双脉冲多普勒成像评价二尖瓣环组织运动与瓣口血流的耦联关系

目的探讨双脉冲多普勒(DPW)技术同步评价二尖瓣环组织运动和主动脉瓣、二尖瓣血流的耦联关系。方法选取健康成年志愿者110名,采用DPW技术同步获取二尖瓣环组织运动与瓣口血流频谱图,测量峰值起始时间(Ts)和达峰时间(Tp),并进行统计学分析。结果二尖瓣瓣环收缩期Ts及Tp均早于主动脉瓣口血流速度的Ts和Tp[Ts:(42.65±9.36)ms vs(61.38±12.19)ms;Tp:(96.63±14.77)ms vs(145.88±21.50)ms,P均<0.05];在整个心动周期中,二尖瓣瓣环Ts与瓣口血流Ts均有相关性(r=0.323、0.703、0.275,P均<0.05);二尖瓣瓣环Tp与瓣口血流Tp仅在舒张早期有相关性(r=0.760,P<0.001)。结论正常成年人心肌收缩与瓣口血流形成存在机械收缩-血流形成延迟,且心肌运动与瓣口血流形成有相关性。     

超声心动图心尖四腔心切面图像质量智能评分研究

目的探讨基于深度学习的多尺度图像质量评价Transformer网络（MUSIQ）对超声心动图质量智能评分的可行性。 方法选取2021年12月至2022年4月在四川省人民医院完成超声心动图检查的457例受检者的心尖四腔心切面动态图像（共70 181帧）。由2位高年资专科医师根据图像切面质量,将图像标注为0分（极差）~5（优秀）分,所有图像按照8∶1∶1的方式划分为训练集、验证集和测试集。然后采用MUSIQ模型进行网络训练和验证,并选取在验证集上综合性能表现最好的模型作为最终模型。将测试集中MUSIQ模型预测分数与专业医师所标注的分数进行比较,以精确率、召回率、F1分数对模型的诊断性能进行评价。 结果模型预测结果在0~5分的精确率平均为0.941,召回率平均为0.941;F1分数平均为0.941,均处于较高值范围。同时,当图像大小为600×800时模型在GPU上的单帧推理时间为18 ms,满足实时部署要求。 结论基于深度学习的MUSIQ网络对心尖四腔心切面图像质量智能评分结果与超声医师人工打分结果一致性较高,具有较高的可行性;同时由于该方法对心尖四腔心切面没有做任何前置假设,原理上可以推广到任何标准超声切面,有利于实现超声图像质量智能化评估的标准化和规范化。     

双脉冲波多普勒评价正常成年人二尖瓣环不同位点组织运动特征

目的 应用双脉冲波多普勒(DPW)技术同步评价二尖瓣环不同位点组织运动差异,探讨不同位点组织运动参数在左心室功能评价中的价值.方法 DPW技术获取112例健康成年人二尖瓣环侧壁、后间隔、下壁和前壁以及后壁5个位点组织运动速度频谱.测量峰值及起始时间和达峰时间;计算E/A、Em/Am、E/Em和左室射血分数(LVEF)、左室短轴缩短率(LVFS).结果 ①Sm、Em、Am及Em/Am游离壁瓣环均大于间隔瓣环(P＜0.05),E/Em间隔瓣环大于游离壁瓣环;Sm峰后壁瓣环最先开始加速,加速时间最短(P＜0.01);Em峰各位点间时间参数差异无统计学意义;Am峰起始、达峰时间游离壁较间隔延迟,加速时间间隔长于游离壁(P＜0.05).②相关分析表明,仅后壁瓣环位点Sm峰值速度与LVEF、LVFS具有相关性(r=0.243,r=0.227,P＜0.01);前壁、后壁瓣环Em/Am与E/A相关性最高(均为r=0.545,P＜0.01).结论 正常成年人不同二尖瓣环位点间组织运动峰值速度和时序存在差异;在不同位点评价左室功能的结果也不同.     

心血管系统流体动力学可视化定量评价技术研究进展

心血管系统流体动力学是生物流体动力学研究领域中最重要的研究内容之一,它是由多门学科相互交叉、渗透发展形成的一个新型研究领域,其主要涉及生物学、医学、工程力学、医学影像学、生物物理学、生物化学等多门学科知识。由于心血管系统内部流体力学状态反映了心血管系统功能的最终实现结果,     

深度学习技术在超声心动图图像质量控制中的应用

目的 探讨深度学习技术在超声心动图图像质量控制中应用的可行性和价值。方法 选取四川省人民医院2015～2022年间收集的180 985张超声心动图图像建立实验数据集,训练了超声心动图标准切面图像质量评价方法所建立的两个任务模型,包括7类切面（6类标准切面和其他切面）的智能识别和6类标准切面的质量评分。将模型在测试集上的预测结果与超声医师标注结果进行比较,评估两个模型的准确性、可行性以及运行的时效性。结果 标准切面识别模型的总体分类准确率为98.90%,精确度为98.17%,召回率为98.18%,F1值为98.17%,分类结果接近专家识别水平;6种标准切面质量评分模型的平均PLCC为0.933,平均SROCC为0.929,平均RMSE为7.95,平均MAE为4.83,预测结果与专家评分一致性强。在3090 GPU上部署后,单帧推理时间小于20毫秒,满足实时需求。结论 超声心动图标准切面图像质量评价方法能够提供客观、准确的评价结果,促进超声心动图图像质量控制管理朝实时、客观、智能化方向发展。     

超声血流向量成像评价糖尿病前期左心室舒张期流场状态

目的 应用超声血流向量成像(vector flow mapping,VFM)技术评价糖尿病前期患者左心室腔内血液流场变化特征及流体力学状态,探讨糖尿病早期血流动力学改变的敏感指标.方法 随机选取2型糖尿病患者44例、糖尿病前期患者28例、健康对照33例,采集3个完整心动周期标准心尖四腔观彩色多普勒实时动态图像.测量左心室舒张功能参数后,应用专用软件对所采集图像进行处理,获取并对比分析各组左心室舒张期心腔内基底、乳头肌和心尖水平血流速度向量峰值、速度阶差(△V)、压力梯度(△P)、血流量以及心腔内涡流强度(vortex intensity,Ⅵ)、涡流半径(vortex radius,VR)、涡流面积(vortex area,VA)等参数.比较各组测值差异并对左心室舒张功能参数和流场参数进行相关分析.结果 ①常规舒张功能测量:糖尿病组E/A、e/a较正常组、糖尿病前期组减小,差异具有统计学意义(P＜0.01);糖尿病前期组E/A、e/a与正常组比较,差异无统计学意义(P＞0.05);糖尿病前期组、糖尿病组E/e与正常对照组比较,差异无统计学意义(P＞0.05).②速度压力场观测:糖尿病前期组、糖尿病组较正常对照组左心室舒张期基底水平血流速度峰值、△V、△P减小(P＜0.01),糖尿病前期组与糖尿病组比较,差异无统计学意义(P＞0.05).③流量观测:两病例组左心室舒张期基底水平正向血流量减少(P＜0.01),糖尿病组与糖尿病前期组比较差异无统计学意义(P＞0.05).④涡量场观测:两病例组Ⅵ减弱(P＜0.01),糖尿病组与糖尿病前期组比较差异无统计学意义(P＞0.05);两病例组VR、VA较正常对照组呈递增趋势,但差异无统计学意义(P ＞0.05).⑤相关性分析:各组常规舒张功能参数与左心室流场参数无相关性.结论 糖尿病前期已存在与2型糖尿病类似的左心室流体力学异常状态.应用VFM技术可直观定量评价糖尿病前期左心室舒张期血液流场的变化特征,有望为临床提供一种能够早期发现糖尿病患者心脏血流动力学损害的新方法.     

基于CFD的左心室流场数值模拟研究现状与趋势

随着计算技术的快速发展,计算流体力学在心脏血流流场模拟中得到广泛应用,取得了有价值的相关成果,在心脏功能的研究中扮演着越来越重要的角色。目前,运用计算流体力学实现心脏流体动力学特性及其流场数值模拟分析,已成为心血管基础和临床研究领域的一个重要研究方向,对心血管系统疾病预防、临床诊断和治疗具有重要意义。简述基于CFD的左心室流场数值模拟方法的发展过程、研究现状和方法分类,分析基于CFD的左心室流场数值模拟计算存在的主要问题,提出该研究领域未来的发展方向。