الرنين المغناطيسي المشتقة عضلة القلب عن طريق تقييم سلالة ميزة تتبع

1. مقدمة الكشف التلقائي للحدود هو مسألة أساسية في تحليل الصور. في مجال التصوير القلبي ، فإن إمكانية حدوث الكشف التلقائي من الحدود في التصوير الشغاف من البطين الأيسر يعطي القياس الموضوعي للكميات البطين ، وتشوه عضلة القلب (السلالة). وقد تحقق هذا في ضربات القلب مع رقطة تقنية التعقب. تطوير طرق موثوق بها للكشف التلقائي الحدود هي مهمة صعبة ان لم يحصل على حل موثوق بها عموما في القلب بالرنين المغناطيسي (CMR). في الواقع ، في الممارسة السريرية ، يتم رسم الحدود إما يدويا من قبل المشغل أو واجهة البرنامج باكتشاف ما بين 1،2 عضلة القلب والجوف. في المادة الحالية نقدم نهجا مختلفا حيث لا حدود "الكشف" ، وإنما هم "تعقب" ، تليها أي في الوقت المناسب ، بدءا من واحدة تتبع لحظية القائمة التي يمكن الاعتماد عليها هو شائع ، ولكن ليس بالضرورة ، يدويا التي رسمها مشغل من ذوي الخبرة أكثر من إطار واحد. ويلي النقاط الفردية في مثل هذا التتبع first موثوقة في الوقت المناسب من خلال البحث في نفس الميزات التي هي على وشك نقطة واحدة في حي في الأطر التالية. يمكن للميزات مجنزرة يكون تجويف النسيج الحدود أو التشريحية العناصر التي تختلف على طول الأنسجة. وجدوا من خلال أساليب احتمال القصوى في منطقتين في المصالح بين إطارين. الإطار المحلي إلى الإطار تشريد ما يعادل تقييم سرعة المحلي (النسبة بين التشرد والفاصل الزمني). يتم تحديد التقييم التلقائي للسرعة عند نقطة من المقارنة بين تهجير بيانات الصور حول هذه النقطة في إطارين متتالية. وقد استخدمت هذه الأساليب ، في صياغات مختلفة ، في مجالات بحثية عديدة. أنها تقع في الفئة العامة المعروف باسم التدفق الضوئي ، وتحليل الصور المتقدمة 3،4. ويشار عادة على أنها تتبع الرقطة في التصوير echographic عندما يتم استخدام مثل هذه السرعات لمتابعة الحركة الفيزيولوجية 5 و 6 ولكن أيضا تنطبق على أي طريقة أخرى مثل صورة CMR حيث تتم الإشارة إلى هذه الأساليب وميزة تتبع أو تتبع الحدود. 2. المواد وطرق ميزة تتبع الأسلوب وتتبع الحدود الشغاف أو يدويا من epicardial سينمائية CMR 2D على إطار واحد التعسفي (انظر الشكل 1). ويمكن تتبع ملامح منتصف عضلة القلب كذلك. ثم يتم تعريف الحدود مثل سلسلة من نقاط N ، التي حددها لهم أزواج تنسيق (خ ط ، ط ص) مع 1 = ط… N. الحدود تتبع العائدات من خلال تتبع كل نقطة واحدة ، وتستند هذه الخوارزمية على تتبع التسلسل الهرمي على مستويات متعددة ، ومزيج من تقنيات التعقب 1D ، والتي تضمن أعلى قدر من الدقة ، وتتبع 2D ، وهو أمر ضروري للكشف بشكل صحيح 2D مدد مكانيا الميزات. من أجل التقاط أول نزوح أعداد كبيرة من الحدود الهندسية ، يتم تنفيذ تتبع في اتجاه متعامد على الحدود نفسها حيث الحدود تجويف النسيج هو التعرف أفضل. يتم تنفيذ تعقب على طول هذا الاتجاه باستخدام الأسلوب بطريق الجدار من التخفيضات على النحو التالي (انظر الشكل 3). يتم رسم خط عبور الجدار ، ويمر عبر نقطة ومتعامد عليه. توضع بكسل اتخذت بطريق الجدار على طول الخط في أعمدة ، كل عمود المقابلة لإطار واحد من سلسلة من الصور. بهذه الطريقة يمكن أن تكون ممثلة في التطور على خفض بطريق الجدار لجميع اللحظات في مرة واحدة في التمثيل ثنائي الأبعاد حيث محور واحد هو المسافة على طول الخط والمحور الآخر هو الوقت (انظر الشكل 2). هذا التمثيل على غرار ما يشار اليها على انها واسطة – M في ضربات القلب ، وكان مطابقا CMR أكثر إلى وظيفة "الكشفية". لتحسين نوعية التحليل ، في حالة الفقراء من الصور مع إشارة إلى انخفاض نسبة الضوضاء ، هو مبني على التمثيل الوقت الفضاء باستخدام خط لخفض بطريق الجدار بسماكة 5 بكسل. يتم تنفيذ ثم تتبع الحدود على طول صورة الزمكان. في الخطوة الثانية لحساب تشريد 2D من الحدود ، وتتبع معيار 2D (البصرية القائمة على تدفق) يتم تنفيذها ، من أجل كل نقطة بشكل مستقل ، على نافذة MXM المتحركة التي يتركز دائما على نقطة الحدود المقدرة في السابق. يتم تنفيذ تتبع 2D في خطوتين ، حيث يتم توظيف نصف تقدير أول من النوافذ المتحركة في وسط الممر تتبع الثانية. ومن ثم خفض النافذة 32-16 في ممرين إضافية. لتحسين دقة الحركة على طول الحدود التي تستخدم لتقدير الدوران والالتواء ، يتم تنفيذ تتبع 1D طول الزمكان صور بنيت من قطع سميكة "موازية" من الحدود منحني (انظر الشكل 3). في كل نقطة ، بشكل مستقل ، بكسلاتخذت على طول الحدود المتحركة ، تركزت على النقاط الحدودية المتحركة ، يتم وضعها في أعمدة ، كل عمود المقابلة لإطار واحد من سلسلة من الصور. لتحسين نوعية التحليل ، واستخلاص أفضل الميزات في الحدود الممتدة على خط 5 بكسل في الأنسجة (شبه البطانة). يتم تنفيذ ثم تتبع الحدود على طول مساحة الصورة مرة مع نفس الإجراءات المذكورة أعلاه. لضمان الاتساق في الحدود المكانية مجنزرة ، مرشح 3 نقطة وسيطة وتصفية غاوسي 3 نقطة (0.25 في الأوزان ، 0.5 ، 0.25) يطبق على النزوح حسابها في نقاط المجاورة في كل خطوة. تتبع على طول صورة الزمكان 2D يصف هذا المقطع إجراء ليلي على طول الحدود في اتجاه واحد صورة ثنائية الأبعاد (M – وضع يشبه) ابتداء من موقف معروف في لحظة واحدة. كما يتم تعريف X الاتجاه الأفقي و y في الاتجاه الرأسي. الأعمدة X المشروح ط ، ط = 1… M ، حيث M هو عدد الأعمدة في الصورة. يعطى عن طريق تتبع تحديد تسلسل محدد من الارقام الحقيقية ذ = ذ ط (خ ط) ، بدءا من نقطة معروفة ذ ك الموافق الأعمدة س ك. ويقدر نزوح من وجهة معروفة ذ ك إلى نقطة +1 ك ذ من خلال تقييم عبر الارتباط بين العمود بأكمله في ك س مع العمود بأكمله في ك س +1. وظيفة عبر الارتباط سيقدم كحد أقصى ، موقف الحد الأقصى يعطي قيمة التشريد الرأسي المطلوبة لتحقيق أقصى قدر من التشابه بين العمودين ، ويقدر بالتالي ذ ك +1 بإضافة مثل هذا النزوح إلى ك ذ. ويتكرر هذا الإجراء بين جميع أزواج من الأعمدة المجاورة والنتيجة هي تقدير لكامل الحدود ذ ط ، ط = 1 م… يتم حسابها هنا عبر ارتباط سريع باستخدام خوارزمية تحويل فورييه لتقليل وقت الحساب. ذ التقدير الأول هو مزيد من الصقل ط تكرارا. لتحقيق هذا الهدف يتم استخراج مجموعة فرعية من الصورة من خلال اتخاذ بعض النقاط فوق وتحت التقدير السابق ص ط والصورة الجديدة التي تتطابق مع مركز ذ تسلسل يتم إنشاؤها ط واستخدامها لتتبع التصحيح. ويتكرر هذا التحسين حتى يتم العثور على أي تصويب. ويتحقق ذلك على نتيجة أفضل وأكثر طبيعية عن طريق إجراء ثعبان النهائي [5] لمتابعة ، في صورة الزمكان ، ومستوى سطوع الصورة التي تمر عبر نقطة ذ ك ثابت. العملية برمتها يجعل من استخدام وتيرة الوقت لضمان نتيجة دورية وتجنب تأثير الانجراف. التقنية الحد من ميزة تتبع تقنية تتبع الحدود ، مثل أي وسيلة رقطة التتبع ، يستند تقدير حجم التغيرات في سطوع بكسل من إطار واحد على الآخر. هذا يعطي الحد الأدنى لسرعة المتعلقة بالحاجة إلى رؤية رقطة التي يتم بكسل واحد في إطار واحد ، والانتقال إلى بكسل المجاورة في الإطار التالي. ولذلك فإن هذا الحد المعادلة 1 حيث Δx هو حجم بكسل وΔt هو الفاصل الزمني بين الإطارات اثنين. ك في معامل يعتمد على نوعية من الخوارزمية تتبع وعلى قدرتها على تقييم دينامية الفرعي بكسل الاختلافات. هذا يعني أن الحد تقدر السرعات التي تفوق هذا الحد بدرجة كبيرة من الدقة ، يتم تقليل دقة من هذا القبيل عندما النهج القيم السرعة وتنخفض هذه الحد. هذا القيد يعني أيضا أن أي زيادة في اكتساب الإطار معدل (الحد من Δt) على جانب واحد يسمح أسهل تقييم سرعات كبيرة والاختلافات بشكل سريع (مثل خلال المراحل isovolumic). على الجانب الآخر ، فإن الزيادة في معدل الإطار (الحد من Δt) زيادة هذا الحد ، وينطوي على تخفيض دقة في تقييم أقل السرعات حتى لا تصاحبها زيادة مماثلة من القرار المكاني (الحد من Δx). صورة شبح التحضير وقد تم إعداد سلسلة من حلقات الحاسوب ولدت الاصطناعي للسماح اختبار للصورة في ظروف إجراء تحليل بسيط وتسيطر عليها تماما. لهذا ، أعد شبحا في إسقاط محور قصيرة من البطين الأيسر an المثالية على النحو التالي. وتمثل الحدود الشغاف وepicardial من قبل اثنين من دوائر متحدة المركز مع دائرة نصف قطرها R 0 (ر) و R 1 (ر) ، على التوالي. مستعدة للصورة عن طريق جعل الحلقة ، التي تمثيلاTS في النسيج الفاصل بين حدود البلدين ، رمادية اللون وبشكل موحد على خلفية سوداء. ثم يتم تطبيق 8X8 تصفية خطي من أعلى إلى قبعة لتجنب انقطاعات unphysical. واتخذت حركة النخاب ، في [ملم] ، كما R 0 (ر) = 10 +5 كوس (2πt / T) حيث T هي الفترة التي تؤخذ على نبضات T = 1S. والكينماتيكا النظرية الشغاف هو ثابت على طول الحدود ، ويعتمد على الوقت فقط ، والسرعة الشعاعية هو فقط ، والتي قدمها V0 (ر) = د 0 / DT π =- الخطيئة (2πt / T) ، في [سم / ثانية]. سلالة مئوية ، تحسب نسبة إلى طول الحدود وعند الساعة الصفر ، هو القديس 0 (ر) = 100X (R 0 (ر) – R 0 (0)) / R 0 (0) = 100 (كوس (2πt / T ) -1) / 3 ، ومعدل الضغط الآتي من (1) وريال 0 (ر) = 10 V0 / R 0 ، في [ق -1]. يفترض النخاب إما تتحرك تبعا لسمك ثابت ، R 1 (ر) = R 0 (ر) +5 ملم ، أو لا يزال كما R 1 (ر) = R 0 (0) +5 ملم. كل صورة مربع من حجم 48mm ، تركز الحلقة على الأنسجة ، ويحتوي على NxN القرار. وتظهر الصور المثال في الشكل 4 ، لوحات أ و ب ، وتظهر ملامح الإجهاد والتوتر في الوقت معدل الرقم 4 ، لوحات وج د وتعد الحلقات من خلال تغيير N القرار ، FR الإطار سعر ونوع epicardial الحركة. يتم تطبيق أسلوب تتبع الشغاف لمثل هذه الصور عن طريق اتخاذ على الإطار الأول عددا من النقاط ع ن متباعدة بشكل منتظم على طول البطانة دائرية. 3. ممثل النتائج شبح الدراسي هنا يتم تحليل تطبيق أسلوب التحليل لصورة من الصور على الحاسوب ولدت الوهمية. يتم حساب مقياس عالمي للخطأ في نهاية المطاف من جذر يعني الفرق مربع النسبة المئوية. جذر يعني يتم تعريف أخطاء مربع ، ومتوسط ​​والحد الأقصى في سلالة والبطانة المعادلة 2 حيث سانت 0 (ر) هو القيمة الدقيقة ، وسانت (ر) هو القيمة المحسوبة من جانب تحليل الصور ، وتمتد على summations جميع الأطر N F = FRxT. يتم استخدام نفس التعريف لدائرة نصف قطرها ، والسرعة ، ومعدل الضغط. تتبع مستقل حول الموقف من طول البطانة ، فإن الاختلافات بين النقاط المختلفة هو أقل بكثير من 1 ٪. وتتلخص النتائج في الجدول الأول لمدة 15 أشباح بدرجات القرار المكانية ، الإطار معدل ، وepicardial نوع من الحركة على الحدود ؛ يظهر أيضا تأثير متفاوتة على عدد من النقاط المستخدمة لتتبع الحدود الشغاف. الأخطاء هي في جميع الحالات صغيرة جدا بالنسبة للكميات لا يتجزأ (نصف القطر والسلالة) ، وأكبر قليلا بالنسبة للكميات التفاضلية (معدل السرعة والضغط) التي ترتبط مشتق من السابق. وكان من المتوقع بسبب هذا المشغل المشتقة تضخيم الأخطاء. نوعية النتائج المتدهورة هو عندما يتم خفض القرار ، في الواقع ، ترتبط دقة لحجم البكسل التي تمثل (بمعنى فضفاض) وتشريد الحد الأدنى للقراءة من إطار واحد على الآخر. القرار الوقت لا تؤثر على النتائج بشكل ملحوظ حتى الإطار سعر كافية ، في النتيجة الإطار سعر مرتفع جدا لم تتحسن لأن الإطار من جانب الإطار يصبح النزوح أقل من حجم بكسل. هذا يدل على أن الزيادة في معدل الإطار هو من فائدة ضئيلة أو معدومة عندما لا يكون مصحوبا بزيادة في القرار المكانية. ومع ذلك ، فإن الحركة تعتبر بسيطة الجيبية هنا لا يحتاج الى قرار الوقت المدقع. وبالمثل ، فإن استخدام عدد قليل من 8 نقاط كافية لمتابعة ، دائرية بسيطة ، شكل الشغاف. لا تتأثر نتائج الشغاف ملموس عن طريق نوع من الحركة أن يخضع النخاب. لقد تحققنا من ان النتائج ليست تتأثر كثيرا تصفية الصور المعتمدة. ويرد عرض مرئي النتائج في الشكل رقم 4 حيث ذكرت الحدود الشغاف المحسوبة على اثنين من أكثر اللحظات الصور الوهمية (لوحات أ و ب). وذكرت والإجهاد والتوتر في معدل (لوحات ج ، د) للقضية رقم 1 وقضية صغيرة القرار رقم 8. سلالة ومعدل سلالة في حالة # 1 (المربعات) ويعرض اتفاق ممتازة مع القيمة النظرية ، الخطأ يعني أن تكون على قدم المساواة إلى 0.6 ٪ و 3 ٪ على التوالي. الاتفاق ليس سوى القليل في حالة أسوأ رقم 8 ، حيث النصف دقة وضوح الصورة مع وجود أخطاء 0.9 ٪ و 4.5 ٪ لمعدل الإجهاد والتوتر ، على التوالي. التحقق من صحة السريرية 1. قارنا منتصف LV شريحة كفافي كله سلالة عضلة القلب (ε سم مكعب) من قبل التصوير المرحلة التوافقية (القيثارة) وتقنيات FT في 191 Duchene patie الضمور العضلياليلة تجميعها وفقا للسن وشدة ضعف القلب و 42 سن المتطابقة ، الضابطة. تم تنفيذ بأثر رجعي ، وتحليل خط قبالة على مطابقة شرائح والموسومة SSFP. بالنسبة للسكان الدراسة بأكملها (ن = 233) ، يعني FT ε سم مكعب (-13.3 ± 3.8 ٪) كانت مرتبطة بشدة مع القيثارة ε سم مكعب (-13.6 ± 3.4 ٪) مع معامل ارتباط بيرسون من 0.899. ويعني سم ε من المرضى DMD يحددها القيثارة (-12.52 ± 2.69 ٪) ، وFT (-12.16 ± 3.12 ٪) لم تكن تختلف كثيرا (ع = NS). وبالمثل ، كان يعني ε مكعب من الموضوعات التي تحكم تحديد القيثارة (-18.85 ± 1.86) وFT (-18.81 ± 1.83) لا تختلف كثيرا (ع = NS). استنتجنا أن FT – يستند تقييم ε سم مكعب يرتبط بشدة مع ε المستمدة من الصور الموسومة في عدد السكان المريض واسعة مع نائب العضو المنتدب للمجموعة واسعة من خلل في القلب. شبح # سعر الإطار Resol. N Epicardial الحركة ع N ε R ε R ماكس ε V ε الخامس ماكس ε ريال ε ريال كحد أقصى سانت ε ε سان ماكس 1 32 401 مع إندو 16 0.57 1.10 3.98 8.26 2.95 6.55 0.59 1.34 2 32 401 أي اقتراح 16 0.27 0.60 3.62 8.53 2.90 5.99 0.75 1.29 3 64 401 مع إندو 16 0.35 0.62 1.75 4.92 3.08 10.47 0.34 0.86 4 64 401 أي اقتراح 16 0.39 0.73 1.78 5.48 2.38 6.46 0.32 0.63 5 128 401 مع إندو 16 0.22 0.40 1.57 3.66 2.73 8.39 0.35 0.89 6 16 401 مع إندو 16 0.41 0.92 12.10 18.27 7.12 15.17 0.88 1.93 7 32 201 مع إندو 16 0.43 0.82 3.84 7.03 4.21 7.79 0.83 1.52 8 32 201 أي اقتراح 16 0.49 0.90 4.00 8.54 4.54 10.84 0.93 1.64 9 32 101 مع إندو 16 2.58 3.87 5.70 17.44 9.22 18.27 4.44 6.77 10 32 401 مع إندو 64 0.32 0.73 3.98 8.09 3.11 8.86 0.48 1.10 11 32 401 أي اقتراح 64 0.33 0.53 3.56 7.83 2.78 7.44 0.70 0.98 12 32 401 مع إندو 32 0.44 1.00 3.99 8.16 2.99 6.82 0.63 1.49 13 32 401 مع إندو 8 0.20 0.41 3.64 6.84 3.09 9.10 0.43 0.74 14 32 401 أي اقتراح 8 0.22 0.41 3.36 7.42 2.76 5.93 0.58 1.01 15 * 32 401 مع إندو 16 1.35 2.42 5.54 9.68 7.02 16.58 2.62 4.46 الجدول 1 فانتوم تحليل تتبع الحدود الشغاف : الجذر يعني أخطاء المئوية مربع وأقصى [٪] تحسب للكميات الرئيسي في المراسلات الوهمية من معلمات مختلفة. ملحوظة المعلمات جريئة تدل على الاختلافات من فانتوم # 1. ويعتبر الاعتماد على معدل الإطار ، والقرار رقم ، ونقاط مجنزرة. ويعتبر تأثير نوع من الحركة لepicardial الحالتين الحد عند الحدود epicardial لا يتحرك (أي الحركة) أو انتقلت مع إندو (لا تثخن). بنيت شبح الماضي (*) من دون تصفية الصور الأساسية متدرج مع سطوع تغيير مفاجئ في بكسل واحد. يتم وضع علامة الأخطاء أعلاه 10 ٪ جريئة. الشكل 1. CMR صورة البطين الأيسر ، من وجهة محور طويل (الصورة اليسرى) ، وعرض في المحور القصير (صورة اليمين) ، مع الحدود قبل الشغاف تتبع رسمها على أعلى. الشكل 2. الفضاء لمرة والتمثيل ، حيث المساحة على طول قطع بطريق الجدار ، من تسلسل الصور. تؤخذ قطع بطريق الجدار بالنسبة لنقطة الانطلاق في الشكل 3. وذكرت وتطور الساعة من نقطة الانطلاق ، تتبع تلقائيا. الشكل 3. صورة من البطين الأيسر ، من وجهة محور طويلة ، مع تخفيضات بطريق الجدار وتخفيضات موازية الى الحدود المنحنية. الشكل 4. فانتوم الدراسة. صورتان(القضية رقم 2) التوسع في الحد الأقصى (لوحة أ) والانكماش (اللوحة ب) ، يتم احتساب النقاط المتراكبة الحدود الشغاف. سلالة (لوحة ج) ومعدل الضغط (لوحة د) المحسوبة مع الأشباح تظهر two مختلفة (الحالات رقم 1 ورقم 8) بالمقارنة مع قيم فعالة. الشكل 5. أمثلة من سلالة العالمية كفافي (المنحنى الأسود) وقطعي (منحنيات اللون) في المرضى الذين العادي (أ). مثال starain العالمية circumferental كفافي (المنحنى الأسود) وقطعي (منحنيات اللون) في المرضى الذين يعانون من الاكتئاب وظيفة البطين الأيسر وترك ربطة فرع كتلة (ب). علما توقيت مختلفة من سلالة كفافي الذروة يدل على وجود dyssynchrony البطين الأيسر