Диссертация (1149678), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Также для левого желудочка сердцавычисляется индекс формы для конечной диастолы и конечной систолы.В §2.5 рассматривается построение полярных диаграмм желудочка(диаграмм «бычий глаз») для исследования перфузионной томосцинтиграфиимиокарда, синхронизированной с ЭКГ. Принципы построения диаграммпредставлены в работах [57, 59, 86, 92]. Диаграммы «бычий глаз» позволяютпредставить трехмерный объект на плоскости. В диссертационной работерассматривается сферический метод построения полярных диаграмм, в которомбазальные отделы желудочка рассматриваются в цилиндрической системекоординат, а верхушка — в сферической системе координат.
Диаграммы «бычийглаз» поделены на секторы, каждый из которых соответствует определенномурегиону желудочка. На построенных полярных диаграммах верхушка желудочкаотображается в центре, межжелудочковая перегородка — слева, а передняя,боковая и задняя стенки — соответственно вверху, справа и внизу.
Полярнаядиаграмма левого желудочка состоит из семнадцати сегментов, а полярнаядиаграмма правого желудочка — из девяти сегментов.Дляисследованияперфузионнойтомосцинтиграфиисинхронизированной с ЭКГ, строятся следующие полярные диаграммы:14миокарда,1. диаграммы перфузии, характеризующие суммарное, максимальное инормализованное накопление РФП в миокарде.2. диаграмма движения стенок;3.
диаграмма систолического утолщения.В третьей главе рассматриваются и строятся параметрические изображениядляисследованийтомовентрикулографиисердцаиперфузионнойизображения,позволяющиетомосцинтиграфии миокарда, синхронизированной с ЭКГ.Параметрические(функциональные)визуализировать различную диагностически значимую информацию, играютважную роль при обработке данных радионуклидных кардиологическихисследований. Под диагностически значимой информацией понимаются значенияразличных параметров (фаза, амплитуда, фракция выброса и т.д.), находящихся вячейке матрицы изображения, которые отражают или моделируют определеннуюфункцию исследуемого объекта или процесса.Появление параметрических изображений в радионуклидной диагностикеотносится к 70-80-м годам XX в., они создавались с помощью простыхарифметических иболее сложных математических операций (преобразованиеФурье, Адамара и др.) и применялись для планарных исследований.
Данныеизображения нашли широкое применение при обработке данных равновеснойвентрикулографии сердца (Berthout P., , Adam W.E., , Schad N., Bodenheimer M.M.,Bassand J.P., Basharach S.L., Green M.V. ., Королев С.В., Назаренко С.И.) (19771986 гг). Далее с развитием томографических методов, а именно с развитиемметода перфузионной томосцинтиграфии миокарда, появляются полярныедиаграммы (диаграммы «бычий глаз») для оценки перфузии. А с развитиемтомографическихсинхронизированныхсЭКГметодовперфузионнойсцинтиграфии появляются функциональные изображения, визуализирующиедвижение стенок и систолическое утолщение.
Пик публикаций,фазовымифункциональнымиизображениями,связанных сотражающиминаличиеасинхронии, и подтверждающих их практическое значение приходится на 20072009 годы (Henneman M.M. с соавторами, Остроумов Е.Н., Котина Е.Д. и другие).15В 2011-2013 гг. выходят публикации, посвященные построению функциональныхизображений, визуализирующих систолическую и диастолическую асинхронию[48, 49, 64].
В диссертационной работе предлагаются модели и алгоритмыпостроения параметрических изображений на основе вейвлет-анализа. Вчастности,строятсяфазовыеизображения,моделирующиесинхронностьвступления в сокращение различных отделов миокарда, на основе вейвлетовМорле, Шеннона, В – сплайнового вейвлета третьего порядка.В §3.1 приводится алгоритм построения параметрических изображений, воснове которого лежат принципы вейвлет – анализа. С помощью данногоалгоритма строятся амплитудные изображения, позволяющие оценить амплитудудвижения полостей сердца, и фазовые изображения, которые моделируютсинхронность вступления в сокращение различных отделов сердца.Дляпостроения фазовых и амплитудных изображений было выбрано три семействакомплекснозначных вейвлетов со следующими базисными функциями: вейвлет Морле (t ) e 2it e вейвлет Шеннона (t ) e 2itt22;sin t;t В – сплайновый вейвлет третьего порядка (t ) e 2itsin((t / 3) 3 ).(t / 3) 3Входными данными для построения рассматриваемых функциональныхизображений желудочка сердца является последовательность N полярныхдиаграммDs , s 1, N ,соответствующихинтервалам«представительного»сердечного цикла.Для нахождения величины элемента (i, j) фазовой диаграммы Φ строитсякривая «активность / время», которая представляет собой график периодическойфункции f(t), значения которой известны в N точках ( f s Ds (i, j ), s 1, N ).
Рядвейвлетов для функции f(t) выглядит следующим образом:F (t ) Re( C JK JK (t )) ,J,K16 JK (t ) 2 J / 2 (2 J t K ) (J — масштаб, K — сдвиг). Коэффициенты CJKвычисляются по формулеNC JK f s JK ( s 1) ,s 1в которой JK — функция, комплексно сопряженная с функцией JK .В результате проведения ряда алгебраических преобразований формуларяда вейвлетов принимает видF (t ) AJK cos(2 (J ,K2 Jt K ) JK ) ,NAJK и φJK вычисляются по формуламb22AJK a JK bJK, JK arctg ( JK ) .aJKВ итоге элементы фазовой диаграммы могут быть вычислены следующимобразом( j , k ) b ( j, k )arctg( JK).a JK ( j, k )180В частности, для В – сплайнового вейвлета третьего порядка коэффициентыaJK и bJK вычисляются по формуламN Ds (i, j ) 2 j/2a JK (i, j ) s 1s 1((2 J ( s 1) K ) / 3)3) sin( 2 (2 J ( s 1) K )),N Ds (i, j ) 2bJK (i, j ) sin(((2 J ( s 1) / N K ) / 3)3 j/2sin(((2 J ( s 1) / N K ) / 3)3((2 J ( s 1) K ) / 3)3) cos(2 (2 J ( s 1) K )).В §3.2 приводится алгоритм построения параметрических изображений наоснове вейвлет – анализа, позволяющий визуализировать систолическую идиастолическую асинхронию желудочка.
Для построения указанных изображенийрассматривался B – сплайновый вейвлет третьего порядка.17В §3.3 представлен сравнительный анализ изображений, построенных наоснове вейвлетов и изображений, построенных с использованием Фурье –анализа.Четвертая главапосвящена программам обработки исследованийтомовентрикулографии сердца и перфузионной томосцинтиграфии миокарда,синхронизированной с ЭКГ, в основе которых лежит общий алгоритм обработкирадионуклидныхисследованийсердца,приведенныйвовторойглаве.Рассматриваемые в данной главе программы позволяют обрабатывать данные,хранимые в файлах стандарта DICOM.Представленные программы разработаны в среде программированияMicrosoft Visual Studio на языке C#.
При визуализации радионуклидныхизображений и объемов использовались средства GDI+ и DirectX.В §4.1 данной главы представлена программа предназначенная дляобработки данных томовентрикулографии сердца.В§4.2рассмотренапрограммаобработкиданныхисследованияперфузионной томосцинтиграфии миокарда левого и правого желудочков сердца.В заключении сформулированы основные результаты и практическаязначимость диссертационной работы.18Глава 1. Радионуклидная диагностикaЯдерная медицина — это высокотехнологичная отрасль клиническоймедицины,котораяосновананаиспользованиирадионуклидныхфармацевтических препаратов (РФП) в диагностике и дальнейшем лечении.Уникальной особенностью методов ядерной медицины является возможностьдиагностирования функциональных отклонений в жизнедеятельности органов наранних стадиях болезни, когда симптомы болезни еще не появились.Ядерная медицина начала зарождаться на рубеже конца 1920-х г. – начала1930-х гг.
В 1927 г. американскими врачами Г. Блюмгартом и С. Вейсом былиопубликовали работы, в которых описывалось использование газа радона,позволяющеепроизвестинедостаточностью.Этооценкубылгемодинамикипервыйслучайубольныхиспользованиясердечнойметодоврадионуклидной индикации в клинической практике, поэтому этот год может поправу считаться датой рождения новой дисциплины — радионуклиднойдиагностики.Развитие ядерных технологий в 1940-1950-х гг. послужило динамичномуразвитию радионуклидной диагностики. Ключевым таким событием являетсясоздание в 1957 г. американским физиком Х.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
