基于左室三維功能映射模型的起搏心肌機械運動功能評價.pdf

1、心血管疾病是世界上死亡人數(shù)占總?cè)丝诒壤罡叩募膊?。?0年來，隨著醫(yī)學(xué)科學(xué)和相關(guān)學(xué)科科技水平的不斷提高，對于“病態(tài)竇房結(jié)綜合癥”以及“房室傳導(dǎo)阻滯”等以心動過緩為特征的病人，安裝起搏器進行治療已成為臨床常用方法。傳統(tǒng)起搏治療的評價方法包括血流動力學(xué)和心電生理學(xué)兩方面。本文從心肌機械運動的角度，通過左室三維標(biāo)準(zhǔn)模型研究起搏器安裝前后病人的心肌運動情況，以評價起搏器的性能。 本文左室三維標(biāo)準(zhǔn)模型是以二維左室心臟剖面為參考背景旋轉(zhuǎn)而成

2、的。該模型弱化了左室具體解剖結(jié)構(gòu)，使其成為一個共同的參考空間，消除不同人左室在解剖結(jié)構(gòu)上的個體差異，并利用心肌節(jié)段的概念關(guān)注心肌局部運動功能，使心肌節(jié)段成為不同左室心肌運動分析的橋梁。 基于已建立的三維標(biāo)準(zhǔn)模型，本文采用醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)的概念，將臨床采集的二維圖像數(shù)據(jù)與三維模型相應(yīng)部位一一對應(yīng)，并將運動速度的顏色值賦給三維模型，從而實現(xiàn)功能參數(shù)映射。本文的配準(zhǔn)由剛性配準(zhǔn)和非剛性配準(zhǔn)兩部分組成，剛性配準(zhǔn)通過等效慣量橢圓實現(xiàn)兩幅圖像方位

3、和尺度的對應(yīng)，非剛性配準(zhǔn)則通過多項式實現(xiàn)變形部位的配準(zhǔn)。由于圖像采集角度的限制，只能采集與三維模型長、短軸對應(yīng)部位的二維數(shù)據(jù)，而模型其余部位的速度值需采用三維插值的方法得到。本文采用基于質(zhì)心的插值原理完成未知點的速度映射。 為驗證本文方法的有效性，本文采集兩例DDD起搏器安裝前后病人的臨床超聲多普勒數(shù)據(jù)和一例VVI起搏器安裝后病人的臨床超聲多普勒數(shù)據(jù)以及一例健康人超聲多普勒數(shù)據(jù)，利用上述方法分別將其多普勒速度值映射到三維標(biāo)準(zhǔn)模型

4、上。首先，比較了病例1DDD起搏器安裝前后病人的心肌運動情況，實驗結(jié)果表明：①安裝起搏器術(shù)后明顯改善了術(shù)前心肌運動不良部分的運動情況，并使心肌運動出現(xiàn)協(xié)調(diào)性的向心運動；②安裝起搏器后，二尖瓣口水平的收縮峰值速度比術(shù)前有明顯的提高，并且內(nèi)外膜的速度差較之安裝前有較大的增加，說明心肌收縮能力得到提高；③安裝起搏器后，心肌運動的傳播情況出現(xiàn)均勻的順性應(yīng)，改善了術(shù)前速度變化紊亂的情況。隨后，從起搏的激動傳播順序、同一時刻不同心肌的運動特點、二尖

5、瓣口的收縮峰值以及內(nèi)外膜梯度差等方面比較健康人和三例術(shù)后病人的心肌運動情況，實驗結(jié)果表明：術(shù)后三個病例在內(nèi)外膜速度梯度和二尖瓣口的收縮峰值上均有改善，說明人工起搏狀態(tài)下心肌的力學(xué)性能得到一定程度的改善，但VVI起搏器對病人心肌收縮能力的改善弱于DDD起搏器。三個病例的心肌速度在長軸方向的激動起始點以及激動的傳播方向與健康人均有差異，并且病例1出現(xiàn)收縮中期的舒張，說明有左房室運動的不同步性存在。本文基于左室三維模型和圖像配準(zhǔn)理論，提出一種