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

1Department of Biomedical Engineering, Washington University in St. Louis, 2Department of Physics, Washington University in St. Louis, 3Division of Biology and Biomedical Sciences, Washington University in St. Louis, 4Department of Medicine, Cardiovascular Division, Washington University in St. Louis, 5Cardiovascular Biophysics Lab, Washington University in St. Louis
Published 9/01/2014
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Bioengineering

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Summary

グローバル拡張機能を正確に、因果関係に基づく定量は、パラメータ化され拡張期経由 transmitralフロー充填(PDF)形式主義の運動学的モデリングベースの分析によって達成された。 PDFファイルは、固有の剛性、リラクゼーション、および負荷パラメータを生成し、機能障害の高感度かつ特異的インデックスを提供しながら、「新しい」の生理を解明。

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Mossahebi, S., Zhu, S., Chen, H., Shmuylovich, L., Ghosh, E., Kovács, S. J. Quantification of Global Diastolic Function by Kinematic Modeling-based Analysis of Transmitral Flow via the Parametrized Diastolic Filling Formalism. J. Vis. Exp. (91), e51471, doi:10.3791/51471 (2014).

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Abstract

定量的心機能評価は、生理学者や臨床医のための課題である。歴史的に侵襲的な方法が利用できる唯一の​​手段で構成されているが、高い時間および空間分解能を有する非侵襲性の画像診断法(心エコー、MRI、CT)の開発が量的拡張機能評価のための新しいウィンドウを提供します。心エコー検査は、心臓拡張機能評価のための標準に合意されていますが、現在の臨床使用されているインデックスは、単に運動自体の生理的因果決定因子を組み込まずにチャンバー寸法(Mモード)または血液/組織の動き(ドップラー)波形の選択された特徴を利用する。すべて左心室(LV)は、機械的吸引ポンプとして機能することで充填を開始するとの認識は、グローバル拡張機能は、すべてのチャンバに適用される運動の法則に基づいて評価することができます。何から別の心を区別することはGOV運動方程式のパラメータであるERNS充填。したがって、パラメータ化拡張期充填の開発は(PDF)形式主義は、臨床的に観察された初期のtransmitral流れの全体の範囲は(ドップラーE波)のパターンは減衰振動運動の法則によって非常によく適合していることが示されている。これは、生理学的類似体チャンバ剛性(k)は 、粘弾性/弛緩(c)及び負荷( のx三つ(数値的に)ユニークな集中パラメータを与える因果機構(反跳が開始吸引)に従って個別E-波の解析を可能にする○)。 transmitral流れ(ドップラーE波)の記録は、臨床心臓病学における標準的な慣行であり、それゆえ、心エコー記録方法は簡単にしか見直される。私たちの焦点は、日常的に記録されたE-波データからPDFパラメータの決定である。強調表示された結果が示すように、PDFパラメータは、E波、invesに変化する負荷の適当な数から得られた後tigator、パラメータを使用するか、またはパラメータからインデックスを構築して自由である(そのような蓄積されたエネルギーとして1月2日KX O 2、最大のAV圧力勾配KX o 、拡張機能の負荷に依存しないインデックスなど )と生理学や病態生理学のアスペクトを選択定量化される。

Introduction

1930年カッツ1による先駆的な研究は、哺乳動物の左心室が、その後拡張期の働きを解明することに専念してきているので、機械的吸引ポンプであることによって充填を開始し、多くの努力ことを明らかにした。長年にわたり、侵襲的な方法は、拡張機能(DF)2-16の臨床や研究評価のために利用可能な唯一の選択肢だった。 1970年代には、しかし、心エコー検査における技術の進歩と発展は、最終的には心臓病専門医や生理学者のDFの非侵襲的特性評価のための実用的なツールを与えた。

それがいっぱいになると、心臓がどのように機能するかについては、拡張期のための統一因果理論やパラダイムがなければ、研究者は臨床的特徴との相関に基づいて、多数のphenomenologicインデックスを提案した。曲線の早期の間経僧帽弁血流速度輪郭の急速に立ち上がりと立ち下がりの形状は、急速な充填は、例えば、三角形および拡張期fuのように近似したnctionインデックスは、(高さ、幅、面積など )の幾何学的特徴から定義された三角形た。心エコー検査における技術的進歩は、例えば、測定されるべき充填中に組織の動き、歪み、及び歪み速度を可能にした、そしてそれを現象論的インデックスの新しい作物をもたらしたそれぞれの技術的進歩は、臨床的特徴と相関する。しかし、インデックスは因果相関せずに残り、多くのインデックスが同じ基礎生理学の異なる尺度である。これはDFの現在採用臨床インデックスは特異性と感度が限られていること、したがって、驚くことではありません。

これらの制限パラメータ化拡張期充満(PDF)形式主義、因果キネマを克服するために、が動機と拡張期の吸引ポンプの生理機能を搭載している左心室充満の集中定数モデルが開発され、17を検証した。このモデル曲線の形​​状によって明示されるよう拡張機能(減衰高調波振動運動の規則に従ってtransmitral流輪郭)の。減衰高調波振動運動のための方程式は、ニュートンの第二法則に基づいているとして、単位質量当たり、書くことができます。

式(1) 式(1)

-室内のこわばり、C -粘弾性/リラクゼーション、そしてx O -発振器の初期変位/プリロードK:この線形2次微分方程式は、次の3つのパラメータを持っています。モデルは、異なる臨床的に観察された拡張期充満パターンは、これらの3つのモデルのパラメータの数値の変動の結果であることを予測する。 PDF形式主義と古典力学に基づいて、E-波が減衰アンダーまたはオーバー減衰運動の政権によって決定されるものとして分類することができる。多数の研究、21パラメータ解明し予測していることを検証してきた。臨床的に記録されたE-波データからモデルパラメータを抽出するためのプロセスは、以下の方法に詳述されている。

現在の臨床使用されているDFの典型的な索引とは異なり、PDFモデルの3つのパラメータは、因果ベースです。以下の方法で説明したように、拡張期生理学の追加のインデックスは、これらの基本的なパラメータから、およびPDF形式主義のアプリケーションからtransmitral流れより拡張期の他の側面に導出することができる。この研究では、transmitral流れとPDFのアプローチから引き出すことができる生理学的関係のPDFベースの分析方法は、そのパラメータおよび派生インデックスが記載されている。加えて、それらに由来するPDFパラメータまたはインデックスがいじめができることが示されている負荷の外部影響から離れて本来のチャンバーの特性は、従来の侵襲的に定義されたパラメータに相関を提供することができ、正常および病的なグループを区別することができます。

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Protocol

心エコー検査画像を取得し、PDFパラメータを取得するためにそれらを分析するための手順は、以下に詳述する。心臓カテーテルは、以下の対象選択部に記載されていますが、記載された方法論は、心エコーの部分に適用されます。カテーテル挿入部分の記述は、モデルベースの予測の独立した検証のために含まれたPDF形式主義を経由して E波の分析とは関係ありませんした。データ収集の前に、すべての被験者が提供するワシントン大学医学部での治験審査委員会(ヒューマン研究保護庁)に応じて、研究への参加のためのインフォームドコンセントに署名した。

注:このセクションで説明する(それらを使用する方法についてのチュートリアルと一緒に)すべてのソフトウェアプログラムはからダウンロードすることができますhttp://cbl1.wustl.edu/SoftwareAgreement.htm

1件名の選択

注:心血管生物物理学研究室のデータベース内のすべての被験者は、同時エコー検査および心臓カテーテル検査を行い、診断心臓カテーテルのための彼らの医師が呼ばれていましたがありました。データベース選択基準は以下のとおりです。重大な心臓弁膜異常の1)が存在しない、心電図、明確に識別E-及び波との良好な心エコーウィンドウの3)存在に壁運動異常や脚ブロックの2)不在。

2心エコーデータ収集

  1. 心エコー検査基準16のアメリカの社会に従って、すべての被験者のための完全な2D /エコー·ドップラー研究を記録します。注:スクリーニング心エコーは、超音波検査技師による標準的な臨床イメージャで記録した。所望であれば、追加の経胸壁心エコー記録は、検証目的のために行うことができ適切な、高忠実度のカテーテル後のsは同時に左心室血行動態を測定するために、LVに進められる。
  2. 仰臥位の画像科目。 nonresearch設定では、標準の左横方向の位置決めは、本方法の一般性を失うことなく使用することができる。カラーMモード、ドップラーで見られるように(アライメント効果を最小化するために、僧帽弁尖とMV平面に直交の先端の間に導か1.5〜5ミリメ​​ートルで、ゲーテッドサンプル容量で、2.5 MHzのトランスデューサーを使用して、心尖四室·ビューを取得する1(125ヘルツ)または2(250 Hz)の設定)、ウォールフィルタ、ベースラインは、ディスプレイの全高と、エイリアシングすることなく出力のダイナミックレンジを活用するように調整速度スケールを利用するために調整した。
  3. サンプル容量2.5ミリメートルでゲートされ、僧帽弁輪の側方および中隔ポーションに位置してドップラー組織画像化を実行します。
  4. simultでDVDにエコーマシンとレコードにDICOM形式でドップラー検査を保存するaneously記録した心電図(ECG)。

3ドップラー画像処理および従来の分析

注:この項では、2つのカスタムMATLABプログラムを記述します。最初のプログラムは、ステップ3.1に記載されており、第二のプログラムは、ステップ3.2-3.5に記載されている。 (それらを使用する方法についてのチュートリアルと一緒に)すべてのソフトウェアプログラムは、以下からダウンロードできますhttp://cbl1.wustl.edu/SoftwareAgreement.htm

  1. DICOMフォーマットとビデオからの画像は(カスタムMATLABプログラムを使用して)(.BMP)ファイルをビットマップに変換します。 NOTE:ドップラーE波および組織ドプラE'-波に合わせて下記の手順は、 図1に示されている。
  2. そのようなE ピークピーク 、E DURのような従来のtransmitralフローパラメータを測定するために別のカスタムMATLABプログラムにビットマップイメージファイルをロードしますなど E ' ピーク ' ピーク 。とPDF解析のために画像をトリミング。識別可能なtransmitral流れ輪郭の画像を選択して、分析用に心電図で示されるように、心周期を完了します。
  3. 画像中の(垂直軸に沿ったピクセル/(1m /秒で測定))(横軸上のピクセル/秒で測定される)マークの時間サンプリングレートと速度サンプリングレート。画像上に連続したRピーク(または心電図のいずれかの異なる機能)に注目し、マークすることで、完全な心周期を特定します。
  4. マークtransmitralドップラーE-及び波または選択された心臓周期における組織ドプラE'-及びA'-波。
    1. ドップラーE波ピーク点すなわちを選択します。 E ピーク 、(またはE ' ピーク )とE波(またはE'-波)の加速勾配に合わせて、ガイドとして先頭にピークを結ぶ線を使用して、波の開始をマークします。波の開始は、開始からPEに間隔を計算するために使用されAKフローはE波(またはE'-波)加速時間(AT)と表記。
    2. 減速の傾きに合わせて、ガイドとして最後にピークを結ぶ線を使用して、E-波(またはE'-波)の終わりをマークします。これは、減速時間(DT)として示されるベースラインのピークから間隔を計算するために使用される。波の開始から終了までの間隔は、E-波(E DUR = + DT AT)の持続時間である。プログラムは、適切な指示を持つプロセス全体を通してユーザーをガイドします。
  5. マークE波と同様の手順を用いて、A波。 E-および波の両方を持つプログラムは、Eのピーク / ピーク比を算出マーク。
    注:プログラムはのみE-および波を含むマーク波などのトリミングされた画像を保存します。プログラムはまた、ビート毎のトリミングと測定されたパラメータを持つデータファイルを作成します。

PDF形式主義を使用したTransmitralフロー4。自動フィッティング

ドップラーE-の自動化されたフィッティングと波および組織ドップラーE'-とA'-波輪郭は、カスタムLabVIEWプログラム18,19を使用して行われます。
  1. トリミングされた画像をロードし、プログラムが自動的に最高速度エンベロープ(MVE)を算出する。 図1に示すように、MVEはtransmitral流れを近似するように閾値を設定することにより、MVEを選択する。発症およびMVEを定義する点を終了すると、オペレータが時間軸に沿って選択することができるように良好な対応を提供するだけMVEポイント波の実際の選択された部分に続いて嵌合するための入力として使用される。
  • 注:ユーザーが選択したMVEポイントは自動的にLevenberg-マルカート(反復)アルゴリズムを使用して時間の関数としての速度のためのPDFのモデル溶液に適合するコンピュータプログラムに入力される。フィッティングは、臨床(入力)との間の平均二乗誤差要件によって達成されるデータ(MVE)及びPDFモデル予測された輪郭を最小限にすること。モデルは線形であるので、パラメータの固有のセットを入力として使用し、各ドップラーE波由来のMVE得られる。このように数値的にユニークK、C、およびX oを値は、各E波およびk '、c'は 、各E'-波のためのx o '生成されます。
  • フィットは、E波(またはE'-波)画像に重畳されたときに、イベントではフィット感は明らかに最適ではない( つまり、アルゴリズムはノイズが例えばMVEに含ま収まるようにしようとした)より多く/少なく使って、MVEを変更それによって、モデルを修正する点は、より良いフィット感を実現するために、PDFパラメータの結果としての変更で輪郭を予測した。
  • 適切なPDFのフィットが生成されたデータを保存します。注記:プログラムは自動的に画像のデータとPDFのパラメータを含むテキストフ​​ァイルを保存するために書かれており、輪郭情報。
    上記の手順から得られたPDFのパラメータが新たな生理機能を解明し、以下の代表的な結果のセクションで詳述されるように、正常および病的な生理機能を区別するために使用することができる。

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    Representative Results

    充填パターンは4つの異なるタイプのドップラー波形代表上記で詳述した方法を用いて、(通常の、pseudonormal、遅延弛緩、収縮制限的)は、図2に示されている。 図2Aは、それ自体でpseudonormalと区別できない、正常パターンを示しているパターン。 図2Bは 、遅延緩和を示し、 図2Cは、重度の拡張機能障害に関連した狭窄制限的パターンを示している。明確にするために、PDFのモデル予測適合は画像にオーバーレイされます。従来のエコーパラメータ(E ピークピーク 、AT E波、およびE波DT)とPDFのパラメータ(K、C、X、O)は 、各画像の下に記載されています。数字が示すように、PDFファイル形式主義は、フィット(予測)は非常によく、これらの充填パターンは3つのすべて。 PDFパラメータは、チャンバーの性質に関する情報を提供する。デレイアウトさ緩和パターン( 図2B)は、典型的には、通常のパターン( 図2A)よりも高い粘弾性/緩和のPDF パラメータ c 持っています。締め付けて制限パターン( 図2C)は、典型的には、通常のパターンよりも高い剛性(PDFパラメータk)を有している。

    PDF形式主義を使用してドップラーE波の解析は、正常および病的グループを区別するために、新たな生理機能を発見するために使用されてきた。新しい生理機能を解明するために、病理学的および正常な生理とPDF形式主義の選択されたアプリケーションを区別することを意図したPDF形式主義に基づくDF分析のいくつかの選択された公開された結果を以下に挙げる。

    糖尿病

    この方法は、糖尿病や年齢の対照被験者間のDFの違いを定量化することが示されている。一方そのようなDT、E、時間E波減速などの従来のインデックスパラメータ c は、グループ22間で有意に異なっていた。さらに、23 Oなどのkx PDFパラメータから算出することができるピーク房室圧力勾配は、糖尿病群で有意に高かった。また、以下の糖尿病患者に適用される運動学的充填効率を参照してください。

    高血圧

    この方法は、対照24と比較して、高血圧患者におけるtransmitral充填パターンを分析するために用いられてきた。従来のドップラー派生インデックスは、グループを区別することができませんでしたが、PDFのパラメータ c は、非高血圧対照と比較して、高血圧の被験者群では有意に高かった。

    カロリー制限は、心臓の老化を遅くする >

    この方法は、ヒト25でDFに対するカロリー制限の効果を評価した。 DFはtransmitral流量を測定し、マッチさせた対照を年齢と比較することにより、カロリー制限を実践する被験者で評価した。 E / Aの高い値とより高い初期の充填(E波)画分によって定量化としてDFはカロリー制限群で有意に良好であった。さらに、粘弾性を表すLV室のこわばり、 および c 表すPDFパラメータkは 、、、カロリー制限の被験者において有意に低かった。 E ピークが両群間で有意差はなかったので、対照群は、同じピークの充填速度を達成するために多くのエネルギーを消費する。これは、カロリー制限が、より効率的なDFと関連していることを明らかにした。また、高齢カロリー制限された被験者における充填はカロリー制限が心臓の老化26を遅らせることを示唆し、若い正常なコホートと同等であった。

    僧帽弁輪の振動の_content "> PRESENCE VS不在

    PDF形式主義はまた、(「E」分の1波長、E ' -波、 )E'-波の後僧帽弁輪の振動(MAO)を分析するために使用されている。僧帽弁輪のこの「リンギング」は人間の20で観察されているが、その後の振動の存在下および非存在下での特徴付けが欠けていた。この方法は、仮説がMAOの欠如が少ないためか遅い効果的な緩和に増加し、粘弾性効果によって説明されていることをテストすることができました。 MAOなし20被験者にMAO 35被験者を比較することにより、長手方向の剛性(K ')と縦粘弾性/弛緩の(c')は MAOなし群においてより高いことが判明した。最初の反動力と記憶されている反跳エネルギーの両方がMAOのグループで高かった。加えて、MAOの不在は、濃ことが示されたリラクゼーション関連の拡張機能障害27 ordant。したがって、組織ドプラE'-波のPDF分析は、MAOの不在が緩和関連の拡張期機能不全を示すことを明らかにする。

    E-WAVEの分析からジアスターゼスティフネス

    拡張末期圧 - 容積関係(EDPVR)の傾きはおなじみの剛性ベースのインデックスを提供していますが、ジアスターゼ圧力 - 体積(PV)の関係(D-PVR)の勾配(ΔP/ΔV)は、生体内提供リラックスしたLVの剛性。心エコーは、( すなわちドップラーE-波)、分析ではなく、絶対圧力情報よりも、唯一の相対的な提供することができます。従って、LVのリラックスした(糖化)剛性単独E波分析28から直接計算することができることが示されている。 PDF形式主義を使用し、離開でベルヌーイの方程式の圧力と体積(E-波の終了)が導出される。派生P、V点ときフィットを介して線形回帰は、E-波解析からD-PVRを生成する(D-PVR E波 )、その傾きは、糖化剛性K E波を算出した。結果がPDFベースの電子波解析からジアスターゼ剛性の間に優れた相関(R 2 = 0.92)が得られた(K E波 )、30科目の同時のPVデータ(K CATH)から糖化剛性の同時金標準的な測定(444合計通常のLVEF(LVEF> 55%)で心臓サイクル)。

    キネマ充填効率索引

    運動学的モデリングの観点から、増加した弛緩/粘度定数cが充填に対する耐性を増大生成する。したがって、理想化された心室充満のための自然な選択項目は、完全なリラクゼーションを反動に起因するシナリオは、全く減衰の(c = 0)IEではない。キネマ充填効率指数(KFEI)が定義され、実際のボリュームの無次元比として29導かれた入力してください理想的なボリューム、理想的な電子波有する同一のkX Oが、抵抗なくの(VTIに(PDFパラメータC、K、X OとリアルタイムのE波の速度時間積分[VTI])、左心室(LV)のる充填の[c = 0])。 36正常な心室機能の患者(糖尿病17,19よくマッチ非糖尿病対照)で、それが糖尿病患者(49.1±3.3%)中のE波の30 KFEIが通常の患者よりも有意に低かったことが示された(55.8±3.3%) 。これは、LVEFが正常であっても、充填効率が非糖尿病患者と比較して、糖尿病患者において損なわれていることを意味する。

    充填効率は年齢とともに劣化する

    糖尿病を埋める評価するキネマティック充填効率指数(KFEI)29の能力に照らし。非糖尿病のコントロールは、KFEIの年齢依存性を測定した。それはKFEIは、大きさが減少することが示された年齢とともに、通常のLVEF(LVEF> 55%)で72対照被験者を解析することにより、心血管病態30なしで年齢(R 2 = 0.80)と非常に強く相関している。 DFの他の従来のパラメータの年齢依存性も評価した。加齢とともに減少することが知られている他の非侵襲DF措置との一致では、KFEIが減少し、年齢(R 2 = 0.80)と非常に強く相関している。多変量解析は、年齢がKFEIた(p = 0.003)への単一の最も重要な寄与因子であることを示した。

    拡張機能の負荷を独自の指標

    E波の輪郭は、呼吸に応答したビート·バイ·ビートの変化を実証し、従って、強い負荷依存性を実証している。確かに、DFのすべてのインデックスは、負荷に依存します。それはDF指数の観察された差異は、負荷変動または固有のチャンバ特性変化の結果での結果であるかどうかに疑問を呼び出すので、これは問題である。理論的予測と実験拡張機能(LIIDF)の負荷独立した指標のアル検証は生理学/心臓病で長く求められて未解決の問題となっている。負荷依存性の問題に対処するために、PDFファイル形式主義は、可変負荷時に測定されたE-波に適用した。運動学的モデリングと数学的導出により、負荷に依存しないインデックスは、異なる負荷で測定された電子波の間で保存され、誘導された。各測定されたE-波のため、PDFパラメータk及びX O、モデルは、ピーク速度E ピークを乗じてピークピーク瞬間圧力勾配駆動流に類似した力値、およびPDFのパラメータ c 予測はkx O得るために乗算される充填に抵抗するピーク力の値を得た。各E-波に対する順序対としてのC、Eピークは 、その(無次元)の傾きMが荘で非常に直線的な関係を生成します。o対KXプロットGHT負荷独立したインデックスの後、負荷にもかかわらず、保存されたままでは、E波の変化を生成しました。

    検証では16人の健康なボランティアでの負荷がチルトテーブルを介して変化させた記録されたE-波が(水平、ヘッドアップ、およびヘッドダウン)を分析した。予測されるように、結果は、33 のkxのO及びC Eのピークとの間の非常に高い相関(R 2 = 0.98)が得られた。正常および拡張機能障害被験者を区別するためのMの能力も拡張機能障害被験者における同時カテーテル検査エコーデータの分析によって評価した。コントロール。拡張機能障害のグループの平均M(M = 0.98±0.07)は、対照(M = 1.17±0.05、P <0.001)33よりも有意に低かった。

    図1
    動作ステップを図1のシーケンスフィッティングのために、(A)は、E波および(B)のPDF形式主義経由 E'波。 A)左から右-へTransmitralフロー映像、ドップラー速度プロファイルを得るために切り取られている。 (青色で時間制限緑で示される)E波の最大速度エンベロープ(MVE)が選択されて適合させることにする。エラーは、PDFフィットをPDFパラメータと適合度の尺度になりLevenberg- Marquardtアルゴリズムを介して取得されている最小限に抑えることができます。組織ドプラ画像用のB)と同様の手順。画像は、トリミング後に反転している。詳細は本文を参照してください。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。

    図2
    PDFフィットと図2三E-波パターン。 A)ノームアル/ Pseudonormal充填パターン。B)遅延緩和パターン。C)収縮性制限的パターン。詳細は本文を参照してください。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。

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    Discussion

    私たちの方法論の焦点に沿って、正確で意味のある結果を得ることを容易にする方法の重要な側面が強調表示されます。

    心エコー

    心エコーのアメリカの社会(ASE)は経胸壁の研究16の実施のためのガイドラインを持っています。エコー検査中に、画質に影響を与える多数の要因がある。音波検査者の制御を超えている要因には、使用されている撮像装置の技術力、心拍数、患者体形、場所には個人差、解剖学的構造の向き、「エコー·ウィンドウ」の品質は、の特性に言及与えられた被験者の組織における超音波の送信。音波検査者によって直接制御され要因には、変換器の選択を含むマシンの設定が含まれる。 PDF分析の忠実度は、エコー画像クアルに依存するのでITYは、注意は、可能な限り最高の画像を得る画像取得プロセス中に取得されるべきである。

    PDF分析のための最適なE波画像品質のために、ディスプレイに対するE波の大きさを最大化し、100mm /秒に掃引速度を設定することが望ましい。高掃引速度と最大速度スケールを決定する際に完全な表示サイズの使用は、時間と速度の軸に沿って( すなわち、より多くのポイントがフィットするために)時間分解能の増加をもたらすものである。ベースラインフィルタ設定は、より高い掃引速度設定でより良い決定することができる。記録された心臓サイクルの数は、エコーラボの間で非常に可変である。意味のあるPDF分析のためにいくつかの(3または4)呼吸周期を通して連続記録が最も望ましい。 25心周期を提供するべきで連続記録の20秒75拍/分、12呼吸/分、4呼吸周期の量の典型的な安静時心拍数で。このサイクル数を記録するため、負荷Vの正当化される所望であればLIIDFを計算することができるように、静かな呼吸の結果をarying。注、25ビートの平均に基づいて、X 0、C、Kため、その計算値は、拡張期を特徴づける合法的な方法です。負荷変動はまた、30°の発泡ウェッジを使用してバルサルバまたはミューラー操縦によって、または受動的下肢挙上による臨床記録時に生成することができる。

    PDFパラメータ決定

    アルゴリズム的詳細

    減衰調和振動子とその数学的なソリューションのための運動方程式は、物理学や力学34で、エンジニアリング·数学の標準的なコースの内容である。コンピュータ言語(C + +、Fortranの場合、LabVIEW、MATLAB など )、それが実装されることでの選択は、利用者/研究者の裁量でもある。標準的数値法が存在し、ウェル35に知られている。他のグループはwでのPDF形式主義を実施している独自の数値計算アルゴリズムを書き換えるとし、独立して優に超える1000人を含む大規模な研究でのPDFのパラメータ36の数値を含め、当社の業績に複製しています。進行中の作業は、WebベースのPDF解析ツールの開発を含むが、この方法の最適な、幅広い到達利点が最良の商業心エコーイメージャの独自の解析パッケージへのPDF形式主義を組み込むことによって達成することができた。

    OPERATOR依存部分

    E波画像がインポートされ、最大速度包絡線を決定する( 図1参照)、クロップされた後、減衰された高調波振動速度の溶液法によってフィット先となる点の実際のセット、すなわち 、決定される。 図1のパネルおよび動作ステップのシーケンスによって示され、上述したように、輪郭に影響を与えるベースラインノイズ、ならびに外来ノイズがofteある画像のnの部分。オペレータは、図1に示すように嵌合するためのポイントの開始と終了を定義する垂直青い線の位置を調整することにより、フィットするためのポイントの連続的な集合を決定することができる。この方法は、インポートされた画像の上に直接フィットを表示し、それが意味があるかどうか、オペレータが容易に評価することができる。

    心拍数は、拡張期の持続時間およびE波37の特徴に影響を及ぼし、かつケアは、患者の心拍数のコンテキストでフィッティングアルゴリズムの結果を解釈するために注意しなければならない。 80拍/分以下に代表的な心拍数で、洞調律におけるE-とA波は、離開の短い期間で区切られています。これは、E波の減速部分を含めることを容易にします。心拍数が増加するにつれて、離開が減少し、A波の発症は、E波終了前に発生するため、表示されなくなります。速い心拍数で、90拍/分を超える、A波は、E波の減速部分を覆っているE波が原因でフィットするために利用可能MVEポイントの限られた数の信頼性が低くなるとのとPDF解析。意味のある分析では、少なくとも1月2日の総減速E波波形の3分の2には、フィッティングのために利用可能であるべきである。

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    Acknowledgements

    この作品は、アランA.とエディスL.ウォルフ公益信託、セントルイス、およびバーンズユダヤ人病院基金によって部分的にサポートされていました。 L. ShmuylovichおよびEゴーシュは、部分的に米国心臓協会のハートランドアフィリエイトから博士号を取得する前のフェローシップ賞によってサポートされていました。 S.朱はワシントン大学コンプトン奨学生プログラムと学部科学 '夏学部研究賞から部分的なサポートを受けました。 S. Mossahebiは物理学科から部分的なサポートを受けました。

    Materials

    Name Company Catalog Number Comments
    Philips iE33 Philips (Andover, MA)
    LabView 6.0 National Instruments Version 6.0.2
    MATLAB MathWorks  Version R2010b

    DOWNLOAD MATERIALS LIST

    References

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