本研究旨在应用基于血流向量成像（VFM）的相对压成像（RPI）技术探讨阵发性房颤（PAF）患者左室内压差（IVPD）的特点。纳入健康志愿者 30 例（对照组）及 PAF 患者 20 例（PAF 组），行常规超声心动图和 VFM 检查。结果显示：① PAF 组和对照组患者左室内心底-心尖压差峰值（B-A IVPD）在收缩期与舒张期均呈现收缩期一峰一谷、舒张期双峰双谷曲线；② 基底段 IVPD 是 B-A IVPD 的主要组成部分，等容收缩期与收缩早期、收缩早期与收缩晚期、收缩晚期与等容舒张期的 B-A IVPD 均相关（P 均 < 0.05）；③ PAF 患者的等容收缩期、收缩早期、收缩晚期、等容舒张期的 B-A IVPD、基底段 IVPD 均较对照组降低（P 均 < 0.05）。研究表明 PAF 组及对照组的 B-A IVPD 模式相同，但 PAF 患者收缩期 B-A IVPD 与基底段 IVPD 明显减低。基于 VFM 的 RPI 技术可评价 PAF 患者左室 IVPD，为评估 PAF 患者左室内血流动力学提供了一种可视化的量化方法。
引言
心房颤动（简称房颤）是一种常见的心律失常，全球至少有 3 350 万人受累[1]。据报道，在 20 岁以上的成年人中，房颤约占总人群的 3%，是导致卒中、心力衰竭等心脑血管疾病的常见原因[2]。阵发性房颤（paroxysmal atrial fibrillation，PAF）是房颤的早期阶段，起病隐匿，随着房颤发作持续时间逐渐延长，发作频率增加，可逐渐进展为持续性房颤[3]。PAF 患者多因卒中就诊发现 PAF。SMART 研究发现，每 9 位隐源性卒中患者中约有 1 位在 30 天内诊断新发 PAF[4]。PAF 患者房颤发作时，心房失去有效收缩，心室率快而不规则，左心输出量下降（约 25%），冠脉血流量降低，左室心肌血氧供需失衡，左室心肌舒缩功能障碍，导致 PAF 患者血流动力学异常。若能及早观察到 PAF 患者左室流场力学改变，予以干预，有利于改善 PAF 患者预后。
左室内压差（intraventricular pressure difference，IVPD）是左室腔内不同部位之间的压力差值，推动血液舒张期自左房充盈左室，收缩期自左室射入主动脉，维持循环。1980 年，Falsetti 等[5]首次在动物实验中使用高保真压力传感器证实左室 IVPD 的存在。左室 IVPD 在评价不同病理生理状态下左室腔内血流动力学方面具有重要价值。心力衰竭[6]、心肌缺血[7]、肥厚型心肌病[8]、扩张性心肌病及终末期肝病[9]等疾病中均可观察到左室 IVPD 降低，左室 IVPD 也受到心室收缩不同步的影响[10]。研究发现，左室心尖与流出道之间的收缩早期 IVPD 促进左室排血，运动和正性肌力药物可使收缩早期 IVPD 增大，β 受体阻滞剂可致收缩早期 IVPD 减小[5, 11]。随着左室主动舒张，左室流入道和心尖之间负性舒张早期 IVPD 形成抽吸力，促进左室充盈。舒张早期 IVPD 与左室舒张密切相关[12]，并对心肌收缩力、负荷变化和急性心肌缺血敏感[7, 12]。室间隔酒精消融手术亦能增加舒张早期 IVPD，改善左室充盈[8]。在心血管系统中可使用有创的压力传感器获得绝对压力，评估左室内压差，但其使用受到限制。尽管彩色多普勒 M 型超声心动图[9]和心脏磁共振[13-14]都能无创地评估 IVPD，但前者是沿着超声扫描线测量左室 IVPD，无法观察左室 IVPD 的空间分布，后者则时间分辨率低，操作繁琐。基于斑点追踪和彩色多普勒技术的血流向量成像技术（vector flow mapping，VFM），通过多普勒频移信息获取心腔内血液流场状态，直接观察左室内血液流场的变化[15-16]。相对压成像技术（relative pressure imaging，RPI）是 VFM 的一种类型，应用流体力学方程 Navier-Stokes equations（NSE）在二维 VFM 流场计算左室内相对压，克服了上述两种评估方法的缺点，可以显示左室内相对压的空间分布情况，使研究者直观地观察左室内压力分布及量化分析左室内 IVPD[17]，操作相对简便。本研究旨在采用基于 VFM 的 RPI 技术无创地评估 PAF 患者的左室 IVPD，探讨 PAF 对左室 IVPD 的影响。
1 资料与方法
1.1 研究对象
PAF 组：按照 2016 年欧洲心脏病协会 PAF 诊断标准[1]——发作后 7 天内自行或者干预终止的房颤，收集 2019 年 1 月至 2019 年 3 月于四川大学华西医院就诊的 PAF 患者 20 例，女性 12 例，男性 8 例，年龄（60.6 ± 10.0）岁。
排除标准：合并高血压、糖尿病、冠心病、慢性肾脏病、心脏瓣膜病、先天性心脏病、甲状腺功能亢进症、检查前 5 分钟内及检查时房颤发作、超声图像显示欠佳或不能配合检查者。
对照组：选择同期来我院健康体检的志愿者 30 例，女性 12 例，男性 18 例，年龄（58.9 ± 7.4）岁，既往无心血管疾病史，常规超声心动图及心电图未见明显异常。本研究已通过四川大学华西医院生物医学伦理委员会批准，所有检查均取得受检者知情同意。
1.2 仪器和方法
1.2.1 仪器
采用日本 Hitachi Aloka 公司 Prosound F75 和 Lisendo 880 彩色多普勒超声诊断仪，UST-52105 相控阵超声探头，频率 1.0～5.0 MHz，内置 5.0 VFM 分析软件。
1.2.2 一般临床资料收集
收集 PAF 患者基本信息，包括年龄、身高、体重、收缩压、舒张压、心率、用药史（β 受体阻滞剂、抗凝药）、PAF 病程。计算体表面积、体重指数和 CHA2DS2-VASc 评分。体表面积（m2）= 0.005 86 × 身高（cm）+ 0.012 6 × 体重（kg）− 0.046 1。体重指数（kg/m2）= 体重（kg）/身高2（m2）。CHA2DS2-VASc 评分标准：充血性心力衰竭/左心功能不全 1 分，高血压 1 分，年龄 ≥ 75 岁 2 分，糖尿病 1 分，中风/短暂性脑缺血发作/血栓史 2 分，血管病变 1 分，年龄 65～74 岁 1 分，女性 1 分。
1.2.3 图像采集和常规数据测量
根据 2019 年美国超声心动图学会经胸超声心动图操作指南[18]进行超声心动图检查。行超声心动图前连接心电图，观察 5 min，心电图提示无房颤发作，在窦性心律时采集图像及数据。受试者取左侧卧位，在心尖四腔心切面及两腔心切面采用 Simpson 双平面法获取左室舒张末期容积（end-diastolic volume，EDV）、收缩末期容积（end-systolic volume，ESV）、左室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF），在心尖四腔心切面及两腔心切面采用双平面圆盘叠加法在收缩末期（二尖瓣开放前一帧）测量左房最大容积（left atrial maximal volume，LAV）；以体表面积对 EDV、ESV、LAV 进行标准化，得到左室舒张末期容积指数（EDVi）、左室收缩末期容积指数（ESVi）和左房容积指数（LAVi）。在心尖四腔心切面，采用 PW/TDI 技术，测量同一心动周期二尖瓣口 E 峰速度（E）、A 峰速度（A）、二尖瓣环间隔侧 e 峰（间隔 e'）和二尖瓣环侧壁 e 峰（侧壁 e'），获得 E/A 比值、E/间隔 e'和 E/侧壁 e'，求得 E/e'均值 = （E/间隔 e' + E/侧壁 e'）/2。调整为彩色多普勒模式，清晰显示左室心内膜边界和心腔内血流信号，保持帧频不低于 35 帧/秒，嘱患者呼气后屏气采集连续 3 个心动周期的心尖四腔心、三腔心动态彩色多普勒血流图像。
1.2.4 图像分析
选择心尖三腔心切面动态血流图像进行收缩期 VFM 分析，根据时间流量曲线、二尖瓣和主动脉瓣开闭将收缩期划分为三个时相：等容收缩期、收缩早期和收缩晚期，进入 RPI 模式，取样线置于左室心尖至主动脉瓣环中点，逐帧分析，得到等容收缩期左室内心底-心尖压差峰值（base to apex IVPD，B-A IVPD）、收缩早期 B-A IVPD 及收缩晚期 B-A IVPD。选取心尖四腔心切面动态血流图像进行舒张期 VFM 分析，根据时间流量曲线及二尖瓣开闭将舒张期分为三个时相：等容舒张期、舒张早期和舒张晚期，进入 RPI 模式，取样线置于左室心尖至二尖瓣环中点，逐帧分析，得到等容舒张期 B-A IVPD、舒张早期 B-A IVPD、舒张晚期 B-A IVPD，见图 1。以心底至心尖的中点为界，将左室分为基底段和心尖段，获得左室基底段 IVPD、心尖段 IVPD，计算基底段 IVPD 与 B-A IVPD 的比值。所有压差值均取三个心动周期平均值的绝对值。
图1
RPI 测量左室内心底-心尖压差示意图
a-b. 收缩早期（a）与舒张早期（b）左室腔内彩色血流；c-d. 收缩早期（c）与舒张早期（d）左室腔内 RPI 分布；e. 收缩早期 P1（左室心尖）至 P2（主动脉瓣环中点）RPI 曲线；f. 舒张早期 P3（左室心尖）至 P4（二尖瓣环中点）RPI 曲线；g-h. 收缩早期（g）与舒张早期（h）B-A IVPD 曲线
Figure1. Illustration of B-A IVPD’s measurement by RPIa-b. color flow within left ventricle in early systole (a) and early diastole (b); c-d. RPI distribution within left ventricle in early systole (c) and early diastole (d); e. RPI curve from P1 (apex) to P2 (aortic annulus midpoint) in early systole; f. RPI curve from P3（apex）to P4 (mitral annulus midpoint) in early diastole; g-h. B-A IVPD curve in early systole (g) and early diastole (h)
1.3 统计学方法
使用 IBM SPSS 25.0 统计软件进行分析。对定量资料进行正态性检验，符合正态分布的资料用均数 ± 标准差表示，以独立样本 t 检验比较两组间差异；非正态分布资料用中位数（四分位数间距）表示，以 Wilcoxon 秩和检验比较两组间差异。定性资料以百分比表示，以 χ2 检验比较两组间差异。P < 0.05 为差异具有统计学意义。
观察者内变异：从研究对象中连续选取 20 例（PAF 组和对照组各 10 例）测量 B-A IVPD、基底段 IVPD、心尖段 IVPD，1 月后由同一观察者再次测量上述指标。
观察者间变异：由另一观察者测量同一批研究对象的上述指标。
观察者内及观察者间的一致性采用 Bland-Altman 分析。
2 结果
2.1 一般资料及常规超声心动图参数比较
本研究纳入 PAF 患者 20 例，中位病程 12.0（8.3，24.0）月，中位 CHA2DS2-VASc 评分 1（0，1）分。PAF 患者用药史情况：1 人（5%）使用抗凝药物，4 人（20%）使用 β 受体阻滞剂。PAF 组与对照组之间年龄、性别、身高、体重、体表面积、体重指数、心率、收缩压和舒张压差异无统计学意义（P 均 > 0.05），见表 1；与对照组相比，PAF 组 ESVi、LAVi 和 E/e'均值升高（P 均 < 0.05）；EDVi、LVEF、E、A、E/A、间隔 e'、侧壁 e'在两组间差异无统计学意义（P 均 > 0.05），见表 2。
表1
一般资料
Table1.
Baseline characteristics
表2
常规超声测量结果比较（
）
Table2.
Echocardiographic characteristics（
）
2.2 左室内压差特点
PAF 组及对照组呈现相同的 B-A IVPD 流场模式：收缩期一峰一谷曲线，舒张期双峰双谷曲线（图 1g-h）。等容收缩期左室流出道（心底）RPI 低于心尖 RPI，B-A IVPD 呈负向单向曲线，于主动脉瓣开放前达到峰值；随着主动脉瓣开放，进入收缩早期，左室流出道（心底）RPI 低于心尖 RPI，驱动左室内血液快速进入主动脉（快速射血期），形成收缩早期负向 B-A IVPD 波；主动脉压逐渐升高，收缩晚期左室流出道（心底）RPI 高于心尖 RPI，左室内血液由于惯性作用缓慢向主动脉流动（缓慢射血期），直至主动脉瓣关闭，形成收缩晚期正向 B-A IVPD 波。
等容舒张期左室流入道（心底）RPI 高于心尖 RPI，B-A IVPD 为正向单向曲线，于二尖瓣开放前达到峰值；二尖瓣开放，进入舒张早期，左室流入道（心底）RPI 较心尖 RPI 高，左房内血液快速进入左室（快速充盈期），形成正向 B-A IVPD 波；随着左室内压力增加，左室流入道（心底）RPI 低于心尖 RPI 时，进入舒张早期缓慢充盈期，此时左房内血液由于惯性作用继续进入左室，形成舒张早期负向 B-A IVPD 波；舒张晚期左房收缩（心房收缩期），左室流入道（心底）RPI 较心尖 RPI 高，左房内血液继续流入左室，形成舒张晚期正向 B-A IVPD 波；随着心尖 RPI 增加，左室流入道（心底）RPI 低于心尖 RPI，直至二尖瓣关闭，形成舒张晚期负向 B-A IVPD 波。
2.3 PAF 组和对照组 IVPD 比较
PAF 组与对照组左室内相对压分布如图 2 所示。在等容收缩期、收缩早期、收缩晚期及等容舒张期，PAF 患者 B-A IVPD 和基底段 IVPD 均较对照组降低（P 均 < 0.05），收缩早期基底段 IVPD/B-A IVPD 比值（0.86 vs. 0.73，P = 0.008）和收缩晚期基底段 IVPD/B-A IVPD 比值（0.85 vs. 0.76，P = 0.028）较对照组降低。在舒张早期，PAF 患者 B-A IVPD、基底段 IVPD 及基底段 IVPD/B-A IVPD 比值较对照组有降低趋势，差异无统计学意义（P 均 > 0.05），详见表 3 与表 4。
图2
PAF 患者及对照者左室内相对压分布模式
上排为一位 47 岁健康对照者的左室内相对压分布；下排为一位 49 岁 PAF 患者的左室内相对压分布
Figure2. The relative pressure profile in left ventricleupper-column showed the relative pressure distribution in a 47-year-old control; lower-column showed the relative pressure distribution in a 49-year-old patient with PAF
表3
PAF 组和对照组间收缩期 IVPD 比较（mm Hg）
Table3.
Systolic IVPD between PAF and controls（mm Hg）
表4
PAF 组和对照组间舒张期 IVPD 比较（mm Hg）
Table4.
Diastolic IVPD between PAF and controls（mm Hg）
等容收缩期 B-A IVPD 与收缩早期 B-A IVPD（r = 0.343）、收缩早期 B-A IVPD 和收缩晚期 B-A IVPD（r = 0.430）、收缩晚期 B-A IVPD 和等容舒张期 B-A IVPD（r = 0.485）均相关（P 均 < 0.05），见图 3。
图3
各期 B-A IVPD 与基底段 IVPD 的相关系数热力图
*表示
*
2.4 重复性检验
采用 Bland-Altman 分析 RPI 评估左室内压差的一致性，结果显示 B-A IVPD、基底段 IVPD、心尖段 IVPD 观察者内的平均偏差值分别为 0 mm Hg（95%CI：− 0.29～0.28 mm Hg）、0 mm Hg（95%CI：− 0.24～0.24 mm Hg）、0.01 mm Hg（95%CI：− 0.13～0.16 mm Hg）；B-A IVPD、基底段 IVPD、心尖段 IVPD 观察者间的平均偏差值分别为 − 0.03 mm Hg（95%CI：− 0.31～0.26 mm Hg）、− 0.02 mm Hg（95%CI：− 0.30～0.26 mm Hg）、− 0.02 mm Hg（95%CI：− 0.25～0.21 mm Hg）。
3 讨论
VFM 技术能可视化地观察和量化评价心血管系统流体力学。RPI 技术是将描述黏性不可压缩流体能量守恒的 NSE 运动方程应用于 VFM 流场，建立可视化相对压力模型，可无创性获取 IVPD，体外和在体研究均证实 RPI 技术测量的 IVPD 与经导管测量的 IVPD 相关性很好[17]。
本研究采用基于 VFM 的 RPI 技术评估左室内 IVPD。在正常对照组，等容收缩期和收缩早期 IVPD 由左室心尖指向心底，收缩晚期 IVPD 由心底指向心尖，呈现收缩期一峰一谷曲线；等容舒张期、快速充盈期及心房收缩期 IVPD 由心底指向心尖，缓慢充盈期和心房收缩期后的 IVPD 由心尖指向心底，形成舒张期双峰双谷曲线，这与 Thompson 等[19]在正常健康志愿者中使用磁共振成像评估的 IVPD 模式一致，Londono-Hoyos 等[20]也用磁共振成像观察到同样的左室 IVPD 模式。而基于 VFM 的 RPI 技术观察到的左室 IVPD 模式，尚未见文献报道。
结果显示，基底段 IVPD 是 B-A IVPD 的主要成分，占 70% 以上。对应地，图 2 中观察到左室基底段的 RPI 分布颜色差异较心尖段明显。这与 Eriksson 等[21]使用磁共振技术评估健康人的相对压力分布结果相符。正常左室腔内血流运动模式是层流和涡流，当血流通过瓣膜口，可于二尖瓣下方和主动脉瓣上方形成涡流，血流速度离散度增加[22]，基底段能量损失较心尖段大，可能影响左室内 RPI 分布，致基底段 IVPD 较心尖段 IVPD 大，而本研究中 PAF 组 B-A IVPD 降低，以基底段 IVPD 减低较为明显。此外，等容收缩期 IVPD 与收缩早期 IVPD、收缩早期 IVPD 与收缩晚期 IVPD、收缩晚期 IVPD 与等容舒张期 IVPD 有一定的相关性，提示心脏收缩期 IVPD 与舒张期 IVPD 之间的相互影响。
PAF 可致心室率快而绝对不规则，左室充盈时间缩短，冠脉舒张期血流减少[23-24]，左室心内膜下心肌位于冠脉血流的远端，所受应力最大，最易发生微血管功能障碍、心肌纤维化[25]等改变，致左室舒缩功能障碍，左室流场力学可能发生改变。本研究中 PAF 患者 IVPD 流场模式与对照组无异，但等容收缩期、收缩早期、收缩晚期及等容舒张期 B-A IVPD 和基底段 IVPD 较对照组降低。其中，收缩早期及收缩晚期基底段 IVPD 降低较为显著，基底段 IVPD/B-A IVPD 分别从 86% 和 85% 降至 73% 和 76%。PAF 患者舒张早期 B-A IVPD、基底段 IVPD 及基底段 IVPD/B-A IVPD 比值有降低趋势。上述结果提示 PAF 患者左室内 IVPD 流场力学已经发生改变，以收缩期的 IVPD 降低较为明显。而 PAF 患者 LVEF 较对照组无明显变化，表明 PAF 患者左室 IVPD 流场力学改变可能早于传统 LVEF。既往研究证实，在动物实验[26]、非冠状动脉疾病相关的胸痛患者（LVEF 正常）、扩张性心肌病及终末期肝病[9]中，相对于 LVEF，左室收缩期 IVPD 不依赖前负荷，左室 IVPD 对于容量变化相对不敏感，可作为评价心功能的指标。
本研究的局限性：① 本研究为横断面研究，样本量较小，未能对病程、用药史进一步细分，需扩大样本量进一步探索基于 VFM 的 RPI 技术在评估 PAF 患者 IVPD 中的价值及分层研究；② VFM 分析时需手动调节心内膜边界，存在一定人为误差；③ 基于 VFM 的 RPI 技术是基于二维流场评估三维相对压，与真实三维空间相对压分布尚有差异，但随着超声心动图新技术的不断发展，有望克服这一缺陷；④ 测量左室 IVPD 的金标准是心导管检查，而经导管检查是有创检查，故本研究中未作心导管评估 IVPD。
4 结论
阵发性房颤患者左室内流场力学变化早于 LVEF，其 IVPD 模式虽与正常人无异，但收缩期基底段 IVPD 下降较为明显。基于 VFM 的 RPI 技术为阵发性房颤患者的研究提供了一种新的方法和思路。
利益冲突声明：本文全体作者均声明不存在利益冲突。
引言
心房颤动（简称房颤）是一种常见的心律失常，全球至少有 3 350 万人受累[1]。据报道，在 20 岁以上的成年人中，房颤约占总人群的 3%，是导致卒中、心力衰竭等心脑血管疾病的常见原因[2]。阵发性房颤（paroxysmal atrial fibrillation，PAF）是房颤的早期阶段，起病隐匿，随着房颤发作持续时间逐渐延长，发作频率增加，可逐渐进展为持续性房颤[3]。PAF 患者多因卒中就诊发现 PAF。SMART 研究发现，每 9 位隐源性卒中患者中约有 1 位在 30 天内诊断新发 PAF[4]。PAF 患者房颤发作时，心房失去有效收缩，心室率快而不规则，左心输出量下降（约 25%），冠脉血流量降低，左室心肌血氧供需失衡，左室心肌舒缩功能障碍，导致 PAF 患者血流动力学异常。若能及早观察到 PAF 患者左室流场力学改变，予以干预，有利于改善 PAF 患者预后。
左室内压差（intraventricular pressure difference，IVPD）是左室腔内不同部位之间的压力差值，推动血液舒张期自左房充盈左室，收缩期自左室射入主动脉，维持循环。1980 年，Falsetti 等[5]首次在动物实验中使用高保真压力传感器证实左室 IVPD 的存在。左室 IVPD 在评价不同病理生理状态下左室腔内血流动力学方面具有重要价值。心力衰竭[6]、心肌缺血[7]、肥厚型心肌病[8]、扩张性心肌病及终末期肝病[9]等疾病中均可观察到左室 IVPD 降低，左室 IVPD 也受到心室收缩不同步的影响[10]。研究发现，左室心尖与流出道之间的收缩早期 IVPD 促进左室排血，运动和正性肌力药物可使收缩早期 IVPD 增大，β 受体阻滞剂可致收缩早期 IVPD 减小[5, 11]。随着左室主动舒张，左室流入道和心尖之间负性舒张早期 IVPD 形成抽吸力，促进左室充盈。舒张早期 IVPD 与左室舒张密切相关[12]，并对心肌收缩力、负荷变化和急性心肌缺血敏感[7, 12]。室间隔酒精消融手术亦能增加舒张早期 IVPD，改善左室充盈[8]。在心血管系统中可使用有创的压力传感器获得绝对压力，评估左室内压差，但其使用受到限制。尽管彩色多普勒 M 型超声心动图[9]和心脏磁共振[13-14]都能无创地评估 IVPD，但前者是沿着超声扫描线测量左室 IVPD，无法观察左室 IVPD 的空间分布，后者则时间分辨率低，操作繁琐。基于斑点追踪和彩色多普勒技术的血流向量成像技术（vector flow mapping，VFM），通过多普勒频移信息获取心腔内血液流场状态，直接观察左室内血液流场的变化[15-16]。相对压成像技术（relative pressure imaging，RPI）是 VFM 的一种类型，应用流体力学方程 Navier-Stokes equations（NSE）在二维 VFM 流场计算左室内相对压，克服了上述两种评估方法的缺点，可以显示左室内相对压的空间分布情况，使研究者直观地观察左室内压力分布及量化分析左室内 IVPD[17]，操作相对简便。本研究旨在采用基于 VFM 的 RPI 技术无创地评估 PAF 患者的左室 IVPD，探讨 PAF 对左室 IVPD 的影响。
1 资料与方法
1.1 研究对象
PAF 组：按照 2016 年欧洲心脏病协会 PAF 诊断标准[1]——发作后 7 天内自行或者干预终止的房颤，收集 2019 年 1 月至 2019 年 3 月于四川大学华西医院就诊的 PAF 患者 20 例，女性 12 例，男性 8 例，年龄（60.6 ± 10.0）岁。
排除标准：合并高血压、糖尿病、冠心病、慢性肾脏病、心脏瓣膜病、先天性心脏病、甲状腺功能亢进症、检查前 5 分钟内及检查时房颤发作、超声图像显示欠佳或不能配合检查者。
对照组：选择同期来我院健康体检的志愿者 30 例，女性 12 例，男性 18 例，年龄（58.9 ± 7.4）岁，既往无心血管疾病史，常规超声心动图及心电图未见明显异常。本研究已通过四川大学华西医院生物医学伦理委员会批准，所有检查均取得受检者知情同意。
1.2 仪器和方法
1.2.1 仪器
采用日本 Hitachi Aloka 公司 Prosound F75 和 Lisendo 880 彩色多普勒超声诊断仪，UST-52105 相控阵超声探头，频率 1.0～5.0 MHz，内置 5.0 VFM 分析软件。
1.2.2 一般临床资料收集
收集 PAF 患者基本信息，包括年龄、身高、体重、收缩压、舒张压、心率、用药史（β 受体阻滞剂、抗凝药）、PAF 病程。计算体表面积、体重指数和 CHA2DS2-VASc 评分。体表面积（m2）= 0.005 86 × 身高（cm）+ 0.012 6 × 体重（kg）− 0.046 1。体重指数（kg/m2）= 体重（kg）/身高2（m2）。CHA2DS2-VASc 评分标准：充血性心力衰竭/左心功能不全 1 分，高血压 1 分，年龄 ≥ 75 岁 2 分，糖尿病 1 分，中风/短暂性脑缺血发作/血栓史 2 分，血管病变 1 分，年龄 65～74 岁 1 分，女性 1 分。
1.2.3 图像采集和常规数据测量
根据 2019 年美国超声心动图学会经胸超声心动图操作指南[18]进行超声心动图检查。行超声心动图前连接心电图，观察 5 min，心电图提示无房颤发作，在窦性心律时采集图像及数据。受试者取左侧卧位，在心尖四腔心切面及两腔心切面采用 Simpson 双平面法获取左室舒张末期容积（end-diastolic volume，EDV）、收缩末期容积（end-systolic volume，ESV）、左室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF），在心尖四腔心切面及两腔心切面采用双平面圆盘叠加法在收缩末期（二尖瓣开放前一帧）测量左房最大容积（left atrial maximal volume，LAV）；以体表面积对 EDV、ESV、LAV 进行标准化，得到左室舒张末期容积指数（EDVi）、左室收缩末期容积指数（ESVi）和左房容积指数（LAVi）。在心尖四腔心切面，采用 PW/TDI 技术，测量同一心动周期二尖瓣口 E 峰速度（E）、A 峰速度（A）、二尖瓣环间隔侧 e 峰（间隔 e'）和二尖瓣环侧壁 e 峰（侧壁 e'），获得 E/A 比值、E/间隔 e'和 E/侧壁 e'，求得 E/e'均值 = （E/间隔 e' + E/侧壁 e'）/2。调整为彩色多普勒模式，清晰显示左室心内膜边界和心腔内血流信号，保持帧频不低于 35 帧/秒，嘱患者呼气后屏气采集连续 3 个心动周期的心尖四腔心、三腔心动态彩色多普勒血流图像。
1.2.4 图像分析
选择心尖三腔心切面动态血流图像进行收缩期 VFM 分析，根据时间流量曲线、二尖瓣和主动脉瓣开闭将收缩期划分为三个时相：等容收缩期、收缩早期和收缩晚期，进入 RPI 模式，取样线置于左室心尖至主动脉瓣环中点，逐帧分析，得到等容收缩期左室内心底-心尖压差峰值（base to apex IVPD，B-A IVPD）、收缩早期 B-A IVPD 及收缩晚期 B-A IVPD。选取心尖四腔心切面动态血流图像进行舒张期 VFM 分析，根据时间流量曲线及二尖瓣开闭将舒张期分为三个时相：等容舒张期、舒张早期和舒张晚期，进入 RPI 模式，取样线置于左室心尖至二尖瓣环中点，逐帧分析，得到等容舒张期 B-A IVPD、舒张早期 B-A IVPD、舒张晚期 B-A IVPD，见图 1。以心底至心尖的中点为界，将左室分为基底段和心尖段，获得左室基底段 IVPD、心尖段 IVPD，计算基底段 IVPD 与 B-A IVPD 的比值。所有压差值均取三个心动周期平均值的绝对值。
图1
RPI 测量左室内心底-心尖压差示意图
a-b. 收缩早期（a）与舒张早期（b）左室腔内彩色血流；c-d. 收缩早期（c）与舒张早期（d）左室腔内 RPI 分布；e. 收缩早期 P1（左室心尖）至 P2（主动脉瓣环中点）RPI 曲线；f. 舒张早期 P3（左室心尖）至 P4（二尖瓣环中点）RPI 曲线；g-h. 收缩早期（g）与舒张早期（h）B-A IVPD 曲线
Figure1. Illustration of B-A IVPD’s measurement by RPIa-b. color flow within left ventricle in early systole (a) and early diastole (b); c-d. RPI distribution within left ventricle in early systole (c) and early diastole (d); e. RPI curve from P1 (apex) to P2 (aortic annulus midpoint) in early systole; f. RPI curve from P3（apex）to P4 (mitral annulus midpoint) in early diastole; g-h. B-A IVPD curve in early systole (g) and early diastole (h)
1.3 统计学方法
使用 IBM SPSS 25.0 统计软件进行分析。对定量资料进行正态性检验，符合正态分布的资料用均数 ± 标准差表示，以独立样本 t 检验比较两组间差异；非正态分布资料用中位数（四分位数间距）表示，以 Wilcoxon 秩和检验比较两组间差异。定性资料以百分比表示，以 χ2 检验比较两组间差异。P < 0.05 为差异具有统计学意义。
观察者内变异：从研究对象中连续选取 20 例（PAF 组和对照组各 10 例）测量 B-A IVPD、基底段 IVPD、心尖段 IVPD，1 月后由同一观察者再次测量上述指标。
观察者间变异：由另一观察者测量同一批研究对象的上述指标。
观察者内及观察者间的一致性采用 Bland-Altman 分析。
2 结果
2.1 一般资料及常规超声心动图参数比较
本研究纳入 PAF 患者 20 例，中位病程 12.0（8.3，24.0）月，中位 CHA2DS2-VASc 评分 1（0，1）分。PAF 患者用药史情况：1 人（5%）使用抗凝药物，4 人（20%）使用 β 受体阻滞剂。PAF 组与对照组之间年龄、性别、身高、体重、体表面积、体重指数、心率、收缩压和舒张压差异无统计学意义（P 均 > 0.05），见表 1；与对照组相比，PAF 组 ESVi、LAVi 和 E/e'均值升高（P 均 < 0.05）；EDVi、LVEF、E、A、E/A、间隔 e'、侧壁 e'在两组间差异无统计学意义（P 均 > 0.05），见表 2。
表1
一般资料
Table1.
Baseline characteristics
表2
常规超声测量结果比较（）
Table2.
Echocardiographic characteristics（）
2.2 左室内压差特点
PAF 组及对照组呈现相同的 B-A IVPD 流场模式：收缩期一峰一谷曲线，舒张期双峰双谷曲线（图 1g-h）。等容收缩期左室流出道（心底）RPI 低于心尖 RPI，B-A IVPD 呈负向单向曲线，于主动脉瓣开放前达到峰值；随着主动脉瓣开放，进入收缩早期，左室流出道（心底）RPI 低于心尖 RPI，驱动左室内血液快速进入主动脉（快速射血期），形成收缩早期负向 B-A IVPD 波；主动脉压逐渐升高，收缩晚期左室流出道（心底）RPI 高于心尖 RPI，左室内血液由于惯性作用缓慢向主动脉流动（缓慢射血期），直至主动脉瓣关闭，形成收缩晚期正向 B-A IVPD 波。
等容舒张期左室流入道（心底）RPI 高于心尖 RPI，B-A IVPD 为正向单向曲线，于二尖瓣开放前达到峰值；二尖瓣开放，进入舒张早期，左室流入道（心底）RPI 较心尖 RPI 高，左房内血液快速进入左室（快速充盈期），形成正向 B-A IVPD 波；随着左室内压力增加，左室流入道（心底）RPI 低于心尖 RPI 时，进入舒张早期缓慢充盈期，此时左房内血液由于惯性作用继续进入左室，形成舒张早期负向 B-A IVPD 波；舒张晚期左房收缩（心房收缩期），左室流入道（心底）RPI 较心尖 RPI 高，左房内血液继续流入左室，形成舒张晚期正向 B-A IVPD 波；随着心尖 RPI 增加，左室流入道（心底）RPI 低于心尖 RPI，直至二尖瓣关闭，形成舒张晚期负向 B-A IVPD 波。
2.3 PAF 组和对照组 IVPD 比较
PAF 组与对照组左室内相对压分布如图 2 所示。在等容收缩期、收缩早期、收缩晚期及等容舒张期，PAF 患者 B-A IVPD 和基底段 IVPD 均较对照组降低（P 均 < 0.05），收缩早期基底段 IVPD/B-A IVPD 比值（0.86 vs. 0.73，P = 0.008）和收缩晚期基底段 IVPD/B-A IVPD 比值（0.85 vs. 0.76，P = 0.028）较对照组降低。在舒张早期，PAF 患者 B-A IVPD、基底段 IVPD 及基底段 IVPD/B-A IVPD 比值较对照组有降低趋势，差异无统计学意义（P 均 > 0.05），详见表 3 与表 4。
图2
PAF 患者及对照者左室内相对压分布模式
上排为一位 47 岁健康对照者的左室内相对压分布；下排为一位 49 岁 PAF 患者的左室内相对压分布
Figure2. The relative pressure profile in left ventricleupper-column showed the relative pressure distribution in a 47-year-old control; lower-column showed the relative pressure distribution in a 49-year-old patient with PAF
表3
PAF 组和对照组间收缩期 IVPD 比较（mm Hg）
Table3.
Systolic IVPD between PAF and controls（mm Hg）
表4
PAF 组和对照组间舒张期 IVPD 比较（mm Hg）
Table4.
Diastolic IVPD between PAF and controls（mm Hg）
等容收缩期 B-A IVPD 与收缩早期 B-A IVPD（r = 0.343）、收缩早期 B-A IVPD 和收缩晚期 B-A IVPD（r = 0.430）、收缩晚期 B-A IVPD 和等容舒张期 B-A IVPD（r = 0.485）均相关（P 均 < 0.05），见图 3。
图3
各期 B-A IVPD 与基底段 IVPD 的相关系数热力图
*表示
*
2.4 重复性检验
采用 Bland-Altman 分析 RPI 评估左室内压差的一致性，结果显示 B-A IVPD、基底段 IVPD、心尖段 IVPD 观察者内的平均偏差值分别为 0 mm Hg（95%CI：− 0.29～0.28 mm Hg）、0 mm Hg（95%CI：− 0.24～0.24 mm Hg）、0.01 mm Hg（95%CI：− 0.13～0.16 mm Hg）；B-A IVPD、基底段 IVPD、心尖段 IVPD 观察者间的平均偏差值分别为 − 0.03 mm Hg（95%CI：− 0.31～0.26 mm Hg）、− 0.02 mm Hg（95%CI：− 0.30～0.26 mm Hg）、− 0.02 mm Hg（95%CI：− 0.25～0.21 mm Hg）。
3 讨论
VFM 技术能可视化地观察和量化评价心血管系统流体力学。RPI 技术是将描述黏性不可压缩流体能量守恒的 NSE 运动方程应用于 VFM 流场，建立可视化相对压力模型，可无创性获取 IVPD，体外和在体研究均证实 RPI 技术测量的 IVPD 与经导管测量的 IVPD 相关性很好[17]。
本研究采用基于 VFM 的 RPI 技术评估左室内 IVPD。在正常对照组，等容收缩期和收缩早期 IVPD 由左室心尖指向心底，收缩晚期 IVPD 由心底指向心尖，呈现收缩期一峰一谷曲线；等容舒张期、快速充盈期及心房收缩期 IVPD 由心底指向心尖，缓慢充盈期和心房收缩期后的 IVPD 由心尖指向心底，形成舒张期双峰双谷曲线，这与 Thompson 等[19]在正常健康志愿者中使用磁共振成像评估的 IVPD 模式一致，Londono-Hoyos 等[20]也用磁共振成像观察到同样的左室 IVPD 模式。而基于 VFM 的 RPI 技术观察到的左室 IVPD 模式，尚未见文献报道。
结果显示，基底段 IVPD 是 B-A IVPD 的主要成分，占 70% 以上。对应地，图 2 中观察到左室基底段的 RPI 分布颜色差异较心尖段明显。这与 Eriksson 等[21]使用磁共振技术评估健康人的相对压力分布结果相符。正常左室腔内血流运动模式是层流和涡流，当血流通过瓣膜口，可于二尖瓣下方和主动脉瓣上方形成涡流，血流速度离散度增加[22]，基底段能量损失较心尖段大，可能影响左室内 RPI 分布，致基底段 IVPD 较心尖段 IVPD 大，而本研究中 PAF 组 B-A IVPD 降低，以基底段 IVPD 减低较为明显。此外，等容收缩期 IVPD 与收缩早期 IVPD、收缩早期 IVPD 与收缩晚期 IVPD、收缩晚期 IVPD 与等容舒张期 IVPD 有一定的相关性，提示心脏收缩期 IVPD 与舒张期 IVPD 之间的相互影响。
PAF 可致心室率快而绝对不规则，左室充盈时间缩短，冠脉舒张期血流减少[23-24]，左室心内膜下心肌位于冠脉血流的远端，所受应力最大，最易发生微血管功能障碍、心肌纤维化[25]等改变，致左室舒缩功能障碍，左室流场力学可能发生改变。本研究中 PAF 患者 IVPD 流场模式与对照组无异，但等容收缩期、收缩早期、收缩晚期及等容舒张期 B-A IVPD 和基底段 IVPD 较对照组降低。其中，收缩早期及收缩晚期基底段 IVPD 降低较为显著，基底段 IVPD/B-A IVPD 分别从 86% 和 85% 降至 73% 和 76%。PAF 患者舒张早期 B-A IVPD、基底段 IVPD 及基底段 IVPD/B-A IVPD 比值有降低趋势。上述结果提示 PAF 患者左室内 IVPD 流场力学已经发生改变，以收缩期的 IVPD 降低较为明显。而 PAF 患者 LVEF 较对照组无明显变化，表明 PAF 患者左室 IVPD 流场力学改变可能早于传统 LVEF。既往研究证实，在动物实验[26]、非冠状动脉疾病相关的胸痛患者（LVEF 正常）、扩张性心肌病及终末期肝病[9]中，相对于 LVEF，左室收缩期 IVPD 不依赖前负荷，左室 IVPD 对于容量变化相对不敏感，可作为评价心功能的指标。
本研究的局限性：① 本研究为横断面研究，样本量较小，未能对病程、用药史进一步细分，需扩大样本量进一步探索基于 VFM 的 RPI 技术在评估 PAF 患者 IVPD 中的价值及分层研究；② VFM 分析时需手动调节心内膜边界，存在一定人为误差；③ 基于 VFM 的 RPI 技术是基于二维流场评估三维相对压，与真实三维空间相对压分布尚有差异，但随着超声心动图新技术的不断发展，有望克服这一缺陷；④ 测量左室 IVPD 的金标准是心导管检查，而经导管检查是有创检查，故本研究中未作心导管评估 IVPD。
4 结论
阵发性房颤患者左室内流场力学变化早于 LVEF，其 IVPD 模式虽与正常人无异，但收缩期基底段 IVPD 下降较为明显。基于 VFM 的 RPI 技术为阵发性房颤患者的研究提供了一种新的方法和思路。
利益冲突声明：本文全体作者均声明不存在利益冲突。
