パラメータ化拡張期充満フォーマリズムを経由Transmitral流れの運動学的モデルベースの​​解析によるグローバル拡張期機能の定量化

この手順の全体的な目標は、パラメーター化された拡張期充填法または PDF 形式を使用して、患者の全体的な左心室拡張期機能を評価することです。これは、まず、心機能の完全な心エコー検査から拡張期機能に関するデータを収集し、そのデータをコンピューターに転送して分析することで達成されます。2番目のステップは、経僧帽弁血流の画像を操作し、1つの心拍に焦点を当てることです。

カスタムプログラムは、e波とa波の従来の拡張期関数パラメータを抽出し、分析の次のステップのために画像を前処理します。次に、前処理された経僧帽弁フロー画像が半自動フィッティングプログラムにロードされます。EWAのセグメントがフィッティング用に選択され、予備的なパラメータ化された拡張期充填モデルが作成され、画像にオーバーレイされます。

最後のステップは、必要に応じてフィットを微調整し、プログラムに入力 ewa の最終的なパラメーター化された拡張期充填モデルベースのパラメーターを生成させることです。最終的に、このプロセスにより、患者の拡張期機能に関与する弛緩、こわばり、および負荷を定量化するパラメーターが得られます。これらのパラメータは、正常な機能と病的な機能を区別し、新しい生理機能を解明するために使用されてきました。

PDF技術の主な利点は、ニュートンの運動法則と実際の拡張期の吸引ポンプ生理学を組み合わせ、波形自体から生理学的および臨床的に関連する拡張期機能パラメータを抽出することです。心臓生理学では、リラクゼーションとこわばりは、拡張期を特徴付ける確立された生理学的パラメーターです。PDF法は、拡張期の主要なドライバーを非侵襲的に測定可能なパラメーターに分離するため、心臓生理学の分野における重要な質問に答えるのに役立ちます。

PDF法は非侵襲的な手法であり、以前は侵襲的な手段でしか測定できなかった拡張期の決定要因に関する洞察を提供する可能性があります。この方法の利点は、DTEで動くものすべてに適用されるため、僧帽弁を横切る血流にも同様に有効であることです。僧帽弁環状組織の動きに関しては、超音波検査分析はカスタムMATLABおよびラボビュープログラムを使用して行われます。

カスタム MATLAB ユーティリティを使用して、DICOM 形式のイメージをビットマップ ファイルに変換します。次に、[画像を含むフォルダーを検索]ボタンをクリックして、ビットマップファイルをカスタムMATLABプログラムにロードし、経僧帽弁血流パラメータを測定します。[次の画像を表示]をクリックして画像を確認し、明確な経僧帽弁血流の輪郭と完全な心周期の画像を選択します。

解析のために、ロードされたイメージは、横軸に沿って時間を持ち、縦軸に沿って速度を持ちます。TSRボタンをクリックして、時間サンプリングレートを決定します。画像上のハッシュ マークを使用して、時間軸上で 1 秒間隔の 2 つの時点を識別します。

次に、十字線を使用して、最初のハッシュマークの左下をクリックします。ズームインした画像で画像を拡大するには、目的のハッシュマークの左端をクリックすると、画像がズームアウトします。2 番目のハッシュ・マークについても同じ手順を繰り返します。

これは、最初のハッシュ マークのちょうど 1 秒後です。速度のサンプリングレートを最初に見つけるには、VSRボタンの横のボックスにマークする速度の単位を設定します。デフォルトは 1 メートル/秒または 100 センチメートル/秒です。

[VSR] ボタンをクリックし、十字線を使用してゼロ速度ポイントの左下をクリックして、ズームインした画像上の V がゼロに等しいことを確認します。画像上のどこに速度スケールが表示されているかに注意してください。ゼロ速度ポイントの最も低いエッジをクリックすると、画像がズームアウトします。

次に、選択した値(通常は毎秒100センチメートル)の速度ポイントの左下をクリックし、2番目のポイントの最も低い端をマークします。速度キャリブレーションをピクセル単位で完了するには、マークeと波ボタンをクリックします。まず、1つの心周期の開始と終了を定義します。

これを行うには、時間と速度のポイントをマークするために使用されるのと同じ手順に従って、ECGのピークに隣接してマークします。ビートの持続時間は、ピクセル数と時間サンプリングレートに基づいて計算されます。心拍数を計算した後、生理学的マーカーを使用して、等容性リラクゼーション間隔の開始を定義します。

次に、最も高い波のピークの上をクリックして、関心のある波の拡大ビューを取得します。完了したら、十字線を使用してドップラーEWAピークポイントを選択します。これにより、十字線が固定されます。

次に、十字線を ewa の先頭に移動します。十字線は、一方の端が EWA ピークに固定された線を定義していることに注意してください。クリックする前に、アンカー線がewaの開始点から始まることを確認してください。

今、ewaの終わりをマークします。アンカー線を移動し、ewaの末尾をクリックします。これらの視覚的に決定されたポイントにより、EWAの加速時間と減速時間の計算が可能になり、同様の方法で波をマークし続けます。

これが完了すると、ソフトウェアは測定された従来のエコーパラメータと、選択したe波とa波のみを含むトリミングされた画像を含むファイルを自動的に生成し、ewaのパラメータ化された拡張期充填分析を実行します。カスタムラボビュープログラムでは、Aウェーブに対して同様の手順に従うことができます。従来の解析中に作成された画像ファイルを特定して読み込みます。

ラボビュープログラムは、適合するピクセルを自動的に選択し、それらを青、緑、赤で表示して、波の輪郭をより適切に表現するピクセルを選択します。「show fit」で「change MVE」が選択されていることを確認します。次に、画像の左側にある最大速度エンベロープしきい値レベルスライダーを使用します。

しきい値を大きくすると、輝度の高いピクセルが選択されます。しきい値を設定したら、EWAスタートスライダーに移動します。時間範囲の選択を開始するには、EWA 開始時のノイズと、ピーク速度の約半分以上で上り勾配と交差する関連する垂直線が除外されるようにスライダーを配置します。

次に、EWA 終了スライダーに移動し、関連する垂直線を減速勾配の約半分に配置して、ベースラインに近い通常のノイズが除外されるようにします。選択した範囲のピクセルは緑色で表示されることに注意してください。これが完了したら、フィットEWAをクリックしてPDFフィッティングを開始し、フィットを確認するか、フィット表示スイッチをフィット表示に切り替えるかに進みます。

ノイズの多いデータにより、選択した最大速度のしきい値に対してフィットが非常に敏感になる場合があります。フィットが ewa の近似値に適していない場合は、EWA の時間と最大速度のエンベロープしきい値スライダーを変更して調整します。EWAパラメータを直接変更することもできます。

フィットパラメータは画面に表示され、テキストボックスに値を入力できます。また、上矢印と下矢印を使用して変更することもできます。パラメータが変更されると、満足のいくフィットが得られると、フィットを表す緑色の曲線が変化します。

[更新]をクリックして、平均二乗誤差の更新値を取得します。EWAが最適化されたら、[完了]をクリックして、後で使用するためにプロットとデータファイルを生成します。解析。これは、従来のインデックスを使用して区別できない、通常のEWAパターンまたは疑似正常なEWAパターンです。

従来の EWA 由来の拡張期機能パラメーターは、画像の下に示されています。PDF パラメータ値も表示されます。さらに、PDF モデルの予測フィットは緑色でオーバーレイされます。

抜群のフィット感を発揮します。これは、PDF モデルが適合する遅延緩和パターンです。通常と比較して、このEWAは振幅と減速時間が小さいことに注意してください。

チャンバーの粘弾性または緩和を反映するPDFモデルパラメータCは、通常のパターンよりも高くなっています。この狭窄制限パターンに予測された適合 PDF モデルは、臨床 EWA の輪郭と密接に一致しています。背が高く、幅の狭いEWAの収縮制限パターンは、剛性が増加し、駆出率が低下したチャンバーによって生成されます。

この例では、PDF剛性パラメータKは、法線緩和パターンと遅延緩和パターンの両方よりも高くなっています。この手法を習得すると、適切に実行されれば、分析用に選択された各EWAに対して1〜2分で実行できます。この手順を実行する際には、僧帽弁速度エンベロープが経僧帽弁流の制御に従う比較的ノイズのないewasを選択することを忘れないでください。

この手順に続いて、縦方向のチャンバーの剛性とリラクゼーションに関する追加の質問に答えるために、組織の動きのフィッティングなどの他の方法を実行できます。その概念的な導出とin vivoでの検証を経て、これらの技術は、心血管生理学の研究者が横方向インピーダンスと縦方向インピーダンスを定量化する道を開きました。拡張期では、拡張期機能の負荷に依存しない指標を抽出し、EWAの減速時間を剛性成分と緩和成分に分画します。

最近の研究では、これらの手法を使用して、健康状態と疾患状態における拡張期機能と渦流の生成との関係を調査しています。記事を読み、このビデオを見た後、PDF形式を介して全体的な左心室拡張期機能を評価する方法について、概念的によく理解できるはずです。