Способ определения подвижности атеросклеротической бляшки

Изобретение относится к области медицины, а именно функциональной диагностике в кардиологии. Получают серии последовательных кадров ультразвукового изображения атеросклеротической бляшки в продольном сечении артерии в течение одного сердечного цикла. Осуществляют обработку ультразвукового изображения атеросклеротической бляшки, в результате которой выполняют оконтуривание основания и поверхности бляшки на одном из начальных кадров сердечного цикла и выделение на линии контура, по крайней мере, трех сегментов - дистального, проксимального и центрального, с последующим измерением параметров смещения контуров выделенных сегментов поверхности бляшки относительно основания за период сердечного цикла. Так же выполняют определение тангенциальной скорости движения сегмента бляшки, сдвиговой деформации сегмента бляшки, скорости изменения сдвиговой деформации сегмента бляшки, по которым судят о подвижности бляшки. Способ позволяет определить количественные параметры оценки подвижности атеросклеротической бляшки, которые могут быть использованы в комбинации с качественной оценкой структуры бляшки по характеру серошкального распределения на ультразвуковом изображении, что позволит проводить более достоверную оценку состояния бляшки, характеризующую ее стабильность, а также проводить мониторинг изменения подвижности бляшки и ее сегментов в динамике. 9 з. п. ф-лы, 13 ил., 1 пр., 2 табл.

 

Изобретение относится к области медицины, а именно функциональной диагностике в кардиологии, и может быть использовано для оценки подвижности атеросклеротической бляшки в сонной (или другой артерии крупного и среднего калибра) у больных с наличием атеросклеротического поражения артерий.

Традиционное ультразвуковое исследование широко применяется в клинической практике и позволяет определить локализацию, структуру, размеры, форму и осложнения атеросклеротических бляшек, степень выраженности атеросклеротических поражений каротидного бассейна (В. Цвибель, Дж. Пеллерито. Ультразвуковое исследование сосудов, Москва, Видар, 2008, стр.159-171). Прогноз больных с каротидным атеросклерозом во многом определяется фактором нестабильности атеросклеротической бляшки, а именно способностью бляшки к разрыву. Механизмы дестабилизации атеросклеротической бляшки - это комплекс процессов, основанных на морфологии бляшки и ее механических характеристиках. Малые бляшки с тонкой фиброзной покрышкой и большим липидным ядром более подвержены разрыву, чем большие фиброзные бляшки с кальцинозом. Разрыв атеросклеротической бляшки может возникать в результате возникновения сдвиговой деформации, формирующейся на протяжении артериального русла, когда бляшки и прилежащие участки артериальной стенки имеют разные эластические свойства, разную радиальную деформацию. Воздействие сдвиговой деформации на бляшку может стимулировать выработку фиброзной ткани во внеклеточном матриксе, способствовать возникновению микротрещин, надрывов и кровоизлияний. Определение эластических, механических свойств, подвижности атеросклеротической бляшки in vivo с помощью неинвазивных технологий, определяющих ее способность к разрыву, - является весьма сложной задачей.

Из уровня техники известен способ определения локальных механических свойств атеросклеротической бляшки в сонной артерии по данным ультразвуковой эластографии (Dahl JJ, Dumont DM, Allen JD, Miller EM, Trahey GE. Acoustic radiation force impulse imaging for noninvasive characterization of carotid artery atherosclerotic plaques: a feasibility study. Ultrasound Med Biol. 2009 May; 35(5):707-16). Методы ультразвуковой эластографии основаны на реакции тканей на физиологическую и нефизиологическую (акустическую) деформацию. В данном способе исследовали деформацию бляшек в сонных артериях методом визуального наблюдения под действием сдвиговой волны, для создания которой использовали силу давления усиленного ультразвукового импульса (ARFI - Acoustic Radiation Force Impulse). Под действием усиленного ультразвукового импульса происходит локальное смещение участков ткани на 1-10 µм, что можно наглядно наблюдать на ультразвуковых ARFI-изображениях, которые позволяют различать участки с жесткими и мягкими регионами ткани.

Известен метод определения эластичности атеросклеротических бляшек с помощью компрессионной эластографии (или «эластографии стрейна»), когда деформация тканей формируется оператором при мануальной компрессии датчиком. (А.Р. Зубарев, И.В. Рычкова, М.Б. Саратов, А.К. Демидова, Е.Л. Туманова, В.Н. Федорова, В.Я. Панько, Н.В. Кривошеева. Возможности ультразвуковой эластографии для диагностики структуры атеросклеротических бляшек сонных артерий. Пилотное исследование. Медицинская визуализация 2011, 3, стр.89). Способ позволяет определить эластические свойства атеросклеротических бляшек в сонных артериях, которые могут быть использованы при определении структуры и склонности бляшки к разрушению. При визуализации бляшки в режиме эластографии более мягкие участки бляшки в ответ на компрессионное воздействие окрашивались в зеленый цвет по сравнению с более плотными участками, имеющими синюю окраску. Однако метод является операторзависимым, так как деформация тканей создается оператором при мануальной компрессии с использованием датчика, обладает низкой воспроизводимостью результатов измерений, реализован лишь в определенных ультразвуковых системах.

Из уровня техники известен способ определения механических свойств атеросклеротической бляшки сонной артерии с помощью ультразвуковой технологии эхо-трекинга (Paini A, Boutouyrie Р, Calvet В, Zidi М, Agabiti-Rosei Е, Laurent S. Multiaxial Mechanical Characteristics of Carotid Plaque: Analysis by Multiarray Echotracking System. Stroke 2007; 38; 117-123). Метод эхо-трекинга основан на оценке контура пульсовой волны, полученной посредством ультразвукового радиочастотного отслеживания колебания стенок сосуда. Данный метод позволяет оценивать диаметр сонной артерии, толщину стенки сонной артерии, относительное изменение диаметра артерии в систолу или радиальную деформацию (radial strain) и эластические свойства артерии артериальной стенки, такие как растяжимость и податливость артерии. Локальные эластические свойства артерии, оцененные этим методом, определяют по изменению диаметра артерии под действием растягивающего пульсового давления. Метод позволяет изучать механические характеристики артерии как в интактной зоне, так и в зоне с наличием атеросклеротической бляшки. Однако технология эхо-трекинга реализована лишь в некоторых ультразвуковых системах и не доступна в широкой клинической практике. Кроме того, данный метод позволяет оценивать растяжение бляшки в поперечном направлении и не несет информации о движении бляшки в продольном направлении относительно стенки или продольной оси сосуда.

Наиболее близким к предлагаемому является метод изучения продольных механических свойств атеросклеротической бляшки, основанный на векторном анализе серошкальных изображений (технология VVI - Velocity vector imaging) (Huang XZ, Wang ZY, Dai XH, Yun-Zhang, Zhang M. Velocity vector imaging of longitudinal mechanical properties of upstream and downstream shoulders and fibrous cap tops of human carotid atherosclerotic plaque. Echocardiography. 2013 Feb; 30(2):211-8). Данный метод позволяет с помощью векторного анализа движения артерии в режиме реального времени в пределах сердечного цикла определять диаметр артерии, толщину стенок артерии, относительное расширение артерии, скорость наибольшего расширения артерии в систолу, уровень относительной деформации артерии. В данной работе технология VVI используется для обработки ультразвукового изображения атеросклеротической бляшки в сонной артерии. Данные показатели определяют в области, соответствующей максимальному выпячиванию бляшки в просвет сосуда, и двух точках, расположенных на стенках артерии в месте перехода бляшки в интактную артериальную стенку. Авторы делают вывод о достоверных различиях исследуемых показателей в данных трех точках, а также об увеличении значений показателей в группе больных с неблагоприятными цереброваскулярными событиями по сравнению с бессимптомными больными. Следует отметить, что метод рассматривает локальные сократимости в трех регионах, только один из которых расположен на бляшке, не учитывает форму и геометрию бляшки и, таким образом, не является информативным с точки зрения движения самой бляшки. Существенной особенностью является то, что движение стенки в данном методе рассматривают относительно датчика (или в системе координат датчика), в то время как заявляемый способ позволяет рассматривать движение бляшки относительно ее основания.

Принципиальными отличиями заявляемого способа оценки подвижности бляшки по сравнению с прототипом являются следующие.

1. Учитывая, что разные участки одной бляшки могут иметь разные морфологические, эластические и механические свойства, важным является выбор количества и расположение участков бляшки, за которыми будет происходить слежение. В заявляемом способе в качестве таких участков выбраны сегменты, расположенные на поверхности бляшки (на контуре поверхности ультразвукового изображения), для слежения за их подвижностью, что позволяет более полно охарактеризовать бляшку в отличие от прототипа, где проводят слежение за одной точкой на бляшке.

2. Измерение параметров движения атеросклеротической бляшки проводят в системе координат, привязанной к основанию бляшки, что позволяет изучать движение бляшки относительно продольной оси сосуда.

3. Проводят слежение за двумя достаточно удаленными друг от друга контурами - контуром основания бляшки и контуром поверхности бляшки, что учитывает геометрию и размеры бляшки в отличие от прототипа, где рассматриваются локальные сократимости в «окрестности» от выбранной точки.

4. Рассматривают движение поверхности бляшки относительно центра масс основания бляшки, а также сегментов бляшки относительно друг друга в отличие от прототипа, который не позволяет рассматривать движение одного сегмента относительно другого.

5. Измеряют комплекс параметров, включающих тангенциальную скорость движения сегментов бляшки, сдвиговую деформацию и скорость сдвиговой деформации сегментов бляшки, угловой момент движения сегментов бляшки, которые характеризуют продольное смещение бляшки или ее сегментов относительно основания, поворот бляшки вокруг своей оси, который играет важную роль в выявлении дестабилизации бляшки.

Задача и технический результат изобретения заключаются в разработке нового способа оценки подвижности атеросклеротической бляшки с использованием нового комплекса параметров, характеризующего смещение контуров выделенных сегментов поверхности бляшки относительно основания бляшки за период сердечного цикла.

Данный комплекс параметров позволяет получать количественные параметры оценки подвижности атеросклеротической бляшки, которые могут быть использованы в комбинации с качественной оценкой структуры бляшки по характеру серошкального распределения на ультразвуковом изображении, что позволит проводить более достоверную оценку состояния бляшки, характеризующую ее стабильность.

Кроме того, используемый комплекс параметров в заявляемом способе позволяет проводить мониторинг изменения подвижности бляшки и ее сегментов в динамике. В частности, увеличение значений данных параметров более чем на 10%, повторно измеренных через определенный интервал времени (например, через год), свидетельствует об увеличении подвижности бляшки. Данное увеличение может служить поводом для более детального ведения пациента, изменения тактики лечения в плане профилактики сердечно-сосудистых осложнений, таких как острые нарушения мозгового кровообращения, транзиторные ишемические атаки.

Кроме того, заявляемый способ расширяет арсенал известных средств, используемых для исследования атеросклеротических бляшек.

Поставленная задача решается тем, что способ определения динамики подвижности атеросклеротической бляшки, расположенной в артерии, включает следующую последовательность действий:

- получение серии последовательных кадров ультразвукового изображения атеросклеротической бляшки в продольном сечении артерии в течение одного сердечного цикла,

- обработку ультразвукового изображения атеросклеротической бляшки, в результате которой осуществляют оконтуривание основания и поверхности бляшки на одном из начальных кадров сердечного цикла и выделение на линии контура, по крайней мере, трех сегментов - дистального, проксимального и центрального,

- измерение параметров движения контуров выделенных сегментов поверхности бляшки относительно основания за период сердечного цикла и определение тангенциальной скорости движения сегмента бляшки, сдвиговой деформации сегмента бляшки, скорости изменения сдвиговой деформации сегмента бляшки, по которым судят о подвижности бляшки.

Перечисленные параметры движения контуров выделенных сегментов поверхности бляшки (тангенциальная скорость движения сегмента бляшки, сдвиговая деформация сегмента бляшки, скорость изменения сдвиговой деформации сегмента бляшки) измеряют для каждого сегмента бляшки и по измеренным значениям перечисленных параметров строят графики зависимостей измеренных величин от времени от кадра к кадру за период сердечного цикла, при этом подвижность бляшки исследуют по построенным графикам. При этом тангенциальную скорость движения сегмента бляшки определяют как проекцию вектора скорости движения центра масс контура поверхности бляшки на ось X, которая определяется направлением контура основания, при этом оценивают минимальное и максимальное значение скорости за цикл; сдвиговую деформацию сегмента бляшки рассчитывают по отношению смещения точки центра масс контура сегмента поверхности бляшки в тангенциальном направлении (dX) к высоте бляшки (Н); скорость изменения сдвиговой деформации сегмента бляшки определяют как первую производную от величины сдвиговой деформации сегмента бляшки по времени.

В качестве параметра движения контура поверхности бляшки может быть дополнительно определен угловой момент L движения сегментов бляшки для каждой точки контура i, считая, что масса точки контура принята равной единице, по следующей формуле:

L = i r i × p i , где ri - радиус-вектор, проведенный к каждой точке контура из центра масс контура, pi - импульс точки, который, принимая массу точки за 1, совпадает со значением вектора скорости.

Покадровые ультразвуковые изображения атеросклеротической бляшки можно получить с помощью ультразвукового устройства, выполненного с возможностью сохранения полученного изображения в формате DICOM. Обработка ультразвукового изображения может быть осуществлена с использованием рабочей станции - компьютера MultiVox. При этом слежение за изменением положения выделенных сегментов линии контура на ультразвуковых изображениях осуществляют по алгоритму, основанному на технологии слежения за спеклами ультразвукового изображения.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлено изображение атеросклеротической бляшки в артерии: линиями (1), (2), (3) обозначены поверхности трех сегментов бляшки; линией (4) выделено основание бляшки; на фиг 2. представлен пример выбора системы координат, привязанной к основанию бляшки; на фиг.3 - показана схема определения смещения центра масс контура поверхности бляшки Δх - как проекция смещения точки от кадра к кадру на ось X; на фиг.4 - представлена схема определения высоты бляшки как расстояние между центрами масс контуров основания и поверхности бляшки; на фиг.5 - схема определения диаметра сосуда; на фиг.6 представлен график тангенциальной скорости движения сегментов бляшки; на фиг.7 - график сдвиговой деформации сегментов бляшки; на фиг.8 - пример графика скорости изменения сдвиговой деформации сегментов бляшки; на фиг.9 - пример зависимости изменения углового момента движения сегментов бляшки; на фиг.10 - пример графика относительного расширения сосуда; на фиг.11 представлено изображение рабочего стола станции в режиме «Движение бляшки»; на фиг.12 - представлен пример таблицы с количественными показателями движения бляшки, выводимой на экран рабочей станции MultiVox; на фиг.13 представлено изображение «нестабильной» атеросклеротической бляшки, обработанной в режиме «Движение бляшки».

Кривые (1), (2), (3) на фигурах соответствуют трем сегментам бляшки - дистальному, среднему и проксимальному, соответственно, при этом проксимальным участком бляшки считают участок, расположенный ближе к месту отхождения сосуда, дистальным - участок, наиболее удаленный от места отхождения сосуда, средний - участок, расположенный между проксимальным и дистальным.

Способ осуществляют следующим образом.

Исследование пациента проводят в положении лежа на спине после 10-минутного отдыха.

Проводят ультразвуковое дуплексное сканирование сонной артерии в В-режиме согласно стандартному протоколу на ультразвуковой системе, оснащенной линейным датчиком с частотой не менее 7.0 МГц, модулем синхронизации с ЭКГ и выполненной с возможностью сохранения полученных изображений в формате DICOM (используется для хранения и обработки медицинских изображений в мировой практике).

Атеросклеротической бляшкой считают структуру, выступающую в просвет артерии на 0.5 мм или 50% от величины окружающей толщины комплекса интима-медиа (ТИМ) артерии или структуру с увеличением ТИМ более 1.5 мм (Touboul PJ et al. Mannheim Carotid Intima-media thickness and Plaque Consensus (2004-2006-2011). Cerebrovasc Dis 2012; 34:290-296).

В процессе ультразвукового сканирования получают серию покадровых ультразвуковых изображений атеросклеротической бляшки в артерии, визуализируемой в В-режиме в продольном сечении сосуда в пределах одного или нескольких сердечных циклов. Частота регистрации изображений составляет 50 Гц и выше. Изображения атеросклеротической бляшки в реальном времени при наличии синхронизации с ЭКГ сохраняют в памяти ультразвуковой системы. Затем серию ультразвуковых изображений в формате DICOM сохраняют на любом носителе (например, DVD-диске или флэш-карте) для обеспечения возможности их аналитической обработки с использованием персонального компьютера.

При этом для аналитической обработки интерактивно выделяют на одном из начальных изображений серии два контура - основания бляшки и ее поверхности, каждый из которых может быть разбит на один или несколько сегментов. Оптимальным для получения достоверного результата является использование трех выделенных сегментов бляшки - дистального (А1), среднего (А2) и проксимального (A3).

Контур представляет собой набор точек, расстояние между которыми составляет, например, 0.5 мм. При этом контуры выделяют только на одном изображении, на остальных изображениях точки контура определяются методом слежения за спеклами ультразвуковых изображений. На каждом этапе слежения контур сглаживается гауссовским фильтром для того, чтобы точки контура не сдвигались значительно друг относительно друга на шумных участках ультразвуковых изображений. Изображение атеросклеротической бляшки в артерии представлено на фиг.1, где линиями (1), (2), (3) обозначена поверхность трех сегментов бляшки; линией (4) выделено основание бляшки.

Контур основания задает систему координат, относительно которой рассматривают движение контура поверхности бляшки. Методом наименьших квадратов по контуру основания бляшки определяют систему координат таким образом, чтобы контур наилучшим образом лежал на оси X декартовой системы координат. Начало координат системы связывают с центром масс контура (фиг.2), который рассчитывают как среднее арифметическое координат контура:

C 0 [ x ,  y] = [ Σ N x i N Σ N y i N ]

где N - количество точек, С0 - координаты точки центра масс контура основания бляшки.

Систему координат определяют на каждом кадре серии ультразвуковых изображений. Движение контура поверхности бляшки рассматривают как движение центра масс контура поверхности бляшки относительно системы координат С0.

В способе предложено использовать следующий комплекс параметров движения контура бляшки:

- Δх - смещение контура вдоль оси X, схема определения которой наглядно продемонстрирована на фиг.3 (как проекция смещения точки от кадра к кадру на ось X). Эта величина используется только для расчета следующих показателей;

- Δ x d t - тангенциальная скорость движения контура поверхности бляшки;

- Δ x H - сдвиговая деформация бляшки;

- Δ x H d t - скорость изменения сдвиговой деформации бляшки;

где t - время между кадрами в серии ультразвуковых изображений, а величина Н - соответствует высоте бляшки и определяется расстоянием между центрами масс контура поверхности бляшки и контура основания (фиг.4).

В качестве дополнительного параметра, характеризующего подвижность бляшки, используют угловой момент L движения сегментов бляшки, который определяют по формуле:

L = i r i × p i ,

где ri - радиус-вектор, проведенный к каждой точке контура из центра масс контура, pi - импульс точки, который, принимая массу точки за 1, совпадает со значением вектора скорости.

Дополнительно может быть проведена оценка изменений во времени в пределах одного сердечного цикла диаметра просвета сосуда в исследуемой области. Оценку производят при помощи измерения расстояния на ультразвуковых изображениях серии между центрами масс двух контуров, расположенных на противоположных границах сосуда (фиг.5).

Так как каждая величина высчитывается на каждом изображении серии, то становится возможным построить графики кривых изменения этих величин от времени (см. фиг.6-10). При этом на фиг.6 показан пример графика тангенциальной скорости движения сегментов бляшки, на фиг.7 - пример графика сдвиговой деформации сегментов бляшки; на фиг.8 - пример графика скорости изменения сдвиговой деформации сегментов бляшки; на фиг.9 - угловой момент движения сегментов бляшки; на фиг.10 - пример графика относительного расширения сосуда.

Таким образом, предлагаемый способ определения подвижности атеросклеротической бляшки включает следующие показатели:

1. Тангенциальную скорость движения сегментов бляшки, которую определяют как проекцию вектора скорости движения центра масс контура поверхности бляшки на ось X, которая определяется направлением контура основания, при этом оценивают минимальное и максимальное значение скорости за цикл;

2. Относительную сдвиговую деформацию сегментов бляшки, которую рассчитывают по отношению смещения точки центра масс контура сегмента поверхности бляшки в тангенциальном направлении (dX) к высоте бляшки (Н);

3. Скорость изменения сдвиговой деформации сегмента бляшки, которую определяют как первую производную от величины сдвиговой деформации сегмента бляшки по времени.

Дополнительно могут быть определены следующие параметры:

4. Угловой момент движения сегментов бляшки, который рассчитывают как сумму L=Σiri×pi для каждой точки контура, считая, что масса точки контура принята равной единице.

5. Относительное расширение диаметра сосуда в исследуемой области - изменение во времени диаметра просвета сосуда в исследуемой области.

Реализация заявляемого способа определения подвижности атеросклеротической бляшки была апробирована с использованием ультразвуковой системы экспертного класса Philips IU 22, оснащенной линейным датчиком с частотой 7-12 МГц, встроенным модулем ЭКГ и рабочей станции - компьютера MultiVox. При этом заявляемая технология была реализована программным путем. Рабочая станция MultiVox является оригинальной отечественной разработкой Лаборатории медицинских компьютерных систем Научно-исследовательского института ядерной физики МГУ им. М.В. Ломоносова (регистрационное удостоверения федеральной службы по надзору в сфере здравоохранения и социального развития ФС00262006/4783-06). Программный модуль компьютера дает возможность производить измерения, видеть графическое представление полученных кривых, сохранять и загружать измерения в базе данных рабочей станции MultiVox.

На фиг.11 представлено изображение рабочего стола, сделанное с монитора рабочей станции MultiVox в режиме «Движение бляшки», которое содержит ультразвуковое изображение (в центре экрана), графики анализируемых параметров (справа на экране), ряд инструментальных виртуальных клавиш для обработки ультразвукового изображения (слева на экране), в нижней части экрана расположена закладка с изображения данного пациента с указанием фамилии, возраста, номера карты, даты посещения, истории посещений, модальности изображений. На фиг.12 показана таблица с рабочего стола станции MultiVox, которая содержит значения измеряемых показателей углового момента движения бляшки максимальной (Rot max) и минимальной (Rot min), тангенциальной скорости движения бляшки максимальной (TVel max) и минимальной (TVel min), сдвиговой деформации бляшки максимальной (ShDef max) и минимальной (ShDef min), скорости изменения сдвиговой деформации бляшки максимальной (ShDefSpeed max) и минимальной (ShDefSpeed min) для трех сегментов бляшки (А1 - дистального, А2 - среднего, A3 - проксимального) и усредненные значения показателей по трем сегментам (Ам).

Разработка заявляемого способа оценки подвижности атеросклеротической бляшки проводилась на основе исследования параметров подвижности атеросклеротической бляшки в группе пациентов со стенозирующим атеросклерозом сонных артерий. Всего было обследовано 37 пациентов с выраженным каротидным атеросклерозом, которым после обследования была выполнена операция каротидной эндартерэктомии. Клиническая характеристика пациентов представлена в таблице 1.

Таблица 1
Клиническая характеристика пациентов
Параметры Значения параметров
Возраст, лет 65,2±7,6
Мужчины, % 58%
Женщины, % 42%
Общий холестерин плазмы крови, ммоль/л 4,7±1,3
Триглицериды плазмы крови, ммоль/л 1,7±0,9
САД, мм рт.ст. 127,6±7,4
ДАД, мм рт.ст. 81,1±4,2
Острые нарушения мозгового кровообращения/ транзиторные ишемические атаки, % 42%
Гипертоническая болезнь, % 94%
Инфаркт миокарда в анамнезе, % 27,8%
Сахарный диабет, % 19,4%
Примечание: САД - систолическое артериальное давление, ДАД - диастолическое артериальное давление; данные в таблице представлены как среднее значение ± стандартное отклонение.

По данным гистологического исследования, у 30 из 37 пациентов атеросклеротические бляшки (АСБ) были классифицированы как «нестабильные», что составило 81%; в то время как «стабильные» АСБ были выявлены только у 7 из 37 пациентов, что составило 19%.

Для оценки подвижности бляшки при прохождении пульсовой волны исследовали комплекс параметров, включающих - относительное расширение сосуда, нормальную деформацию бляшки, отклонение внутреннего нормального распределения бляшки (характеризует нормальные деформации на двух дополнительных слоях в толщине бляшки), тангенциальную скорость движения бляшки, угловой момент движения бляшки, сдвиговую деформацию и скорость сдвиговой деформации бляшки. В результате апробации данного комплекса параметров на ультразвуковых изображениях больных с нестенозирующим атеросклерозом наиболее информативными оказались следующие параметры:

1. Тангенциальная скорость движения бляшки (TangVel), мм/мс

2. Относительная сдвиговая деформация бляшки (ShearDeformation), безразм.

3. Скорость деформации бляшки (ShearDeformationSpeed), 1/мс

4. Угловой момент движения бляшки (Rot), мм*мм/с

Анализируемые параметры движения АСБ рассматривали для трех участков бляшки - А1 (дистальный участок бляшки), А2 (средний участок бляшки), A3 (проксимальный участок бляшки). Рассматривали минимальные и максимальные значения данных параметров на трех участках бляшки. Анализируемые величины не подчинялись закону о нормальном распределении, поэтому данные представлены в виде медианы и нижней и верхней квартили. Результаты обработки одной АСБ были исключены из анализа из-за выраженного кальциноза бляшки, расположенной по передней стенке артерии, дающего ультразвуковую тень, что не позволило провести качественную обработку бляшки.

В таблице 2 представлены параметры подвижности в подгруппах «стабильных» и «нестабильных» атеросклеротических бляшек. При разделении полученных данных на подгруппы «стабильных» и «нестабильных» атеросклеротических бляшек по данным гистологического анализа были получены достоверно более высокие значения максимальной скорости сдвиговой деформации, достоверно более низкие значения минимальной скорости сдвиговой деформации в подгруппе «нестабильных» атеросклеротических бляшек (см. табл.2) для проксимальных участков бляшки A3. Данная таблица 2 демонстрирует выявленную закономерность о более выраженных количественных показателях подвижности проксимальных участков атеросклеротических бляшек в подгруппе «нестабильных» АСБ, что может служить основанием для использования параметров подвижности атеросклеротической бляшки для выявления ее нестабильности.

Таблица 2
Параметры подвижности бляшки в подгруппах «нестабильных» и «стабильных» АСБ по данным гистологического исследования
Анализируемые параметры Нестабильные АСБ N=30 Стабильные АСБ N=6 р
TangVel max, *10-3 мм/мс 3,4 (1,8; 5) 2,4 (1,7; 3,1) Нд
TangVel min, *10-3 мм/мс -3,4 (-5,9; -2,6) -2,3 (-2,8; -1,5) 0,07
ShDef max*10-3 33 (16, 80) 22 (18, 34) Нд
ShDef min*10-3 -45 (-100, -27) -33 (-49, -23) Нд
ShDefSpeed max, *10-6 1/мс (для участка A3) 232 (153, 355) 112 (101, 162) 0,03
ShDefSpeed min, *10-6 1/мс (для участка A3) -256 (-482, -138) -118 (-126, -99) 0,01
Примечание: данные в таблице представлены как медиана (нижняя, верхняя квартиль), A3 - проксимальный участок бляшки. TangVel max - максимальная тангенциальная скорость движения бляшки, TangVel min - минимальная тангенциальная скорость движения бляшки, ShDef max - максимальная сдвиговая деформация бляшки, ShDef min - минимальная сдвиговая деформация бляшки, ShDefSpeed min - минимальная скорость деформации бляшки, ShDefSpeed max - максимальная скорость деформации бляшки; р - уровень значимости отличий между группами

При проверке осуществимости заявляемого способа статистический анализ данных проводили с использованием программы Statistica 7.0. Гипотезы о нормальности распределения проверяли с помощью Шапиро-Уилка теста. Сравнение между подгруппами стабильных и нестабильных бляшек проводили с помощью непараметрических критериев - Манна-Уитни и Колмогорова-Смирнова.

Способ определения подвижности атеросклеротической бляшки проиллюстрирован примером.

Больная Л., 74 лет. Диагноз: ИБС, стенокардия III ФК. Гипертоническая болезнь II ст. Риск очень высокий. Дисциркуляторная энцефалопатия III ст. При дуплексном сканировании экстракраниального отдела брахиоцефальных артерий выявлен гемодинамически значимый стеноз 75% в устье левой внутренне сонной артерии. Больной проведена операция каротидной эндартерэктомии левой ВСА. Далее выполнено патоморфологическое исследование бляшки левой ВСА, по данным которого бляшка являлась нестабильной. По данным ультразвукового дуплексного сканирования, бляшка являлась гетерогенной, содержала участки низкой уз-плотности, прилежащие к просвету. На фиг.13 представлено изображение «нестабильной», по данным гистологического исследования, атеросклеротической бляшки в режиме рабочей станции MultiVox «Движение бляшки». Обращает на себя внимание увеличение амплитуды и разнонаправленность кривых движения проксимального участка бляшки A3 по отношению к другим сегментам бляшки, что скорее всего говорит о ее нестабильности.

1. Способ определения динамики подвижности атеросклеротической бляшки, расположенной в артерии, согласно которому получают серию последовательных кадров ультразвукового изображения атеросклеротической бляшки в продольном сечении артерии в течение одного сердечного цикла, выполняют оконтуривание основания и поверхности бляшки на одном из начальных кадров и выделение на линии контура, по крайней мере, трех сегментов - дистального, проксимального и центрального с последующей оценкой параметров движения контуров выделенных сегментов поверхности бляшки относительно основания за период сердечного цикла посредством определения тангенциальной скорости движения сегмента бляшки, сдвиговой деформации сегмента бляшки, скорости изменения сдвиговой деформации сегмента бляшки, по которым судят о подвижности бляшки.

2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что по измеренным значениям параметров движения контуров выделенных сегментов поверхности бляшки строят графики зависимостей измеренных величин от времени, при этом подвижность бляшки исследуют по построенным графикам.

3. Способ по п.1, характеризующийся тем, что тангенциальную скорость движения сегмента бляшки определяют как проекцию вектора скорости движения центра масс контура поверхности бляшки на ось X, которая определяется направлением контура основания, при этом оценивают минимальное и максимальное значение скорости за цикл.

4. Способ по п.1, характеризующийся тем, что сдвиговую деформацию сегмента бляшки рассчитывают по отношению смещения точки центра масс контура сегмента поверхности бляшки в тангенциальном направлении (dX) к высоте бляшки (Н).

5. Способ по п.1, характеризующийся тем, что скорость изменения сдвиговой деформации сегмента бляшки определяют как первую производную от величины сдвиговой деформации сегмента бляшки по времени.

6. Способ по п.1, характеризующийся тем, что в качестве параметра движения контура поверхности бляшки дополнительно определяют угловой момент движения сегментов бляшки.

7. Способ по п.6, характеризующийся тем, что угловой момент L движения сегментов бляшки рассчитывают как сумму для каждой точки контура, считая, что масса точки контура принята равной единице,
L = i r i × p i ,
где ri - радиус-вектор, проведенный к каждой точке контура из центра масс контура, pi - импульс точки, который, принимая массу точки за 1, совпадает со значением вектора скорости.

8. Способ по п.1, характеризующийся тем, что покадровые ультразвуковые изображения атеросклеротической бляшки получают с помощью ультразвукового устройства, выполненного с возможностью сохранения полученного изображения в формате DICOM-формат.

9. Способ по п.1, характеризующийся тем, что обработку ультразвукового изображения осуществляют с использованием рабочей станции - компьютера MultiVox.

10. Способ по п.1, характеризующийся тем, что слежение за изменением положения выделенных сегментов линии контура на ультразвуковых изображениях осуществляют по алгоритму, основанному на технологии слежения за спеклами ультразвукового изображения.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к медицине, а именно к лучевой диагностике, фтизиатрии и педиатрии. В первом варианте изобретения выполняют ультразвуковое исследование печени.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано в клинике внутренних болезней, в гепатологии и отделениях лучевой диагностики. Сущность предлагаемого способа заключается в том, что проводят трансабдоминальное ультразвуковое исследование, эндосонографию и одновременно с последней компрессионную эластографию поджелудочной железы.

Изобретение относится к области медицинского оборудования и предназначено для диагностики и лечения нейросенсорной тугоухости. Аппарат содержит генератор колебаний ультразвуковой частоты, полосовой фильтр, усилитель с дискретно регулируемым коэффициентом усиления, усилитель мощности, датчик тока, преобразователь тока в напряжение, блок коммутации, амплитудный детектор тока и амплитудный детектор напряжения.
Изобретение относится к медицине, а именно к ультразвуковой диагностике, неврологии, нейрохирургии и может быть использовано для диагностики ирритации позвоночной артерии при травме и заболеваниях шейного отдела позвоночника.
Изобретение относится к медицине, в частности к акушерству и гинекологии. Всем беременным после эмболизации маточных артерий (МА) по поводу миомы матки проводят допплерометрическое исследование в сроках 22-24 недели, 28-30 недель, 32-34 недели, 36-38 недель беременности.

Изобретение относится к медицине, а именно к ортопедии и травматологии, и может быть использовано для оценки латеральной дислокации надколенника на раннем этапе диагностики.

Использование: для диагностики объекта посредством ультразвука. Сущность изобретения заключается в том, что матричная решетка (1') ультразвуковых преобразователей содержит центральную область (11') и, по меньшей мере, три области (13) ответвления, содержащих, каждая, 2-мерную матричную решетку (5) ультразвуковых преобразовательных элементов (3).

Изобретение относится к области медицинской диагностики и может применяться для диагностики дисплазии тазобедренных суставов, подвывиха и вывиха бедра у детей. Плоскость ультразвукового датчика поворачивают таким образом, чтобы регистрировался максимальный диаметр головки бедра и отчетливо визуализировался костный эркер, а латеральный контур подвздошной кости давал на мониторе ультразвукового аппарата гиперэхогенную линию, располагающуюся косо слева направо.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средствам ультразвуковой терапии. Система для подведения ультразвуковой терапии к ткани содержит ультразвуковой аппликатор, содержащий один или более преобразовательных элементов, работающих в режиме формирования изображения для формирования с перерывами изображения ткани, подлежащей лечению, множество линз с переменным фокусом, прикрепленных к одному или более преобразовательным элементам, причем управление фокусировкой каждой из множества линз осуществляется сигналом напряжения на линзе, контроллер перемещений ультразвукового аппликатора в одном из направления поворота и осевого направления и контроллер лечебной процедуры для приема сигналов изображений в качестве входных данных и управления сигналом напряжения, подаваемым на каждую из множества линз с переменным фокусом.

Изобретение относится к медицине, а именно к неврологии и педиатрии, и может быть использовано при лечении пациентов с детским церебральным параличом. Для этого ребенку проводят общую ингаляционную анестезию.

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, в частности к лучевой диагностике. Проводят полипозиционное ультразвуковое исследование пораженного сегмента конечности. Выявляют наиболее характерные стадии заболевания: при определении в пораженном плюснефаланговом суставе нарушения его нормальной конфигурации, проявляющегося во взаимном несоответствии суставных поверхностей, диагностируют первую стадию болезни. При наблюдении деформации головки потери ее правильной сферической формы, уменьшении ее высоты на 1,0-1,5 мм и расширении суставной щели на 1,0-1,5 мм в сравнении со здоровым суставом диагностируют вторую стадию болезни. При подошвенном смещении головки, плюсневой кости на 30-45 градусов относительно метафиза по линии метаэпифизарного хряща диагностируют третью стадию болезни. При увеличении головки и метафиза плюсневой кости в поперечном размере на 1-3 мм за счет краевых метаэпифизарных разрастаний, при этом продольный размер головки уменьшен по сравнению со здоровой конечностью на 1-1,5 мм, а мягкие ткани в области сустава утолщены на 2-3 мм, диагностируют четвертую стадию болезни. При сохранении выраженной деформация головки и неровных контурах, высокой эхогенности, неоднородной структуре и деформации суставного конца основной фаланги с неравномерной суставной щелью более 3 мм диагностируют пятую стадию болезни. Способ позволяет повысить информативность диагностики за счет выявления наиболее характерных ультразвуковых признаков каждой стадии болезни Фрейберга. 5 ил., 5 пр.

Изобретение относится к медицине и предназначено для расширения диагностических возможностей перкуссионных исследований. Способ формирования аппаратной перкуссии включает в себя операцию выполнения коротких ударов по плессиметру, который располагают на теле человека, и регистрацию акустического отклика на удар с помощью микрофона. Выходной сигнал микрофона обрабатывают системой с быстрым преобразованием Фурье и визуализируют в координатах амплитуда-частота. В качестве удара используют импульсное ультразвуковое излучение, которое направляют на плессиметр. Плессиметр выполнен в виде пластины, внешняя сторону которой, обращенная к УЗ-излучателю, имеет неровности для рассеивания излучения. Импульсное радиационное давление на плессиметр эквивалентно направленному ударному давлению, длительность которого регулируют от минимального значения 0,5 с. Акустический отклик на удар регистрируют микрофоном, который располагают бесконтактно у тела. Нижняя граница регистрируемых частот микрофона 20 Гц. Электрический отклик после преобразования представляют в линейной системе координат амплитуда-частота в виде спектральной резонансной кривой, на которой фиксируют добротность резонанса. График спектральной кривой дифференцируют и результат представляют в той же системе координат. Положение резонансной частоты fpeз определяют при прохождении кривой через ноль на частотной шкале. Величину добротности спектральной кривой, смещение по частотной шкале и изменения формы дифференцированной кривой слева и справа от fpeз текущих перкуссионных измерений сравнивают с предыдущими измерениями и по результатам сравнения дают оценку состояния исследуемого органа. Способ обеспечивает проведение перкуссионной диагностики больного органа в процессе его лечения. 5 ил.
Изобретение относится к области ветеринарной медицины, в частности к ветеринарному акушерству, и может быть использовано для ранней диагностики синдрома внутриутробной задержки развития эмбриона и плода у коров. На ранних сроках гестации проводят ультразвуковое сканирование как эмбриона, так и плода у коров, на основании результатов которого определяют фетометрические показатели эмбриона и плода. В случае выявления на 38-40 дни гестации длины эмбриона в пределах 12-16 мм и диаметра корпуса - 7-9 мм, диагностируют синдром задержки развития эмбриона у коров. В случае выявления на 60-65 дни длины плода в пределах 25-45 мм и диаметра корпуса - 12-16 мм диагностируют синдром задержки развития плода у коров. Способ позволяет на ранних стадиях гестации провести диагностику синдрома внутриутробной задержки развития эмбриона и плода у коров для предотвращения внутриутробной гибели эмбриона, антенатальной гипотрофии плода, интра- и неонатальных болезней у плода и новорожденных телят, родовой и послеродовой патологии у коров-матерей за счет использования ультразвукового сканирования. 2 н.п. ф-лы, 2 табл., 2 пр.
Изобретение относится к медицине, а именно к детской кардиологии и детским инфекционным болезням, и может быть использовано для оценки показаний к кардиометаболической терапии при инфекционных поражениях миокарда у детей. Для этого выявляют и осуществляют количественную оценку клинических, электрокардиографических, биохимических и эхокардиографических показателей. При этом в качестве клинических показателей оценивают аускультативную симптоматику: звучность тонов, наличие шумов, показатели артериального давления. В качестве биохимических показателей оценивают активность кардиоспецифичных ферментов: МВ-фракции креатинфосфокиназы, α-гидрокисбутиратдегидрогеназы, аспарагиновой трансаминазы, аланиновой трансаминазы и кардиоспецифичного белка тропонина I. Эхокардиографическое исследование осуществляют с применением допплерографии для оценки диастолической функции желудочков. Каждый из показателей оценивают от 1 до 3 баллов. Баллы суммируют и по полученному результату осуществляют оценку показания к кардиометаболической терапии. При общей сумме меньше 3 баллов кардиометаболическая терапия не показана. При общей сумме от 3 баллов до 7 баллов включительно проводят пероральное введение кардиометаболических препаратов. При общей сумме от 8 баллов и выше осуществляют парентеральное введение кардиометаболических препаратов. Способ обеспечивает возможность в минимальные сроки объективно определить наличие показаний к назначению кардиометаболической терапии, в том числе и в ситуациях, когда часть результатов дополнительного обследования отсутствует по каким-либо причинам, и дифференцированно оценить ее эффективность. 1 табл., 4 пр.
Изобретение относится к медицине, а именно к урологии, гастроэнтерологии и ультразвуковой (УЗ) диагностике детского возраста. Пациенту с признаками нарушения акта дефекации и/или акта мочеиспускания проводят УЗ-трансперинеальное исследование в положении на левом боку, датчик устанавливают непосредственно в анальную ямку, который в процессе работы для улучшения визуализации исследуемых органов последовательно смещают: у мальчиков до корня мошонки, у девочек до преддверия влагалища, сканирование проводят в двух перпендикулярных проекциях - продольной и продольно-косой, при продольном сканировании проводят исследования прямой кишки и перианальной области, детально оценивают эхографическую анатомию анального канала и шейки мочевого пузыря с уретрой, состояние ампулы прямой кишки, измеряют длину и ширину анального канала, определяют наличие и сохранность анальных сфинктеров: внутреннего и наружного, измеряют их толщину, величину аноректального угла, оценивают скорость кровотока в сосудах аноректальной зоны, на границе перехода ампулы прямой кишки в анальный канал датчик располагают в продольно-косой проекции и определяют ветвь пуборектальной петли, измеряют ее толщину, при исследовании мочевого пузыря измеряют длину и ширину шейки с уретрой, величину заднего уретро-везикального угла, причем исследования проводят в покое и при функциональной пробе Вальсальвы с натуживанием и функциональной пробе с удерживанием путем волевого сокращения промежности, определяя направление движения шейки мочевого пузыря: кпереди к симфизу или кзади к крестцу, полученные показатели сравнивают с нормой и по установленным признакам диагностируют вариант дисфункции прямой кишки и/или мочевого пузыря с учетом количественных значений упомянутых признаков, приведенных в формуле изобретения. Способ обеспечивает точную качественно-количественную неинвазивную информативную объективную дифференциальную диагностику указанных дисфункций. 3 пр.
Изобретение относится к медицине и может быть использовано в клинике внутренних болезней, в гепатологии и отделениях лучевой диагностики. Сущность предлагаемого способа дифференциальной диагностики цирроза и цирроз-рака печени состоит в сочетании трансабдоминального ультразвукового исследования с одновременным проведением эндосонографии и компрессионной эластографии печени. При цирротическом характере изменений конвексный датчик последовательно устанавливают в месте проекции 1, 2, 4, 5, 8 сегментов, а именно в нисходящей части, луковице двенадцатиперстной кишки, антральном отделе и теле желудка. Определяют коэффициенты разницы показателей компрессионной эластографии SR и при коэффициенте разницы от 50 до 100 у.е. ставят диагноз цирроз печени, при коэффициенте разницы более 100 у.е. - цирроз-рак печени. Проведение компрессионной эластографии одновременно с эндосонографией печени позволяет своевременно и достоверно дифференцировать цирроз и цирроз-рак печени. 2 пр.
Изобретение относится к медицине, а именно к акушерству, ультразвуковой диагностике, может быть использовано для диагностики зрелости плода. Для определения зрелости плода выполняют его ультразвуковое исследование. При этом измеряют в мм ширину коркового вещества надпочечника плода (К) и ширину мозгового вещества надпочечника плода (М) на уровне максимальной ширины надпочечника в его сагиттальном срезе, полученном при сканировании по максимальной длине надпочечника. При значении К/М, равном или меньшем 0,99, определяют зрелый плод. В частном случае для измерений выбирают надпочечник, расположенный ближе к датчику ультразвукового аппарата. Способ обеспечивает профилактику осложнений, а также позволяет упростить определение зрелого плода при сохранении его точности за счет выявления единственного показателя, достаточного для этого определения. 1 з.п. ф-лы. 1 табл., 2 пр.

Изобретение относится к медицине, в частности к ультразвуковой диагностике, и может быть использовано для оценки размера селезенки у детей. Проводят ультразвуковое исследование (УЗИ) селезенки с определением ее длины и толщины. Устанавливают критериальный показатель, по которому судят о норме или патологии селезенки. В качестве критериального показателя используют площадь максимального продольного сечения селезенки, которую рассчитывают, используя параметры длины и толщины селезенки, полученные при УЗИ, по формуле: S=0,S×l×h+0,5, где S - площадь максимального продольного сечения селезенки, см2; l - длина селезенки, см; h - толщина селезенки, см. По полученной величине оценивают соответствие размеров селезенки норме или отклонению от нее в зависимости от возраста и пола ребенка. Исходят из следующих нормативных показателей: для детей 3-4 лет площадь максимального продольного сечения селезенки в пределах 13,3-23,9 см2 соответствует норме; для детей 5-6 лет - указанная площадь в пределах 14,3-27,8 см2 соответствует норме; для детей 7-8 лет - указанная площадь в пределах 16,3-32,4 см2 соответствует норме; для детей 9-10 лет - указанная площадь в пределах 17,8-36,8 см2 соответствует норме; для детей 11 лет - указанная площадь в пределах 21,6-38,9 см2 соответствует норме; для детей 12-14 лет и для девочек 15 лет - указанная площадь в пределах 23,3-44,8 см2 соответствует норме; для мальчиков 15 лет - указанная площадь 32,2-50,0 см2 соответствует норме. Способ обеспечивает точную, информативную, безопасную ультразвуковую оценку соответствия размера селезенки норме или отклонению от нее у детей, в том числе с отклонениями антропометрических показателей от нормы, при одновременном обеспечении возможности установления нормальных или патологических размеров селезенки в динамике. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 7 табл., 3 пр.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средствам для ультразвуковой косметической обработки. Система для эстетической визуализации и обработки содержит ручной зонд, включающий первое управляющее устройство, обеспечивающее ультразвуковую визуализацию, второе управляющее устройство, обеспечивающее обработку ультразвуком, перемещающий механизм для направления обработки ультразвуком отдельных тепловых областей воздействия, и сменные преобразующие модули. Перемещающий механизм содержит магнитный соединитель, расположенный между ручным зондом и первым и вторым преобразующими модулями. Способ выполнения косметической процедуры на субъекте осуществляют с использованием системы для эстетической визуализации и обработки. Способ выполнения косметической обработки проводят системой для косметической обработки, содержащей управляющее устройство для управления функцией обработки ультразвуком, и ручной зонд, выполненный с возможностью направления обработки ультразвуком посредством обеспечения линейной последовательности отдельных тепловых областей воздействия и содержащий по меньшей мере первый и второй сменные преобразующие модули, каждый из которых содержит герметичный корпус, заполненный текучей средой с акустически прозрачным элементом, жидкую соединяющую среду и по меньшей мере один ультразвуковой преобразователь. Использование изобретения позволяет повысить эфективность косметической обработки. 8 н. и 27 з.п. ф-лы, 22 ил.

Изобретение относится к диагностическим ультразвуковым медицинским устройствам, в частности к облегченным ультразвуковым сканерам с визуализацией органов и тканей без инвазивного вмешательства. Портативный медицинский ультразвуковой сканер содержит по меньшей мере один приемоизлучающий ультразвуковой датчик, подключенный через разъем для подключения ультразвукового датчика и блок приема-передачи, к центральному компьютеру, шина которого подключена к элементам управления в виде жидкокристаллической сенсорной панели и узла управления, разъемам для подключения внешних устройств ввода-вывода информации и твердотельному устройству хранения информации. Разъем подключения ультразвукового датчика, блок приема-передачи, центральный компьютер, жидкокристаллическая сенсорная панель, узел управления, разъемы и твердотельное устройство хранения информации размещены в общем корпусе, на задней стенке которого имеются ручка-подставка, выполненная с возможностью переноса сканера и его установки при настольном расположении, и кронштейн для крепления на вертикальной стойке, а на передней стенке вертикально размещена жидкокристаллическая сенсорная панель и на наклонном консольном выступе установлен дополнительный узел управления в виде многофункционального устройства ввода, включающего энкодер с регулировочным кольцом, совмещенный с круглой сенсорной панелью, при этом центральный компьютер выполнен с возможностью дублирования сигналов управления на жидкокристаллическую сенсорную панель и узел управления. Изобретение позволяет снизить вероятность ошибки врача. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх