Особенности анализа деформации при помощи допплер-эхокардиографии
а) Естественная деформация и деформация Лагранжа. Расчеты деформации, основанные на измерении расстояний и на градиентах скорости при помощи допплеровской техники, по содержанию равноценны, однако приводят к различным числовым показателям, что требует методики их взаимного перерасчета.
Если, например, как случае определения деформации по данным М-режима, систолическое изменение толщины стенки миокарда соотнести с исходной конечнодиастолической толщиной, то получится так называемая «деформация Лагранжа». В случае измерения допплеровским методом, когда расчет опирается на меняющуюся (от кадра к кадру) исходную длину к началу выполняемого в данный момент измерения, то говорят о «естественной (натуральной) деформации» или «деформации Эйлера».
«Естественная деформация» и «деформация Лагранжа» соотносятся друг с другом через экспоненциальную функцию и могут быть пересчитаны одна в другую. Далее в тексте под понятием «скорость деформации» («strain rate») будет пониматься моментный пространственный градиент скорости между двумя точками (скорость естественной деформации, natural strain rate), т.е. изменение длины, происходящее за определенный - очень короткий -интервал времени, поделенное на длину в начале рассматриваемого временного интервала, поскольку этот параметр можно очень легко посчитать на основании данных тканевой допплерографии.
В большинстве других режимов визуализации под «деформацией» («strain») будет пониматься «деформация Лагранжа», т.е. отношение изменения длины, произошедшего к концу периода деформации, к исходной длине в начале этого периода, поскольку в такой форме этот параметр уже хорошо известен из ядерно-магнитной томографии и других методик.
Если объект с исходной длиной L0 растягивается до длины L, то это можно описать значением «деформации Лагранжа» или значением «натуральной деформации».
Деформация Лагранжа (εL, слева) определяется как относительное изменение длины dl в сравнении с исходной длиной L0.
Если же при каждом новом измерении сравнивать изменение длины dl и соответствующее текущее значение длины I объекта, то получится натуральная деформация (εn, справа).
Обе формы равноценны, но различны; пересчет возможен при помощи экспоненциальной функции (в середине).
б) Артефакты изображения. Поскольку значения скорости деформации высчитываются из разности лишь немного отличающихся соседних измерений скорости, то доля шумовых помех, значительная по сравнению с этой небольшой разностью, играет существенную роль. Реверберационные артефакты также приводят к массивным искажениям расчетов скорости деформации в области «артефакт ± 1 расчетная дистанция», и поэтому их следует старательно избегать.
в) Ошибки угла сканирования. Угол сканирования влияет на измерение деформации миокарда в существенно большей степени, чем на чистую скорость. Причина этого заключается в деформации сердечной мышцы, происходящей в двух противоположных направлениях. Так, в систолу сердечная мышца укорачивается в продольном направлении (негативная деформация), а сердечная стенка при этом утолщается примерно на 15-30% в радиальном направлении (позитивная деформация).
Оба компонента деформации даже при небольшой ошибке угла сканирования могут взаимно уничтожаться. В противоположность измерению скорости, когда ошибка угла сканирования в сущности приводит лишь к сниженным абсолютным значениям, при измерении деформации и скорости деформации это взаимное уничтожение различных компонентов деформации приводит к выраженному изменению формы кривых. Отсюда вытекает еще большая, чем при допплеровских измерениях, принципиальная необходимость проводить измерения параллельно исследуемым деформациям. Следует избегать отклонений более чем на 15°.
Реверберационные артефакты могут ощутимо искажать цветовую допплерограмму.
а - На двумерном сером изображении они представляют собой чрезмерно яркие линии, движение которых независимо от миокарда.
б - В режиме цветовой допплерографии они поначалу не бросаются в глаза.
в - Профили скоростей, измеренные выше (v1), на уровне (v2) и ниже (v3) артефакта, расположенного в области v2.
Из-за перемодуляции алгоритма цветовой допплерографии линия v2 в отмеченный момент времени практически находится на нулевой отметке.
г - В результате при расчете скорости деформации миокарда возникают грубые ошибки, которые можно распознать по резкому переходу от желтого к синему в области первоначального артефакта.
Ошибочные значения скорости деформации миокарда расширяются вокруг области артефакта на ±1 расчетный отрезок, так как в этой области правильно измеренная скорость (v1) при сравнении с нулем (v2) будет перерасчитана как градиент (или, соответственно, v2 и v3).
д - Итоговое изображение скорости деформации миокарда.
Ошибка угла сканирования. Сегодня скорость деформации всегда измеряется параллельно ультразвуковому лучу.
Благодаря этому при сильно искривленных стенках (в зависимости от эхоокна это часто бывает нижняя или задняя стенка) возможно учитывать различные компоненты деформации с различными коэффициентами.
На верхней кривой (апикальная нижняя стенка) радиальное утолщение стенки (εr) вообще не отражено, поскольку его вектор направлен перпендикулярно ультразвуковому лучу.
В более базально измеренной кривой скорости деформации радиальное утолщение преобладает даже над продольным укорочением (εI) миокарда - и базальная кривая является словно инверсией апикальной кривой.
Видео урок основы допплер-ЭхоКГ (допплерографии при эхокардиографии)
