多普勒超声检测二尖瓣流场均匀性的方法学研究
作者：张桂敏 石应康 唐兰珍
单位：华西医科大学 附属第一医院 胸外科，成都 610041
关键词：多普勒超声；二尖瓣；流场均匀性；方法学
生物医学工程学杂志990215 摘要 为了建立体内天然二尖瓣流场均匀性的多普勒超声定量检测方法，采用先进的彩色多普勒血流图像技术对正常人及二尖瓣狭窄患者二尖瓣下游流场均匀性进行对比研究。发现流场均匀性定量指标在正常人及二尖瓣狭窄患者之间有显著差异(P<0.05)，该指标与常规多普勒超声指标明显相关。该方法具有安全无创、准确可靠及可重复性强等优点，能如实地反映正常人及二尖瓣狭窄患者二尖瓣下游流场均匀性的优劣状况。
Methodological Study of Measuring Flow Field Uniformity
, http://www.100md.com
Downstream of Mitral Valve Using Doppler Echocardiography
Zhang Guimin Shi Yingkan Tang Lanzhen
Department of Thoracocardiac Surgery, The First University Hospital, West China
University of Medical Sciences, Chengdu 610041
Abstract The objective of this study was to establish a quantitative measurement of flow field uniformity of mitral valve in vivo. The flow field uniformity downstream of mitral valve in normal persons and patients with mitral stenosis were studied using advanced color Doppler flow imaging technique. The results showed that a significant difference was found in the quantitative items of flow field uniformity between normal persons and patients with mitral stenosis (P<0.05).There was significant correlativity between the items of flow field uniformity and other routine items of Doppler echocardiography. The authors conclude that the method is safe, non-invasive,accurate and repeatable, and it can really reflect the flow field uniformity of normal persons and patients with mitral stenosis.
, 百拇医药
Key words Doppler echocardiography Mitral valve Flow field uniformity Methodology
心瓣流场均匀性是心瓣流体力学的一个重要研究领域。以往这方面的研究主要在体外进行[1]，由于体外研究方法存在的局限性[2]，因而使其难以如实地反映体内心瓣流场均匀性的生理和病理状况。随着心瓣流体力学向纵深领域的发展，一种能对体内心瓣流场均匀性进行无创定量研究的方法已成为必要，本研究旨在建立体内天然二尖瓣流场均匀性的多普勒超声定量检测方法，通过对正常人及二尖瓣狭窄患者二尖瓣下游流场均匀性的定量检测，评估该方法的准确可靠性，为进一步研究瓣膜下游流场均匀性与瓣膜疾病发生发展的关系等心瓣流体力学问题提供方法学基础。
1 对象和方法
1.1 对象和分组
, 百拇医药
1.1.1 正常组 22例健康受试者自愿参加本研究，其中男性7例，女性15例，年龄19～60岁，平均(43.55±10.52)岁。
1.1.2 病例组 为1997年3～7月在我院就诊的一组二尖瓣狭窄患者，共20例，男性6例，女性14例，年龄27～58岁，平均(42.97±9.98)岁。伴中度以上二尖瓣或主动脉瓣返流或不能耐受超声检查者均被排除在外。
1.2 观测指标
1.2.1 一般项目 年龄、性别、体表面积(BS-
A)。
1.2.2 多普勒超声观测指标
(1)二尖瓣下游血流流型观察
按文献报道[3]分为烛焰型、蘑菇型及弯刀型等湍流射流流型。正常人呈园柱型或类园柱型层流流型。
, 百拇医药
(2)二尖瓣狭窄常用多普勒超声指标
.左房内径(left atrium,LA)；
.峰值跨瓣压差(pressure gradient, PGmax)；
.有效开口面积(effective orifice area,EOA)。
(3)流场均匀性指标
.峰值流速(Vmax)，跨瓣血流核心区Vmax记为Vc；
.平均流速(Vmean)；
, 百拇医药
.峰值流速最大差值(ΔVmax)。
1.3 研究方法
使用ACUSON 128XP10m型彩色多普勒电脑声像仪，探头频率2.0～3.5 MHz，机内设置多功能软件系统，能方便快捷地测算多项血流动力学指标。彩色多普勒能清晰地显示各种血流流型特点、有无湍流及其色彩强弱，结合频谱多普勒信号对流速大小的反映，有助于测速点的准确定位。
受试者取仰卧位，静息状态下采用二维超声心动图在胸骨旁左室长轴、心尖四腔心及左心二腔心切面上常规探测心脏各房、室大小，在二尖瓣短轴切面上测量二尖瓣瓣口面积。
在最佳清晰度的彩色多普勒血流图像(color Doppler flow imaging,CDFI)下确定二尖瓣和主动脉瓣有无返流及其程度[4]，观察二尖瓣下游血流流型、有无湍流及其色彩强弱[3]。在其引导下，分别于胸骨旁左室长轴、左心二腔心及心尖四腔心切面将频谱多普勒取样容积(1.5 mm)置于下游距瓣尖0.5 cm处，根据流型特点和频谱信号准确定位血流核心区测速点，记录最大速度频谱，测量峰值流速Vc见图1。经频谱积分得平均流速Vmean，继而在同一切面，借助血流宏观流型、色彩组合、辉度及频谱信号所反映出射流周边黄色低速湍流区的特点，准确定位边界各测速点，以频谱多普勒测量其前与后、内与外、前外与后内边界之峰值流速。测速时要求声束平行于血流束长轴以减小误差。计算出各切面ΔVmax作为流场均匀性定量指标，PGmax由机内软件自动算出。
, 百拇医药
图1 二尖瓣狭窄血流频谱。显示血流核心区峰值流速测量
Fig 1 The blood flow spectrum downstream of mitral stenosis. The measurement of Vc is shown
正常人及患者均采用相同方法检测上述指标，图像和数据采集专人专机进行，并采用盲法，避免测量性偏倚与仪器误差。
1.4 统计分析
正常人及患者之间各项指标的比较采用t检验，并以直线相关法分析指标之间的相关性，P<0.05为差异有显著性。
2 结 果
2.1 两组间均衡性的比较
, http://www.100md.com
年龄、性别等因素在两组间无统计学差异(P>0.05)，组间均衡性较好，见表1。
表1 两组间均衡性比较(
±s)
Table 1 Comparison of proportionality between the patients and normal(±s) Items
Groups
P
Normal
Patients
, http://www.100md.com Age(years)
43.01±10.52
42.97±9.98
**
Male
7(31.82%)
6(30%)
**
Female
15(68.18%)
14(70%)
**
, 百拇医药
BSA(m2)
1.53±0.14
1.53±0.15
**
**P>0.05
2.2 二尖瓣下游血流流型特点及分布情况
正常人二尖瓣下游呈较均匀的红色或桔红色“园柱型”或“类园柱型”层流流型(100%)，二尖瓣狭窄患者大部分呈“烛焰型”(73%)，少数为“蘑菇型”和“弯刀型”等(27%)。其核心区为兰色高速射流区，周围呈黄色湍流色彩见图2。
图2 胸骨旁左室长轴切面。显示二尖瓣狭窄下游“烛焰样”血流流型
, http://www.100md.com
Fig 2 The parasternal long-axis plane.The “candle-like” velocity profile downstream of mitral stenosis is shown
2.3 两组间多普勒超声常用指标的比较
两组间各项指标比较均有显著性差异(P<0.05)，并且LA和PGmax均与EOA呈明显负相关，r各为-0.74和-0.76，见表2。
表2 两组间多普勒超声常用指标的比较(±s)
Table 2 Comparison of routine items of Doppler echocardiography between the patients and normal(±s) Items
, 百拇医药
Groups
P
Normal
Patients
PLA
0.24±0.15
1.25±0.60
*
PGmax(KPa)
LTC
0.33±0.17
1.48±0.74
, 百拇医药
*
AFC
0.35±0.14
0.74±0.81
*
LA(mm)
17.86±4.14
37.87±7.86
*
EOA(cm2)
4.62±0.61
1.29±0.23
, 百拇医药
*
*P<0.05,PLA=Parasternal long-axis plane(胸骨旁左室长轴切面)；LTC=Left two-cavity plane(左心二腔心切面)；AFC=Apical four-cavity plane(心尖四腔心切面)
2.4 两组间流场均匀性指标的比较
两组间除Vmean无显著性差异(P>0.05)、并与EOA无明显相关r=-0.24外，其它各项指标比较，两组间均有显著性差异(P<0.05)，且均与EOA呈明显负相关 ，Vc、ΔVmax与EOA的r值各为-0.84和-0.83，见表3。表3 两组间流场均匀性指标的比较(±s)
, 百拇医药 Table 3 Comparison of flow field uniformity between the patients and normal (±s) Items
Groups
P
Normal
Patients
PLA
0.66±0.19
1.58±0.41
*
Vc(m/s)
, 百拇医药
LTC
0.75±0.21
1.70±0.46
*
AFC
0.79±0.20
1.79±0.45
*
PLA
0.42±0.07
0.43±0.07
**
Vmean(m/s)
, 百拇医药
LTC
0.43±0.07
0.44±0.06
AFC
0.45±0.09
0.45±0.06
**
PLA
0.11±0.06
0.95±0.31
*
ΔVmax(m/s)
, http://www.100md.com
LTC
0.13±0.07
0.99±0.30
AFC
0.13±0.06
1.10±0.34
EOA(cm2)
4.62±0.61
1.29±0.23
*
*P<0.05；**P>0.05
3 讨 论
, 百拇医药
心瓣流场均匀性指心瓣膜下游血流峰值流速分布的均匀程度，以往许多学者曾对天然和人工心瓣流场作过大量的体外研究，并已有较深入的认识[1，2]。体外研究的主要优点是不受生理条件等诸多因素的限制和影响，但其最大局限在于不能完全真实地模拟人体心血管系统的生理或病理状态，因而无法全面客观地反映体内心瓣流场均匀性的实际情况。
90年代以来，国内外先后有为数不多的关于心瓣流场均匀性体内研究的报道。国内学者于90年代初采用脉冲多普勒对四种机械瓣流场均匀性进行的体内研究，首次尝试以同一切面瓣膜下游各流道峰值流速的最大差值作为流场均匀性定量指标，结果显示该指标能客观地反映不同构型机械瓣流场均匀性的优劣[5]，但由于缺乏CDFI引导，测速具有一定盲目性，并且该方法只能用于非中央型流道的机械瓣，对于中央型流道的天然瓣或生物瓣，必须在多切面、多位点上测速，才能对其流场均匀性作较为客观的评估。
研究表明[6]，天然正常心瓣下游为流速分布较为均匀的层流(laminar)，而狭窄瓣膜下游必然产生湍流射流(turbulence jet)，其核心区Vmax高而均匀，周围边界Vmax低而不均匀，因而存在着高速度梯度和高湍流度区域，尤其在出瓣处平面，约相当于瓣尖下0.5 cm附近，由于有低速环流而使该处湍流射流边界的速度梯度和湍流度达到最大。若以心瓣下游ΔVmax作为流场均匀性定量指标，则出瓣处平面ΔVmax最适合于评估下游流道流场均匀性的优劣。
, http://www.100md.com
在此基础上，本研究利用先进的CDFI技术可清晰地显示瓣膜下游血流流型、流速大小和方向、有无湍流及其色彩强弱等特点，在其引导下，于多切面、多位点上对二尖瓣下游流场均匀性进行了较为准确的体内定量研究。结果显示：在CDFI下，无论为何种流型、对称与否，其高速和低速区均易于确认，因而借助其引导，于出瓣处高速度梯度和高湍流度区域内，通过调整多普勒取样容积位置，即可方便准确地确定核心区与周界各测速点，获取同一切面Vmax最大、最小值，因此，测速的准确性不受流型种类及其对称性等因素的影响，能达到在体内定量评估中央流道型瓣膜下游流场均匀性的目的。
本研究统计分析表明，正常对照组各项常规多普勒超声指标均显著优于二尖瓣狭窄患者(P<0.05)；对于二尖瓣狭窄患者，PGmax及LA随EOA减小而增大，对此以往研究已有公认。
两组间流场均匀性比较显示，正常组流场均匀性显著优于二尖瓣狭窄患者(P<0.05)；相关分析显示，流场均匀性指标与EOA呈明显负相关，意味着流场均匀性随狭窄程度增大而变差。由于本方法能客观地反映正常人及不同程度二尖瓣狭窄患者二尖瓣下游流场均匀性优劣状况，并且流场均匀性指标与常规多普勒超声指标具有良好的相关性，因而临床上可用于对风心病患者瓣膜血流动力学性能进行综合评估以及心瓣膜血流动力学的研究。
, 百拇医药
以往研究发现，在流速分布均匀性较差的流场中，由于湍流引起的剪应力的激剧变化，将导致局部血管内皮细胞变性及通透性增加[7]。理论上推测，病变心瓣流场中，由于湍流所产生的剪应力同样可能使覆盖心瓣膜表面的内皮细胞损伤变性，进而加重瓣膜的纤维化和钙化。将本方法进一步应用于湍流及其剪应力与心瓣膜内皮细胞损害关系的体内无创研究，有可能使上述推论得以证实，从而有助于合理解释临床许多患者并无风湿反复活动，而瓣膜病损却不断加重以及先天性主动脉瓣狭窄患者，其瓣膜病变进行性加重的现象[8]，为深入认识瓣膜病发生发展规律、正确选择治疗时机和手段，以阻止瓣膜的不断毁损提供可靠的血流动力学依据。
体内二尖瓣下游流场均匀性的多普勒超声定量检测方法具有安全无创、准确可靠、可重复性强等优点，能如实地反映正常人及不同程度二尖瓣狭窄患者二尖瓣下游流场均匀性的优劣。
国家自然科学基金资助项目(39770205)
, 百拇医药
参考文献
1 Lei M, Van Steenhoven AA, Van Campen DH.Experimental and numerical analyses of the steady flow field around an aortic Bjork-Shiley standard valve prostheses. J Biomech, 1992;25(1)∶213
2 Hasenkam JM. Studies of velocity fields and turbulence downstream of aortic valve prostheses in vitro and in vivo. Danish Medical Bulletin, 1990;37(3)∶235
3 Khandheria B, Jamil A, Reeder G et ak. Doppler color flow imaging:a new technique for visualization and characterization of the blood flow jet in mitral stenosis. Mayo Clin Proc, 1986;61(8)∶623
, 百拇医药
4 吴治湘.多普勒超声心动图的临床应用进展.生物医学工程学杂志，1993；10(1)∶92
5 廖 斌，田子朴，唐兰珍等.脉冲多普勒超声对置入机械心瓣流场均匀性的评价.中国胸心血管外科临床杂志，1996；3(2)∶73
6 康振黄.心瓣流体动力学，成都：四川教育出版社，1991∶91-277
7 陈槐卿.血液流变学及其临床应用.成都：四川教育出版社，1989∶232-241
8 Bappu S. Rapidity of progression of aortic stenosis in patients with congenital bicuspid aortic valves. Am J Cardiol, 1993;71(2)∶322
收稿：1998-05-28 修回：1998-10-07, 百拇医药
单位：华西医科大学 附属第一医院 胸外科，成都 610041
关键词：多普勒超声；二尖瓣；流场均匀性；方法学
生物医学工程学杂志990215 摘要 为了建立体内天然二尖瓣流场均匀性的多普勒超声定量检测方法，采用先进的彩色多普勒血流图像技术对正常人及二尖瓣狭窄患者二尖瓣下游流场均匀性进行对比研究。发现流场均匀性定量指标在正常人及二尖瓣狭窄患者之间有显著差异(P<0.05)，该指标与常规多普勒超声指标明显相关。该方法具有安全无创、准确可靠及可重复性强等优点，能如实地反映正常人及二尖瓣狭窄患者二尖瓣下游流场均匀性的优劣状况。
Methodological Study of Measuring Flow Field Uniformity
, http://www.100md.com
Downstream of Mitral Valve Using Doppler Echocardiography
Zhang Guimin Shi Yingkan Tang Lanzhen
Department of Thoracocardiac Surgery, The First University Hospital, West China
University of Medical Sciences, Chengdu 610041
Abstract The objective of this study was to establish a quantitative measurement of flow field uniformity of mitral valve in vivo. The flow field uniformity downstream of mitral valve in normal persons and patients with mitral stenosis were studied using advanced color Doppler flow imaging technique. The results showed that a significant difference was found in the quantitative items of flow field uniformity between normal persons and patients with mitral stenosis (P<0.05).There was significant correlativity between the items of flow field uniformity and other routine items of Doppler echocardiography. The authors conclude that the method is safe, non-invasive,accurate and repeatable, and it can really reflect the flow field uniformity of normal persons and patients with mitral stenosis.
, 百拇医药
Key words Doppler echocardiography Mitral valve Flow field uniformity Methodology
心瓣流场均匀性是心瓣流体力学的一个重要研究领域。以往这方面的研究主要在体外进行[1]，由于体外研究方法存在的局限性[2]，因而使其难以如实地反映体内心瓣流场均匀性的生理和病理状况。随着心瓣流体力学向纵深领域的发展，一种能对体内心瓣流场均匀性进行无创定量研究的方法已成为必要，本研究旨在建立体内天然二尖瓣流场均匀性的多普勒超声定量检测方法，通过对正常人及二尖瓣狭窄患者二尖瓣下游流场均匀性的定量检测，评估该方法的准确可靠性，为进一步研究瓣膜下游流场均匀性与瓣膜疾病发生发展的关系等心瓣流体力学问题提供方法学基础。
1 对象和方法
1.1 对象和分组
, 百拇医药
1.1.1 正常组 22例健康受试者自愿参加本研究，其中男性7例，女性15例，年龄19～60岁，平均(43.55±10.52)岁。
1.1.2 病例组 为1997年3～7月在我院就诊的一组二尖瓣狭窄患者，共20例，男性6例，女性14例，年龄27～58岁，平均(42.97±9.98)岁。伴中度以上二尖瓣或主动脉瓣返流或不能耐受超声检查者均被排除在外。
1.2 观测指标
1.2.1 一般项目 年龄、性别、体表面积(BS-
A)。
1.2.2 多普勒超声观测指标
(1)二尖瓣下游血流流型观察
按文献报道[3]分为烛焰型、蘑菇型及弯刀型等湍流射流流型。正常人呈园柱型或类园柱型层流流型。
, 百拇医药
(2)二尖瓣狭窄常用多普勒超声指标
.左房内径(left atrium,LA)；
.峰值跨瓣压差(pressure gradient, PGmax)；
.有效开口面积(effective orifice area,EOA)。
(3)流场均匀性指标
.峰值流速(Vmax)，跨瓣血流核心区Vmax记为Vc；
.平均流速(Vmean)；
, 百拇医药
.峰值流速最大差值(ΔVmax)。
1.3 研究方法
使用ACUSON 128XP10m型彩色多普勒电脑声像仪，探头频率2.0～3.5 MHz，机内设置多功能软件系统，能方便快捷地测算多项血流动力学指标。彩色多普勒能清晰地显示各种血流流型特点、有无湍流及其色彩强弱，结合频谱多普勒信号对流速大小的反映，有助于测速点的准确定位。
受试者取仰卧位，静息状态下采用二维超声心动图在胸骨旁左室长轴、心尖四腔心及左心二腔心切面上常规探测心脏各房、室大小，在二尖瓣短轴切面上测量二尖瓣瓣口面积。
在最佳清晰度的彩色多普勒血流图像(color Doppler flow imaging,CDFI)下确定二尖瓣和主动脉瓣有无返流及其程度[4]，观察二尖瓣下游血流流型、有无湍流及其色彩强弱[3]。在其引导下，分别于胸骨旁左室长轴、左心二腔心及心尖四腔心切面将频谱多普勒取样容积(1.5 mm)置于下游距瓣尖0.5 cm处，根据流型特点和频谱信号准确定位血流核心区测速点，记录最大速度频谱，测量峰值流速Vc见图1。经频谱积分得平均流速Vmean，继而在同一切面，借助血流宏观流型、色彩组合、辉度及频谱信号所反映出射流周边黄色低速湍流区的特点，准确定位边界各测速点，以频谱多普勒测量其前与后、内与外、前外与后内边界之峰值流速。测速时要求声束平行于血流束长轴以减小误差。计算出各切面ΔVmax作为流场均匀性定量指标，PGmax由机内软件自动算出。
, 百拇医药
图1 二尖瓣狭窄血流频谱。显示血流核心区峰值流速测量
Fig 1 The blood flow spectrum downstream of mitral stenosis. The measurement of Vc is shown
正常人及患者均采用相同方法检测上述指标，图像和数据采集专人专机进行，并采用盲法，避免测量性偏倚与仪器误差。
1.4 统计分析
正常人及患者之间各项指标的比较采用t检验，并以直线相关法分析指标之间的相关性，P<0.05为差异有显著性。
2 结 果
2.1 两组间均衡性的比较
, http://www.100md.com
年龄、性别等因素在两组间无统计学差异(P>0.05)，组间均衡性较好，见表1。
表1 两组间均衡性比较(
±s)Table 1 Comparison of proportionality between the patients and normal(
±s) ItemsGroups
P
Normal
Patients
, http://www.100md.com Age(years)
43.01±10.52
42.97±9.98
**
Male
7(31.82%)
6(30%)
**
Female
15(68.18%)
14(70%)
**
, 百拇医药
BSA(m2)
1.53±0.14
1.53±0.15
**
**P>0.05
2.2 二尖瓣下游血流流型特点及分布情况
正常人二尖瓣下游呈较均匀的红色或桔红色“园柱型”或“类园柱型”层流流型(100%)，二尖瓣狭窄患者大部分呈“烛焰型”(73%)，少数为“蘑菇型”和“弯刀型”等(27%)。其核心区为兰色高速射流区，周围呈黄色湍流色彩见图2。
图2 胸骨旁左室长轴切面。显示二尖瓣狭窄下游“烛焰样”血流流型
, http://www.100md.com
Fig 2 The parasternal long-axis plane.The “candle-like” velocity profile downstream of mitral stenosis is shown
2.3 两组间多普勒超声常用指标的比较
两组间各项指标比较均有显著性差异(P<0.05)，并且LA和PGmax均与EOA呈明显负相关，r各为-0.74和-0.76，见表2。
表2 两组间多普勒超声常用指标的比较(
±s)Table 2 Comparison of routine items of Doppler echocardiography between the patients and normal(
±s) Items, 百拇医药
Groups
P
Normal
Patients
PLA
0.24±0.15
1.25±0.60
*
PGmax(KPa)
LTC
0.33±0.17
1.48±0.74
, 百拇医药
*
AFC
0.35±0.14
0.74±0.81
*
LA(mm)
17.86±4.14
37.87±7.86
*
EOA(cm2)
4.62±0.61
1.29±0.23
, 百拇医药
*
*P<0.05,PLA=Parasternal long-axis plane(胸骨旁左室长轴切面)；LTC=Left two-cavity plane(左心二腔心切面)；AFC=Apical four-cavity plane(心尖四腔心切面)
2.4 两组间流场均匀性指标的比较
两组间除Vmean无显著性差异(P>0.05)、并与EOA无明显相关r=-0.24外，其它各项指标比较，两组间均有显著性差异(P<0.05)，且均与EOA呈明显负相关 ，Vc、ΔVmax与EOA的r值各为-0.84和-0.83，见表3。表3 两组间流场均匀性指标的比较(
±s), 百拇医药 Table 3 Comparison of flow field uniformity between the patients and normal (
±s) ItemsGroups
P
Normal
Patients
PLA
0.66±0.19
1.58±0.41
*
Vc(m/s)
, 百拇医药
LTC
0.75±0.21
1.70±0.46
*
AFC
0.79±0.20
1.79±0.45
*
PLA
0.42±0.07
0.43±0.07
**
Vmean(m/s)
, 百拇医药
LTC
0.43±0.07
0.44±0.06
AFC
0.45±0.09
0.45±0.06
**
PLA
0.11±0.06
0.95±0.31
*
ΔVmax(m/s)
, http://www.100md.com
LTC
0.13±0.07
0.99±0.30
AFC
0.13±0.06
1.10±0.34
EOA(cm2)
4.62±0.61
1.29±0.23
*
*P<0.05；**P>0.05
3 讨 论
, 百拇医药
心瓣流场均匀性指心瓣膜下游血流峰值流速分布的均匀程度，以往许多学者曾对天然和人工心瓣流场作过大量的体外研究，并已有较深入的认识[1，2]。体外研究的主要优点是不受生理条件等诸多因素的限制和影响，但其最大局限在于不能完全真实地模拟人体心血管系统的生理或病理状态，因而无法全面客观地反映体内心瓣流场均匀性的实际情况。
90年代以来，国内外先后有为数不多的关于心瓣流场均匀性体内研究的报道。国内学者于90年代初采用脉冲多普勒对四种机械瓣流场均匀性进行的体内研究，首次尝试以同一切面瓣膜下游各流道峰值流速的最大差值作为流场均匀性定量指标，结果显示该指标能客观地反映不同构型机械瓣流场均匀性的优劣[5]，但由于缺乏CDFI引导，测速具有一定盲目性，并且该方法只能用于非中央型流道的机械瓣，对于中央型流道的天然瓣或生物瓣，必须在多切面、多位点上测速，才能对其流场均匀性作较为客观的评估。
研究表明[6]，天然正常心瓣下游为流速分布较为均匀的层流(laminar)，而狭窄瓣膜下游必然产生湍流射流(turbulence jet)，其核心区Vmax高而均匀，周围边界Vmax低而不均匀，因而存在着高速度梯度和高湍流度区域，尤其在出瓣处平面，约相当于瓣尖下0.5 cm附近，由于有低速环流而使该处湍流射流边界的速度梯度和湍流度达到最大。若以心瓣下游ΔVmax作为流场均匀性定量指标，则出瓣处平面ΔVmax最适合于评估下游流道流场均匀性的优劣。
, http://www.100md.com
在此基础上，本研究利用先进的CDFI技术可清晰地显示瓣膜下游血流流型、流速大小和方向、有无湍流及其色彩强弱等特点，在其引导下，于多切面、多位点上对二尖瓣下游流场均匀性进行了较为准确的体内定量研究。结果显示：在CDFI下，无论为何种流型、对称与否，其高速和低速区均易于确认，因而借助其引导，于出瓣处高速度梯度和高湍流度区域内，通过调整多普勒取样容积位置，即可方便准确地确定核心区与周界各测速点，获取同一切面Vmax最大、最小值，因此，测速的准确性不受流型种类及其对称性等因素的影响，能达到在体内定量评估中央流道型瓣膜下游流场均匀性的目的。
本研究统计分析表明，正常对照组各项常规多普勒超声指标均显著优于二尖瓣狭窄患者(P<0.05)；对于二尖瓣狭窄患者，PGmax及LA随EOA减小而增大，对此以往研究已有公认。
两组间流场均匀性比较显示，正常组流场均匀性显著优于二尖瓣狭窄患者(P<0.05)；相关分析显示，流场均匀性指标与EOA呈明显负相关，意味着流场均匀性随狭窄程度增大而变差。由于本方法能客观地反映正常人及不同程度二尖瓣狭窄患者二尖瓣下游流场均匀性优劣状况，并且流场均匀性指标与常规多普勒超声指标具有良好的相关性，因而临床上可用于对风心病患者瓣膜血流动力学性能进行综合评估以及心瓣膜血流动力学的研究。
, 百拇医药
以往研究发现，在流速分布均匀性较差的流场中，由于湍流引起的剪应力的激剧变化，将导致局部血管内皮细胞变性及通透性增加[7]。理论上推测，病变心瓣流场中，由于湍流所产生的剪应力同样可能使覆盖心瓣膜表面的内皮细胞损伤变性，进而加重瓣膜的纤维化和钙化。将本方法进一步应用于湍流及其剪应力与心瓣膜内皮细胞损害关系的体内无创研究，有可能使上述推论得以证实，从而有助于合理解释临床许多患者并无风湿反复活动，而瓣膜病损却不断加重以及先天性主动脉瓣狭窄患者，其瓣膜病变进行性加重的现象[8]，为深入认识瓣膜病发生发展规律、正确选择治疗时机和手段，以阻止瓣膜的不断毁损提供可靠的血流动力学依据。
体内二尖瓣下游流场均匀性的多普勒超声定量检测方法具有安全无创、准确可靠、可重复性强等优点，能如实地反映正常人及不同程度二尖瓣狭窄患者二尖瓣下游流场均匀性的优劣。
国家自然科学基金资助项目(39770205)
, 百拇医药
参考文献
1 Lei M, Van Steenhoven AA, Van Campen DH.Experimental and numerical analyses of the steady flow field around an aortic Bjork-Shiley standard valve prostheses. J Biomech, 1992;25(1)∶213
2 Hasenkam JM. Studies of velocity fields and turbulence downstream of aortic valve prostheses in vitro and in vivo. Danish Medical Bulletin, 1990;37(3)∶235
3 Khandheria B, Jamil A, Reeder G et ak. Doppler color flow imaging:a new technique for visualization and characterization of the blood flow jet in mitral stenosis. Mayo Clin Proc, 1986;61(8)∶623
, 百拇医药
4 吴治湘.多普勒超声心动图的临床应用进展.生物医学工程学杂志，1993；10(1)∶92
5 廖 斌，田子朴，唐兰珍等.脉冲多普勒超声对置入机械心瓣流场均匀性的评价.中国胸心血管外科临床杂志，1996；3(2)∶73
6 康振黄.心瓣流体动力学，成都：四川教育出版社，1991∶91-277
7 陈槐卿.血液流变学及其临床应用.成都：四川教育出版社，1989∶232-241
8 Bappu S. Rapidity of progression of aortic stenosis in patients with congenital bicuspid aortic valves. Am J Cardiol, 1993;71(2)∶322
收稿：1998-05-28 修回：1998-10-07, 百拇医药