Медицинская литература. Новинки

 

 

 

 

 

 

Разработка алгоритма цифрового выделения зон повреждения миокарда по данным варьирования времени инверсии при контрастированной МРТ сердца

Вы можете загрузить полный текст статьи в формате pdf

Цель. Использованы различия в динамике интенсивности поврежденного и здорового миокарда при варьировании времени инверсии МРТ для разработки полностью автоматизированного метода выделения участков повреждения миокарда при МРТ сердца с контрастным усилением в режиме inversionrecovery (инверсиявосстановление). Материал и методы. При последовательном увеличении времени инверсии с 160–180 до 240–300 мс происходят достоверное уменьшение интенсивности изображения здорового миокарда и прирост интенсив ности миокарда, аккумулирующего контрастный препарат. Обследовано 23 пациента, перенесших в прошлом острый инфаркт миокарда (трансмуральный – у 17 пациентов), всем выполнялось комплексное контрастирован ное МРТисследование, включавшее протокол в режиме inversionrecovery с увеличением времени инверсии в интервале 160–320 мс с шагом 20 мс при постоянных TR = 5 мс, TE=2 мс. Результаты. Во всех случаях зависимость интенсивности изображения от времени инверсии Тинв в пределах варьирования Тинв в интервале [180 мс; 340 мс] носила линейный или квазилинейный характер, увеличение интенсивности при росте Тинв происходило в области поврежденного миокарда как Инт = 20,3•Тинв – 2801, подкожной и медиастинальной жировой клетчатки как Инт = 13,9•Тинв + 46 и в области паренхимы печени как как Инт = 13,8•Тинв – 1560. Участки поврежденного миокарда, аккумулировавшие парамагнетик, наиболее быстро наращивали свою интенсивность изображения при увеличении Тинв. Участки интактного миокарда характеризовались отрицательным коэффициентом, интенсивность паренхимы легкого не менялась. По данным серии МРТизображений, полученных при варьировании Тинв в интервале [180 мс; 340 мс], для каждого воксела (x, y) в пределах данного среза сердца автоматически по данным изображений рассчитывалась зависимость Инт(x, y) = A(x,y) • Тинв + B(x, y). Затем строилось изображение по величинам коэффициента A(x, y) и выделялись вокселы с наибольшим по срезу значением A(x, y) и все отличавшиеся от максимальных в меньшую сторону не более чем на 5%, выделенные таким образом участки оценивались как область поврежденного миокарда. При тестировании на данных реальных пациентов метод давал наименьшую ошибку в определении объема поврежденного миокарда при повторной обработке одних и тех же данных (1%) и при повторном обследовании одного и того же пациента (1,8%). Выводы. Функциональные изображения по данным изменения интенсивности IRизображений МРТ как функции от времени инверсии Тинв позволяют точно, стандартизировано и операторнезависимо выявить и оценить поражение сердечной мышцы при ее ишемическом повреждении.

Ключевые слова:
контрастированная МРТ сердца, инверсиявосстановление, функциональное изображе ние A(x,y) = d [Инт(x, y)] / dТинв

Литература:
1. Садыков С.С., Ткачук М.И. Устройство определения
левого желудочка сердца. Патент на полезную модель
RUS. 90671 12.10.2009 г.
2. Aquaro G.D., Positano V., Pingitore A. et al. Quantitative
analysis of late gadolinium enhancement in hypertrophic
cardiomyopathy. J. Cardiovasc. Magn. Reson. 2010;
7: 12–21.
3. Versteylen M.O., Bekkers S.C., Smulders M.W. et al.
Performance of angiographic, electrocardiographic and
MRI methods to assess the area at risk in acute myocardial infarction. Heart. 2012; 98 (2): 109–115.
4. Judd R.M., Kim R.J. Extracellular space measurements
with CMR imaging. J Am. Col. Cardiol. Cardiovasc.
Imaging. 2012; 5 (9): 908–910.
5. Simonetti O.P., Kim R.J., Fieno D.S. et al. An improved MR
imaging technique for the visualization of myocardial
infarction. Radiology. 2001; 218: 215–223.
6. Шелковникова Т.А. Визуальный и количественный анализ картины контрастированной низкопольной МРТ
миокарда при аортокоронарном шунтировании. Мед.
виз. 2011; 3: 16–24.
7. Wu E., Judd R.M., Vargas J.D. et al. Visualisation of presence, location, and transmural extent of healed Qwave
and nonQwave myocardial infarction. Lancet. 2001;
357 (9249): 21–28.
8. Mikulis D.J., Roberts T.P. Neuro MR: protocols. J. Magn.
Reson. Imaging. 2007; 26 (4): 838–847.
9. Boss A., Martirosian P., Gehrmann M. et al. Quantitative
assessment of glomerular filtration rate with MR gadolini
um slope clearance measurements: a phase I trial.
Radiology. 2007; 242 (3): 783–789.

Algorythm of Digital Separation of Ishaemically Damaged Myocardium Using Variation of Inversion Time in MRI Heart Study

Aim. In order to obtain an operatorindependent tech nique for quantification of myocardial damage using con trastenhanced inversionrecovery MR images we evaluated image intensities as function of inversion time and pro duced functional maps of myocardium from slopes of such functions calculated for every voxel, with subsequent calculation of volume of damage . Material and methods. The principle of the technique is based on regular changes in intensity of damaged myocardium masses that take in the paramagnetic con trasts, as function of inversion time. This property is in standard use for selection of optimal parameters of IR contrast enhanced studies. We employed it to obtain functional images with better delineation of damaged myocardium. Subsequently increasing the inversion time in ranges [160 ms; 340 ms], with constant TR = 5 ms and TE=2 ms, we obtained a set of chest images parallel to short axis of the heart and then calculated for every voxel the dependence SI = A • IT + B. The slope A(x,y) was then mapped over the myocardial slice. The technique was first tested in 23 patients with myocardial infarction (transmural in seventeen). Results. Normal noninfarcted myocardium demonstrated A close to zero or negative as did lung and chest muscle areas as well. Damaged myocardium demonstrated A = 20,5 s.d. 1,2, with sharp border with normal tissue. The volume of damage was then calculated automatically as sum of voxels with A > 0,94 Amax. Correlation with morphologic data was r = 0,93, p 0,05. Conclusion. Functional images of the heart obtained as slope of pixel image intensities as functions of inversion time deliver precise quantification of myocardial damage.

Keywords:
contrastenhanced MRI of the heart, inversionrecovery, functional image A(x,y) = d [Int(x, y)] / dTinv