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DOI: 10.3791/2356-v
Kan N. Hor1, Rolf Baumann2, Gianni Pedrizzetti3, Gianni Tonti3, William M. Gottliebson1, Michael Taylor1, D. Woodrow Benson1, Wojciech Mazur4
1The Heart Institute,Cincinnati Children Hospital Medical Center (CCHMC), 2TomTec,Imaging Systems GmbH, 3AMID,Advanced Medical Imaging Development SRL, 4The Heart and Vascular Center,The Christ Hospital
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
准确和实用的方法来衡量心肌组织应变等参数,具有很大的临床价值,因为它已被证明,这株是收缩功能障碍的更为敏感,早于经常使用的参数EF标记。
应变的概念是物体标准化为其原始形状的变形,这在评估心室功能中至关重要。该视频演示了一种新颖的特征跟踪技术,用于使用标准电影序列评估周向应变。首先,获得标准的心脏 MRI 短通路序列。
然后将心脏 MRI 短通道悉尼序列下载到特征跟踪软件中,并组成一个用于应变分析的数据包。在舒张末期追踪初始心内膜边界后,特征跟踪软件将自动追踪代表整个心动周期中解剖结构的单个模式的位移。最后,分析轨迹以进行周向应变评估。
可以推导出速度、位移和应变的绝对值以及区域值。与现有方法相比,特征跟踪技术的主要优点是无需额外成像即可进行周向应变分析,并且易于使用,并且与当前可用的标签成像软件具有良好的相关性。一旦掌握,这种技术可以在几分钟内完成,尽管这里介绍的是针对单个短访问切片的分析方法。
在中等水平上,它有可能对心室进行全面评估。这是通过在底部和顶点处使用水平,此外,使用长轴切片来测量纵向变形来实现的。该程序的第一步是使用带有心脏软件的标准 MRI 机器获取标准心脏 MRI 短通路序列。
这是标准协议的一部分,不需要额外的耗时的标记过程。标准的短访问同步序列离线存储,图像可以导入到特征跟踪软件中进行圆周应变分析。现在让我们看看如何导入和选择数据。
标准的短访问 cini 序列从离线工作站或网络驱动器导入到特征跟踪软件的患者数据库中。一旦患者数据库中有短访问的 cini 序列,就会使用软件包组合器组成一个数据包,用于应变分析。Package Composer 允许从患者数据库中的短轴序列或堆栈中选择特定的短轴切片。
这将保存并存储在患者数据库中以进行应变分析。在这种情况下,选择肌水平中心室的短轴切片进行圆周应变分析。现在让我们看看如何分析数据。
选定的短轴切片将导入特征跟踪分析软件,并且可以根据需要调整图像对比度。通过在舒张末期最初追踪心内膜边界来开始分析,此时可以根据需要纠正或修改最大维度追踪的腔室。在开始跟踪之前,要确保初始跟踪在空腔组织界面内,只需按一下按钮,即可启动全自动跟踪程序。
在时间上跟踪构成第一个追踪的各个点,在随后的帧中搜索位于其邻域中一个点的相同要素。追踪的特征可以是沿组织不同的腔体组织边界或解剖元素。它们是通过最大似然方法在两个帧之间的两个感兴趣区域中找到的。
短轴的特征跟踪分析可生成径向和圆周方向上的速度位移和应变数据。目前,只有圆周应变经过验证,并且与当前可用的标记成像分析软件高度相关。短通道圆周应变可以根据美国超声心动图学会 16 或 17 段模型分段表示,也可以表示为代表整体左心室中段圆周应变的所有节段的平均值。
然后可以将圆周应变结果导出到文本文件中以供进一步分析。这种特征跟踪技术与具有广泛心功能不全的大型 Duchenne 肌营养不良症患者群体中标记图像的谐波相位评估密切相关。现在,让我们看看,用 Phantom 验证该技术。
为此,已经准备了一系列人工计算机生成的循环,以允许在简单且完美控制的条件下测试图像分析程序。准备理想左心室短轴投影中的模型。跟踪方法用空间分辨率、帧速率和心外膜运动类型不同的体模进行了测试。
此外,用于初始追踪的点数也各不相同,并在所有情况下测试了效果。积分量、半径和应变的误差非常小,而差分量、速度和应变率的误差略大。这是意料之中的,因为导数运算符会放大误差。
结果质量会随着空间分辨率的降低而变得非常低。但是,只要将每秒至少 25 帧左右保持在非常高的位置,时间分辨率就不会对结果产生显著影响。帧速率不会改善结果,因为逐帧置换变得小于像素大小。
因此,当帧速率的增加不伴随着空间分辨率的增加时,它几乎没有用处。现在,我们将向您展示一些具有代表性的临床病例和结果:显示射血分数正常的年轻 DMD 患者、射血分数正常的老年 DMD 患者、射血分数异常的 DMD 患者和终末期心力衰竭的 DMD 患者之间的应变差异。注意对照受试者以及处于不同疾病阶段的 DMD 患者之间的全局周向应变差异。
左心室圆周应变的特征跟踪不仅与使用标记图像的应变评估高度相关,而且还能够定义类似的 ST 层作为标记图像序列的谐波相位分析。通过特征跟踪方法进行环状应变分析可能有助于回答心力衰竭领域的关键问题,方法是在获得性和先天性疾病的射血分数下降之前检测心功能不全。这可能允许早期干预和评估治疗效果。
心脏定量的一个问题是,不同的成像方式使用不同的测量技术,结果难以比较。您在这里看到的技术不仅适用于心脏 MRI,也适用于超声等其他成像源,因此是朝着不同模态可比性迈出的一大步。
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