张 波 许 婧 智 光

    解放军总医院心内科，北京100853

    超声粒子图像测速技术检测心腔内涡流的研究进展

    张 波 许 婧 智 光▲

    解放军总医院心内科，北京100853

    心腔内的血流模式是一个很敏感的指标，在心脏结构和功能发生改变的同时就会受到即刻影响，从而为心血管生理学的理解以及发展超早期诊断工具提供了新视野。这一新型血流显像技术在超声心动图中的引入使临床显像和分析心腔内涡流成为了可能，笔者回顾了目前已发表的数个物理实验、动物模型以及临床研究，就超声粒子图像测速技术的原理、可行性、优化以及临床应用进行了分析，粒子图像测速技术虽然是一种前景广阔的技术，但临床应用还需更进一步的研究，以探索在不同病理条件下合适的涡流影像参数，以及对正常和异常环境下血流相关生理学的鉴定、检测和解释，为各种心血管疾病的早期诊断、治疗和预后提供新的依据。

    血流模式曰涡流曰超声心动图曰粒子图像测速技术曰显像方法

    目前对于心脏血流动力学的研究主要集中于心腔及瓣膜的结构，获得有关心脏收缩及舒张功能的指标，如心腔大小、室壁厚度、压力、时间、流速、射血分数(EF)值等，但对于心腔内的血流模式所知甚少。心腔内的血流模式与心脏的结构及功能相适应，以利于有效射血，心脏结构和功能的改变会对心腔内血流产生即时影响，因此，心腔内血流的空间及时间分布可能为心血管疾病的早期诊断、治疗和预后提供参考[1]。近年来研究者利用物理及计算机模型、有创及无创影像学方法对心腔内血流进行了一些研究，发现心腔内血流有自发旋转的趋势，于是从流体力学引进“涡流”这一概念，涡流是指具有旋转运动的流体结构[2]。对涡流的直接测量需要能提供三维血流信息的技术，前些年有多个研究利用四维血流核磁共振成像技术(4-di mensional flow magnetic resonance imaging，4D flow MRI)对心腔内涡流进行了评估，发现心腔内涡流可能在防止血流震荡、避免能量过度耗散、重定向并推动血流入左室流出道以及增强房室功能的交互方面发挥了重要作用[3]。但核磁共振费用高昂，时间分辨率较差，耗时较长，而且限制颇多(如不能用于有设备植入的患者等)，这些缺点限制了其临床应用。随着多普勒技术在20世纪80年代中期的引入，超声心动图以其良好的时间分辨率和简便易行的特点，在心腔内血流的测量中日益受到研究者的重视，特别是近年来，随着多种新技术如粒子图像测速技术(particle image velocimetry，PIV)、向量血流成像技术(vecter flow mapping ......