二尖瓣狭窄下游湍流剪应力与流场均匀性关联分析

【摘要】目的对二尖瓣狭窄下游湍流剪应力与流场均匀性之间的关联性进行探讨。方法应用多普勒超声与计算机图像分析技术相结合，对一组不同程度的二尖瓣狭窄患者的二尖瓣下游的不同位点的湍流剪应力与流场的均匀性实施定量的检测，对相关的检测结果进行分析总结。结果二尖瓣狭窄程度不同的患者在边界位点湍流剪应力、流场均匀性、有效瓣口面积上存在显著差异，并且差异具有统计学意义，相互之间明显相关。结论二尖瓣狭窄下游湍流剪应力集中分布在射流边界的湍流处，患者的狭窄越严重，其流场的均匀性越差，并且其湍流剪应力的值越大，开展二尖瓣狭窄患者的湍流剪应力的研究，对于瓣膜病的治疗与研究具有积极的作用。

【关键词】二尖瓣狭窄；湍流剪应力；流场均匀性；关联分析

【中图分类号】R540.4 【文献标识码】B

在各种关于湍流剪应力的研究中，主要是关于体外人工心瓣流场中血细胞破坏方面的研究，相对来说，关于二尖瓣狭窄下游湍流剪应力与流场均匀性之间的关联的研究比较少，本次研究中，就主要结合彩色多普勒血流仪以及计算机图像分析技术，对二尖瓣狭窄下游湍流剪应力与流场均匀性之间的关系进行简单分析，对于瓣膜病的治疗具有积极的作用。

1. 资料与方法

1.1 一般资料：本次研究中，随机选取我院收治的不同程度的二尖瓣狭窄患者58例，其中男性患者25例，女性患者33例，患者的年龄24～65岁，排除静息状态下每分钟心率值达到120次的患者，以及伴随有心房颤动、中度以上的二尖瓣或者是主动脉瓣关闭不全的患者，对患者进行划分时，应用标准的狭窄划分标准，本次研究中的58例患者中，有轻度狭窄患者8例，中度狭窄患者29例，重度狭窄患者21例。

1.2 方法：在二尖瓣下游流场均匀性及有效开口面积的检测中，应用美国惠普公司SONOUS2500型彩色多普勒血流仪，探头的频率选择为210～215MHz，这里所说的心瓣流场均匀性主要是指心瓣膜下游血流峰值流速分布的均匀程度，在检测过程中，分别在左心二腔心切面以及心尖四腔心切面，应用连续的多普勒测量核心区较高的流速，并且以脉冲多普勒对边界位点较低的流速进行测定，对各个切面的 Vmax进行计算，并将其作为流场均匀性的定量指标，有效开口面积的测量依据压差降半时间法来进行测量。

1.3 二尖瓣下游湍流剪应力的检测，分别是在左心二腔心切面与心尖四腔心切面上进行检测，在已经确定的血流核心区与周围的边界各个测速位点上应用频谱对十个以上的二尖瓣血流频谱进行连续的记录，并将其保存于录像带中，方便分析，在湍流剪应力的解析中，应用自行设计的软件来进行解析，并将保存于录像带上速度频谱图予以数字化，在经过相关的数值转换及图像分析之后，依据公式： 湍流剪应力=0.5ρut2上式中，ρ表示的含义是：血液密度；ut2表示的含义是血流速度的扰动值的均方。

1.4 观察指标：有效开口面积（EOA）、峰值流速最大差值 Vmax、瓣跨瓣血流周围边界峰值流速、二尖瓣跨瓣血流核心区峰值流速（Vc）。

1.5 统计学分析：本次研究中，各个组间的各项指标的比较，应用的单因素方差以及直线回归进行相关性分析，若P<0.05，表示差异具有统计学意义。

2. 结果

检测结果显示，各组患者的边界各个位点的EOA、 Vmax、TSS之间存在明显的差异，并且P<0.05，差异具有统计学意义，对各项指标之间的相关性进行简单分析，发现：TSS与 Vmax之间表现出明显的正相关性（r：0.81～0.84），并且二者都与EOA表现出明显的负相关性（r：-0.82～0.88），核心位点的TSS在各组间没有明显的差异，并且低于边界位点的值。

3. 讨论

在瓣膜病的治疗过程中，对于其发展规律进行研究，对于其诊治方法的选择具有积极的作用，这就需要对其体内病变的心瓣下游血流的动力学特点进行研究，本次研究中，应用多普勒超声与计算机图像相结合的分析技术，对二尖瓣狭窄患者的二尖瓣下游湍流剪应力与流场均匀性进行了分析，相关的检测结果显示，患者的二尖瓣狭窄越严重，其边界位点的湍流剪应力值越大，同样的其流场的均匀性就会越差，这三者之间的变化表现出密切相关（r：-0.88～0.84），而其核心位点的湍流剪应力的值偏低，这表明随着患者的狭窄的加重，其流场的均匀性会逐渐变差，其湍流剪应力的值会不断的上升，并且主要集中于射流边界中。

很多临床中的风心病二尖瓣狭窄患者，在临床中并没有表现出风湿活动的迹象，但是其瓣膜病变表现出进行性加重的趋势，尤其是在瓣尖附近最为严重，该处在空间上对应于射流边界湍流剪应力集中的部位，所以可以推断出，二尖瓣狭窄下游湍流剪应力可能是瓣膜病变加重的因素之一，但是其具体的作用机制还有待进一步的研究。

综上所述，分析二尖瓣下狭窄下游湍流剪应力与流场均匀性之间的关系，对于瓣膜病患者的治疗具有积极的参考作用，本文就通过对不同程度二尖瓣狭窄患者的湍流剪应力及流场均匀性进行检测，探讨二者之间的关系，研究结果表明，不同程度狭窄的患者的边界位点湍流剪应力、流场均匀性以及有效开口面积存在明显的差异，并且相互之间表现出明显的相关性，这一研究结果对于临床中实际的二尖瓣狭窄患者的治疗具有积极的参考作用。

参考文献

[1]张桂敏，石应康，唐红，等.二二尖瓣狭窄下游湍流剪应力与流场均匀性的相关性研究[J].中华心血管病杂志，2013，28（11）：123-126.

[2]张桂敏，石应康，唐红，等.二二尖瓣狭窄下游湍流剪应力体内多普勒超声定量检测的方法学研究[J].生物医学工程学杂志，2012，25（13）：1004-1007.

[3]于风旭，石应康，廖斌，等.应用脉冲多普勒对主动脉瓣狭窄下游流场均匀性的研究[J].中国胸心血管外科临床杂志，2013，28（7）：456-459.

[4]张桂敏，石应康，唐红，等.二二尖瓣狭窄下游湍流剪应力与心瓣膜损害的关系[J].中国胸心血管外科临床杂志，2012，17（9）：566-568.

[5]张浒，王钰，梅松，等.成形术对二二尖瓣下游血流动力学的影响研究[J].临床心血管病杂志，2013，25（12）：789-793.