תהודה מגנטית נגזר מסננים הערכה שריר הלב באמצעות מעקב אחר תכונות

מושג המאמץ (strain) הוא העיוות של עצם מנורמל לצורתו המקורית, דבר החיוני באופן בסיסי להערכת התפקוד הוונטריקולרי. סרטון זה מדגים טכניקה חדשנית למעקב אחר מאפיינים (feature tracking) לצורך הערכת מאמץ היקפי באמצעות רצפי cine סטנדרטיים. ראשית, נרכש רצף MRI לבבי סטנדרטי בחתך ציר קצר (short axis).

רצף ה-Short axis של ה-MRI לבבי מורד לאחר מכן לתוכנת מעקב המאפיינים (feature tracking), וחבילת נתונים מורכבת לצורך ניתוח מאמץ (strain analysis). לאחר שרטוט גבול אנדוקרדיאלי ראשוני בשלב סוף הדיאסטולה, תוכנת מעקב המאפיינים תעקוב באופן אוטומטי אחר ההעתקה של תבניות בודדות המייצגות מבנים אנטומיים לאורך כל המחזור הלבבי. לבסוף, השרטוט מנותח לצורך הערכת מאמץ היקפי (circumferential strain).

ניתן להסיק ערכים מוחלטים, כמו גם ערכים אזוריים, של מהירויות, העתקה ומעוות. היתרון המרכזי של טכניקת מעקב אחר מאפיינים (feature tracking) על פני שיטות קיימות הוא שניתן לבצע ניתוח מעוות היקפי ללא הדמיה נוספת; היא פשוטה לשימוש ומתואמת היטב עם תוכנות להדמיית תיוג (tag imaging) הזמינות כיום. לאחר רכישת המיומנות, ניתן לבצע טכניקה זו תוך דקות ספורות, אם כי שיטת ניתוח זו מוצגת כאן עבור פרוסות גישה קצרות בודדות.

ברמה בינונית, קיימים פוטנציאלים לביצוע הערכה מלאה של החדר. דבר זה מושג על ידי שימוש ברמות בבסיס ובקודקוד, ובנוסף, בחתכים לאורך הציר האורכי למדידת הדפורמציה האורכית. השלב הראשון בהליך הוא רכישת רצף MRI לבבי סטנדרטי בחתך רוחבי (short axis) באמצעות מכשיר MRI סטנדרטי עם תוכנה לבבית.

זהו חלק מפרוטוקול סטנדרטי ואין צורך בהליך תיוג נוסף הגוזל זמן. רצף הגישה הקצר הסטנדרטי מאוחסן באופן לא מקוון, וניתן לייבא את התמונות לתוכנה למעקב אחר מאפיינים לצורך ניתוח מאמץ היקפי. כעת נראה כיצד לייבא ולבחור נתונים.

רצף ה-cini הסטנדרטי של הציר הקצר מיובא למסד הנתונים של המטופל בתוכנת מעקב התכונות (feature tracking) מתחנת עבודה לא מקוונת או מכונן רשת. ברגע שרצף ה-cini של הציר הקצר זמין במסד הנתונים של המטופל, נוצרת חבילת נתונים באמצעות בונה חבילות (package composer) לצורך ניתוח מאמץ (strain analysis). בונה החבילות מאפשר בחירה של פרוסה ספציפית מהציר הקצר מתוך רצף הציר הקצר או מהערימה (stack) במסד הנתונים של המטופל.

מידע זה יישמר ויאוחסן במאגר נתוני המטופלים לצורך ניתוח מאמץ (strain). במקרה זה, נבחר חיתוך בציר הקצר במרכז הפרוקיסבנטריקל (mid ventricle) בגובה השרירים הפפילריים לצורך ניתוח מאמץ היקפי (circumferential strain). כעת נראה כיצד לנתח את הנתונים.

פלח הציר הקצר שנבחר מיובא לתוכנת ניתוח המעקב אחר מאפיינים, וניתן לכוונן את ניגודיות התמונה לפי הרצון. את הניתוח מתחילים תחילה על ידי שרטוט הגבול האנדוקרדיאלי בשלב הדיאסטולי הסופי, כאשר התאים נמצאים בממדם הגדול ביותר; ניתן לתקן או לשנות את השרטוט במידת הצורך. לפני תחילת המעקב, כדי להבטיח שהשרטוט הראשוני נמצא בממשק שבין החלל לרקמה, מפעילים בלחיצת כפתור את הליך המעקב האוטומטי המלא.

הנקודות הבודדות המרכיבות את העקבה הראשונה נמעממות לאורך הזמן על ידי חיפוש אותם מאפיינים הנמצאים בסביבת נקודה אחת בפריימים הבאים. המאפיינים העקובים יכולים להיות גבול רקמת החלל או אלמנטים אנטומיים השונים לאורך הרקמה. אלו נמצאים בשיטות של נראות מקסימלית (maximum likelihood) בשני אזורי עניין בין שני פריימים.

ניתוח מעקב אחר נקודות עניין (feature tracking) בחתך הציר הקצר מניב נתונים של דחיקת מהירות ומאמץ (strain) הן בכיוון הרדיאלי והן בכיוון ההיקפי. נכון לעכשיו, רק המאמץ ההיקפי תוקף, והוא נמצא במתאם גבוה עם התוכנות הזמינות כיום לניתוח דימויים עם סימון (tagged imaging). ניתן להציג את המאמץ ההיקפי בציר הקצר באופן סגמנטלי, בהתבסס על מודל 16 או 17 הסגמנטים של האיגוד האמריקאי לאקו-קרדיוגרפיה, או כממוצע של כל הסגמנטים המייצג מאמץ היקפי גלובלי של מרכז החדר השמאלי.

ניתן לייצא את תוצאות המתיחה ההיקפית לקובץ טקסט לצורך ניתוח נוסף. טכניקה זו למעקב אחר תכונות נמצאת במתאם טוב עם הערכת מופע הרמונית של תמונות מסומנות באוכלוסייה גדולה של חולי דיסטרופיה שרירית מסוג דושן עם טווח רחב של תפקוד לבבי לקוי. כעת, נראה את תיקוף הטכניקה באמצעות פנטום.

סדרה של לולאות מלאכותיות שהופקו במחשב הוכנה כדי לאפשר בדיקה של הליך ניתוח התמונה בתנאים פשוטים ובשליטה מלאה לצורך זה. הוכנה פנטום בהקרנה של ציר קצר של חדר שמאלי אידיאלי. שיטת המעקב נבדקה עם פנטומים השתנו ברזולוציה מרחבית, בקצב פריימים ובסוג התנועה האפיקרדיאלית.

בנוסף, מספר הנקודות ששימשו עבור העקיבה הראשונית שונה, והשפעה זו נבחנה בכל המקרים. השגיאות היו קטנות מאוד עבור הכמויות האינטגרליות, הרדיוס והמעיכה, וגדולות מעט יותר עבור הכמויות הדיפרנציאליות, המהירות וקצב המעיכה. דבר זה היה צפוי כיוון שאופרטור הנגזרת מגביר שגיאות.

איכות התוצאות יורדת עם הפחתת הרזולוציה המרחבית, עד שהיא הופכת לנמוכה מאוד. עם זאת, הרזולוציה הזמנית אינה משפיעה באופן משמעותי על התוצאות כל עוד נשמר קצב מינימלי של כ-25 פריימים לשנייה, שמהווה רמה גבוהה מאוד. קצבי פריימים גבוהים יותר אינם משפרים את התוצאות מכיוון שההעתקה מפריימר לפריימר הופכת לקטנה מגודל הפיקסל.

לפיכך, להעלאה של קצב הפריימים יש תועלת מועטה או שאין לה תועה כלל כאשר היא אינה מלווה בעלייה ברזולוציה המרחבית. כעת נראה מספר מקרים קליניים ותוצאות מייצגים; מוצג ההבדל במאמץ (strain) בין נבדק ביקורת, מטופל DMD צעיר עם מקטע פליטה (ejection fraction) תקין, מטופלים DMD מבוגרים עם מקטע פליטה תקין, מטופל DMD עם מקטע פליטה לא תקין ומטופל DMD בשלב סופי של אי-ספיקת לב. שימו לב להבדל במאמץ ההיקפי הגלובלי (global circumferential strain) בין נבדקי הביקורת לבין מטופלי ה-DMD בשלבים שונים של המחלה.

מעקב מאפיינים (Feature tracking) של מאמץ היקפי של החדר השמאלי לא רק נמצא במתאם גבוה עם הערכת מאמץ באמצעות תמונות מתויגות (tagged images), אלא הצליח להגדיר רמות ST דומות לאלו של ניתוח פאזה הרמונית של רצף תמונות מתויגות. ניתוח מאמץ היקפי בשיטת מעקב מאפיינים עשוי לסייע במתן מענה לשאלות מפתח בתחום אי-ספיקת הלב על ידי זיהוי תפקוד לקוי של הלב לפני ירידה בסינוק (ejection fraction), הן במחלות נרכשות והן במחלות מולדות. דבר זה עשוי לאפשר התערבות מוקדמת והערכה של היעילות הטיפולית.

בעיה תמידית בכימות לבבי הייתה העובדה ששיטות דימות שונות משתמשות בטכניקות מדידה שונות, והתוצאות קשות להשוואה. הטכנולוגיה שהוצגה כאן אינה ישימה רק ל-MRI של הלב, אלא גם למקורות דימות אחרים כמו אולטרסאונד, ולפיכך היא מהווה צעד משמעותי לעבר השוואתיות בין שיטות דימות שונות.