散斑跟踪二维超声心动图（2D STE）成像技术应用研究

发布时间：2017-07-02 14:14

  本文关键词：散斑跟踪二维超声心动图（2D STE）成像技术应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：散斑跟踪二维超声心动图(2D Speckle Tracking Echocardiogram,以下简称2D STE)是定量评价心肌功能的新技术。它通过对超声图像的固有属性散斑(Speckle)的跟踪和运动分析,获得心肌组织在心动周期内的运动特征,能够精确的实现应变和应变率成像,并且在左心室扭转角度的定量分析上效果显著。该技术得以实现的前提是散斑的稳定性和唯一性。该技术的两个关键技术环节是：准确的散斑跟踪和可靠的应变与应变率、左心室扭转角度等参数的计算方法。鉴于上述两个技术环节,本论文着重阐述以下两部分内容：首先介绍2D STE技术的基本原理,主要包括散斑的成因、散斑跟踪的可行性与应用、散斑跟踪的实现方法等；然后就应变、应变率成像和左心室扭转角度定量分析分别提出实现方法,并通过仿真实验和初步的临床应用验证方法的有效性。超声在经过心肌组织内随机分布的散射粒子时会形成具有稳定且唯一的散斑。散斑的运动规律在一定程度上代表了该区域心肌组织的运动规律。对散斑的跟踪可以间接的获得该区域的运动特征和参数,从而为进一步对心肌组织定量分析提供帮助。本课题采用实验室提出的鲁棒自适应散斑跟踪方法(Robust Adaptive Speckle Tracking, RATracking),其中散斑跟踪方法采用块匹配法,匹配准则采用最小绝对误差和,搜索策略采用菱形搜索法,并施加其他优化算法。RATracking方法在稳定性和可靠性上可以满足临床应用需求,并为本课题第二部分工作奠定基础。2D STE应变、应变率成像可对心肌进行定量评估,可相对敏锐且及时的探测心肌功能的异常。心肌组织的应变包括纵向应变、径向应变和周向应变。本课题结合美国超声心动图学会和欧洲超声心动图学会等组织于2015年初公开的关于2D STE成像技术标准的初步文档,利用实验室提出的RATracking方法,自主实现心肌组织的纵向应变和周向应变的计算,并改进径向应变的计算方法,最后通过仿真实验验证计算方法的准确性,并初步应用于临床。心肌纤维舒张和收缩的能力可以通过左心室扭转角度表现出来,对于左心室的整体与局部异常的评价具有高度敏感性。本课题在实验室前期工作的基础上,结合2DSTE成像技术标准的初步文档,提出了新的针对左心室扭转角度定量分析的方法,并通过仿真实验和临床实验验证方法的有效性。
【关键词】：散斑跟踪 超声心动图 应变 应变率 扭转角度
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R540.45;TP391.41
【目录】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 符号说明12-13
• 第一章 绪论13-18
• 1.1 课题的来源与背景13-16
• 1.2 课题研究内容与论文结构16-17
• 1.3 课题的创新点17-18
• 第二章 超声心动图散斑跟踪技术18-29
• 2.1 引言18-20
• 2.2 散斑跟踪技术的基本原理20-23
• 2.2.1 医学超声成像的基本原理20-21
• 2.2.2 散斑模式的成因21-22
• 2.2.3 散斑跟踪的可行性分析22-23
• 2.3 散斑跟踪技术的临床应用23-25
• 2.3.1 软组织运动估计23-24
• 2.3.2 超声弹性成像24-25
• 2.4 散斑跟踪技术的实现方法25-29
• 第三章 心肌应变、应变率的计算方法29-50
• 3.1 应变原理29-33
• 3.1.1 引言29
• 3.1.2 应变原理29-33
• 3.2 心肌应变、应变率的计算方法33-38
• 3.2.1 纵向应变34-35
• 3.2.2 径向应变35-37
• 3.2.3 周向应变37-38
• 3.3 仿真实验与结果38-47
• 3.3.1 仿真序列生成38-41
• 3.3.2 仿真实验41-43
• 3.3.3 应变理论值43-44
• 3.3.4 实验结果44-47
• 3.4 三维应变47-50
• 第四章 左心室心肌扭转定量分析50-56
• 4.1 左心室心肌扭转运动基本原理50-51
• 4.1.1 心脏螺旋结构50-51
• 4.1.2 心肌纤维扭转运动51
• 4.2 扭转角度定量分析51-52
• 4.3 仿真实验与结果52-55
• 4.3.1 仿真序列52-53
• 4.3.2 仿真实验53
• 4.3.3 实验结果53-55
• 4.4 三维扭转运动55-56
• 第五章 结论与展望56-59
• 参考文献59-65
• 致谢65-66
• 攻读学位期间学术成果66-67
• 学位论文评阅及答辩情况表67

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