VFM技术评价4例梗阻性肥厚型心肌病患者行改良Morrow术后左室能量损耗变化

徐 磊，刘丽文，朱晓丽，周梦垚

（中国人民解放军空军军医大学第一附属医院超声医学科，陕西 西安 710032）

肥厚型心肌病（HCM）是一种常见的遗传性心血管疾病，其主要病理特征为室间隔非对称性肥厚，引起左室流出道梗阻，多数患者伴有二尖瓣收缩期前向运动（SAM征），可使流出道进一步狭窄，加重梗阻程度。根据左心室流出道的血流动力学特点，将其分为梗阻性、非梗阻性及隐匿梗阻性3种类型。梗阻性肥厚型心肌病（HOCM）患者的症状相对较重，容易发生不良心血管事件。2011年ACCF/AHA指南中推荐对于药物治疗无效的HOCM患者，室间隔心肌切除术（Morrow术）是首选的治疗方法[1]。心血管疾病的发生必然伴随着病理性血流的产生，因而造成心腔内血流动力学发生改变。基于彩色多普勒超声成像的血流向量成像（VFM）技术是近年来用于可视化心腔内血流流场的新技术，能量损耗（EL）是最新增加的定量指标，表示湍流中由于血液黏滞度导致的能量耗散率[2]，国内外关于其临床应用的报道非常少，应用VFM技术评价HOCM患者行改良Morrow术的研究目前还未见有相关报道。本研究应用VFM技术评估HOCM患者行改良Morrow术后左心室EL的变化，从血流动力学角度评估由于血液黏滞度造成的能量耗散率的改变，并探讨其在评估手术疗效方面的应用价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象

选择2015年3—12月西京医院行改良Morrow术的HOCM患者共4例，年龄26～63岁，其中男女各2例。所有病例均在全麻常规浅低温体外循环下行改良Morrow手术，其中合并高血压病史者1例，冠心病病史者1例，同期行冠状动脉旁路移植术。病例1，女，63岁，心功能Ⅲ级，无家族史，非风湿性二尖瓣关闭不全。病例2，男，44岁，心功能Ⅲ级，无家族史，冠心病。病例3，女，26岁，心功能Ⅲ级，无家族史，先天性心脏病。病例4，男，47岁，心功能Ⅱ级，无家族史，主动脉瓣关闭不全，二尖瓣关闭不全，三尖瓣关闭不全，高血压二级，陈旧性肺结核。

手术适应证：根据2011年ACCF/AHA HCM诊断治疗指南，在静息状态下左室流出道压差超过50 mmHg （1 mmHg≈0.133 kPa）， 标准药物治疗无效，SAM征阳性。

1.2 仪器和方法

应用Aloka Prosound F75彩色多普勒超声诊断仪，UST-52105 变频探头，频率 1.8～2.5 MHz，配备VFM 工作站（DAS-RS1，Aloka，Japan），安装 5.0 版本的VFM分析软件。受检者采取左侧卧位，待呼吸平静后连接心电图，行常规超声心动图检查并进行参数测量记录。然后于VFM模式下采集标准心尖三腔切面图像，调节彩色取样框以完整包绕整个左室腔、流入道及流出道，调节脉冲频率至无混叠，存储连续3个心动周期的彩色动态多普勒图像用于脱机分析。

将采集到的原始图像数据拷贝至工作站电脑，并导入VFM分析软件进行脱机分析。进入VFM分析界面，选择R波顶点到R波顶点的连续3个心动周期，选择等容收缩期的一帧仔细勾画心内膜，系统会自动追踪剩余帧的心内膜边界，对于追踪不精确的帧进行手动调整。结束前处理后选择EL模式，将整个左室及流入道、流出道的瓣口血流作为感兴趣区域，软件会提供感兴趣区域内的EL-SUM和ELAVE值 （图1）。EL-SUM是感兴趣区域内EL的总和，EL-AVE是EL-SUM与感兴趣区域面积的比值。为了消除心腔面积大小的影响，本研究所有计算均采用EL-AVE。通过瓣膜开闭结合心电图取等容收缩期、射血期、等容舒张期及充盈期4个时相，分别计算这4个时相的EL平均值，最终结果取3个心动周期的平均，比较术前及术后1周的变化。

1.3 统计学分析

应用SPSS 21.0统计软件进行统计分析，由于样本量较小，超声心动图计量资料数据经Shapiro-Wilk检验为正态分布，以均数±标准差（±s）表示，术前术后计量资料组间比较采用配对t检验，计数资料采用χ2检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

图1 EL示意图。Figure 1.Illustration of EL.

2 结果

2.1 超声心动图检测指标的比较

4例患者术后与术前相比，左室流出道内径、左室收缩末容积均增大，左室流出道压差、室间隔厚度、SAM现象比例均降低，差异具有统计学意义（P＜0.05）；二尖瓣反流程度和左心房横径术前较术后明显降低，左心室舒张末容积术前较术后明显增加，但差异无统计学意义（P＞0.05）；左心室射血分数无明显变化，差异无统计学意义（P＞0.05）（表 1）。

2.2 术前术后EL变化

等容收缩期，病例1、病例2术前较术后的EL均值明显增高，病例3略微增高，病例4则明显降低；射血期，病例1、病例2术前较术后的EL均值明显增高，病例3、病例4明显降低；等容舒张期，病例1、病例2术前较术后的EL均值均增高，病例3、病例4明显降低；充盈期，病例1、病例2术前较术后的EL均值明显增高，病例3略微增高，病例4明显降低（表2）。图2显示了4例HCOM患者1个心动周期内的EL术前术后变化曲线，从整体变化趋势来看，病例1、病例2术后的EL较术前明显增加，而病例3、病例4则明显降低。

表1 4例HOCM患者术前与术后1周超声心动图指标比较（±s）

表1 4例HOCM患者术前与术后1周超声心动图指标比较（±s）

超声心动图参数 术前 术后1周 P值左心室流出道压差（mmHg） 101.5±47.7 10.7±11.7 <0.05左心室流出道内径（mm） 5.25±3.3 16.75±0.9 <0.01室间隔厚度（mm） 24.0±4.3 16.0±3.2 <0.05二尖瓣反流（cm） 5.9±3.1 1.6±0.2 0.062 SAM（例（%）） 4（100%） 0（0%） <0.05左心房横径（mm） 44.7±6.1 39.7±2.9 0.059左心室舒张末容积（mL） 67.7±11.2 93.0±16.3 0.146左心室收缩末容积（mL） 26.5±3.3 42.0±6.4 <0.05左心室射血分数 （60.3±4.6）% （54.7±2.6）% 0.202

表2 4例HOCM患者术前与术后1周各时相平均 EL 变化（J/（m·s））

图2 4例HOCM患者术前术后单一心动周期的EL对比。Figure 2.Comparison of EL in one cardiac cycle before and after surgery.

3 讨论

HCM患者从无症状到严重症状其临床表现形式差异极大，猝死、进行性心力衰竭和心房颤动伴脑栓塞是其3种独特的死亡模式[3]。研究表明在HCM患者中，非对称性室间隔肥厚导致的左室流出道梗阻是心衰和死亡的独立预测因素[4]，改良Morrow手术通过切除肥厚心肌，减轻左室流出道梗阻，达到缓解患者症状的目的。常规超声心动图是临床诊断HCM和术后随访的常用方法，近期有研究应用超声心动图分层应变技术评价HOCM患者改良Morrow术后左心室游离壁的逆重构情况[5]，结果显示左室游离壁的三层心肌均发生逆重构，患者的心功能得到改善。然而，对于患者术后心腔内血流动力学的变化尚不清楚。对于大多数心血管疾病，心腔内血流动力学的改变很可能发生在心功能障碍之前，研究表明，HOCM患者左室内出现杂乱无章的涡流，血流动力学已失去正常规律[6]，而改良Morrow术后的患者左室内血流动力学是否恢复正常还未见相关研究。

VFM是一种用来评估心腔内血流动力学的超声心动图新技术。该技术基于彩色多普勒血流成像，应用心肌边界组织斑点追踪技术和连续方程计算得到心腔内的血流向量场[7]。超声切面被分割成小像素点，对于每个像素点，都要从左右两侧边界计算该像素点的速度向量，得到的两个向量的加权和才是该像素点最终的速度向量。当相邻血流速度向量间存在方向和大小的差异时，就会产生EL，该参数代表血流中由于血液黏滞度导致的能量耗散率，血流向量场越混乱，EL越大[8]。EL可以表示血流流场的混乱程度，且有评估心脏负荷 （包括前负荷和后负荷）的潜在可能性[8]。目前对心功能的常规临床检查多基于心室功能的测量，我们更想要一种能够评估心脏负荷的参数，这样就不会错过治疗干预心脏疾病的最佳时期。已有文献报道应用VFM技术评价高血压合并主动脉瓣关闭不全的EL[9]，研究结果表明左心室舒张末期平均EL增加可能是导致左心房增大及室间隔增厚的重要因素之一；亦有研究显示左室舒张期平均EL随主动脉瓣反流严重程度的增加而增加，EL可能从心脏负荷的角度评估疾病的严重程度[10]。

HOCM患者心室壁局部增厚，心肌收缩不同步，造成心腔内压力急剧升高，且血流运动方向发生紊乱。在收缩期，左室流出道压力阶差急剧升高，血流速度增快；在舒张期，也有研究表明左室腔内出现凌乱的涡流，说明了左室壁舒张的不同步性[6]。分子遗传学研究认为HCM的一系列病理基础造成左心室内高动力、高速度的血流状态[11]。而根据EL的定义，血流流场的紊乱可造成EL增大。

本研究结果显示，4例HOCM患者改良Morrow术后一般情况、左室流出道压差、左室流出道内径、室间隔厚度、左心房直径、左心室收缩末容积均较术前明显改善。4例患者术后SAM现象均消失，二尖瓣反流得到改善。应用VFM脱机工作站对比分析4例患者术前术后的左室内EL的变化，从整体变化趋势来看，有2例患者术后的EL较术前明显增加，而另2例患者则明显降低，这一结果与我们的预期并不完全一致。Itatani[2]在研究中表明正常情况下心室有效的产生维持心功能的能量，其EL是很小的，由于健康对象的自然心室结构对于减少EL来说是最优的。心室内的涡旋和其相关的能量效率已经被证实能够反映患者的治疗状况[12-13]。在本研究中，即使在4例HOCM患者术后超声心动图检测指标都有明显改善的情况下，其心室的EL也出现了不同的变化。目前，对于EL增加的患者是否需要进一步的治疗还不能确定，需要长期的术后随访以及大量的对照研究来明确。

本研究还存在一些局限性：样本量太少，且随访时间较短，远期效果有待继续跟踪证实。

HOCM患者经改良Morrow术后，即使在患者一般情况及超声心动图检测指标都有明显改善的情况下，也有患者出现EL增加的现象，EL可能成为一种精确定量评估心脏手术后不同病理生理条件下心腔内血流动力学的新指标。