左心室功能映射三維節(jié)段標(biāo)準(zhǔn)模型的研究.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多年來，我國心血管疾病治療模式發(fā)生了重大變化，其中埋植起搏器是心血管疾病介入性治療中的重要領(lǐng)域。從血流動(dòng)力學(xué)和心電生理學(xué)方面對(duì)心臟人工起搏效果的評(píng)價(jià)相對(duì)成熟，而從心肌的機(jī)械活動(dòng)方面的評(píng)價(jià)較少。本論文通過建立左心室的功能映射三維模型，研究起搏心臟的機(jī)械活動(dòng)，對(duì)于起搏治療、心血管疾病機(jī)理的認(rèn)識(shí)及其準(zhǔn)確診斷具有重要意義。 為研究心肌機(jī)械運(yùn)動(dòng)，本文提出了一種弱化左室具體解剖結(jié)構(gòu)的標(biāo)

2、準(zhǔn)模型，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。本文基于美國超聲心動(dòng)學(xué)會(huì)左室心肌節(jié)段的16節(jié)段劃分標(biāo)準(zhǔn)，建立心肌節(jié)段的標(biāo)準(zhǔn)模型。為有效分析室壁各層心肌間存在的速度梯度，我們繪制每個(gè)節(jié)段等間距的內(nèi)、中、外三層標(biāo)準(zhǔn)模型，并基于Direc3D三維圖形處理API，編程開發(fā)心肌節(jié)段模型映射和觀察平臺(tái)。 本文基于醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)的薄板樣

3、條插值法，首先實(shí)現(xiàn)二維圖像數(shù)據(jù)與模型截面標(biāo)準(zhǔn)圖像的變換，然后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)截面圖與三維模型間一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，讀取配準(zhǔn)結(jié)果圖與模型中對(duì)應(yīng)頂點(diǎn)速度值，完成圖像數(shù)據(jù)與模型頂面、底面及長軸棱邊的映射。最后為彌補(bǔ)二維圖像數(shù)據(jù)與三維模型映射的不足，本文建立了一套三維曲面插值方法完成模型表面未知點(diǎn)的速度插值，并直接用組織多普勒速度圖像（DTV）的顏色編碼模式反映速度分布和變化：①將未知點(diǎn)及其鄰近的四個(gè)已知點(diǎn)投影到三個(gè)正交面上：②將投影后的不規(guī)則四邊形變換成單

4、位正方形；③利用二維質(zhì)心插值原理在各投影面上完成未知點(diǎn)速度顏色分量的插值，實(shí)現(xiàn)心肌節(jié)段速度在三維模型的分布顯示。 為驗(yàn)證本文方法的可行性，本論文將兩例安裝了起搏器的病人及健康人的DTI圖像進(jìn)行映射實(shí)驗(yàn)。對(duì)比分析病例1二尖瓣環(huán)6個(gè)節(jié)段術(shù)前和術(shù)后的三維映射結(jié)果，我們認(rèn)為VVI起搏器有效改善了節(jié)段1和節(jié)段4的異常運(yùn)動(dòng)情況，但對(duì)二尖瓣環(huán)其他節(jié)段的影響不大。分別將病例1術(shù)后與病例2術(shù)后的整體映射模型與健康人的映射結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果顯示兩例

5、病人在術(shù)前收縮期和舒張期的峰值速度普遍偏低，術(shù)后速度都有不同程度的提高。與病例1相比病例2術(shù)后內(nèi)外膜速度梯度差明顯變大，且心肌速度在周向和縱向的傳播方向與健康人的相似程度高，說明DDD起搏治療改善了心動(dòng)過緩的狀況，并增加了心臟的收縮力和順應(yīng)性。由于病例2心肌的整體恢復(fù)情況相對(duì)較好更接近于健康人，提示DDD起搏器對(duì)于心肌速度的恢復(fù)能力強(qiáng)于VVI起搏器。 本論文的研究表明，本論文所建立的基于心肌節(jié)段的左心室三維功能映射模型的方法，用