Диссертация (1149678), страница 10

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 10)

Таким образом, зная указанные параметры, из объемов Pl H , l  1, Nвыделяются объемы Pˆl , l  1, N , содержащие миокард правого желудочка:~ ~ ~~ ~ ~Pˆl ( i , j , k )  Pl H ( i , j , k ), l  1, N ,~ ~corimin i  ic ,~trtrjmin j  jmax,~corcork min k  k max.~Далее из объемов Pˆl , l  1, N , получаем искомые объемы Pl , l  1, N ,содержащие миокард правого желудочка, путем обнуления элементов, которые~~соответствуют левому желудочку.

Если j  jc , тогда элементы объемов Pl , l  1, Nмогут быть записаны следующей формулой Pˆ (i, j , k ), s  1~Pl (i, j , k )   l, l  1, N ,0s  x2  y2  z 2 ,~i  icx,xhalf60~y  jcy,y half~k  kcz.z half~~Если j  jc , тогда элементы объемов Pl , l  1, N могут быть вычислены поформуле Pˆ (i, j , k ), s  0~Pl (i, j , k )   l, l  1, N ,0s  x2  y2  z 2 ,~i  icx,xhalf~y  jc  сy,с~k  kcz,z halfc2( xc2  z half)  hc2xhalf xc2 hc .После нахождения начальной границы миокарда желудочка производитсяеё уточнение.

Для уточнения полученных границ происходит построениепоследовательностей внутренних S lI , l  1, N и внешних S lO , l  1, N поверхностеймиокардажелудочка,наоснованииранеепостроеннойсеткиипоследовательности объемов Pl , l  1, N . Для вычисления значений указанныхповерхностейстроитсяпоследовательностьцентральныхповерхностейS lC , l  1, N .Начальные значения центральных поверхностей S lC , l  1, N могут бытьрассчитаны по следующей формулеS lC (i, j )  ~r , i  1, N t , j  1, N l , l  1, N ,61где ~r — это радиус на сетке, при котором элемент объема Pl (i, j , ~r ) принимаетсвое максимальное значение вдоль данного луча. При вычислении указанногомаксимального значения куполообразного объема, параметр ~r прогоняется отRmin до Rmax с шагом равным hrad.Далеепроизводитсяуточнениязначения~r.Введемследующиеобозначения:rr  r  h,rl  r  h,Pr*  Pl* (i, j , rr ),Pl*  Pl* (i, j , rl ),*Pmax Pl* (i, j , r ),где r — это уточненное значение радиуса, а h — это шаг уточнения.

В началеh*данного итерационного процесса: r  ~, тогдаr , h  rad . В случае когда Pr*  Pmax2выполняются следующие формулыrl  r ,r  rr ,*Pl*  Pmax,*Pmax Pr* ,rr  rr  h,Pr  Pl (i, j , rr ),*если Pl*  Pmax, тогда справедливы следующие выраженияrr  r ,r  rl ,*Pr*  Pmax,*Pmax Pl* ,rl  rl  h,62Pl  Pl (i, j , rr ),* max( Pl* , Pr* ) , тогда шаг h уменьшается вдвое и итерационныйа если Pmaxпроцесс продолжается до тех пор, пока не будет справедливо следующеевыражение*Pmax max( Pl* , Pr* )   ,где ε — это некоторая погрешность, значение которой в работе бралось равной0,01.

После выполнения данного итерационного процесса, значения центральныхповерхностей S lC , l  1, N могут быть вычислены по следующей формулеS lC (i, j )  r , i  1, N t , j  1, N l , l  1, N .Для вычисления значений внутренних S lI , l  1, N и внешних S lO , l  1, Nповерхностей миокарда желудочка используется пороговый метод.РассмотримпостроениевнешнейповерхностимиокардажелудочкаS lO , l  1, N .

Если Tl , l  1, N — это последовательность некоторых пороговыхзначений, тогда значения внешней поверхностиS lO , l  1, Nмогут бытьвычислены по формулеS lO (i, j )  r O , i  1, N t , j  1, N l , l  1, N ,где rO — это радиус на сетки, при котором значение объема Pl (i, j , ~r ) меньшепорога Tl. Параметр rO прогоняется от S lC (i, j ) до 2  Rmax c шагом равным hrad.Значения внутренней поверхности миокарда желудочка S lI , l  1, N могутбыть рассчитаны по следующей формулеS lI (i, j )  r I , i  1, N t , j  1, N l , l  1, N ,где rI — это радиус на сетки, при котором справедливо выражениеPl (i, j , r I )  Tl , l  1, N .В данном случае значение параметра rI прогоняется от S lC (i, j ) до Rmin c шагом,который равен hrad.63На основании построенных внутренних S lI , l  1, N и внешних S lO , l  1, Nповерхностей миокарда желудочка, строятся полярные диаграммы «бычий глаз» ивычисляются значения объемов желудочка, соответствующих определенныминтервалам «представительного» сердечного цикла.§ 2.4 Вычисление диагностических параметровНа основании полученных N объемов левого желудочка и N объемовправогожелудочкахарактеризующиестроятсяизменениекривыеобъема«активность/время»искорость(рис.изменения16),объемасоответствующего желудочка в течение «представительного» сердечного цикла.Рис.

16 Кривая изменения объема (1) и кривая скорости изменения объема (2)левого (а) и правого (б) желудочков сердца64С помощью, представленных на рис. 16 кривых можно вычислитьследующие важные диагностические параметры:1. конечный диастолический объем;2. конечный систолический объем;3. фракция объема;4. ударный объем;5.

время максимального изгнания;6. время максимального наполнения;7. максимальная скорость изгнания;8. максимальная скорость наполнения;9. время изгнания;10. время наполнения;11. продолжительность сердечного цикла;12. средняя скорость изгнания;13. средняя скорость наполнения;14. фракция изгнания (1/3 относительно ударного объема);15. фракция наполнения (1/3 относительно ударного объема);16. предсердный вклад (относительно ударного объема).Конечный диастолический (КДО) и конечный систолический объемы (КСО)вычисляютсякакмаксимумиминимумкривойизмененияжелудочкасоответственно. Фракция выброса (ФВ) и ударный объем (УО) могут бытьвычислены по следующим формуламФВ КД  КС 100% ,УОУО  КД  КС .Время максимального изгнания и максимального наполнения — этовременные интервалы, соответствующий минимуму и максимуму кривойскорости изменения объема желудочка соответственно.

Максимальная скорость65изгнания и максимальная скорость наполнения вычисляются как минимум имаксимум кривой скорости изменения объема желудочка.Время изгнания (ВИ) и время наполнения (ВН) вычисляется по следующимформулам ВКС  ВКД , ВКС  ВКДВИ  , ПСЦ  ВКД  ВКC, ВКС  ВКД ВКД  ВКС, ВКС  ВКДВН  .ПСЦВКCВКД,ВКСВКДгде ВКС и ВКД — это временные интервалы, соответствующие конечнойдиастоле и конечной систоле, соответственно, а ПСЦ — это продолжительностьсердечного цикла.Зная время изгнания и наполнения можно вычислить средние скоростиизгнания (ССИ) и наполнения (ССН):ССИ КДО  КСО,ВИССН КДО  КСО.ВНФракция изгнания (1/3 относительно ударного объема) может бытьвычислена по формулеФИ1 / 3 КДО  V 100% ,УОгде V — это значение на кривой изменения объема желудочка, соответствующеемоменту времени t равному следующей величинеВКС  ВКДВКД, ВКС  ВКД3t.ПСЦ  ВКД  ВКСВКД , ВКС  ВКД3Фракция наполнения (1/3 относительно ударного объема) может бытьвычислена по формулеФН1 / 3 V  КCО 100% ,УО66где V — это значение на кривой изменения объема желудочка, соответствующеемоменту времени t равному следующей величинеВКД  ВКСВКС, ВКС  ВКД3t.ПСЦ  ВКC  ВКДВКС , ВКС  ВКД3Предсердный вклад (относительно ударного объема) вычисляется последующей формулеПВ КДО  V 100% ,УОгде V — это значение на кривой изменения объема желудочка, соответствующеевыбранному моменту времени.Также для момента конечной диастолы и конечной систолы, для левогожелудочка вычисляется индекс формы [31].

Индекс формы рассчитывается какотношение длины полости левого желудочка к его максимальной ширине. Дляисследования перфузионной томосцинтиграфии миокарда, синхронизированной сЭКГ, для вычисления индекса формы используется ранее построенныевнутренние поверхности миокарда левого желудочка S lI , l  1, N . Индекс формыISd для конечной диастолы можно вычислить по следующей формулеIS d Dd,ydDd  max ( SlId (i, j )  SlId (i Nt2j 1, Nlci 1,Nt, j  N ls )),2y d  S lId (1,1)  N lc  hlc ,где ld — это интервал «представительного» сердечного цикла, соответствующийконечной диастоле.

Для вычисления индекса формы ISd для исследованиятомовентрикулографии сердца использовалась следующая формулаIS d Dd,yd67Dd  max ( Sld (i, j )  Sld (i Nt2j 1, Nlci 1,Nt, j  N ls )),2yd  Sld (1,1)  N lc  hlc ,где Sld — это ранее построенная поверхность левого желудочка, соответствующаямоменту конечной диастолы «представительного» сердечного цикла.Индексформы для конечной систолы вычисляется аналогично.§ 2.5 Построение диаграмм «бычий глаз»Метод полярного картирования [16] — это способ представленияинтересующей трехмерной информации на плоскости в виде полярнойдиаграммы, которая в иностранной литературе известна под названием «bull eye»(«бычий глаз») [71, 93].Существует несколько методов построения диаграммы «бычий глаз»:сферический, цилиндрический и радиальный [93].

Отличие данных методовзаключается в способе представленияверхушечных отделов желудочка.Базальные отделы рассматриваются в цилиндрической системе координат, аверхушка в зависимости от выбранного метода (рис. 17). В представленной работереализован сферический метод построения диаграмм «бычий глаз».Полярныедиаграммыподеленынасекторы,каждыйизкоторыхсоответствует определенному региону желудочка. На построенных полярныхдиаграммах верхушка отображается в центре, межжелудочковая перегородка —слева, а передняя, боковая и задняя стенки — соответственно вверху, справа ивнизу. Полярная диаграмма левого желудочка состоит из семнадцати сегментов, аполярная диаграмма правого желудочка — из девяти сегментов.68Рис.

17 Методы построения полярных диаграмм: а) сферический,б) цилиндрический, в) радиальныйДляисследованияперфузионнойтомосцинтиграфиимиокарда,синхронизированной с ЭКГ, строятся полярные диаграммы перфузии, диаграммыдвижениястенокисистолическогоутолщения,адляисследованиятомовентрикулографии сердца строятся полярные диаграмм фракции выброса идиаграммыпарадоксальногоизображенияжелудочка.Такжедлярассматриваемых в работе радионуклидных исследований строятся фазовыеполярные диаграммы.Вданномпараграферассмотрим построение диаграмм перфузии,систолического утолщения и движения стенок. Построение остальных полярныхдиаграммбудетрассмотреновглаве3.Диаграммы«бычийглаз»визуализируются в виде матриц размерностью N t  N l .Полярные диаграммы перфузии (рис.

Характеристики

Список файлов диссертации