Разработка алгоритма определения региональных упругих свойств миокарда по данным ультразвуковой эхолокации сердца

• Автор: Колчанова, Светлана Геннадьевна
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 125 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Введение

1.1. Методы описания поверхностей стенки ЛЖ.

1.2. Методы оценки параметров, характеризующих региональные свойства сердечной стенки. . .

1.2.1. Методы, основанные на экспериментальных данных

1.2.2. Методы оценки свойств миокарда, основанные на неинвазивных методах получения данных
Заключение

II. МЕТОДИКА

2.1. Визуализация сердца

2.2. Обработка экспериментальных данных.
III.ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРА,
ХАРАКТЕРИЗУЮЩЕГО РЕГИОНАЛЬНЫЕ УПРУГИЕ СВОЙСТВА МИОКАРДА. 4
IV. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДА НАИЛУЧШЕЙ АППРОКСИМАЦИИ ПОВЕРХНОСТЕЙ КАМЕРЫ ЛЖ .
4.1. Сглаживание поверхности по течкам
4.2. Метод описания поверхности ЛЖ сплайнами . .
4.3. Аппроксимация поверхностей камеры ЛЖ сферическими функциями
4.3.1. Реализация аппроксимации поверхностей
ЛЖ сферическими функциями .
4.3.2. Выбор порядка сферических функций .
V. РЕШЕНИЕ ТЕСТОВОЙ ЗАДАЧИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ
СМЕЩЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ПОВЕРХНОСТИ .
5.1.Алгоритм вычисления нормалей для определения направления смещения элементов поверхности .
5.2.Алгоритм для анализа регионального движения
и определения толщины элементов поверхности VI . ОЦЕНКА ОШИБКИ МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕГИОНАЛЬНЫХ УПРУГИХ СВОЙСТВ МИОКАРДА В ФАЗУ ПАССИВНОГО НАПОЛНЕНИЯ ЛЖ. 7
6.1. Оценка ошибки трассировки границ стенки ЛЖ
6.2. Определение погрешности метода оценки региональных упругих свойств миокарда ЛЖ. .
6.2.1. Оценка точности алгоритма аппроксимации поверхностей ЛЖ сферическими функциями.
6.2.2. Оценка погрешности вычисления толщины стенки ЛЖ в зависимости от точности исходных данных
6.2.3. Оценка точности аппроксимации различных регионов поверхности ЛЖ
6.2.4. Оценка ошибок округления, возникающих
при численном моделировании .
VII.ТЕСТИРОВАНИЕ МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ РЕГИОНАЛЬНЫХ УПРУГИХ СВОЙСТВ МИОКАРДА НА ОСНОВЕ ДАННЫХ КЛИНИЧЕСКИХ И ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ
ПАЦИЕНТОВ.8
VIII ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.
IX. ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Описание поверхности стенки ЛЖ в большинстве случаев выполняется путем аппроксимации геометрическими моделями, например, в виде цилиндра, сферы, эллипса или усеченного конуса , 3 . ЛЖ. Для описания поверхности ЛЖ применяют и более сложные модели аппроксимации двумя конусами различных размеров, тонкостенной оболочкой с постоянной толщиной , 0 . Однако даже такие, достаточно сложные модельные описания ЛЖ вносят ошибку в определение упругих свойств миокарда изза отсутствия точного учета изменения конфигурации полости ЛЖ во время сердечного цикла. Еместе с тем, основной источник сшибки вычисления региональных упругих свойств сердечной стенки лежит не столько в точности аппроксимации формы ЛЖ, сколько в точности определении толщины элемента стенки в конце диастолы. Это связано с тем, что в процессе растяжения ЛЖ элементы стенки, имеющие неодинаковые упругие характеристики, смещаются не только в радиальном направлении , 3 . Цель реботы заключалась в разработке методических подходов для количественной оценки региональных упругих свойств миокарда в регионах стенки камер сердца для диагностики заболеваний миокарда. Дать теоретическое обоснование возможности применения величины относительного изменения толщины стенки, в качестве параметра, характеризующего пассивные региональные упругие свойства миокарда ЛЖ. Провести исследование смещения регионов стенки в фазе наполнения ЛЖ на одномерной физической модели движения двух упругих элементов с различными коэффициентами жесткости под действием внешней силы. Разработать алгоритм, позволяющий проследить во времени процесс учесть смещения фиксированных элементов поверхности стенки в период растяжения ЛЖ. Провести оценку точности метода определения упругих свойств миокарда ЛЖ. Провести тестирование методики на основе данных клинических обследований пациентов. Научная новизна. Дано качественное обоснование использования величины относительного изменения толщины как параметра, характеризующего пассивные упругие свойства сердечной стенки. Установлено, что при трехмерной реконструкции сердца по данным чреспищеводной эхолокации метод сферических функций является наилучшим для аппроксимации внутренней и внешней поверхностей ЛЖ. На физической модели движения двух упругих элементов показано, что за малые промежутки времени направление смещения регионов с различными упругими свойствами происходит по нормали. Использован алгоритм покадрового построения нормалей для определения направления движения регионов стенки ЛЖ от начала и до конца фазы пассивного наполнения. Разработан метод определения относительного изменения толщины стенки, являющийся предметом заявки на изобретение РОСПАТЕНТ от . Положения, выносимые на защиту. Применение сферических функций для наилучшей аппроксимации внутренней и внешней поверхностей ЛЖ по данным чреспищеводной эхолокации. Алгоритм определения направления смещения регионов ЛЖ с помощью построения нормалей. Применение алгоритма построения нормалей для определения направления смещения элементов внутренней поверхности от начала и до конца фазы наполнения ЛЖ. Практическая ценность. ЛЖ сферическими функциями. ЛЖ. С0Р свидетельство регистрации в РОСПАТЕНТ . Апробация работы и публикации. Государственного университета . По материалам диссертации опубликовано печатных работ. Введение. Хорошо известно, что заболевания сердца и сосудов широко распространены в клинической практике на протяжении многих лет. Успехи профилактики и лечения кардиологических пациентов прямо связаны с достижениями в биологии и теоретической медицине, с одной стороны, и с разработкой новейших диагностических технологий, с другой. Вместе с тем, используемые в диагностике критерии для характеристики деятельности сердца пока достаточно ограничены и малоинформативные. Данное обстоятельство, прежде всего, связано с тем, что объект исследования представляет собой сложно организованную структуру. Для сердечной стенки сложно определить форму, поскольку этот орган непрерывно меняет свой объем и конфигурацию , 8.