Name: Ocena obciążenia mięśnia sercowego pochodząca z rezonansu magnetycznego przy użyciu śledzenia cech (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-02-12T16:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 21 s
Description: Poznaj technikę śledzenia cech do oceny obwodowego odkształcenia mięśnia sercowego w standardowych sekwencjach MRI. Ta metoda umożliwia szybką i dokładną analizę funkcji skurczowej serca bez dodatkowego obrazowania.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

<ol><li>Hor, K. N., Gottliebson, W. M., Carson, C., Wash, E., Cnota, J., Fleck, R., Wansapura, J., Klimeczek, P., Al-Khalidi, H. R., Chung, E. S., Benson, D. W., Mazur, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+Resonance+Feature+Tracking%3A+Comparison+of+Feature+Tracking+Method+for+Strain+Calculation+with+Harmonic+Phase+Imaging+Analysis+%5BTitle%5D)+AND+%22JACC+Cardiovasc+Imaging%22%5BJournal%5D)">Magnetic Resonance Feature Tracking: Comparison of Feature Tracking Method for Strain Calculation with Harmonic Phase Imaging Analysis .</a> JACC Cardiovasc Imaging. 3 (2), 152-154 (2010).</li>
<li>Maret, E., Todt, T., Brudin, L., Nylander, E., Swahn, E., Ohlsson, J. L., Engvall, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+measurement+based+on+feature+tracking+of+cine+magnetic+resonance+images+identify+left+ventricular+segments+with+myocardial+scar%5BTitle%5D)+AND+%22Cardiovascular+Ultrasound%22%5BJournal%5D)">Functional measurement based on feature tracking of cine magnetic resonance images identify left ventricular segments with myocardial scar.</a> Cardiovascular Ultrasound. 7, 53-53 (2009).</li>
<li>Singh, A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSingh%2C+A+%22Optic+Flow+Computation%3A+A+Unified+Perspective%22">Optic Flow Computation: A Unified Perspective</a>. , IEEE Comput. Soc. Press. Piscataway, NJ. (1992).</li>
<li>Barron, J. L., Fleet, D. J., Beauchemin, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Performance+of+optical+flow+techniques%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Computer+Vision%22%5BJournal%5D)">Performance of optical flow techniques.</a> International Journal of Computer Vision. 12, 43-77 (1994).</li>
<li>Bohs, L. N., Geiman, B. J., Anderson, M. E., Gebhart, S. C., Trahey, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Speckle+tracking+for+multi-dimensional+flow+estimation%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrasonics%22%5BJournal%5D)">Speckle tracking for multi-dimensional flow estimation.</a> Ultrasonics. 38, 369-375 (2000).</li>
<li>Malpica, N., Santos, A., Zuluaga, M. A., Ledesma, M. J., Pérez, E., Garcia-Fernandez, M. A., Desco, M., M, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tracking+of+Regions-of-Interest+in+myocardial+contrast+echocardiography%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrasound+in+Med.+%26+Biol%22%5BJournal%5D)">Tracking of Regions-of-Interest in myocardial contrast echocardiography.</a> Ultrasound in Med. & Biol. 30, 303-309 (2004).</li>
</ol>

Rolf Baumann jest pracownikiem firmy TomTec Imaging Systems GmbH, Niemcy

Opisujemy nową metodę „feature tracking” (śledzenie cech) do pomiaru parametrów deformacji i przemieszczenia w tkance mięśnia sercowego na podstawie obrazów SSFP. Metoda ta została niedawno zwalidowana w odniesieniu do HARP w ocenie szczytowego globalnego odkształcenia obwodowego w dużej populacji pacjentów z dystrofią mięśniową Duchenne'a (1). Stwierdzono doskonałą korelację między tymi dwiema technikami. Technologia feature tracking jest stosunkowo prosta w użyciu i nie wymaga żadnych dodatkowych sekwencji obrazowania, takich jak tagging, SENSE czy DENSE. Oprócz klinicznie zwalidowanej oceny szczytowego globalnego Ecc, można uzyskać również regionalne dane o odkształceniu; FT wydaje się być solidną techniką zdolną do szacowania odkształcenia podłużnego i promieniowego LV, a także odkształcenia podłużnego prawej komory.
Konieczne jest przeprowadzenie dalszych badań, aby dokładnie określić ograniczenia tej techniki w zakresie rozdzielczości czasowej i przestrzennej obrazu. FT umożliwia porównania z innymi modalnościami, takimi jak echokardiografia, ponieważ podstawowa zasada działania jest taka sama.
Podsumowanie
Śledzenie cech (feature tracking) ma potencjał do wdrożenia w praktyce klinicznej, ponieważ eliminuje potrzebę czasochłonnej analizy oraz dodatkowych procedur akwizycji danych. FT może być wykorzystywane do oceny globalnego i segmentowego odkształcenia (strain) lewej i prawej komory oraz dyssynchronii lewej komory. Trwają dalsze badania kliniczne mające na celu ocenę użyteczności FT w kardiologii klinicznej.

A correction was made to <a href="http://www.jove.com/video/2356">Magnetic Resonance Derived Myocardial Strain Assessment Using Feature Tracking</a>. An author's given name was updated.
The author's name was updated from:
Woodrow Benson
to:
D. Woodrow Benson

A correction was made to <a href="http://www.jove.com/video/2356">Magnetic Resonance Derived Myocardial Strain Assessment Using Feature Tracking</a>. An author's given name was updated.

Erratum: Magnetic Resonance Derived Myocardial Strain Assessment Using Feature Tracking

<table><tbody><tr><td>Oprogramowanie do śledzenia cech Diogenes&amp;#174;</td><td>TomTec Imaging Systems, Fulda, Niemcy</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

ocena odkształcenia mięśnia sercowego w rezonansie magnetycznym z wykorzystaniem śledzenia cech (feature tracking)

Magnetic Resonance Derived Myocardial Strain Assessment Using Feature Tracking 

Cel: Dokładna i praktyczna metoda pomiaru parametrów, takich jak odkształcenie (strain) w tkance mięśnia sercowego, ma ogromną wartość kliniczną, ponieważ wykazano, że odkształcenie jest czulszym i wcześniejszym markerem dysfunkcji kurczliwej niż często stosowany parametr EF. Obecne technologie CMR są czasochłonne i trudne do wdrożenia w praktyce klinicznej. Feature tracking to technologia, która może prowadzić do większej automatyzacji i powtarzalności ilościowej analizy obrazów medycznych przy mniejszym nakładzie czasu niż w przypadku porównywalnych metod.
Metody: Automatyczne lub manualne wprowadzenie danych w pojedynczej fazie służy jako inicjalizacja, od której system rozpoczyna śledzenie przemieszczenia poszczególnych wzorców reprezentujących struktury anatomiczne w czasie. Specyfiką tej metody jest to, że obrazy nie wymagają żadnej wcześniejszej manipulacji, takiej jak np. tagowanie obrazów CMR.
Wyniki: Metoda ta bardzo dobrze nadaje się do śledzenia tkanki mięśniowej, co pozwala na ilościową analizę mięśnia sercowego, a także przepływu krwi.
Wnioski: Ta nowa metoda oferuje solidną i oszczędzającą czas procedurę ilościowego określania parametrów przemieszczenia, prędkości i odkształcenia tkanki mięśnia sercowego oraz krwi w standardowych sekwencjach obrazowania CMR. Dzięki temu może ona zostać wdrożona w praktyce klinicznej.

Dokładna i praktyczna metoda pomiaru parametrów takich jak odkształcenie (strain) w tkance mięśnia sercowego ma dużą wartość kliniczną, ponieważ wykazano, że odkształcenie jest czulszym i wcześniejszym markerem dysfunkcji kurczliwości niż często stosowany parametr EF.

Ocena odkształcenia mięśnia sercowego w rezonansie magnetycznym z wykorzystaniem śledzenia cech (feature tracking)

Cel: Precyzyjna i praktyczna metoda pomiaru parametrów takich jak odkształcenie tkanki mięśnia sercowego ma ogromną wartość kliniczną, ponieważ wykazano, że ...

Koncepcja odkształcenia (strain) to odkształcenie obiektu znormalizowane do jego pierwotnego kształtu, co jest fundamentalnie istotne w ocenie funkcji komór. W tym filmie zaprezentowano nowatorską technikę śledzenia cech (feature tracking) do oceny odkształcenia obwodowego z wykorzystaniem standardowych sekwencji cine. W pierwszej kolejności pozyskuje się standardową sekwencję MRI serca w osi krótkiej.Następnie sekwencja cardiac MRI Short access Sydney jest pobierana do oprogramowania do śledzenia cech (feature tracking), a następnie tworzony jest pakiet danych do analizy odkształcenia (strain). Po wyznaczeniu początkowej granicy wsiochkłowej w fazie końca rozkurczu, oprogramowanie do śledzenia cech automatycznie śledzi przemieszczenie poszczególnych wzorców reprezentujących struktury anatomiczne w całym cyklu serca. Na koniec przeprowadzana jest analiza wyznaczonego obrysu w celu oceny odkształcenia obwodowego.Można wyznaczyć bezwzględne, jak i regionalne wartości prędkości, przemieszczenia oraz odkształcenia. Główną zaletą techniki śledzenia cech (feature tracking) w stosunku do istniejących metod jest możliwość przeprowadzenia analizy odkształcenia obwodowego bez dodatkowego obrazowania; jest ona prosta w użyciu i wykazuje dobrą korelację z obecnie dostępnym oprogramowaniem do obrazowania tagowania. Po opanowaniu tej techniki analiza może zostać wykonana w ciągu kilku minut, choć zaprezentowana tutaj metoda analizy dotyczy pojedynczych, krótkich przekrojów dostępowych.Na poziomie środkowym istnieje możliwość przeprowadzenia pełnej oceny komory. Osiąga się to poprzez wykorzystanie poziomów u podstawy oraz w ostrzu, a ponadto przekrojów w osi długiej w celu pomiaru odkształcenia podłużnego. Pierwszym krokiem procedury jest wykonanie standardowej sekwencji MRI serca w osi krótkiej przy użyciu standardowego aparatu MRI z oprogramowaniem kardiologicznym.Jest to część standardowego protokołu i nie jest wymagana żadna dodatkowa, czasochłonna procedura tagowania. Standardowa krótka sekwencja dostępu syn jest przechowywana offline, a obrazy mogą zostać zaimportowane do oprogramowania do śledzenia cech w celu analizy odkształcenia obwodowego. Przejdźmy teraz do importowania i wybierania danych.Standardowa sekwencja cini w osi krótkiej jest importowana do bazy danych pacjenta w oprogramowaniu do śledzenia cech (feature tracking) z lokalnej stacji roboczej lub dysku sieciowego. Gdy sekwencja cini w osi krótkiej jest dostępna w bazie danych pacjenta, za pomocą kompozytora pakietów tworzony jest pakiet danych do analizy odkształcenia (strain analysis). Kompozytor pakietów umożliwia wybór konkretnego przekroju osi krótkiej z sekwencji osi krótkiej lub stosu obrazów z bazy danych pacjenta.Zostanie to zapisane i przechowywane w bazie danych pacjentów w celu analizy odkształcenia. W tym przypadku do analizy odkształcenia obwodowego wybrano przekrój w osi krótkiej w połowie komory na poziomie mięśni brodawkowatych. Teraz sprawdźmy, jak analizować dane.Wybrany przekrój w osi krótkiej zostaje zaimportowany do oprogramowania do analizy śledzenia cech (feature tracking), a kontrast obrazu można dostosować według uznania. Analizę rozpoczyna się od wstępnego obrysowania granicy wsierdziowej w fazie końca rozkurczu, gdy komory mają największy wymiar; obrys ten można skorygować lub zmodyfikować w razie potrzeby. Przed rozpoczęciem śledzenia należy upewnić się, że wstępny obrys znajduje się na styku jam i tkanki, a następnie jednym przyciskiem uruchomić w pełni zautomatyzowaną procedurę śledzenia.Poszczególne punkty tworzące pierwszy ślad są śledzone w czasie poprzez wyszukiwanie tych samych cech w sąsiedztwie jednego punktu w kolejnych klatkach. Śledzone cechy mogą stanowić granicę tkanki w jamie lub elementy anatomiczne, które różnią się w obrębie tkanki. Są one wykrywane metodami największej wiarygodności w dwóch obszarach zainteresowania pomiędzy dwiema klatkami.Analiza śledzenia cech w przekroju krótkiej osi dostarcza danych dotyczących przemieszczenia prędkości oraz odkształcenia zarówno w kierunku radialnym, jak i obwodowym. Obecnie zwalidowano jedynie odkształcenie obwodowe, które wykazuje wysoką korelację z aktualnie dostępnym oprogramowaniem do analizy obrazowania z tagowaniem. Obwodowe odkształcenie w krótkiej osi może być przedstawione segmentowo w oparciu o model 16 lub 17 segmentów American Society of Echocardiography lub jako średnia ze wszystkich segmentów, reprezentująca globalne obwodowe odkształcenie środkowej części lewej komory.Wyniki odkształcenia obwodowego można następnie wyeksportować do pliku tekstowego w celu przeprowadzenia dalszej analizy. Ta technika śledzenia cech wykazuje dobrą korelację z oceną fazy harmonicznej obrazów z oznakowaniem w dużej populacji pacjentów z dystrofią mięśniową Duchenne'a o szerokim zakresie dysfunkcji serca. Przejdźmy teraz do walidacji techniki z wykorzystaniem fantoma.Przygotowano serię sztucznych pętli generowanych komputerowo, aby umożliwić przetestowanie procedury analizy obrazu w prostych i w pełni kontrolowanych warunkach. Przygotowano fantom idealnej lewej komory w projekcji krótkiej osi. Metodę śledzenia przetestowano na fantomach o różnej rozdzielczości przestrzennej, częstotliwości klatek oraz typie ruchu epikardialnego.Ponadto zmieniano liczbę punktów wykorzystywanych do wstępnego śledzenia i w każdym przypadku testowano ten efekt. Błędy były bardzo małe dla wartości całkowych, takich jak promień i odkształcenie, a nieco większe dla wartości różniczkowych, takich jak prędkość i szybkość odkształcenia. Było to oczekiwane, ponieważ operator pochodnej potęguje błędy.Jakość wyników pogarsza się wraz ze zmniejszeniem rozdzielczości przestrzennej, stając się bardzo niska. Jednak rozdzielczość czasowa nie wpływa znacząco na wyniki, o ile utrzymana zostanie minimalna wartość około 25 frames per second. Zwiększenie liczby klatek na sekundę nie poprawia wyników, ponieważ przemieszczenie między poszczególnymi klatkami staje się mniejsze niż rozmiar piksela.Zatem zwiększenie częstotliwości klatek ma niewielką lub żadną użyteczność, gdy nie towarzyszy mu zwiększenie rozdzielczości przestrzennej. Teraz przedstawimy kilka reprezentatywnych przypadków klinicznych i wyników; pokazano różnicę odkształcenia (strain) między osobą z grupy kontrolnej, młodym pacjentem z DMD z prawidłową frakcją wyrzutową, starszymi pacjentami z DMD z prawidłową frakcją wyrzutową, pacjentem z DMD z nieprawidłową frakcją wyrzutową oraz pacjentem z DMD w końcowym stadium niewydolności serca. Należy zwrócić uwagę na różnicę w globalnym odkształceniu obwodowym między osobami z grupy kontrolnej a pacjentami z DMD na różnych etapach choroby.Śledzenie cech w analizie obwodowego odkształcenia lewej komory nie tylko wykazuje wysoką korelację z oceną odkształcenia przy użyciu obrazowania z tagowaniem, ale pozwala również na zdefiniowanie podobnych warstw ST, co harmoniczna analiza fazy sekwencji obrazów tagowanych. Analiza odkształcenia obwodowego metodą śledzenia cech może pomóc w odpowiedzi na kluczowe pytania w dziedzinie niewydolności serca poprzez wykrywanie dysfunkcji serca przed spadkiem frakcji wyrzutowej zarówno w chorobach nabytych, jak i wrodzonych. Może to umożliwić wczesną interwencję oraz ocenę skuteczności terapeutycznej.Problemem w kwantyfikacji kardiologicznej zawsze był fakt, że różne modalności obrazowania wykorzystują odmienne techniki pomiarowe, co utrudnia porównywanie wyników. Technologia zaprezentowana w tym materiale znajduje zastosowanie nie tylko w MRI serca, ale również w innych źródłach obrazowania, takich jak ultradźwięki, co stanowi zatem istotny krok w stronę zapewnienia porównywalności między różnymi modalnościami.

magnetic-resonance-derived-myocardial-strain-assessment-using-feature

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

Ocena naprężenia mięśnia sercowego uzyskana z rezonansu magnetycznego za pomocą śledzenia cech

Wysokoczęstotliwościowe ultradźwięki Dopplera to nowatorska technologia służąca do oceny regionalnej funkcji mięśnia sercowego. Niniejsza praca przedstawia pierwsze dowody wykazujące przydatność tej wszechstronnej platformy obrazowania do wielokrotnego pomiaru odkształcenia mięśnia sercowego, dp/dt oraz niedomykalności zastawki mitralnej w modelu niedokrwienia i reperfuzji (IR) serca mysiego.

Wysokoczęstotliwościowa echokardiografia o wysokiej rozdzielczości: pierwsze dowody na nieinwazyjny, powtarzalny pomiar odkształcenia mięśnia sercowego, kurczliwości i niedomykalności zastawki mitralnej w modelu niedokrwienia i reperfuzji serca myszy

Choroby nerwowo-mięśniowe często wykazują zróżnicowaną czasowo, przestrzennie niejednorodną i wieloaspektową patologię. Celem tego protokołu jest scharakteryzowanie tej patologii za pomocą nieinwazyjnych metod obrazowania metodą rezonansu magnetycznego.

Ilościowy rezonans magnetyczny w chorobach mięśni szkieletowych

Ten protokół zawiera szczegółowy opis podejścia echokardiograficznego do kompleksowego fenotypowania funkcji serca i zastawki serca u myszy.

Podejścia echokardiograficzne i protokoły do kompleksowej charakterystyki fenotypowej choroby zastawkowej serca u myszy

Echokardiografia ze śledzeniem plamek jest nową techniką obrazowania diagnostycznego do ilościowej oceny globalnej i regionalnej wydajności mięśnia sercowego. Rejestrowane są obrazy ruchu echokardiograficznego w widoku standardowym, a następnie mierzone są parametry deformacji poprzez zautomatyzowane, ciągłe śledzenie klatka po klatce i analiza ruchu plamek w obrazach mięśnia sercowego w trybie B.

Echokardiografia przezklatkowa do oceny ilościowej deformacji mięśnia sercowego lewej komory

To badanie opisuje kompleksowy protokół obrazowania metodą rezonansu magnetycznego układu sercowo-naczyniowego (CMR) w celu ilościowego określenia parametrów funkcjonalnych lewej komory serca myszy. Protokół opisuje pozyskiwanie, przetwarzanie końcowe i analizę obrazów CMR, a także ocenę różnych parametrów czynnościowych serca.

Kwantyfikacja funkcji lewej komory serca myszy, napięcia mięśnia sercowego i sił hemodynamicznych za pomocą rezonansu magnetycznego układu sercowo-naczyniowego

Ten protokół przedstawia zbiór sarkomerów, wapnia i makroskopowych danych geometrycznych z aktywnie kurczącego się trabecula serca ex vivo. Te równoczesne pomiary są możliwe dzięki integracji trzech modalności obrazowania.

Jednoczesne obrazowanie w jasnym polu, fluorescencji i optycznej koherentnej tomografii kurczących się beleczków serca ex vivo

Funkcja przedsionków jest związana z odkształceniem i szybkością odkształcania. W tym badaniu zastosowano technikę śledzenia cech rezonansu magnetycznego serca (CMR-FT) w celu ilościowego określenia globalnego i segmentowego naprężenia podłużnego lewego i prawego przedsionka oraz szybkości odkształcania u osób z napadowym migotaniem przedsionków.

Szacowanie obustronnej funkcji przedsionków za pomocą śledzenia cech rezonansu magnetycznego układu krążenia u pacjentów z napadowym migotaniem przedsionków

Opisano metodę obrazowania MR służącą do badania rozkładu przepływu krwi płucnej w różnych warunkach fizjologicznych, w tym przypadku przy ekspozycji na trzy różne stężenia tlenu w powietrzu wdychanym: hipoksję, normoksję i hiperoksję. Technika ta wykorzystuje metody badawcze fizjologii płuc człowieka w środowisku skanowania MR.

Ilościowe określanie perfuzji płucsnej w obrazowaniu metodą rezonansu magnetycznego z wykorzystaniem skalibrowanego znakowania spinowego tętnic

Echokardiografia jest powszechnie używana do nieinwazyjnego charakteryzowania i ilościowego określania zmian w strukturze i funkcji serca. Opisujemy algorytm obrazowania oparty na ultradźwiękach, który oferuje ulepszony zastępczy pomiar mikrostruktury mięśnia sercowego i może być wykonywany przy użyciu ogólnodostępnego oprogramowania do analizy obrazu.

Ultradźwiękowa ocena mikrostruktury mięśnia sercowego

Ten protokół opisuje model zawału mięśnia sercowego (MI) świni za pomocą 90-minutowej zamkniętej klatki piersiowej zamknięcia balonu wieńcowego lewej tętnicy zstępującej przedniej (LAD), po której następuje reperfuzja. Ponadto przedstawiono również protokół dla kilku parametrów końcowych, takich jak czynność serca, hemodynamika, opór mikronaczyniowy i wielkość zawału.

Zawał mięśnia sercowego i ocena wyników funkcjonalnych u świń

Poznaj technikę śledzenia cech do oceny obwodowego odkształcenia mięśnia sercowego w standardowych sekwencjach MRI. Ta metoda umożliwia szybką i dokładną analizę funkcji skurczowej serca bez dodatkowego obrazowania.

Ocena odkształcenia mięśnia sercowego w rezonansie magnetycznym z wykorzystaniem śledzenia cech (feature tracking)

Przeglądaj więcej filmów