基于三维超声的小儿心脏二尖瓣运动分析

发布时间：2020-04-06 05:04

【摘要】： 心脏二尖瓣的静态及动态形态定量分析对于心脏瓣膜疾病的诊断和手术规划具有重要的临床意义。近年来,三维超声心动图由于能直观形象地再现心脏二尖瓣复杂的空间结构及运动状况,使二尖瓣形态定量测量成为可能。我们与上海儿童医学中心合作,利用实时三维超声心动图对二尖瓣形态,尤其是心脏二尖瓣环和瓣膜的三维运动测量和分析进行了研究。并编写了三维超声心动图的实时可视化,和心脏二尖瓣三维运动测量及计算机辅助诊断软件。 本文的主要贡献点在于: 1)本文提出二尖瓣环“最佳参考平面”用于辅助分析二尖瓣三维运动。二尖瓣在心脏中的运动由两部分组成,首先,二尖瓣在心脏中随胸腔的肺呼吸做整体运动,然后二尖瓣按心跳周期在左心室作为一个阀门,对血流做打开和关闭动作。本文基于实时三维心脏超声图像,提出二尖瓣环“最佳参考平面”用于消除二尖瓣整体运动的影响,并对二尖瓣在心动周期内运动提供一个可靠和理想的测量参考平面。我们估计出二尖瓣环运动参数,得到了运动中二尖瓣环三维量化信息。通过对31组病例分析,初步证明此方法所建模型较准确反映患者的二尖瓣环的运动,能满足二尖瓣环运动分析研究的需要。 2)引入模式识别的方法,分析不同二尖瓣样本的运动差异。由于儿童的心脏处于发育阶段,为了将二尖瓣环的运动的测量参数用于临床,需要将这些参数归一化。本文引入模式识别分析的分类方法,探索将基于左心室容积的归一化方法引入到二尖瓣环运动测量参数的分析中。实验表明,这个方法使正常儿童与重度反流儿童二尖瓣环运动测量参数有很好的特异性。对患儿病症的诊断有提示作用,也就是说,为医生提供了良好的辅助诊断功能和定量分析方法。 3)针对二尖瓣环曲线描述匹配问题,提出了一种等长曲线夹角链码方法描述重建出来的二尖瓣环三维形态。传统的二尖瓣环描述方法,主要包括二尖瓣环周长,二尖瓣环面积,二尖瓣环高高点距离等参数。本文提出的等长曲线夹角链码具有平移、拉伸和旋转的不变性等优点。通过试验分析,初步证明此方法可以刻画患者的心脏二尖瓣环的运动形态,能满足二尖瓣环三维描述和分析研究的需要。 4)为了方便医生定性观察和定量测量二尖瓣三维运动情况,我们编写了三维超声心动图的实时可视化,心脏二尖瓣环和瓣膜的三维运动测量及计算机辅助诊断软件。首先通过人机交互方式提取出二尖瓣环的特征点,并根据位置关系对特征点排序,然后利用非均匀有理B样条曲线建立二尖瓣环三维形态模型,最后编程实现二尖瓣环的动态显示和运动定量分析。
【图文】：

上下腔静脉 右心房 右心室三尖瓣 肺动脉瓣膜肺含氧血液左心房二尖瓣左心室主动脉瓣主动脉（全身循环）其中，三尖瓣（Tricuspid valve），肺动脉瓣（Pulmonic valve），二尖瓣（Me），主动脉瓣（Aortic valve）起着单向阀门的作用，使血液按单一方向流1.1 给出了四个瓣膜分别所处的位置。

.2 二尖瓣形态结构（侧视图）.图（a）标出二尖瓣在心脏内的位置；图（b）为二尖的情况，图中的箭头表明了血流从左心房流向左心室；图（c）为二尖瓣关闭时的的箭头表明了瓣膜关闭时阻止了血液的反流..2 Anatomy of mitral valve leaflet. (a) Location of mitral valve in the heart (b) Whl valve open, blood flow from ventricle to atrium. (b) When the mitral valve closet flow back to ventricle.二尖瓣装置中有一个或一个以上成分出现功能异常均可能引起二尖瓣，发生反流，导致心功能改变。常见的瓣膜病变有瓣膜狭窄(Stenosedve Leaflet)，由于瓣膜打开的幅度不够，开口变小，使通过瓣膜的血流量心脏供血不足；瓣膜下垂（Prolapsed Mitral Valve Leaflet），瓣膜表面松散，瓣面增大，瓣膜关闭不全，由于瓣膜不能完全关闭，导致血液通显著地反流。另外，腱索断裂产生二尖瓣脱垂等症变，将导致严重的二。乳头肌功能不全，房室瓣腱索所附着的乳头肌由于缺血、坏死、纤维原因，引起收缩功能障碍，导致二尖瓣关闭不全，产生二尖瓣反流[4]。在瓣膜病变的中晚期，，即中度到重度的狭窄或关闭不全，需要手术治疗要有两种手术方案：一是瓣膜修补手术（Repair），通过手术改变病变
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：R725.4;R445.1

【引证文献】

相关硕士学位论文 前2条

1 徐晨;基于三维超声的小儿心脏共同房室瓣运动分析[D];上海交通大学;2009年

2 马丽丹;基于双源CT的心脏虚拟内窥镜显示[D];上海交通大学;2010年

本文编号：2616057