ارزیابی ردیابی حرکات دیواره قلب با استفاده از تطبیق غیرصلب تصاویر اکوکاردیوگرافی

بیماری عروق تغذیه کننده قلب (عروق کرونر) عامل بیش از نیمی از مرگ های ناشی از بیماری های قلبی و عروقی و بزرگترین بیماری کشنده درجهان است. بدیهی است شناسایی اولیه، روشی عالی برای کنترل بیماری این عروق است که با اندازه گیری و امتیازبندی حرکت عمومی و ناحیه ای بطن چپ قلب (عادی،کم حرکت و بی حرکت) تشخیص داده می شود. متداول ترین روش تصویربرداری از قلب به کمک امواج فراصوت است که اکوکاردیوگرافی نامیده می شود. با استفاده از این روش می توان نمایی دقیق را از دیواره های قلبی ، دریچه ها و ابتدای سرخرگ های بزرگ بدست آورد. به دلیل دوره آموزشی طولانی برای تفسیر این تصاویر، زمان بر بودن و ایجاد خطا در روش های دستی، نیاز به یک روش تحلیل خودکار بسیار احساس می شود. به منظور دستیابی به این هدف، در این مقاله به محاسبه میدان جابه جایی حرکت قلبی در چرخه ای از تصاویر دوبعدی اکوکاردیوگرافی پرداخته شده است. برای انجام این کار فریمی به عنوان مرجع انتخاب شد و سپس تمام تصاویر در یک چرخه با استفاده از معادله ای ریاضی به آن نگاشته شد و با استفاده از آن میدان جابه جایی حرکت قلبی در چرخه تخمین زده شد. ایده اصلی پیدا کردن مدل پارامتری مکانی-زمانی نیمه محلی برای تغییر شکل ایجاد شده در یک چرخه قلبی با تطبیق غیرصلب با استفاده از توابع بی اسپلاین، به عنوان یک مساله بهینه سازی است که به طور موثر تفاوت ناشی از حرکت را با کمینه کردن تفاوت بین فریم جاری و فریم مرجع، تصحیح می کند. دقت تخمین حرکت با استفاده از فاکتور مجموع مربعات تفاضل اندازه گیری شد. از الگوریتم کاهش دهنده گرادیان شیب دار و روش چنددقتی نیز برای بدست آوردن ضرایب در مدل حرکتی استفاده شد. دقت روش مطرح شده با استفاده از یک توالی شبیه سازی شده چرخه قلبی واقع گرایانه با نرم افزار Field IIارزیابی شد. این الگوریتم برای تحلیل ناحیه ای بطن چپ به صورت بالینی به کار برده شد و پارامترهای جابه جایی و مقدار آستانه برای امتیازدهی هر بخش استخراج شد. این الگوریتم تفاوت قابل ملاحظه ای را بین بخشی از قلب سالم و قلب دچار بیماری نشان می دهد که نشان دهنده کاربردهای بالینی روش ارایه شده است.