应用微机图像技术进行心功能测量新方法探讨

1、    应用微机图像技术进行心功能测量新方法探讨        目前，在临床上应用数字减影血管造影(DSA)，获得血管造影像，对心血管系统疾病进行诊断，已经得到充分的重视和广泛的应用，但对心血管疾病通过DSA技术进行定量分析，还不能满足临床需要。为此我们于1991年开始开发在“医用X线电视微机控制与数字血管减影”的基础上又进一步探讨采用微计算机和像处理新技术，准确获取心血管造影时减影像各帧中心脏各区域的边界并以此为基础进行心功能各种参数计算，定量地判断心脏发生病变的部位和性质

2、，冠状动脉狭窄的程度等。为早期诊断心血管系统疾病提供更科学更丰富的信息，在临床上具有重要意义，现将我们探讨研究并提出的几种心功能测量新方法简要介绍如下： 1前端技术主要由影像增强X线电视系统，486微机，蒙片像存储器、超大容量造影像存储器；实时减影计算器，时序控制电路，X线控制和高压注射器控制电路以及心电遥控电路等组成。其中蒙片像存贮器用来存放造影剂注射前的背景像，造影像存储器主要用于存放造影剂注射后所采集的原始像；减影电路用于实现造影像与蒙片像的实时减影运算，造影像的存储量最大为512或1024帧，蒙片像的存储量最大为12帧。2软件功能系统软件主要由两大部分组成：系统控制部分；数据处理部分。

3、控制部分主要完成系统的初始化，模式选择，减影条件设置，病人参数输入，蒙片像采集平均，X线控制、造影剂注射控制，屏蔽形选择及造影像的采集存储等；数据处理部分主要完成像的后处理、像显示、搜索、减影、心血管生理参数的测量、像长度、面积、密度的测量及打印等，其中心功能参数测量有心搏出量测量、冠状动脉狭窄度分析、心功能评价和心脏收缩舒张容积比等(软件结构框见1)。1系统软件结构框3心功能测量新方法评价心功能状况，首先应选择与心脏泵血功能关系紧密的生理参数，在心脏电传导特性改变时或物理状态改变和供血状态不好时，这些参数会发生不同程度的改变，有的变化还会相当明显，例如心室襞受力分析及运动方向分析中所获得的分

4、布，在心脏局部供血不良时将会有某些局部与正常受力情况或方向运动不同，心动周期特性曲线及与心电的位相关系也会有所变化，这都可以在某种意义上表征心脏某局部区域的病理状况，通过定量地对各参数进行分析，结合常规心功能检查可为心血管疾病的早期诊断治疗提供更多的科学依据。现将探讨研究的几种心功能测量新方法简要介绍如下：3.1冠状动脉血管狭窄度分析(2(a)通过狭窄管径与正常管径的比值可以判断血管狭窄的程度，并通过像上密度(灰阶)变化的分析，可判断狭窄的性质，进一步在实时动态减影像上求得时间-密度变化曲线，可用于观察评价血管狭窄对冠脉供血情况的影响，若比值低于某一限度时应考虑介入治疗，改善心脏供血状况。2(

5、a)3.2心室收缩舒张容积比(2(b)先检测收缩舒张极点两帧左心室像的长轴，在长轴法线方向上取得长轴两边的边界距离，用其作直径的圆或椭圆模拟面积进行积分，分别获得收缩舒张期左心室的容积，求容积的比值。2(b)3.3心搏出累增量及心搏出总量(2(c)与(2(b)类似，先求出舒张末期到收缩末期各帧中左心室容积VCi=0M，i=0时为舒张末期，i=M时为收缩末期， 它们与V0的差为心搏出累增量， 该累增量与时间的关系为心搏出累增量时间变化曲线，当帧间隔为t.v=(Vi-Vi+1)时，可得到射血速度变化曲线(2(c)，其中速Vi=v/t，心搏出总量是心搏出累增量曲线中t=tm时累增值，以上参数表征心脏

6、的泵血能力。2(c)2(d)心肌梗塞部分不能受激收缩，产生的压力必然很小3.4左室壁受力及运动方向分析(2(d)用左心室边界求其各点上的法线。并加上前后帧比较获得的方向信息，可以分析心脏电传导性能及物理状况的改变，当心脏电传导到达梗塞的心肌部位时，它们不能像正常心肌那样受激产生细胞膜的除极化并伴随心肌兴奋收缩的增压动作过程，这时由舒张末期到收缩末期各帧运动方向分析合成得到规一化压力角度分布的某些局部有明显的改变，通过与正常心脏规一化压力角度分布进行对比，可以定量分析发生病变的部位和性质，其中压力：;m=血液流量。3.5心动周期搏动特性曲线(2(e)这是在整个心动周期中左心室容积大小变化的曲线，用整个心动周期各帧像上容积计算积作为纵方向值，横轴为时间，在画面可迭加心电曲线，进行位相比较，通过对特性曲线细微结构的分析，可进一步判断心脏电应激及供血状况。2(e)作者单位：邹祖良陈正挺：350005福建医科大学附属第一医院陈新：福州大学无线电工程系参考文献1陈正挺，邹祖良，等.医用X线电视微机控制与数字血管减影系统.福建医学院学报，1992，26(1)：812陈新.X线电视数字像处理系统.中国医疗器械杂志，1998，12(3)：143-1493刘整，等.数字减影血管造影系统的硬件研制.中国医药器械杂志，1995，19(5)：