1、VVI 临床应用研究进展临床应用研究进展解放军总医院心内科解放军总医院心内科 智光智光 新 近 推 出 速 度 向 量 成 像 技 术新 近 推 出 速 度 向 量 成 像 技 术（Velocity Vector Imaging，VVI）可用于：可用于：研究心肌结构力学、分析节段心研究心肌结构力学、分析节段心肌功能的新技术，肌功能的新技术，为测量心脏扭转运动、应变及应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的方法，使人们从一个新的视野重新认识心脏运动。认识心脏运动。一、基本原理一、基本原理 VVI技术利用超声像
2、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/心腔边界心腔边界的运动、组织邻近边界的运动及的运动、组织邻近边界的运动及R-R间期显示间期显示的心脏循环运动）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。技术优势：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
3、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。二、临床应用研究现状二、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。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1、心脏
4、扭转运动的研究、心脏扭转运动的研究 心脏收缩舒张与心肌的扭转运心脏收缩舒张与心肌的扭转运动动directionMagnitude基底环收缩基底环收缩 降段收缩降段收缩 升段收缩升段收缩心室带舒张心室带舒张资料与方法资料与方法1.研究对象研究对象:选取选取2005年年10月月-2006年年12月月在解放军总医院体检的在解放军总医院体检的60例健例健康志愿者，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,均经体检排除各种器质性疾均经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。病，心电图、
5、超声心动图及血压正常，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。Rotation 心底自旋心底自旋Rotation(心尖自旋）心尖自旋）扭转扭转（Twist）心尖）心尖与心底之间角度差与心底之间角度差扭转率扭转率Torsion（单位距单位距离内的扭离内的扭转角度转角度/cm）目前常用的心脏扭转指标目前常用的心脏扭转指标心脏扭转运动的研究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3
6、2名健康志愿者的左室名健康志愿者的左室扭转运动。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）。左室扭转分析 左室扭转方向规定从心尖向心底部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。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我们的结果显示心底与心尖均为正占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，（2）左室扭转程度）左室扭转程度心尖部旋转
7、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、应变率均大于心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。外膜。旋转角度心尖部旋转角度心尖部 心内膜为心内膜为9.80o1.99o 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 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
8、室扭转变化特征曲线图：正常人左室扭转变化特征曲线图：有关心脏扭转的研究所得出的扭转角度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。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，且术的研究结果相似，且男女之间差异无男女之间差异无显著性显著性.但与其他技术如但与其他技术如MRI测量的正常人左测量的正常人左室扭转角度相比偏小，这可能与采用的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，还需要更大样现明显的心脏扭转规律，还需要更大样本量进一步研究。本量进一步研
9、究。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：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
10、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。糖尿病等。对对照组为健康志愿者照组为健康志愿者。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对照组对照组DCM组组例例数数6027LVDd(mm)48.08 3.2568.439.75*LVDs(mm)31.203.8743.575.16*EF(%)63.156.8630.846.21*FS（%）33.654.7016.506.25*注：*与对照组比较P0.052.2.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
11、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变、应变率曲线示意图 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 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: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心内膜应变心内膜应变心外膜应变心外膜应变心内膜应变率心内膜应变率心外膜应变率心外膜应变率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:左室扭转角度，应变和应变率与左室扭转角度，
12、应变和应变率与EF相关，相关相关，相关系数分别为系数分别为0.78，0.85，0.80 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。大多数患者左室旋种。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正常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。人减小。4 4例患者左室心尖部和心底部在心动周期中同向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究结果相近。患者在左心室减容术后左室旋转收缩
13、功能的研究结果相近。心底心尖2、心脏整体与节段性功能评估、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。VVI测定左室节段EF高血压病人的节段高血压病人的节段EF研究研究 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。3、应变、应变率分析、应变、应变率分析 应变及应变率反映的是局部心肌发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生的形变及速
14、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。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，对与声束勒组织成像，受到角度限制，对与声束夹角夹角20o的心肌组织及短轴方向上心肌的心肌组织及短轴方向上心肌的形变难以进行准确评估。的形变难以进行准确评估。3、应变、应变率分析、应变、应变率分析 曹铁生等曹铁生等利用利用VVI技术对高血压病技术对高血压病患者及正常对照组不仅进行了长轴方向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，而且还做了短轴方向上的应变率分析，发现高
15、血压病组的应上的应变率分析，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变率无论在长轴方向还是短轴方向均小于对照组。于对照组。我们的研究还发现肥厚型心肌病与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缺血性心肌病患者的应变及应变率均小于正常人。以于正常人。以VVI技术测量应变及应变技术测量应变及应变率不受角度限制，且重复性较好。率不受角度限制，且重复性较好。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，心脏再同步化治疗的开展，如何判断心室内心肌运动的不同步已成如何判断心室内心肌运动的不同步已成为国内外
16、研究的热点。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，患者，左室各节段可出现不同程度的收缩延迟。左室各节段可出现不同程度的收缩延迟。心脏同步化研究心脏同步化研究 目前，对用哪种方法，采用哪些参数作目前，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。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，可以综合观察，结合左室功能的测定，可以综合评价左心室内收缩的失同步。评价左心室内收缩的失同步。心脏同步
17、化研究心脏同步化研究 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，同一切面上各室壁节段的速度向量还是短轴，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，方向治疗前，病变心肌的速度向量明显减低，方向不同步。经不同步。经CRT治疗后，长轴、短轴和圆周方治疗后，长轴、短轴和圆周方向的同步性得到改善，达峰时间显著缩短向的同步性得到改善，达峰时间显著缩短。速度向量成像技术速度向量成像技术在
18、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CRT治疗前治疗前CRT治疗前治疗前CRT治疗后治疗后CRT治疗后治疗后应用应用VVI估测心室同步性的初步体会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治疗的治疗的患者，术前患者心肌速度明显减低，方向不同步。患者，术前患者心肌速度明显减低，方向不同步。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，并于术后一周治疗，并于术后一周对对CRT起
19、搏参数进行优化，起搏参数进行优化，3个月的随访结果显个月的随访结果显示患者示患者LVEF明显改善，生活质量提高。明显改善，生活质量提高。束支传导阻滞的分析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。结果显示室内心肌运动延迟和不协调。结果显示8例完全性左束支传导阻滞患者左室心肌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，侧壁收缩出现显著收缩延迟与不同步，侧壁收缩尤其显著。尤其显著。室性早搏的室性早搏的VVI表现表现 室早患者在早搏周期内，异位起搏
20、点处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，心室收缩心肌收缩明显早于其余室壁，心室收缩不协调。不协调。预激患者则出现特征性局部心肌收缩早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并无明显影响，径向收缩峰值应变达峰时间基本一致。时间基本一致。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：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
21、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。黄品同等以黄品同等以VVI技术技术对颈动脉运动特性的检测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胎儿心脏胎儿心脏 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。心肌解旋与心肌解旋与心脏舒张功能的研究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
22、有价值的信息。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；同一水平室壁的舒张期心肌运动速度均以游离壁较快，间隔壁较慢。动速度均以游离壁较快，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。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
23、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 fraction,had greater baseline dyssynchrony than nonresponders(opposing wall velocity delays of 131 83 vs 52 60 ms,p 75 ms predicted response with
24、 85%sensitivity and 80%specificity when followed 8 5 months after resynchronization therapy.Baseline electrocardiographic QRS duration was not predictive in the same patients.In conclusion,echocardiographic velocity vector imaging has potential forclinical utility.2006 Elsevier Inc.All rights reserv
25、ed.(Am J Cardiol 2006;98:949953)Right Ventricular Mechanical Dyssynchronyin Children with Hypoplastic LeftHeart SyndromeMark K.Friedberg,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 unrelat
26、ed to surface electrocardiographic QRS duration.This may contribute to RV dysfunction and may indicate the usefulness of cardiac resynchronization therapy in this population.(J Am Soc Echocardiogr 2007;20:1073-1079.)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都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
27、变及应变率和右室明显减低。右室应变及应变率和右室EF、肺血管、肺血管阻力、阻力、6min步行距离有一定的相关性，是反应右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。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判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。断慢性肺动脉高压患者预后不良一个参考指标。肺动脉高压右室肺动脉高压右室VVI分析分析应用休会应用休会（1）VVI技术虽能在技术虽能在24cm范围内进行边范围内进行边界跟踪，并通过对二尖瓣环运动的跟踪界跟踪，并通过对二尖瓣环运动的跟踪对心内膜边界进行自动识别辨认，但心
28、对心内膜边界进行自动识别辨认，但心内膜的清晰勾画将直接影响分析结果，内膜的清晰勾画将直接影响分析结果，因此选择的基础图像应尽量清晰，必要因此选择的基础图像应尽量清晰，必要时在留取二维图像时应嘱患者屏气以保时在留取二维图像时应嘱患者屏气以保证图像的稳定性。证图像的稳定性。应用休会应用休会（2）心内膜的应变率较心肌层和心外膜偏）心内膜的应变率较心肌层和心外膜偏大，因此为保证分析结果的准确性、可大，因此为保证分析结果的准确性、可比性，应尽量对每一患者及每一次勾画比性，应尽量对每一患者及每一次勾画均在心内膜或同一心肌层。均在心内膜或同一心肌层。应用休会应用休会（3）探头作为参照物，放置位置不同将会）探
29、头作为参照物，放置位置不同将会影响分析结果，在长轴方向软件自动默影响分析结果，在长轴方向软件自动默认的位置在心尖部，如无特殊要求应将认的位置在心尖部，如无特殊要求应将探头放置在四腔心切面及二腔心切面的探头放置在四腔心切面及二腔心切面的心尖部。心尖部。展展 望望 VVIVVI特有的二维超声切面上直观显示心肌的运特有的二维超声切面上直观显示心肌的运动速度和方向，能提供独特的心肌运动成像方动速度和方向，能提供独特的心肌运动成像方式，客观精确地展现出心脏收缩与扭转运动，式，客观精确地展现出心脏收缩与扭转运动，更完整地表达心脏射血动力，准确定量心脏容更完整地表达心脏射血动力，准确定量心脏容积及射血功能，也是心律失常、心衰等非同步积及射血功能，也是心律失常、心衰等非同步运动定量分析及其同步化治疗的可靠依据。该运动定量分析及其同步化治疗的可靠依据。该项最新技术将从超声角度对临床和科研工作产项最新技术将从超声角度对临床和科研工作产生重大影响，为心血管疾病诊断与治疗开辟了生重大影响，为心血管疾病诊断与治疗开辟了最新途径，具有广阔的应用前景。最新途径，具有广阔的应用前景。
