Magnetic Resonance Derived Myocardial Dehnungs-Beurteilung anhand von Feature-Tracking-

Eine genaue und praktische Methode, um Parameter wie Spannung im Herzmuskelgewebe Maßnahme ist von großem klinischen Nutzen, da es sich gezeigt hat, dass der Stamm eine sensiblere und früher Marker für kontraktile Dysfunktion als die häufig verwendete Parameter EF ist.

Das Konzept der Dehnung ist die Verformung eines Objekts, die auf seine ursprüngliche Form normalisiert wird, was für die Beurteilung der ventrikulären Funktion von grundlegender Bedeutung ist. Dieses Video demonstriert eine neuartige Merkmalsverfolgungstechnik zur Beurteilung der Umfangsdehnung unter Verwendung von Standard-Cine-Sequenzen. Zunächst wird eine Standard-kardiale MRT-Kurzzugriffssequenz aufgenommen.

Die kardiale MRT-Kurzzugriffssequenz wird dann in die Merkmalsverfolgungssoftware heruntergeladen, und es wird ein Datenpaket für die Dehnungsanalyse zusammengestellt. Nach der Verfolgung einer anfänglichen endokardialen Grenze in der späten diastolischen Phase verfolgt die Merkmalsverfolgungssoftware automatisch die Verschiebung einzelner Muster, die anatomische Strukturen während des gesamten Herzzyklus darstellen. Abschließend wird die Ablaufverfolgung für die Bewertung der Umfangsdehnung analysiert.

Es können sowohl absolute als auch regionale Werte von Geschwindigkeiten, Verschiebungen und Dehnungen abgeleitet werden. Der Hauptvorteil der Merkmalsverfolgungstechnik gegenüber bestehenden Methoden besteht darin, dass die umlaufende Dehnungsanalyse ohne zusätzliche Bildgebung durchgeführt werden kann, einfach zu bedienen ist und gut mit der derzeit verfügbaren Tag-Imaging-Software korreliert. Nach der Beherrschung kann diese Technik in wenigen Minuten durchgeführt werden, obwohl diese Analysemethode hier für einzelne Slices mit kurzem Zugriff vorgestellt wird.

Auf mittlerer Ebene hat es das Potenzial, eine vollständige Beurteilung des Ventrikels durchzuführen. Dies wird erreicht, indem auch Ebenen an der Basis und am Scheitelpunkt sowie zusätzlich Längsachsenscheiben zur Messung der Längsverformung verwendet werden. Der erste Schritt des Verfahrens besteht darin, eine Standard-kardiale MRT-Kurzzugangssequenz unter Verwendung eines Standard-MRT-Geräts mit Herzsoftware zu erfassen.

Dies ist Teil eines Standardprotokolls und es ist kein zusätzliches zeitaufwändiges Tagging-Verfahren erforderlich. Die standardmäßige Kurzzugriffs-Syn-Sequenz wird offline gespeichert und die Bilder können in die Merkmalsverfolgungssoftware für die Umfangsdehnungsanalyse importiert werden. Sehen wir uns nun an, wie Sie Daten importieren und auswählen.

Die standardmäßige Kurzzugriffs-Cini-Sequenz wird von einer Offline-Workstation oder einem Netzlaufwerk in die Patientendatenbank der Merkmalsverfolgungssoftware importiert. Sobald die Kurzzugriffs-cini-Sequenz in der Patientendatenbank verfügbar ist, wird ein Datenpaket erstellt, das mit einem Paket-Composer für die Dehnungsanalyse zusammengestellt wurde. Der Package Composer ermöglicht die Auswahl eines bestimmten Kurzachsen-Slices aus der Short-Axis-Sequenz oder eines Stacks aus der Patientendatenbank.

Diese werden gespeichert und in der Patientendatenbank für die Dehnungsanalyse gespeichert. In diesem Fall wird für die umlaufende Dehnungsanalyse der Kurzachsenschnitt am Mittelventrikel auf Höhe des Papillarmuskels gewählt. Sehen wir uns nun an, wie Sie die Daten analysieren.

Der ausgewählte Kurzachsen-Slice wird in die Merkmalsverfolgungs-Analysesoftware importiert, und der Bildkontrast kann wie gewünscht angepasst werden. Beginnen Sie die Analyse, indem Sie zunächst die endokardiale Grenze in der letzten diastolischen Phase verfolgen, wenn die Kammern in ihrer größten Dimension bei Bedarf korrigiert oder modifiziert werden können. Bevor das Tracking gestartet wird, um sicherzustellen, dass sich die erste Spur innerhalb der Kavitätengewebeschnittstelle befindet, starten Sie mit einem Knopfdruck das vollautomatische Tracking-Verfahren.

Die einzelnen Punkte, aus denen sich die erste Kurve zusammensetzt, werden in der Zeit verfolgt, indem dieselben Features gesucht werden, die sich in den folgenden Frames um einen Punkt in seiner Nachbarschaft befinden. Bei den verfolgten Merkmalen kann es sich um die Gewebegrenze der Kavität oder anatomische Elemente handeln, die sich entlang des Gewebes unterscheiden. Sie werden mit Methoden der maximalen Wahrscheinlichkeit in zwei interessierenden Regionen zwischen zwei Frames gefunden.

Die Merkmalsverfolgungsanalyse der kurzen Achse führt zu Daten für Geschwindigkeit, Verschiebung und Dehnung sowohl in radialer als auch in umfangsmäßiger Richtung. Derzeit ist nur die umlaufende Dehnung validiert und korreliert stark mit der derzeit verfügbaren Software für die getaggte bildgebende Analyse. Die circumferentielle Dehnung mit kurzem Zugang kann segmental auf der Grundlage des 16- oder 17-Segmentmodells der American Society of Echocardiography dargestellt werden, oder als Durchschnitt aller Segmente, die die globale mittlere linksventrikuläre circumferentielle Dehnung repräsentieren.

Die Ergebnisse der Umfangsdehnung können dann zur weiteren Analyse in eine Textdatei exportiert werden. Diese Merkmalsverfolgungstechnik korreliert gut mit der Beurteilung der harmonischen Phase von getaggten Bildern in einer großen Patientenpopulation von Duchenne-Muskeldystrophie mit einem breiten Spektrum an Herzfunktionsstörungen. Schauen wir uns nun die Validierung der Technik mit einem Phantom an.

Zu diesem Zweck wurde eine Reihe von künstlichen, computergenerierten Schleifen vorbereitet, um das Bildanalyseverfahren unter einfachen und perfekt kontrollierten Bedingungen testen zu können. Es wird ein Phantom in einer Kurzachsenprojektion eines idealen linken Ventrikels präpariert. Die Tracking-Methode wurde mit Phantomen getestet, die sich in räumlicher Auflösung, Bildrate und epikardialer Bewegung unterschieden.

Auch die Anzahl der Punkte, die für die initiale Rückverfolgung verwendet wurden, wurde variiert und der Effekt in allen Fällen getestet. Die Fehler waren bei den Integralgrößen, dem Radius und der Dehnung sehr gering und bei den Differenzgrößen, der Geschwindigkeit und der Dehnungsrate etwas größer. Dies war zu erwarten, da der Ableitungsoperator Fehler verstärkt.

Die Qualität der Ergebnisse verschlechtert sich, wobei die reduzierte räumliche Auflösung sehr gering wird. Die Zeitauflösung hat jedoch keinen signifikanten Einfluss auf die Ergebnisse, solange ein Minimum von etwa 25 Bildern pro Sekunde sehr hoch gehalten wird. Die Bildraten verbessern die Ergebnisse nicht, da die Verschiebung von Bild zu Bild geringer wird als die Pixelgröße.

Daher ist eine Erhöhung der Bildrate wenig oder gar nicht sinnvoll, wenn sie nicht mit einer Erhöhung der räumlichen Auflösung einhergeht. Im Folgenden zeigen wir Ihnen einige repräsentative klinische Fälle und Ergebnisse: Der Dehnungsunterschied zwischen einem jungen DMD-Patienten mit normaler Ejektionsfraktion, älteren DMD-Patienten mit normaler Ejektionsfraktion, einem DMD-Patienten mit abnormaler Ejektionsfraktion und einem DMD-Patienten mit Herzinsuffizienz im Endstadium wird dargestellt. Beachten Sie den globalen Unterschied zwischen den Zirkum-Stammern zwischen den Kontrollprobanden und den DMD-Patienten in verschiedenen Krankheitsstadien.

Merkmalsverfolgung der linksventrikulären Umfangsdehnung korreliert nicht nur stark mit der Beurteilung der Dehnung anhand von getaggten Bildern, sondern konnte auch eine ähnliche ST-Schicht wie die harmonische Phasenanalyse der getaggten Bildsequenz definieren. Die circumen-Dehnungsanalyse mit Hilfe der Merkmalsverfolgungsmethode kann helfen, Schlüsselfragen auf dem Gebiet der Herzinsuffizienz zu beantworten, indem sie kardiale Dysfunktionen vor dem Rückgang der Ejektionsfraktion sowohl bei erworbenen als auch bei angeborenen Erkrankungen erkennt. Dies kann ein frühzeitiges Eingreifen und eine Beurteilung der therapeutischen Wirksamkeit ermöglichen.

Ein Problem bei der kardiologischen Quantifizierung war schon immer, dass verschiedene Bildgebungsverfahren unterschiedliche Messtechniken verwenden und die Ergebnisse schwer zu vergleichen sind. Die Technologie, die Sie hier gesehen haben, ist nicht nur auf die kardiale MRT anwendbar, sondern auch auf andere bildgebende Quellen wie Ultraschall und ist daher ein großer Schritt in Richtung Vergleichbarkeit zwischen den Modalitäten.