在左室涡流中的应用进行分析，现综述如下。

1. 涡流

涡流作为一种流体结构，主要是通过绕中心轴做圆周或旋转运动，可以对旋转时的动能进行储存。涡流与心脏的收缩、舒张存在密切关系，当血液流入心脏左室会形成的主涡流。左室涡流是由心脏左室的几何结构、二尖瓣的形态与正常传导系统形成相互作用，能够对心壁的谐波收缩进行降低，尤其是二尖瓣口的生理偏心位置与瓣叶对称性均是影响到左室涡流的主要因素[1]。

2. 心脏超声成像技术在左室涡流检测中的应用
   1. e-PIV技术

此种技术主要是通过静脉注射低剂量造影剂的方式，结合超声波束来将心内的血管运动显示出来，能够对流体的瞬时速度与相关特性进行测量，现阶段已经应用于血流动力学相关检测工作当中。有研究显示[2]，将e-PIV技术应用在扩张性心肌病患者的检查工作当中，能够明显观察到此类患者的异常表现，相较于正常且健康的志愿者，在涡旋面积、深度以及长度方面均会显示出一定差异表现。有研究以健康人群作为对照者，将e-PIV技术应用在起搏器患者、左束支阻滞患者中，能够明显看出左束支阻滞患者涡流能量耗散所需要的定量指标会出现一定提升，与心脏周期相关的涡流持续时间会有缩短表现，由此可看出传导延迟带来的影响，容易降低左室功能效率的降低。采取e-PIV技术能够更好地理解传导延迟的血流动力学结果，让治疗方式得到一定优化。

2.2 VFM技术

此种技术是以色彩超血流图或斑点追踪为基础，将二维平面血液的流动分解成为基本流与涡流。VFM技术不仅能够获得声束平行方向的血流速度，还能得到与声束方向保持垂直的速度。有相关研究显示[3]，将VFM技术与体视图像粒子测速仪（PIV）结合一起，由此获得的速度场可以在主流特征与主涡特征的时间转换方面显示出良好一致性，但常规VFM算法存在一定局限，需要提出改进算法（vascular-VFM）的方式让速度的估算与流动的几何形状无关联。一般来说，vascular-VFM在最佳束角条件下可以测得较高的精准度，说明此种经过改良的技术能够较为精确的有关心脏血流动力学的二维信息。将VFM技术应用在二尖瓣手术的心室内血流动力学模式，处于舒张状态不容易产生涡流方向的能量损失问题，由此可看出二尖瓣手术对心室涡旋方向的影响，心室内涡流与心脏结构、功能变化尊在一定连续，VFM技术具有心室内血流优化的作用。还有研究显示[4]，将VFM技术应用于二尖瓣置换术与修复手术当中可发现，二尖瓣置换术容易导致加重心脏负荷的问题，同时也会让血流能量损失问题变得更加严重，而二尖瓣修复术一般不容易受到此种问题的影响，由此可看出VFM技术具有重要的瓣膜评估价值，是测量体外流动结构的重要工具类型。

2.3 BSI技术

此种技术是将散斑跟踪血流技术作为基础，采取高帧速率来对血流进行追踪不需借助造影剂就可对血液细胞进行跟踪，不需以数学假设作为基础即可实现二维血流速度的有效评估。现阶段的BSI技术已经广泛应用于新生儿的心脏相关研究中，此种技术可凭借重复性、快速成像的特点为传统彩色多普勒数据提供了相应补充信息，让异常性的血液轨迹和漩涡的可视化得到强化，方便医护人员更加深入地了解复杂性冠心病。有研究指出，将健康人群作为对照者，对其心室BSI血流速度与脉冲多普勒血流速度进行观察与比较，能够反映出BSI技术应用过程所显示出的重要效果，可以对肺动脉高压患者右室近室间隔缺损处的涡流、肺动脉的异常血流涡流，让复杂的先天性疾病血流动力模式可以得到更好地显示。除此之外，BSI技术在复杂血流条件下也可用于血流速度的计算，此种技术是将粒子流场可视化技术作为基础，对血液的高收缩速度进行一定捕捉，在不依赖造影剂的前提下实现定向血流场瞬时形状、血流轨迹的传达，可以更好地了解复杂的血流动力学模式。

结语

综上所述，将e-PIV、VFM、BSI三种技术应用在左室涡旋的检测当中，均可发挥出自身的优势。e-PIV技术能够让心腔内的血流得到清晰地显示，方面确定流场切面区域的二维速度。VFM技术可以让向量流与彩色多普勒图像特征同时显示出来，实现对定量速度信息的有效提取。BSI技术无需进行数学架设即可实现血流速度的有效测量，显示出超快成像的特点。

【参考文献】

[1]宋宏宁,王益佳,谭团团,曹省,周青,郭瑞强.超声心动图三维灰阶反转流体模型评估肥厚型梗阻性心肌病患者左心室流出道流场改变[J].中华超声影像学杂志,2021,30(11):961-967.

[2]王婷,张秉宜.心脏超声成像在左室涡流检测中的应用进展[J].临床超声医学杂志,2021,23(05):386-389.

[3]栾泽东,张晓平,孙晓燕,王晓燕,刘亚琴,邹艳丽,李松洋,王好玲,杨楠.早孕期胎儿心脏二维超声成像影响因素探讨[J].中国计划生育学杂志,2021,29(02):399-402.

[4]陈柳.血流向量图技术评价围术期房间隔缺损患者等容收缩期左室腔涡流[J].中国医疗器械信息,2019,25(21):88-89.