超聲心動(dòng)圖三維散斑跟蹤技術(shù)及其應(yīng)用研究.pdf

1、超聲心動(dòng)圖三維散斑跟蹤(Three-dimensional Speckle TrackingEchocardiogram，3D-STE)技術(shù)是基于散斑跟蹤及動(dòng)態(tài)三維超聲心動(dòng)圖開發(fā)的一項(xiàng)新興技術(shù)。它通過跟蹤動(dòng)態(tài)三維超聲心動(dòng)圖的三維散斑，獲得心肌組織運(yùn)動(dòng)參數(shù)如運(yùn)動(dòng)軌跡、位移等，并評估心肌功能參數(shù)如應(yīng)變、扭轉(zhuǎn)角度等，對心肌功能的定量分析效果顯著。已經(jīng)在臨床上成功應(yīng)用的二維散斑跟蹤成像(Two-dimensional Speckle Track

2、ing Echocardiogram，2D-STE)技術(shù)不利用多普勒信息，不受超聲波束入射角的影響，它通過對二維超聲圖像散斑的跟蹤，獲得心肌組織的運(yùn)動(dòng)特征。心臟是一個(gè)三維的立體結(jié)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)極其復(fù)雜，2D-STE技術(shù)局限于二維平面，當(dāng)散斑運(yùn)動(dòng)到二維圖像之外，跟蹤效果會受到影響。而3D-STE技術(shù)是在三維空間內(nèi)進(jìn)行的，沒有散斑的丟失，提高了跟蹤的準(zhǔn)確性。此外，在分析心肌的節(jié)段性運(yùn)動(dòng)時(shí)，3D-STE技術(shù)同時(shí)跟蹤心肌的所有節(jié)段，減小了計(jì)算量，

3、提高了跟蹤效率，能更快的、更準(zhǔn)確的評估對左心室心肌功能。
　　散斑由超聲波在組織和血液中傳播時(shí)產(chǎn)生散射回波的干涉形成的。散斑是隨機(jī)分布的，包括獨(dú)特性和穩(wěn)定性這兩大特點(diǎn)，它的運(yùn)動(dòng)軌跡能夠反映該位置心肌的運(yùn)動(dòng)情況。本文提出一種基于改進(jìn)菱形搜索(Improved Diamond Search，IDS)算法的三維散斑跟蹤方法。首先分析了判斷三維塊匹配散斑跟蹤效果的三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。其次對各類經(jīng)典搜索算法進(jìn)行具體的理論研究與分析，并提出基于自適應(yīng)與

4、搜索步長相結(jié)合的改進(jìn)菱形搜索算法，該算法根據(jù)圖像之間的空間相互關(guān)聯(lián)性，計(jì)算已完成搜索的附近體塊的位移矢量來估計(jì)搜索步長。分別對經(jīng)典算法和新算法進(jìn)行仿真測試，并用定量評價(jià)指標(biāo)客觀分析其性能。最后利用三維仿真超聲心動(dòng)圖STRAUS數(shù)據(jù)集對基于改進(jìn)菱形搜索算法的三維散斑跟蹤的理論可行性進(jìn)行論證，并和基于傳統(tǒng)菱形搜索的三維散斑跟蹤方法進(jìn)行對比。
　　冠心病嚴(yán)重威脅人類健康，是人類死亡的主要原因，早期診斷并及時(shí)治療有助于快速恢復(fù)人體健康。心