Ocena obciążenia mięśnia sercowego pochodząca z rezonansu magnetycznego przy użyciu śledzenia cech

Dokładna i praktyczna metoda pomiaru parametrów takich jak napięcie w tkance mięśnia sercowego ma dużą wartość kliniczną, ponieważ wykazano, że szczep jest bardziej czułym i wcześniejszym markerem dysfunkcji skurczu niż często używany parametr EF.

Pojęcie odkształcenia to deformacja obiektu znormalizowanego do jego pierwotnego kształtu, co ma fundamentalne znaczenie w ocenie funkcji komór. Ten film demonstruje nowatorską technikę śledzenia cech do oceny obciążenia obwodowego przy użyciu standardowych sekwencji filmowych. Najpierw uzyskuje się standardową sekwencję krótkiego dostępu do rezonansu magnetycznego serca.

Sekwencja Sydneya z krótkim dostępem do rezonansu magnetycznego serca jest następnie pobierana do oprogramowania do śledzenia cech, a pakiet danych jest tworzony do analizy odkształceń. Po prześledzeniu początkowej granicy wsierdzia w końcowej fazie rozkurczowej, oprogramowanie do śledzenia cech automatycznie śledzi przemieszczenie poszczególnych wzorów reprezentujących struktury anatomiczne przez cały cykl pracy serca. Na koniec śledzenie jest analizowane w celu oceny odkształcenia obwodowego.

Można wyprowadzić bezwzględne, a także regionalne wartości prędkości, przemieszczenia i odkształcenia. Główną zaletą techniki śledzenia cech w porównaniu z istniejącymi metodami jest to, że analiza odkształceń obwodowych może być wykonywana bez dodatkowego obrazowania, jest prosta w użyciu i dobrze koreluje z obecnie dostępnym oprogramowaniem do obrazowania znaczników. Po opanowaniu technika ta może być wykonana w ciągu kilku minut, chociaż ta metoda analizy jest tutaj przedstawiona dla pojedynczych krótkich wycinków dostępu.

Na średnim poziomie ma potencjał do przeprowadzenia pełnej oceny komory. Osiąga się to poprzez użycie również poziomów u podstawy i wierzchołka, a dodatkowo długich warstw osi do pomiaru odkształcenia podłużnego. Pierwszym krokiem w procedurze jest uzyskanie standardowej sekwencji krótkiego dostępu do rezonansu magnetycznego serca przy użyciu standardowego aparatu MRI z oprogramowaniem kardiologicznym.

Jest to część standardowego protokołu i nie jest potrzebna żadna dodatkowa, czasochłonna procedura tagowania. Standardowa sekwencja synowa krótkiego dostępu jest przechowywana w trybie offline, a obrazy można zaimportować do oprogramowania do śledzenia cech w celu analizy odkształceń obwodowych. Zobaczmy teraz, jak importować i wybierać dane.

Standardowa sekwencja cini krótkiego dostępu jest importowana do bazy danych pacjenta w oprogramowaniu do śledzenia cech ze stacji roboczej offline lub dysku sieciowego. Gdy sekwencja cini o krótkim dostępie jest dostępna w bazie danych pacjenta, pakiety danych skomponowane przy użyciu kompozytora pakietów do analizy odkształceń. Edytor pakietów umożliwia wybór określonego wycinka krótkiej osi z sekwencji krótkiej osi lub stosu z bazy danych pacjenta.

Zostanie to zapisane i zapisane w bazie danych pacjenta w celu analizy odkształceń. W tym przypadku do analizy odkształcenia obwodowego wybiera się krótki wycinek osi w środkowej komorze na poziomie mięśnia brodawkowatego. Zobaczmy teraz, jak analizować dane.

Wybrany wycinek krótkiej osi jest importowany do oprogramowania do analizy śledzenia obiektów, a kontrast obrazu można dostosować zgodnie z potrzebami. Rozpocznij analizę od wstępnego prześledzenia granicy wsierdzia w końcowej fazie rozkurczowej, kiedy komory w największym wymiarze śledzenia mogą być korygowane lub modyfikowane w razie potrzeby. Przed rozpoczęciem śledzenia, aby upewnić się, że początkowy ślad znajduje się w interfejsie tkanki jamy ustnej, za naciśnięciem przycisku rozpocznij w pełni zautomatyzowaną procedurę śledzenia.

Poszczególne punkty składające się na pierwszy ślad są śledzone w czasie, przeszukując te same obiekty, które znajdują się mniej więcej w jednym punkcie w swoim sąsiedztwie w kolejnych klatkach. Śledzonymi cechami mogą być granica tkanki jamowej lub elementy anatomiczne, które różnią się wzdłuż tkanki. Znajdują się one za pomocą metod maksymalnego prawdopodobieństwa w dwóch obszarach zainteresowania między dwiema klatkami.

Analiza śledzenia cech krótkiej osi daje dane dotyczące przemieszczenia prędkości i odkształcenia zarówno w kierunku promieniowym, jak i obwodowym. Obecnie zwalidowane zostało tylko odkształcenie obwodowe, które jest silnie skorelowane z obecnie dostępnym oprogramowaniem do analizy obrazowania znakowanego. Obciążenie obwodowe krótkiego dostępu może być prezentowane segmentowo w oparciu o 16- lub 17-segmentowy model American Society of Echocardiography lub jako średnia ze wszystkich segmentów reprezentujących globalne obciążenie obwodowe środkowej lewej komory.

Wyniki odkształceń obwodowych można następnie wyeksportować do pliku tekstowego w celu dalszej analizy. Ta technika śledzenia cech dobrze koreluje z harmoniczną oceną fazową oznaczonych obrazów w dużej populacji pacjentów z dystrofią mięśniową Duchenne'a z szerokim zakresem dysfunkcji serca. Zobaczmy teraz, walidacja techniki za pomocą fantomu.

W tym celu przygotowano szereg sztucznych pętli generowanych komputerowo, aby umożliwić testowanie procedury analizy obrazu w prostych i doskonale kontrolowanych warunkach. Przygotowuje się fantom w rzucie krótkiej osi idealnej lewej komory. Metoda śledzenia została przetestowana z fantomami różniącymi się rozdzielczością przestrzenną, liczbą klatek na sekundę i typem ruchu nasierdziowego.

Również liczba punktów wykorzystanych do wstępnego śledzenia była zróżnicowana, a efekt badany we wszystkich przypadkach. Błędy były bardzo małe dla wielkości całkowych, promienia i odkształcenia, a nieco większe dla wielkości różnicowych, prędkości i szybkości odkształcania. Było to oczekiwane, ponieważ operator pochodnej wzmacnia błędy.

Jakość wyników pogarsza się wraz ze zmniejszoną rozdzielczością przestrzenną, która staje się bardzo niska. Jednak rozdzielczość czasowa nie wpływa znacząco na wyniki, o ile minimum około 25 klatek na sekundę jest utrzymywane na bardzo wysokim poziomie. Liczba klatek na sekundę nie poprawia wyników, ponieważ przemieszczenie klatka po klatce staje się mniejsze niż rozmiar piksela.

W związku z tym wzrost liczby klatek na sekundę jest mało przydatny lub nie ma go wcale, gdy nie towarzyszy mu wzrost rozdzielczości przestrzennej. Teraz pokażemy Ci kilka reprezentatywnych przypadków klinicznych i wyników, pokazano różnicę szczepu między młodym pacjentem z DMD z normalną frakcją wyrzutową, starszymi pacjentami z DMD z normalną frakcją wyrzutową, pacjentem z DMD z nieprawidłową frakcją wyrzutową i pacjentem z DMD ze schyłkową niewydolnością serca. Zwróć uwagę na globalną różnicę w obwodzie szczepu między osobami z grupy kontrolnej, a także pacjentami z DMD w różnych stadiach choroby.

Śledzenie cech szczepu obwodowego lewej komory nie tylko silnie koreluje z oceną obciążenia za pomocą oznaczonych obrazów, ale było również w stanie zdefiniować podobne warstwy ST jako harmoniczną analizę fazową oznaczonej sekwencji obrazu. Analiza szczepu obwodowego za pomocą metody śledzenia cech może pomóc w odpowiedzi na kluczowe pytania w dziedzinie niewydolności serca poprzez wykrywanie dysfunkcji serca przed spadkiem frakcji wyrzutowej zarówno w chorobie nabytej, jak i wrodzonej. Może to pozwolić na wczesną interwencję i ocenę skuteczności terapeutycznej.

Problem z kwantyfikacją serca zawsze polegał na tym, że różne metody obrazowania wykorzystują różne techniki pomiarowe, a wyniki są trudne do porównania. Technologia, którą tutaj widzisz, ma zastosowanie nie tylko do rezonansu magnetycznego serca, ale także do innych źródeł obrazowania, takich jak ultradźwięki, i dlatego jest doskonałym krokiem w kierunku porównywalności między modalnościami.