Спосіб визначення фракції викиду лівого шлуночка
Номер патенту: 115212
Опубліковано: 10.04.2017
Автори: Матящук Андрій Сергійович, Костилєв Михайло Володимирович
Формула / Реферат
Спосіб визначення фракції викиду лівого шлуночка, який включає ультразвукове дослідження серця, вимірювання кінцеводіастолічного та кінцевосистолічного об'єму лівого шлуночка модифікованим методом Сімпсона, розрахунок фракції викиду як співвідношення різниці кінцеводіастолічного та кінцевосистолічного об'ємів до кінцеводіастолічного об'єму, який відрізняється тим, що ультразвукове дослідження серця виконують із картуванням деформації методом "2D speckle tracking", обводять внутрішній кінцеводіастолічний та кінцевосистолічний контури лівого шлуночка у трьох стандартних апікальних проекціях, згладжують методом "Catmull-Rom" і формують із них три пари множин із ряду рівновіддалених точок, що утворюють такі контури, при яких кожна точка, що належить початковому контуру, одночасно належала би відповідному кінцевому контуру, розподіляють контури на ряд горизонтальних зрізів - дисків рівної висоти, визначаючи площу кожного диска із урахуванням діаметрів цього диска у контурах від кожної із трьох апікальних проекцій, визначають кінцеводіастолічний об'єм як суму площ дисків, обчислених із кінцеводіастолічних контурів, помножену на висоту кінцеводіастолічних контурів, визначають кінцевосистолічний об'єм як суму площ дисків, обчислених із кінцевосистолічних контурів, помножених на висоту кінцевосистолічних контурів та обчислюють фракцію викиду ΦВ за формулою:
, (1)
де: - - кінцеводіастолічний об'єм, розрахований із контурів чотирикамерної, трикамерної та двокамерної апікальних проекцій;
- кінцевосистолічний об'єм, розрахований із контурів чотирикамерної, трикамерної та двокамерної апікальних проекцій.
Текст
Реферат: Спосіб визначення фракції викиду лівого шлуночка, який включає ультразвукове дослідження серця, вимірювання кінцеводіастолічного та кінцевосистолічного об'єму лівого шлуночка модифікованим методом Сімпсона, розрахунок фракції викиду як співвідношення різниці кінцеводіастолічного та кінцевосистолічного об'ємів до кінцеводіастолічного об'єму, причому ультразвукове дослідження серця виконують із картуванням деформації методом "2D speckle tracking", обводять внутрішній кінцеводіастолічний та кінцевосистолічний контури лівого шлуночка у трьох стандартних апікальних проекціях, згладжують методом "Catmull-Rom" і формують із них три пари множин із ряду рівновіддалених точок, що утворюють такі контури, при яких кожна точка, що належить початковому контуру, одночасно належала би відповідному кінцевому контуру, розподіляють контури на ряд горизонтальних зрізів - дисків рівної висоти, визначаючи площу кожного диска із урахуванням діаметрів цього диска у контурах від кожної із трьох апікальних проекцій, визначають кінцеводіастолічний об'єм як суму площ дисків, обчислених із кінцеводіастолічних контурів, помножену на висоту кінцеводіастолічних контурів, визначають кінцевосистолічний об'єм як суму площ дисків, обчислених із кінцевосистолічних контурів, помножених на висоту кінцевосистолічних контурів та обчислюють фракцію викиду ΦВ. UA 115212 U (54) СПОСІБ ВИЗНАЧЕННЯ ФРАКЦІЇ ВИКИДУ ЛІВОГО ШЛУНОЧКА UA 115212 U UA 115212 U 5 Корисна модель належить до медицини, а саме до діагностики, і може бути використана для визначення фракції викиду лівого шлуночка (ЛШ) серця. Найближчим аналогом є спосіб визначення фракції викиду лівого шлуночка, який включає ультразвукове дослідження серця, вимірювання кінцеводіастолічного та кінцевосистолічного об'єму ЛШ у чотирикамерній та двокамерній апікальних проекціях ЛШ, розрахунок результуючого кінцеводіастолічного та кінцевосистолічного об'єму за даними двох проекцій, представляючи поперечний переріз ЛШ у вигляді еліпса, і розрахунок фракції викиду ФВ за формулою: КДО КСО 100 % , (1) КДО де: - КДО - кінцеводіастолічний об'єм лівого шлуночка за даними чотирикамерної та ФВ 10 15 20 25 30 35 40 45 двокамерної апікальної проекції; - КСО - кінцеводіастолічний об'єм лівого шлуночка за даними чотирикамерної та двокамерної апікальної проекції. [Lang RM, Bierig M, Devereux RB et al. Recommendations for Chamber Quantification: A Report from the American Society of Echocardiography's Guidelines and Standards Committee and the Chamber Quantification Writing Group, Developed in Conjunction with the European Association of Echocardiography, a Branch of the European Society of Cardiology //Journal of the American Society of Echocardiography. - 2012. - V. 18, № 12. - P. 1440-14631. Недоліком аналога є недостатня точність діагностики, так фракція викиду розраховується за даними лише двох апікальних проекцій, що описує форму бічної, перетинкової, нижньої та передньої стінок і не описує форму задньої та передньо-перетинкової стінок. Задачею корисної моделі є розробка такого способу визначення ФВ лівого шлуночка, який за рахунок проведення ультразвукового дослідження серця із картуванням деформації методом "2D speckle tracking", обведення внутрішнього кінцеводіастолічного та кінцевосистолічного контурів лівого шлуночка у трьох стандартних апікальних проекціях, згладжування методом "Catmull-Rom" і формування із них трьох пар множин із ряду рівновіддалених точок, що утворюють такі контури, при яких кожна точка, що належить початковому контуру, одночасно належала би відповідному кінцевому контуру, розподілу контурів на ряд горизонтальних зрізів дисків рівної висоти, визначенні площі кожного диска із урахуванням діаметрів цього диска у контурах від кожної із трьох апікальних проекцій забезпечував би підвищення точності виміру. Поставлена задача вирішується тим, що у способі визначення фракції викиду лівого шлуночка, який включає ультразвукове дослідження серця, вимірювання кінцеводіастолічного та кінцевосистолічного об'єму лівого шлуночка модифікованим методом Сімпсона, обчислення фракції викиду як співвідношення різниці кінцеводіастолічного та кінцевосистолічного об'ємів до кінцеводіастолічного об'єму, згідно з корисною моделлю, ультразвукове дослідження серця виконують із картуванням деформації методом "2D speckle tracking", обводять внутрішній кінцеводіастолічний та кінцевосистолічний контури лівого шлуночка у трьох стандартних апікальних проекціях, згладжують методом "Catmull-Rom" і формують із них три пари множин із ряду рівновіддалених точок, що утворюють такі контури, при яких кожна точка, що належить початковому контуру, одночасно належала би відповідному кінцевому контуру, розподіляють контури на ряд горизонтальних зрізів - дисків рійної висоти, визначають площу кожного диска із урахуванням діаметрів цього диска у контурах від кожної із трьох апікальних проекцій, визначають кінцеводіастолічний об'єм як суму площ дисків, обчислених із кінцеводіастолічних контурів, помножену на висоту кінцеводіастолічних контурів, визначають кінцевосистолічний об'єм як суму площ дисків, обчислених із кінцевосистолічних контурів, помножених на висоту кінцевосистолічних контурів та обчислюють фракцію викиду ФВ за формулою: ФВ 50 КДОтрип КСОтрип КДОтрип 100% (1) де: - КДО трип - кінцеводіастолічний об'єм, розрахований із контурів чотирикамерної, трикамерної та двокамерної апікальних проекцій; КСОтрип - кінцевосистолічний об'єм, розрахований із контурів чотирикамерної, трикамерної та двокамерної апікальних проекцій. Виконання ультразвукового дослідження серця із картуванням деформації методом "2D speckle tracking", обведення внутрішнього кінцеводіастолічного та кінцевосистолічного контурів лівого шлуночка у трьох стандартних апікальних проекціях, згладжування методом "Catmull 1 UA 115212 U 5 10 15 20 Rom" і формуванням із них трьох пар множин із ряду рівновіддалених точок, що утворюють такі контури, при яких кожна точка, що належить початковому контуру, одночасно належала би відповідному кінцевому контуру, розподіл контурів на ряд горизонтальних зрізів - дисків рівної висоти, визначення площі кожного диска із урахуванням діаметрів цього диска у контурах від кожної із трьох апікальних проекцій, визначенні кінцеводіастолічного об'єму як суми площ дисків, обчислених із кінцеводіастолічних контурів, помножену на висоту кінцеводіастолічних контурів, визначенні кінцевосистолічних об'ємів як суми площ дисків, обчислених із кінцевосистолічних контурів, помножених на висоту кінцевосистолічних контурів та обчисленні фракцію викиду ФВ за формулою (1) дозволяє підвищити точність діагностики, оскільки поперечний переріз кожного диску розраховується не із двох розмірів, а із трьох, в результаті чого кожен диск може бути представлено не лише у вигляді еліпса, а й у вигляді замкненої кривої. Математичне співвідношення (1), наведене в формулі корисної моделі, виведено за допомогою математичних розрахунків. Спосіб пояснюється кресленнями, де на Фіг. 1 представлено розрахунок координат точок контуру U та пояснюється спосіб побудови контурів із великої кількості рівновіддалених точок, на Фіг. 2 - розрахунок площі кожного диска на основі трьох діаметрів ЛШ в даному перерізі. Після обведення кінцеводіастолічного або кінцевосистолічного внутрішнього контуру ЛШ отримують масив координат I xi1 ; yi1 , xi 2 ; yi 2 ,..., xin ; yin , n 3 . Оскільки координати вказані користувачем, то кількість точок n, відстані між ними та взаємне розташування може бути будьяким. Тому контур згладжують, підвищують щільність точок та вирівнюють відстані між ними. Згладжування контуру І ЛШ виконують сплайном, кожен фрагмент якого описується функцією f i x . Далі кожен фрагмент отриманої кривої I xia ; yia xia 1 ; yia 1 розбивають на 25 k ' відрізків, утворивши, таким чином, ламану I ' , кожна побудована точка якої буде належати I . У випадку, коли значення k ' достатньо велике в порівнянні із роздільною здатністю зображення, що обробляється, вважають що x 0 . Тобто, судні пари точок є найближчими, які можна отримати на даному обладнані. В цьому випадку січна, що з'єднує будь-які сусідні точки, буде прагнути зайняти місце дотичної, яка, як відомо, описується лінійною функцією. В 30 такий спосіб при заміні кривої I на ламану I ' похибкою нехтують. Для згладжування контуру використовують метод "Catmull-Rom", що є особливим випадком кубічних сплайнів Ерміта: pi (t ) h00 (t ) pi h10 (t )mi h01 (t ) pi1 h11 (t )mi1 , t [0;1] (2) Де - h00 , h10 , h01 , h11 і чотири базисні функції Ерміта: h00 (t ) 2t 3 3t 2 1 35 h10 (t ) t 3 2t 2 t h01 (t ) 2t 3 3t 2 h11 (t ) t 3 t 2 А m - контрольний тангент: p pi 1 . mi i 1 2 40 Оскільки t належить інтервалу від 0 до 1, для побудови ламаної I ' із рівняння 2 отримують 1 . Значення встановлюють рівним 50. координати точок з кроком t у k' k' При x 0 відстань між кожними сусідніми парами точок визначають як li ( xi xi1 ) 2 ( yi yi1 ) 2 , 1 i n . li1 першої точки xi1 ; yi1 дорівнює 0. Загальну довжину контуру визначають як суму відстаней між усіма сусідніми точками 45 L i 1 li · n Для додаткового підвищення щільності точок та вирівнювання відстаней між ними, контур I' L , і з отриманих поділяють на k рівних відрізків, довжина кожного з яких дорівнює lu k 1 k' 2 UA 115212 U рівновіддаленої точки xu1 ; yu1 , xu 2 ; yu 2 ,..., xuk 1; yuk 1, будують контур U, ідентичний I ' - тієї самої довжини L, із тою самою площею внутрішньої фігури і таким чином, щоб будь-яка точка, що належить I ' , одночасно належала U. Далі розраховують координати усіх його точок наступним чином. Кожну точку 5 L (O 1) , k розраховують на прямій, утвореній такими точками контуру I ' ( xia ; yia ) та ( xia 1 ; yia 1 ) , для O ( xuo ; yuo ) U , довжина контуру до якої від першої точки дорівнює яких виконується нерівність: a o u 1 u l o a 1 l u 1 lu i 1 li Розглянемо прямокутний трикутник АВС i 1 i (Фіг. 1), сторона АВ якого є відрізком контуру 10 15 20 I ' між точками A ( xia ; yia ) та B ( xia 1 ; yia 1 ) , відстань між якими дорівнює L AB la 1 la , де la та la 1 - довжина контуру до А і В, відповідно. Нехай нам потрібно побудувати точку OU на цьому відрізку, на відстані L AB AC BC , звідки LAO (O 1) la від A ( xia ; yia ) . Згідно з теоремою Фалеса, k AO AD EC L L L AD AO AC AO ( xia 1 xia ) , EC AO ( yia 1 yia ) Отже, координати точки О будуть LAB L AB LAB L L xuo xia AO ( xia 1 xia ), yuo yia AO ( yia 1 yia ) . LAB LAB Таким способом розраховують координати усіх точок кінцеводіастолічних та кінцевосистолічних контурів із чотирикамерної (4С), трикамерної (3С) та двокамерної (2С) апікальних проекцій. Отримані контури фактично є повздовжніми рівновіддаленими перерізами лівого шлуночка, розташованими під кутом 60° один до одного. Подальшим завданням було відновлення поперечних перерізів шлуночка по всій глибині, починаючи від основи і до верхівки, з урахуванням діаметрів ЛШ у всіх трьох проекціях на кожному рівні. Для побудови висоти L контурів визначають координати центру основи контурів xu 0 xuk 1 , y yuk 1 . В результаті висоту L визначають як відрізок, що з'єднує yL1 u 0 2 2 точку xL1 ; y L1 із найвищою точкою контуру xuMax ; yuMax . Далі поділяють висоту на ряд рівних xL1 відрізків, наприклад на xL1; yL1 , xL 2 ; yL 2 ..., xL 20 ; yL 20 25 20, довжиною L/20, отримуючи масив точок (останньою , розташованою в xL 21 ; y L 21 xuMax ; yuMax найвищій точці контуру, нехтують) і проводять у кожній з них перпендикуляр P , P2 ,..., P20 . Вони 1 є діаметрами дисків у даній проекції на всіх 20-ти рівнях. Для розрахунку їх довжини необхідно отримати дві точки перетину із контуром U. Нехай висота L нахилена до горизонталі під кутом . В такому разі tg yuMax y L1 , і, xL1 xuMax 90 . Таким чином, кожен перпендикуляр Pi буде описувати лінійна функція y tg x b , де коефіцієнт b отримується окремо для кожного Pi як bi yLi tg xLi . Точкою перетину кожною Pi із контуром U буде така точка ( xua ; yua ) U , при якій відстань відповідно, кожен перпендикуляр Pi нахилений до горизонталі під кутом 30 y ( y Lx yua ) 0 , y 0 , y Lx tg xua b . Для лівої точки перетину ( xi _ sin ; yi _ sin ) контуру пошук починають від початку масиву точок контуру U, для правої ( xi _ dex ; yi _ dex ) - від 35 кінця. Таким чином, діаметр диска на кожному зрізі Pi буде визначатись як: Pi ( xi dex xi sin ) 2 ( yidex yi sin ) 2 (3) В такий спосіб розраховують всі 20 діаметрів на кожному кінцеводіастолічному та кінцевосистолічному контурі ЛШ у проекціях 2С, 3С і 4С - загалом 120 діаметрів дисків. 3 UA 115212 U Трансмуральпий переріз ЛШ на будь-якій глибині представляють як на Фіг. 2. Відрізки AD, ВН та CF відповідають довжині діаметра ЛШ Р, у проекціях 4С, 3С і 2С на даному зрізі, що отримуються із відповідних контурів шлуночка. При ньому відрізок AD відповідає найбільшому з них діаметрів, a BE - наступному за годинниковою стрілкою і CF - останньому. 5 Вводять радіуси ЛШ у трьох проекціях: u AD , BE , CF . w 2 2 2 Вибирають таку систему декартових координат із початком у точці перетину відрізків, в якій відрізок u буде лежати на осі абсцис. Враховуючи, cos 60 точок будуть наступні: 10 3 , координати 1, sin 60 2 2 3 w 3 A[ xo u; yo 0]; B x1 ; y1 ; C x2 ; y 2 2 2 2 2 3 w 3 . (4) D[ x3 u; y3 0]; E x4 ; y4 ; F x2 ; y2 2 2 2 2 Ha інтервалі AB x0; x1 побудують еліпс, що проходить через точки А і В. Більший його діаметр a u , другий діаметр b1 отримують із рівняння радіуса еліпса в певній точці: ab1 2ab1 . (5) 2 2 2 2 2 2 b1 cos 60 a sin 60 b1 3a Звідси отримують 15 3 . - Дугу AB буде описувати канонічне рівняння еліпса 4a 2 2 b1 a x2 y2 x 2 Оскільки розташована вище осі абсцис, то рівняння набуде 1 y b1 1 2 AB a 2 b12 a вигляду y b1 1 x 2 . (6) a2 За цим рівнянням будують дугу на відрізку AB x0; x1 . Аналогічно отримують менший радіус еліпса b2 , що проходить через точки С і D: b2 aw 20 3 (більший так само буде 4a w 2 2 дорівнювати a u ). Дугу CD x2 ; x3 так само описують дугою еліпса y b2 1 x 2 . (7) a2 Оскільки дуга DE x3 ; x4 розташована нижче осі абсцис, то вона буде описуватися x 2 . Так само дугу x2 FAx5 ; x0 описують як y b2 1 2 . a2 a Розглянемо відрізок BC x1 ; x2 · Точка В належить еліпсу, що описується рівнянням рівнянням 25 y b1 1 x2 y2 x2 y2 2 1. Точка С належить іншому еліпсу, що описується рівнянням 2 2 1. Таким a 2 b1 a b2 чином, на даному відрізку потрібно побудувати функцію, що поступово і полого з'єднує точки В і С. Дане завдання виконують, об'єднавши обидва рівняння, ввівши додатковий коефіцієнт k 0;1 : 4 UA 115212 U 2 2 b1 1 x (1 k ) b2 1 x k . (8) y a2 a2 k використовують функції sin та cos на інтервалі 0; . Враховуючи 2 2 2 тригонометричну тотожність sin cos 1, отримують: x2 x2 y b1 1 2 cos 2 t b2 1 2 sin 2 t (9) a 2 a 2 x x1 Де t 0;1 . Після спрощення отримують рівняння, що описує сегмент BC x2 x1 Як коефіцієнт 5 контуру ЛШ: x2 y b1 cos2 t b2 sin 2 t 1 2 (10) 2 2 a . Для відрізку EF отримують аналогічне рівняння. Враховуючи, що він розташований нижче 10 ізолінії, він буде описуватися як: x2 y b1 cos2 t b2 sin 2 t 1 2 . 2 2 a При вивченні функцій, що описують попарно відрізки АВ і DE, ВС і EF та CD і FA видно, що вони симетричні відносно осі абсцис. Отже, загальну площу утвореного перетину можна визначити, проінтегрувавши рівняння (6), (7) і (10): 15 w 2 2 2 u 2 b1 1 x dx 2 b1 cos 2 t b2 sin 2 t 1 x dx w b2 1 x dx . (11) S 2 2 2 u a2 2 2 a2 a2 Важливою особливістю отриманого рівняння є те, що при рівності діаметрів b1 і b2 воно зводиться до вигляду S ab , тобто, до площі еліпса, як і у формулі-аналогу. Переписують формулу розрахунку площі перетину у наступному вигляді: w u 2 2 b1 a 2 x 2 dx 2 b1 cos2 t b2 sin 2 t a 2 x 2 dx w b2 a 2 x 2 dx (12) S a u 2 2 2 2 Вводять заміну: 20 I b1 cos2 t b2 sin 2 t a 2 x 2 dx (13) 2 2 2 Інтеграл I не виражається в елементарних функціях. Отже, вдаються до наближеного w 2 методу обрахунку, найточнішим з яких є метод Сімпсона (метод парабол). Переписують підінтегральну частину I , замінивши x на t : t x x1 x t ( x2 x1 ) x1 x2 x1 2 2 2 2 2 2 2 2 b1 cos t b2 sin t a x b1 cos t b2 sin t a (tx2 x1 (1 t )) 2 2 2 2 25 Формула Сімпсона виглядає наступним мимом: 5 (14) UA 115212 U x2 x1 h f (t0 ) f (t2 n ) 2( f (t2 ) f (t4 ) ... f (t2 n2 )) (15) 3 4( f (t1 ) f (t3 ) ... f (t 2 n1 )) f (t )dt де: - 2n - кількість відрізків, на які поділено графік функції в інтервалі їх кількість має бути парною); 5 x1; x2 (2 означає, що x x h - крок, що дорівнює h 2 1 . 2n Переписують формулу Сімпсона зручним для використання способом: 2 n / 21 2n / 2 h f (t0 ) f (t2n ) 2 f (t2i ) 4 f (t2i1 ) . (16) x1 3 i 1 i 1 Визначають f (t0 ) f (t 2 n ) · x2 I f (t )dt 2 2 f (t0 ) f (t2 n ) b1 a 2 x1 b2 a 2 x2 . (17) Визначають першу суму рівняння (16): 2i 2i 2i( x2 x ) b1 cos2 2 2n b2 sin 2 2 2n a 2 2n 1 x1 i 1 i 1 2 n / 21 i i 2 2 2 b1 cos 2 b2 sin 2 a (2ih x1 ) . (18) 2n 2n i 1 2 n / 21 10 2 f (t 2i ) 2 2 2 n / 21 Аналогічно обраховують другу суму рівняння: 2n / 2 2n / 2 (2i 1) (2i 1) 2 2 4 f (t 2i 1 ) 4 b1 cos 2 b2 sin 2 a (( 2i 1)h x1 ) . (19) 2 2n 2 2n i 1 i 1 Склавши багаточлени (17), (18), (19) і підставивши їх у рівняння (16) отримують: 15 20 b a 2 x 2 b a 2 x 2 1 2 2 1 h 2 n / 21 2 i 2 i 2 2 I 2 b1 cos b2 sin a (2ih x1 ) . (20) 3 i1 2n 2n 2 n / 2 (2i 1) 2 2 ( 2i 1) 2 b2 sin 2 a ((2i 1)h x1 ) 4 b1 cos 2 2n 2 2n i1 w Підставляють x1 , x2 : 2 2 2 w2 b2 a 2 b1 a 2 4 4 2 n / 21 2 h 2 i 2 i 2 . (21) I 2 b1 cos b2 sin a 2ih 3 i 1 2n 2n 2 2 2 n / 2 (2i 1) 2 2 ( 2i 1) b2 sin 2 4 b1 cos a (2i 1)h 2 2n 2 2n 2 i 1 Отримана формула є наближеним розрахунком інтегралу I , однак, підставивши достатньо велике значення 2n, обчислення можна зробити яким завгодно точним. При цьому кількість обрахунків буде зростати лінійно. Зазвичай графік розбивається на 2n=20 фрагментів-парабол. Після обрахунку I рівняння (12) площі перетину буде виглядати наступним чином: 6 UA 115212 U S u 2 2 b1 a 2 x 2 dx w b2 a 2 x 2 dx I a u 2 u 2 b1 x 2 b2 x (22) 2 2 2 2 2 2 2 x a x a arcsin a 2 x a x a arcsin a w I a u 2 b 2 u 2 1 a a 2 arcsin u a 2 u 2 a 2 arcsin 2 2 4 2a a 2 2 a b2 u a 2 u 2 a 2 arcsin u w a 2 w a 2 arcsin w I 2 a 2 4 2a Враховуючи, що u a , ar sin 1 , το: 2 2 b 1 a 2 b a 2 arcsin b a 2 arcsin1 1 1 1 2 4 2a S 2 a w 2 w w 2 a b2 a 2 arcsin 2 I b2 a arcsin1 b2 2 4 2a w 2 w2 2 w a 2 (b1 b2 ) b1 a2 a2 arcsin b2 a a2 arcsin 2 I 2 2 2 4 2a 4 2a a 5 (23) Таким чином, підставивши значення I з рівняння (21), отримують: w 2 w2 w aS a 2 (b1 b2 ) b1 a2 a2 arcsin b2 a a2 arcsin 2 2 2 4 2a 4 2a 2 2h 2h w 4h b1 a 2 b2 a 2 3 4 3 4 3 2 2 2n 1 2 i i b1 cos2 2n b2 sin 2 2n a 2 2ih 2 i 1 2 8h 2 n / 2 (2i 1) (2i 1) b1 cos2 2 2n b2 sin 2 2 2n a 2 (2i 1)h 2 3 i 1 2 (24) 2 b1 b2 a 2 2 2 2 3 4h 2 w 3w 4h 2 w b1 a 2 arcsin a b a arcsin a 2 2a 6 4 2a 6 4 1 2n S 1 2 a 2 2 i 2 i 2 4h b2 sin b cos a 2ih 3 1 2n 2n 2 i 1 2 8h 2 n / 2 (2i 1) (2i 1) 2 2 b2 sin 2 a (2i 1)h b1 cos 2 2n 2 2n 2 3 i 1 10 Таким чином, взявши значення 2n=20, площа трансмурального перетину ЛШ буде визначатися за формулою: 7 UA 115212 U 2 2 b a 2 arcsin 3 4h a 2 b a 2 arcsin w 3w 4h a 2 w 2 1 2a 6 4 2a 6 4 2 6 4h b1 cos2 i b2 sin 2 i a 2 2ih b b 1 S a 1 2 3 i1 20 20 2 2 a 2 8h 10 (2i 1) (2i 1) 2 b1 cos2 b2 sin 2 a (2i 1)h 40 40 2 3 i1 (25) Інші етапи розрахунку не відрізняються від методу-аналогу. Об'єм при цьому визначають за L , де S i - площа ЛШ на кожному з 20 трансмуральних перетинів, 20 обчислена з формули (25), L - висота ЛШ. У випадку, коли висота у трьох проекціях формулою V 5 20 i 1 Si відрізняється, вибирається найбільше значення. Таким чином розраховують кінцеводіастолічний КДО трип та кінцевосистолічннй КСОтрип , об'єми ЛШ. Із отриманих значень розраховують фракцію викиду: ФВ 10 де: КДОтрип КСОтрип КДОтрип 100% КДО трип - кінцеводіастолічний об'єм, розрахований із контурів чотирикамерної, трикамерної та двокамерної апікальних проекцій; - КСОтрип - кінцевосистолічний об'єм, розрахований із контурів чотирикамерної, 15 20 25 трикамерної та двокамерної апікальних проекцій. Всі вказані операції можна запрограмувати в програмному забезпеченні ультразвукового обладнання, що реалізує метод картування деформації або на персональному комп'ютері. Спосіб виконують наступним чином. В положенні хворого на лівому боці проводять картування деформації методом "2D speckle tracking". Дослідження проводять на апараті Aplio Toshiba, фазованим датчиком 2,8-4,4 МГц, в оболонці Wall Motion Tracking. Заздалегідь збережені кінопетлі серцевого скорочення в трьох стандартних апікальних проекціях завантажують в програму Wall Motion Tracking і на них, згідно з звичайною послідовністю дій, обводять зовнішній та внутрішній контур ЛШ. Згідно з наведеними вище обрахунками, визначають кінцеводіастолічний КДО трип та кінцевосистолічний КСОтрип об'єми ЛШ і розраховують за ними ФВ за формулою (1). Приклад. У пацієнтки Ш., історія хвороби № 5250 з гіпертрофічною кардіоміопатією та асиметричною гіпертрофією верхівки ЛШ виконали ехокардіографічне дослідження із картуванням деформації методом "speckle tracking" на ультразвуковому сканері Aplio Toshiba, фазованим датчиком 2,8-4,4 МГц, в оболонні Wall Motion Tracking. Кінцеводіастолічний об'єм КДО трип становив 41 мл, кінцевосистолічний КСОтрип - 7 мл. Таким чипом, фракція викиду лівого шлуночка виявилася рівною 30 35 ФВ 41 7 100 % 83 % , 41 що було підтверджено подальшими дослідженнями. Запропонований спосіб застосовано у 10 хворих. За результатами досліджень згідно з значеннями фракції викиду ЛШ встановлено нормальне значення ФВ у 5 осіб та відхилення від норми у 5 осіб, що підтвердилося при подальшому клінічному спостереженні. В той же час, при визначенні фракції викиду ЛШ у 10 хворих за способом-аналогом, в двох випадках діагностика була помилкова, що виявилося при подальшому дослідженні. Таким чином, порівняння з аналогом показує, що застосування запропонованого способу дозволяє підвищити точність визначення фракції викиду ЛШ. 8 UA 115212 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 20 Спосіб визначення фракції викиду лівого шлуночка, який включає ультразвукове дослідження серця, вимірювання кінцеводіастолічного та кінцевосистолічного об'єму лівого шлуночка модифікованим методом Сімпсона, розрахунок фракції викиду як співвідношення різниці кінцеводіастолічного та кінцевосистолічного об'ємів до кінцеводіастолічного об'єму, який відрізняється тим, що ультразвукове дослідження серця виконують із картуванням деформації методом "2D speckle tracking", обводять внутрішній кінцеводіастолічний та кінцевосистолічний контури лівого шлуночка у трьох стандартних апікальних проекціях, згладжують методом "Catmull-Rom" і формують із них три пари множин із ряду рівновіддалених точок, що утворюють такі контури, при яких кожна точка, що належить початковому контуру, одночасно належала би відповідному кінцевому контуру, розподіляють контури на ряд горизонтальних зрізів - дисків рівної висоти, визначаючи площу кожного диска із урахуванням діаметрів цього диска у контурах від кожної із трьох апікальних проекцій, визначають кінцеводіастолічний об'єм як суму площ дисків, обчислених із кінцеводіастолічних контурів, помножену на висоту кінцеводіастолічних контурів, визначають кінцевосистолічний об'єм як суму площ дисків, обчислених із кінцевосистолічних контурів, помножених на висоту кінцевосистолічних контурів та обчислюють фракцію викиду ΦВ за формулою: ФВ де: КДОтрип КСО трип КДОтрип 100 % , (1) КДО трип - кінцеводіастолічний об'єм, розрахований із контурів чотирикамерної, трикамерної та двокамерної апікальних проекцій; КСО трип - кінцевосистолічний об'єм, розрахований із контурів чотирикамерної, трикамерної та двокамерної апікальних проекцій. 25 9 UA 115212 U Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 10
ДивитисяДодаткова інформація
МПК / Мітки
МПК: A61B 8/00
Мітки: фракції, визначення, шлуночка, спосіб, лівого, викиду
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/12-115212-sposib-viznachennya-frakci-vikidu-livogo-shlunochka.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб визначення фракції викиду лівого шлуночка</a>
Попередній патент: Блок керування
Наступний патент: Сигналізатор світлофорного регулювання в системі безпеки автотранспорту
Випадковий патент: Пристрій для затиску тонкостінних деталей