Vector Flow Mapping (VFM) – новая технология для исследования гемодинамики от Hitachi Aloka Medical

Описание метода

Vector Flow Mapping (VFM), или векторное картирование кровотока является новой технологией для исследования гемодинамики, разработанной компанией Hitachi Aloka Medical. Данная технология призвана дополнить ультразвуковое кардиологическое исследование, предоставляя новую диагностическую информацию о скорости и направлении движения потоков крови.

Отображение такой информации осуществляется в одном из трёх режимов.

а                                                    б                                                     в

Рис. 1. Трёхкамерный срез сердца (левое предсердие, левый желудочек, аорта):
а – векторное картирование; б – кривые потока; в – цветовое картирование

В основе векторного отображения (рис. 1, а) лежит одновременная автоматизированная обработка данных о кинетике миокарда (поперечная составляющая вектора) и данных цветового допплеровского картирования кровотока (продольная составляющая вектора). Доступно отображение в виде касательных к векторам (рис. 1, б) и цветовое картирование направления турбулентного потока (рис. 1, в), при котором синим цветом отображается поток, направленный по часовой стрелке, а красным – против часовой стрелки.

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

Ниже представлены изображения потоков в норме.

а

б

Рис. 2. Векторные изображения потоков в левом желудочке для разных стадий сердечного цикла в норме:
а – диастола; б – систола

В диастолу разнонаправленные турбулентные потоки образуются за створками митрального клапана. Впоследствии турбулентность от задней створки (красная) уменьшается и исчезает, а от передней (синяя) – движется к верхушке сердца, увеличиваясь. Такой поток, движущийся по часовой стрелке, запасает энергию для направления кровотока в выносящий тракт и своевременного закрытия митрального клапана. В систолу турбулентный поток перенаправляется в выносящий тракт и становится ламинарным. Таким образом осуществляется эффективный выброс.

Дополнительные методы

Векторное картирование является основой для ряда дополнительных методов исследования гемодинамики.

Рассеяние энергии (Energy Loss)

При движении кровь вырабатывает вязкостное тепло, рассеивая энергию. Такое рассеяние в турбулентных потоках можно косвенно вычислить из разности направления соседних векторов. Результаты такого анализа отображаются на экране в виде энергетической карты.

Рис. 3. Энергетическое картирование потоков в левом желудочке

Избыточное рассеяние энергии и увеличивает нагрузку на сердечнососудистую систему.

Автоматическая оценка потока

Процесс формирования турбулентности можно оценить количественно. В результате обработки автоматически рассчитывается расположение турбулентности, её размер и интенсивность.

Рис. 4. Автоматическое распознавание турбулентных потоков

Возможна одновременная обработка нескольких потоков.

Сдвиговая нагрузка крови на стенки сердца (Wall Shear Stress)

Данный метод оценивает градиент скорости кровотока рядом со стенкой и использует данный показатель для отображения сдвиговой нагрузки крови на миокард.

Рис. 5. Цветовое картирование сдвиговой нагрузки на стенку сердца

Увеличение сдвиговой нагрузки является важным диагностическим показателем.

Сочетанная визуализация

Доступно сочетанное отображение информации, полученной от разных методов анализа векторов.

Рис. 6. Одновременное отображение векторной карты, рассеяния энергии и сдвиговой нагрузки крови на стенки сердца

Области применения метода

Так как гемодинамика изменяется при наличии патологии, векторное картирование позволяет оценить тяжесть заболевания, выбрать тактику и оценить эффективность лечения, в том числе хирургического. Исследуемые с помощью данного метода в настоящее время патологии включают в себя кардиомиопатии, инфаркты, аневризмы, регургитации и тромбозы. Заявлена возможность применения метода в неотложной медицине.

Преимуществами метода являются широкая доступность, простота использования и малая продолжительность процедуры исследования: сбор информации происходит при трансторакальном сканировании обычным кардиологическим датчиком без применения контрастных веществ.