基于左室三維功能映射模型的起搏心肌機(jī)械運(yùn)動(dòng)功能評(píng)價(jià).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(lái)，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(duì)于“病態(tài)竇房結(jié)綜合癥”以及“房室傳導(dǎo)阻滯”等以心動(dòng)過(guò)緩為特征的病人，安裝起搏器進(jìn)行治療已成為臨床常用方法。傳統(tǒng)起搏治療的評(píng)價(jià)方法包括血流動(dòng)力學(xué)和心電生理學(xué)兩方面。本文從心肌機(jī)械運(yùn)動(dòng)的角度，通過(guò)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(yùn)動(dòng)情況，以評(píng)價(jià)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(gè)共同的參考空間，消除不同人左室在解剖結(jié)構(gòu)上的個(gè)體差異，并利用心肌節(jié)段的概念關(guān)注心肌局部運(yùn)動(dòng)功能，使心肌節(jié)段成為不同左室心肌運(yùn)動(dòng)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(duì)應(yīng)，并將運(yùn)動(dòng)速度的顏色值賦給三維模型，從而實(shí)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(guò)等效慣量橢圓實(shí)現(xiàn)兩幅圖像方位

3、和尺度的對(duì)應(yīng)，非剛性配準(zhǔn)則通過(guò)多項(xiàng)式實(shí)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(zhǎng)、短軸對(duì)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(diǎn)的速度映射。 為驗(yàn)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(yùn)動(dòng)情況，實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)不良部分的運(yùn)動(dòng)情況，并使心肌運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)協(xié)調(diào)性的向心運(yùn)動(dòng)；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(shuō)明心肌收縮能力得到提高；③安裝起搏器后，心肌運(yùn)動(dòng)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(dòng)傳播順序、同一時(shí)刻不同心肌的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)、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(yùn)動(dòng)情況，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：術(shù)后三個(gè)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(shuō)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(duì)病人心肌收縮能力的改善弱于DDD起搏器。三個(gè)病例的心肌速度在長(zhǎng)軸方向的激動(dòng)起始點(diǎn)以及激動(dòng)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(shuō)明有左房室運(yùn)動(dòng)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