Магнитно-резонансная Производные Инфаркт Оценка деформации с помощью функции отслеживания

Понятие деформации (strain) представляет собой изменение формы объекта, нормированное по отношению к его исходному состоянию, что имеет фундаментальное значение для оценки функции желудочков. В данном видео демонстрируется новый метод трекинга признаков для оценки циркумферентной деформации с использованием стандартных cine-последовательностей. Сначала выполняется стандартная последовательность МРТ сердца в короткой оси.

Затем последовательность Short access Sydney для МРТ сердца загружается в программное обеспечение для трекинга признаков (feature tracking), и формируется пакет данных для анализа деформации. После обводки начальной границы эндокарда в конце диастолической фазы программное обеспечение для трекинга признаков автоматически отслеживает смещение отдельных паттернов, представляющих анатомические структуры, на протяжении всего сердечного цикла. В завершение проводится анализ обводки для оценки циркумферентной деформации.

Могут быть определены как абсолютные, так и региональные значения скоростей, смещения и деформации. Основным преимуществом метода отслеживания признаков (feature tracking) перед существующими методами является то, что анализ циркумферентной деформации может быть выполнен без дополнительной визуализации, прост в использовании и хорошо коррелирует с доступным в настоящее время программным обеспечением для анализа таггинга. После освоения данной методики анализ может быть проведен за несколько минут, хотя в данном случае этот метод анализа представлен для одиночных коротких осей доступа.

На среднем уровне можно провести полную оценку желудочка. Это достигается путем использования срезов на уровне основания и верхушки, а также продольных срезов для измерения продольной деформации. Первым этапом процедуры является получение стандартной последовательности МРТ сердца в короткой оси с использованием стандартного МРТ-сканера с установленным кардиологическим программным обеспечением.

Это часть стандартного протокола, поэтому дополнительная трудоемкая процедура маркировки не требуется. Стандартная короткая последовательность доступа к данным (syn sequence) хранится в автономном режиме, и изображения можно импортировать в программное обеспечение для отслеживания признаков с целью анализа окружной деформации. Теперь давайте разберем, как импортировать и выбирать данные.

Стандартная последовательность cini в короткой оси импортируется в базу данных пациентов программного обеспечения для трекинга признаков с автономной рабочей станции или сетевого диска. После того как последовательность cini в короткой оси становится доступна в базе данных пациентов, с помощью средство создания пакетов формируется пакет данных для анализа деформации. Средство создания пакетов позволяет выбрать конкретный срез короткой оси из последовательности или стека короткой оси в базе данных пациентов.

Эти данные будут сохранены в базе данных пациента для анализа деформации. В данном случае для анализа циркумферентной деформации выбирается срез короткой оси в середине желудочка на уровне папиллярных мышц. Теперь давайте разберем, как анализировать полученные данные.

Выбранный срез короткой оси импортируется в программное обеспечение для анализа трекинга функций, при этом контрастность изображения можно отрегулировать по желанию. Начните анализ с первоначального обведения эндокардиальной границы в конце диастолической фазы, когда камеры имеют наибольший размер; при необходимости обводку можно скорректировать или изменить. Перед началом трекинга убедитесь, что начальная линия обводки проходит по интерфейсу «полость-ткань», после чего нажмите кнопку для запуска полностью автоматизированной процедуры трекинга.

Отдельные точки, составляющие первый след, отслеживаются во времени путем поиска тех же признаков в окрестности примерно в одну точку на последующих кадрах. Отслеживаемыми признаками могут быть границы тканей полости или анатомические элементы, которые различаются вдоль ткани. Они обнаруживаются методами максимального правдоподобия в двух областях интереса между двумя кадрами.

Анализ отслеживания характерных точек (feature tracking) в короткой оси позволяет получить данные о смещении скорости и деформации как в радиальном, так и в циркумферентном направлениях. На данный момент была валидирована только циркумферентная деформация, которая демонстрирует высокую корреляцию с имеющимся программным обеспечением для анализа тагированной визуализации. Циркумферентная деформация в короткой оси может быть представлена сегментарно на основе 16- или 17-сегментной модели Американского общества эхокардиографии или в виде среднего значения по всем сегментам, представляющего глобальную циркумферентную деформацию среднего отдела левого желудочка.

Результаты измерения окружной деформации затем могут быть экспортированы в текстовый файл для дальнейшего анализа. Данный метод отслеживания признаков хорошо коррелирует с гармонической фазовой оценкой маркированных изображений в большой группе пациентов с мышечной дистрофией Дюшенна с широким диапазоном сердечной дисфункции. Теперь рассмотрим валидацию данного метода с использованием фантома.

Для тестирования процедуры анализа изображений в простых и полностью контролируемых условиях была подготовлена серия искусственных компьютерных циклов. Создан фантом идеального левого желудочка в проекции короткой оси. Метод трекинга был протестирован на фантомах с различными параметрами пространственного разрешения, частоты кадров и типа движения эпикарда.

Кроме того, варьировали количество точек, используемых для первоначального отслеживания, и в каждом случае проверяли полученный эффект. Погрешности были очень малы для интегральных величин — радиуса и деформации — и несколько выше для дифференциальных величин — скорости и скорости деформации. Это было ожидаемо, так как оператор дифференцирования усиливает погрешности.

Качество результатов ухудшается при снижении пространственного разрешения, которое становится очень низким. Однако временное разрешение существенно не влияет на результаты, если поддерживается высокая частота не менее 25 кадров в секунду. Увеличение частоты кадров не улучшает результаты, так как смещение между соседними кадрами становится меньше размера пикселя.

Следовательно, увеличение частоты кадров имеет малое значение или вовсе бесполезно, если оно не сопровождается увеличением пространственного разрешения. Теперь мы продемонстрируем несколько репрезентативных клинических случаев и результаты: показана разница в деформации между контрольным субъектом, молодым пациентом с DMD и нормальной фракцией выброса, более пожилыми пациентами с DMD и нормальной фракцией выброса, пациентом с DMD с отклонением фракции выброса и пациентом с DMD с терминальной стадией сердечной недостаточности. Обратите внимание на разницу в глобальной циркумферентной деформации между контрольными субъектами, а также между пациентами с DMD на разных стадиях заболевания.

Трекинг признаков для оценки циркумферентной деформации левого желудочка не только высоко коррелирует с оценкой деформации по изображениям с тегированием, но и позволяет определить аналогичные страты ST, как и гармонический фазовый анализ последовательности тегированных изображений. Анализ циркумферентной деформации методом трекинга признаков может помочь ответить на ключевые вопросы в области сердечной недостаточности, выявляя дисфункцию миокарда до снижения фракции выброса как при приобретенных, так и при врожденных заболеваниях. Это может обеспечить возможность раннего вмешательства и оценки эффективности терапии.

Проблемой количественного анализа сердца всегда было то, что разные методы визуализации используют разные техники измерения, из-за чего результаты трудно сравнивать. Технология, которую вы здесь увидели, применима не только к МРТ сердца, но и к другим источникам визуализации, таким как ультразвуковое исследование, и поэтому является важным шагом на пути к обеспечению сопоставимости данных различных модальностей.