Выносящий тракт левого желудочка. Картирование сдвиговой нагрузки на стенки сердца

Vector Flow Mapping (VFM) является новой технологией для исследования гемодинамики. Данная технология призвана дополнить ультразвуковую кардиологическую диагностику, предоставляя новую диагностическую информацию о скорости и направлении движения потоков крови.

Основной областью применения векторного картирования кровотока являются турбулентные потоки в камерах сердца. Именно такие потоки отвечают за распределение кинетической энергии, необходимой для перенаправления потоков крови и работы клапанов сердца.

Векторное картирование является основой для ряда дополнительных методов, таких как анализ рассеяния энергии (Energy Loss), анализ изменения давления (Relative Pressure), измерение сдвиговой нагрузки крови на стенки сердца (Wall Shear Stress) и автоматизированное измерение параметров потоков. Доступно сочетанное отображение информации, полученной от разных методов анализа векторов.

Так как гемодинамика изменяется при наличии патологии, векторное картирование позволяет оценить тяжесть заболевания, выбрать тактику и оценить эффективность лечения, в том числе хирургического.

Преимуществами метода являются широкая доступность, простота использования и малая продолжительность.

С недавнего времени технология доступна и для сосудов: модификация VFM Vascular позволяет картировать потоки в сонных артериях и анализировать сдвиговую нагрузку на стенки сосудов в режиме Wall Shear Stress (WSS).

• Статья "Векторное картирование кровотока"

• Статья "Оценка параметров потоков в левом желудочке сердца в случае сердечной недостаточности"

• Статья "Энергия потоков в левом желудочке сердца в случае сердечной недостаточности"

• Статья "Связь глобальной продольной сократимости с изменением относительного давления в левом желудочке сердца"

• Визуализация в эхокардиографии: новейший инструментарий для диагностики сердечной недостаточности

• The preliminary value of vector flow mapping on assessment of left intraventricular pressure difference in patients with paroxysmal atrial fibrillation, Mei Liu et al., Sheng Wu Yi Xue Gong Cheng Xue Za Zhi, 2021
  Оценка значимости векторного картирования кровотока для измерения давления в левом желудочке у пациентов с пароксизмальной фибрилляцией предсердий. Исследуется разница значений относительного давления (Relative Pressure) внутри левого желудочка сердца. Выявлены характерные картины распределения относительного давления во всех фазах сердечного цикла у пациентов с пароксизмальной фибрилляцией предсердий и в норме. Статья на английском языке. Полный текст статьи доступен бесплатно

• Vector flow mapping analysis in a child with a cardiac resynchronization device, Martina Avesani et al., Revista Española de Cardiología, 2022
  Векторное картирование кровотока при исследовании сердца ребёнка с установленным кардиостимулятором. Продемонстрированы формирование турбулентных потоков в левом желудочке и характеристики относительного давления (в режиме Relative Pressure) в зависимости от режима работы кардиостимулятора. Статья на английском языке. Полный текст статьи доступен бесплатно

• Vector flow mapping: A review from theory to practice, Martina Avesani et al., Echocardiography, 2021
  Рассказ об истории разработки методики векторного картирования кровотока в сердце, описание актуальных алгоритмов, параметров и клинических применений. Статья на английском языке

• Functional significance of intra-left ventricular vortices on energy efficiency in normal, dilated, and hypertrophied hearts, Miwa Sarashina-Motoi MD, PhD et al., Journal of Clinical Ultrasound, 2020
  Функциональная значимость потоков в левом желудочке сердца и их влияние на энергетическую эффективность у здоровых людей и у пациентов с дилатационной кардиомиопатией и с гипертрофической кардиомиопатией. Показана применимость режимов «Circulation» и «Energy Loss». Предложен новый параметр: Energy efficiency = Energy Loss / Stroke Work. Статья на английском языке

• Diastolic Left Ventricular Energy Loss: Relation to Age, Phase of Diastole, and Flow Velocity, Fatemeh Adabifirouzjaei, MD et al., Journal of the American Society of Echocardiography, 2021
  Рассеяние энергии в левом желудочке сердца в диастолу: взаимосвязь с возрастом, фазой диастолы и скоростью потока. Показана применимость режима «Energy Loss» при исследовании здоровых людей разных возрастов. При использовании режима «Energy Loss» рекомендовано избегать использования средних показателей: вместо этого предлагается исследовать показатели EL в ключевых точках. Не удалось получить нормальные значения EL из-за высокой вариабельности в широкой выборке. Статья на английском языке. Полный текст статьи доступен бесплатно

• Factors contributing to energy loss in left ventricle during diastolic and systolic phases in elderly patients, Shutaro Futami, MD et al., Echocardiography, 2020
  Факторы, влияющие на рассеяние энергии в левом желудочке сердца в систолу и в диастолу у пожилых пациентов, страдающих гипертензией. Описаны факторы, влияющие на EL в разные фазы сердечного цикла (ранняя диастола, поздняя диастола, систола). Получены средние значения EL для этих фаз. Указаны технические ограничения методики и приведено сравнение с магнитно-резонансной томографией. Статья на английском языке. Полный текст статьи доступен бесплатно

• Age-Related Changes in Left Ventricular Vortex Formation and Flow Energetics, Jeffrey Shi Kai Chan et al., Journal of Clinical Medicine, 2021
  Связанные с возрастом изменения в формировании и энергетике потоков в левом желудочке сердца. Описаны параметры, взаимосвязанные с циркуляцией потоков в разные фазы сердечного цикла. Рассеяние энергии не изменяется с возрастом. Выявлено, что со старением в ЛЖ начинает физиологически преобладать поток в позднюю диастолу. Статья на английском языке. Полный текст статьи доступен бесплатно

• A posteriori accuracy estimation of ultrasonic vector-flow mapping (VFM), Tomohiko Tanaka et al., Journal of Visualization, 2017
  Подробное техническое описание метода оценки точности метода VFM - «VFM accuracy estimation» (VAE). Описаны проблемы и ограничения метода. Новый метод оценки точности должен помочь в преодолении этих трудностей. Статья на английском языке. Полный текст статьи доступен бесплатно

• Flow-dynamics assessment of mitral-valve surgery by intraoperative vector flow mapping, Koichi Akiyama et al., Interactive CardioVascular and Thoracic Surgery, 2017
  Исследование динамики потоков у пациентов, перенёсших хирургию митрального клапана. Используется анализ форм потоков и режим Energy Loss. Замена митрального клапана изменяет формы потоков в желудочке, а также увеличивает рассеяние энергии. При пластике митрального клапана эти явления, как правило, не наблюдаются. Малый угол между осью митрального клапана и осью перегородки является фактором риска для появления аномальных форм потоков после проведения пластики митрального клапана. Статья на английском языке. Полный текст статьи доступен бесплатно

• TAVR-Related Complications: Why Did We Forget the Design of a Normal Aortic Valve?, Partho P. Sengupta MD et al., JACC: Cardiovascular Imaging, 2017
  Осложнения вызванные транскатетерным протезированием аортального клапана. Исследование нормального аортального клапана. Приведён пример прицельного исследования аортального клапана в режиме VFM. Статья на английском языке. Полный текст статьи доступен бесплатно

• Mitral valve coaptation and its relationship to late diastolic flow: A color Doppler and vector flow map echocardiographic study in normal subjects, Mark V. Sherrid MD et al., Echocardiography, 2017
  Коаптация митрального клапана и её связь с поздним диастолическим потоком. Исследование в режиме цветового допплера и в режиме VFM в норме. Поздние диастолические потоки ударяют по поверхностям створок митрального клапана со стороны желудочка и тем самым помогают коаптации клапана при условии сопутствующего снижения трансмитрального потока. Статья на английском языке. Полный текст статьи доступен бесплатно

• Relative pressure imaging in left ventricle using ultrasonic vector flow mapping, Tomohiko Tanaka et al., Japanese Journal of Applied Physics, 2017
  Валидация технологии векторного картирования кровотока для исследования относительного давления в левом желудочке. Показана достаточная точность метода. Статья на английском языке

• Mitral-Aortic Flow Reversal in Cardiac Resynchronization Therapy, Coupling With Ejection and Impact of Variations in Atrioventricular Delay, Daniel Rodríguez Muñoz et al., Circulation: Arrhythmia and Electrophysiology, 2017
  Митрально-аортальное реверсирование потока в ресинхронизирующей терапии, связь с выбросом и влияние вариаций атриовентрикулярной задержки. Идеальное сочетание митрально-аортального реверсирования потока и потока выброса в ЛЖ достигается при оптимальной АВЗ. Полный импульс потока крови в выносящем тракте используется для должного раннего изгнания. Это может быть измерено с помощью метода VFM построением кривых «время-поток», который позволяет оптимизировать АВЗ. Статья на английском языке. Полный текст статьи доступен бесплатно

• Exploring energy loss by vector flow mapping in children with ventricular septal defect: Pathophysiologic significance, Takashi Honda et al., International Journal of Cardiology, 2017
  Анализ энергетики кровотока у детей с дефектом межжелудочковой перегородки. Выявление патофизиологической значимости. У детей с дефектом МЖП увеличенное давление в правом желудочке является одним из факторов повышения рассеяния энергии в левом желудочке. Статья на английском языке

• Energetic performance analysis of staged palliative surgery in tricuspid atresia using vector flow mapping, Mao Kinoshita et al., Cardiovascular Ultrasound, 2017
  Анализ энергетики кровотока при поэтапной паллиативной хирургии атрезии трикуспидального клапана. Показана возможная польза применения метода VFM для оценки объёмной нагрузки на сердце при проведении операции у пациента с врождённым заболеванием сердца. Доклад о клиническом случае. Статья на английском языке. Полный текст статьи доступен бесплатно

• Quantification of Pulmonary Regurgitation by Vector Flow Mapping in Congenital Heart Patients after Repair of Right Ventricular Outflow Obstruction: A Preliminary Study, Ashley Hoi-man To, MBBS et al., Journal of the American Society of Echocardiography, 2017
  Исследование лёгочной регургитации у пациентов, прошедших лечение врождённой обструкции выносящего тракта правого желудочка. Первые результаты. Показана применимость метода для исследования пациентов с оперированной тетрадой Фалло. Статья на английском языке

• Relationship between the abnormal diastolic vortex structure and impaired left ventricle filling in patients with hyperthyroidism, Bin-Yu Zhou, MD et al., Medicine, 2017
  Связь между ненормальным диастолическим турбулентным потоком и нарушенным заполнением левого желудочка у пациентов с гипертиреозом. Анализируются такие параметры как площадь турбулентности, циркуляция и градиенты давления в разные фазы диастолы. Показана практическая польза метода VFM для исследования формирования потоков крови в ЛЖ в диастолу у пациентов с нарушенным заполнением ЛЖ. Статья на английском языке. Полный текст статьи доступен бесплатно

• Energy dynamics of the intraventricular vortex after mitral valve surgery, Kouki Nakashima et al., Heart and Vessels, 2017
  Энергетика турбулентных потоков внутри желудочков после проведения хирургии на митральном клапане сердца. Подробно рассматриваются формы потоков в режиме Velocity и рассеяние энергии в режиме Energy Loss. Статья на английском языке

• Dissipative energy loss within the left ventricle detected by vector flow mapping in diabetic patients with controlled and uncontrolled blood glucose levels, Chun-mei Li et al., The International Journal of Cardiovascular Imaging, 2017
  Рассеяние энергии в левом желудочке сердца у диабетиков с контролируемым и неконтролируемым уровнем глюкозы в крови. Исследовался сфокусированный на левом желудочке четырёхкамерный срез. Выведены пороговые значения для EL в диастолу и в диастолу. Показана польза применения метода у пациентов, страдающих сахарным диабетом. Статья на английском языке

• Characterization of left ventricle energy loss in healthy adults using vector flow mapping: Preliminary results, Lei Xu MSc et al., Echocardiography, 2017
  Предварительные результаты исследования рассеяния энергии в левом желудочке сердца у здоровых взрослых. Выведены предварительные пороговые значения для нормы в виде средних значений Energy Loss в систолу и диастолу для мужчин и женщин. Статья на английском языке

• Quantitative Assessment of Intra-Cardiac Dissipative Energy Loss Derived from Vector Flow Mapping in Patients with Atrial Septal Defect, Javed, Saeed et al., Journal of Medical Imaging and Health Informatics, 2017
  Количественная оценка рассеяния энергии в сердце (Vector Flow Mapping - Energy Loss) у пациентов с дефектом межпредсердной перегородки. Подробно исследуется четырёхкамерный срез: для всех обследуемых рассеяние энергии высчитывается для каждой камеры в каждом кадре – до и после закрытия дефекта окклюдером. Выявлено заметное снижение значений Energy Loss после операции закрытия дефекта – в каждой камере в разные моменты сердечного цикла. Показана высокая перспективность применения метода у пациентов с дефектом межпредсердной перегородки. Статья на английском языке

• Noninvasive estimation of impaired left ventricular untwisting velocity by peak early diastolic intra-ventricular pressure gradients using vector flow mapping, Yuki Nakajima et al., Journal of Echocardiography, 2021
  Неинвазивная оценка скорости раскручивания повреждённого левого желудочка с помощью измерения пикового градиента давления в желудочке в раннюю диастолу. Измерение пикового градиента давления в желудочке в раннюю диастолу (ED-IVPG) с помощью VFM используется в качестве индекса релаксации левого желудочка. Выявлено, что ED-IVPG значительно снижен у пациентов с затруднённым раскручиванием левого желудочка. Статья на английском языке

• Vector Flow Mapping and Impaired Left Ventricular Flow After the Alfieri Stitch, Koichi Akiyama et al., Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia, 2017
  Использование технологии Vector Flow Mapping (VFM) для исследования потоков в левом желудочке сердца после операции «шов Альфиери». Демонстрация применения нового метода в одном клиническом случае. Статья на английском языке

• Noninvasive assessment of intraventricular pressure difference in left ventricular dyssynchrony using vector flow mapping, Seina Minami et al., Heart and Vessels, 2020
  Использование технологии Vector Flow Mapping (VFM) для неинвазивной оценки разности давлений в левом желудочке при его асинхронии. Исследование на животных. Статья на английском языке

• Changes in left ventricular blood flow during diastole due to differences in chamber size in healthy dogs, Katsuhiro Matsuura et al., Scientific Reports, 2020
  Использование технологии Vector Flow Mapping (VFM) для выявления влияния размера левого желудочка сердца на параметры кровотока в левом желудочке во время диастолы. Сделаны предположения относительно применения технологии в ветеринарии и в педиатрии. Исследование на животных. Статья на английском языке. Полный текст статьи доступен бесплатно

• Quantitative Analysis of Left Ventricular Flow Dynamics in Latent Obstructive Hypertrophic Cardiomyopathy Using Vector Flow Mapping, Xiaoli Zhu et al., Karger, 2020
  Использование технологии Vector Flow Mapping (VFM) для количественного анализа динамики кровотока в левом желудочке сердца у пациентов с латентной обструктивной гипертрофической кардиомиопатией. Выявлены изменения рассеяния энергии и других характеристик потоков у пациентов с гипертрофической кардиомиопатией. У пациентов с латентной формой ГКМП наблюдается ухудшение систолической и диастолической функций. Статья на английском языке

• A Network-based "Phenomics" Approach for Discovering Patient Subtypes from High-Throughput Cardiac Imaging Data, Jung Sun Cho et al., JACC: Cardiovascular Imaging, 2020
  Вклад технологии Vector Flow Mapping (VFM) в решение задачи классификации пациентов, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями. Статья на английском языке

• Cardiac Function and Type of Mitral Valve Surgery Affect Postoperative Blood Flow Pattern in the Left Ventricle, Shohei Yoshida et al., Circulation Journal, 2019
  Исследование влияния функции сердца и проведения различных хирургических операций на митральном клапане на потоки крови в левом желудочке. Подробно рассматриваются формы потоков в режиме Velocity и рассеяние энергии в режиме Energy Loss. Статья на английском языке. Полный текст статьи доступен бесплатно

• Energy Dissipation in Resynchronization Therapy: Impact of Atrioventricular Delay, Daniel Rodríguez Muñoz et al., Journal of the American Society of Echocardiography, 2019
  Измерение "рассеяния энергии" (Energy Loss) в ресинхронизирующей терапии и определение влияния атриовентрикулярной задержки. Исследовались пациенты с короткой, длинной и оптимальной АВЗ. EL в левом желудочке было минимальным при оптимальной АВЗ, и сильно увеличивалось при неоптимальных значениях АВЗ. Увеличение EL вызвано неадекватным перенаправлением потоков в сторону выносящего тракта при короткой АВЗ. При длинной АВЗ наблюдаются турбулентность и пролонгированная неэффективная ротация потоков. Статья на английском языке. Полный текст статьи доступен бесплатно

• Postnatal Amelioration of Fetal Right Ventricular Hypoplasia Associated with Large Eustachian Valve: A Case Report, Ayaka Iwatani et al., AJP Reports, 2019
  Постнатальное улучшение гипоплазии правого желудочка сердца плода, вызванной большим евстахиевым клапаном. Пример использования технологии Vector Flow Mapping (VFM) при исследовании сердца новорождённого (доклад о клиническом случае). Статья на английском языке. Полный текст статьи доступен бесплатно

• Relationship between left ventricular vortex and preejectional flow velocity during isovolumic contraction studied by using vector flow mapping, Qiaozhen Li et al., Echocardiography, 2019
  Использование технологии Vector Flow Mapping (VFM) для определения связи параметров турбулентного потока в левом желудочке сердца со скоростью потока перед выбросом во время изоволюмического сокращения. У контрольной группы кровь эффективно передаётся от отверстия митрального клапана до выносящего тракта левого желудочка посредством нормально сформированного турбулентного потока. Тем временем, у пациентов с различными патологиями левого желудочка турбулентный поток достигал базы, середины или верхушки левого желудочка. Эффективность передачи крови у таких пациентов связывается не только с размером и функцией левого желудочка, но и с видом и объёмом турбулентного потока в фазу изоволюмического сокращения. Статья на английском языке

• Evaluation of left ventricular diastolic function based on flow energetic parameters in chronic kidney disease with diastolic dysfunction, Wei Wang et al., Echocardiography, 2019
  Измерение "рассеяния энергии" (Energy Loss) в левом желудочке сердца у больных с хронической почечной недостаточностью с помощью технологии Vector Flow Mapping (VFM). Анализируемые количественные показатели возрастали у группы с диастолической дисфункцией, по сравнению с контрольной группой. У пациентов с тяжёлой диастолической дисфункцией показатели возрастали ещё выше. Выявлена значительная корреляция между диастолической функцией левого желудочка и энергетическими параметрами потоков. Показана перспективность метода. Статья на английском языке

• Factors influencing the end‐diastolic vortex assessed by using vector flow mapping, Xiaoxia Zhang et al., Echocardiography, 2019
  Выявление факторов, влияющих на формирование турбулентного потока в конце диастолы с помощью технологии Vector Flow Mapping (VFM). Статья на английском языке

• Effect of diastolic dysfunction on intraventricular velocity behavior in early diastole by flow mapping, Bostjan Berlot et al., The International Journal of Cardiovascular Imaging, 2019
  Оценка влияния диастолической дисфункции на распределение скоростей в желудочках в раннюю диастолу с помощью технологии Vector Flow Mapping (VFM). Статья на английском языке

• Evaluation of hemodynamics in patients with hypertrophic cardiomyopathy by vector flow mapping: Comparison with healthy subjects, Yuan Cao et al., Experimental and Therapeutic Medicine, 2019
  Исследование пациентов с гипертрофической кардиомиопатией и сравнение с нормой с помощью технологии Vector Flow Mapping (VFM). Используется измерение "рассеяния энергии" (Energy Loss – EL). Показано, что измерение EL – это чувствительный метод выявления субклинической дисфункции левого желудочка у пациентов с гипертрофической кардиомиопатией. Значения EL рассматриваются как количественный параметр для оценки эффективности транспорта потоков внутри желудочков. Статья на английском языке. Полный текст статьи доступен бесплатно

• New echocardiographic method for chronic aortic regurgitation: diastolic retrograde ratio in the descending aorta by vector flow mapping, Yuyan Cai et al., The International Journal of Cardiovascular Imaging, 2019
  Измерение коэффициента диастолической ретроградности в нисходящем отделе аорты у пациентов с хронической аортальной регургитацией. Коэффициент диастолической ретроградности полезен при оценке тяжести аортальной регургитации. Этот точный и простой в использовании количественный параметр рекомендуется к применению при подробном исследовании аортальной регургитации. Статья на английском языке

• Right Ventricular Dissipative Energy Loss Detected by Vector Flow Mapping in Children: Characteristics of Normal Values, Zhongxiu Chen et al., Journal of Ultrasound in Medicine, 2018
  Измерение "рассеяния энергии" (Energy Loss) в правом желудочке сердца у детей с помощью технологии Vector Flow Mapping (VFM). Показана применимость метода для детей. Получены нормальные значения для группы из 90 здоровых детей. Статья на английском языке. Полный текст статьи доступен бесплатно

• Flow Energy Loss as a Predictive Parameter for Right Ventricular Deterioration Caused by Pulmonary Regurgitation After Tetralogy of Fallot Repair, Miyuki Shibata et al., Pediatric Cardiology, 2018
  Измерение "рассеяния энергии" (Energy Loss) в правом желудочке сердца у детей после хирургии тетрады Фалло. Изучается функция правого желудочка. Среднее рассеяние энергии было значительно выше у пациентов, в сравнении со здоровой контрольной группой. Показано, что режим Energy Loss может быть эффективным инструментом для исследования ухудшения функции правого желудочка, вызванного нагрузкой. Статья на английском языке

• The relationship between systolic vector flow mapping parameters and left ventricular cardiac function in healthy dogs, Seijirow Goya et al., Heart and Vessels, 2018
  Взаимосвязь систолических параметров VFM с функцией левого желудочка сердца у здоровых собак. Статья на английском языке

• Quantitative Measurements on the Blood Flow Fields of Left Atrial Appendage using Vector Flow Mapping in Patients with Nonvalvular Atrial Fibrillation, Yu-Yan Cai et al., Sichuan Da Xue Xue Bao Yi Xue Ban, 2018
  Количественная оценка потоков в ушке левого предсердия у пациентов с неклапанной фибрилляции предсердий. Метод применим для пациентов с различными сердечными ритмами и может использоваться в качестве нового метода для исследования фибрилляции предсердий. Статья на китайском языке

• Left ventricular energy loss and wall shear stress assessed by vector flow mapping in patients with hypertrophic cardiomyopathy, Ling Ji et al., The International Journal of Cardiovascular Imaging, 2018
  Анализ рассеяния энергии и сдвиговой нагрузки на эндокард в левом желудочке у пациентов с гипертрофической кардиомиопатией. Показана перспективность применения новых методов Energy Loss и Wall Shear Stress для исследования систолической и диастолической гемодинамики у пациентов с гипертрофической кардиомиопатией. Статья на английском языке

• Successful radiofrequency catheter ablation of atrial fibrillation is associated with improvement in left ventricular energy loss and mechanics abnormalities, Mingjie Lin et al., The International Journal of Cardiovascular Imaging, 2019
  Сочетанное применение технологий Vector Flow Mapping (VFM) и 2DTT (2D Tissue Tracking) для определения эффективности проведения радиочастотной катетерной абляции при фибрилляции предсердий. Получены средние значения EL для контроля и для пациентов с фибрилляцией предсердий, прошедших катетерную абляцию. Статья на английском языке