散斑跟蹤二維超聲心動(dòng)圖(2D STE)成像技術(shù)應(yīng)用研究.pdf

1、散斑跟蹤二維超聲心動(dòng)圖(2D Speckle Tracking Echocardiogram，以下簡(jiǎn)稱2D STE)是定量評(píng)價(jià)心肌功能的新技術(shù)。它通過(guò)對(duì)超聲圖像的固有屬性散斑(Speckle)的跟蹤和運(yùn)動(dòng)分析，獲得心肌組織在心動(dòng)周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)特征，能夠精確的實(shí)現(xiàn)應(yīng)變和應(yīng)變率成像，并且在左心室扭轉(zhuǎn)角度的定量分析上效果顯著。該技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)的前提是散斑的穩(wěn)定性和唯一性。該技術(shù)的兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)是:準(zhǔn)確的散斑跟蹤和可靠的應(yīng)變與應(yīng)變率、左心室扭轉(zhuǎn)角

2、度等參數(shù)的計(jì)算方法。
　　鑒于上述兩個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)，本論文著重闡述以下兩部分內(nèi)容:首先介紹2D STE技術(shù)的基本原理，主要包括散斑的成因、散斑跟蹤的可行性與應(yīng)用、散斑跟蹤的實(shí)現(xiàn)方法等;然后就應(yīng)變、應(yīng)變率成像和左心室扭轉(zhuǎn)角度定量分析分別提出實(shí)現(xiàn)方法，并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)和初步的臨床應(yīng)用驗(yàn)證方法的有效性。
　　超聲在經(jīng)過(guò)心肌組織內(nèi)隨機(jī)分布的散射粒子時(shí)會(huì)形成具有穩(wěn)定且唯一的散斑。散斑的運(yùn)動(dòng)規(guī)律在一定程度上代表了該區(qū)域心肌組織的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。對(duì)散

3、斑的跟蹤可以間接的獲得該區(qū)域的運(yùn)動(dòng)特征和參數(shù)，從而為進(jìn)一步對(duì)心肌組織定量分析提供幫助。本課題采用實(shí)驗(yàn)室提出的魯棒自適應(yīng)散斑跟蹤方法(RobustAdaptive Speckle Tracking，RATracking)，其中散斑跟蹤方法采用塊匹配法，匹配準(zhǔn)則采用最小絕對(duì)誤差和，搜索策略采用菱形搜索法，并施加其他優(yōu)化算法。RATracking方法在穩(wěn)定性和可靠性上可以滿足臨床應(yīng)用需求，并為本課題第二部分工作奠定基礎(chǔ)。
　　2D ST

4、E應(yīng)變、應(yīng)變率成像可對(duì)心肌進(jìn)行定量評(píng)估，可相對(duì)敏銳且及時(shí)的探測(cè)心肌功能的異常。心肌組織的應(yīng)變包括縱向應(yīng)變、徑向應(yīng)變和周向應(yīng)變。本課題結(jié)合美國(guó)超聲心動(dòng)圖學(xué)會(huì)和歐洲超聲心動(dòng)圖學(xué)會(huì)等組織于2015年初公開(kāi)的關(guān)于2D STE成像技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的初步文檔，利用實(shí)驗(yàn)室提出的RATracking方法，自主實(shí)現(xiàn)心肌組織的縱向應(yīng)變和周向應(yīng)變的計(jì)算，并改進(jìn)徑向應(yīng)變的計(jì)算方法，最后通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證計(jì)算方法的準(zhǔn)確性，并初步應(yīng)用于臨床。
　　心肌纖維舒張和收縮的