診断超音波のビデオ画像を使用した、非侵襲的血管ラジアル/円周ひずみイメージングと壁せん断速度推定

この作業の目的は、診断超音波のビデオ画像を使用して頸動脈アテローム性動脈硬化の現在の日常的なスクリーニングのサプリメントとして使用できる、放射状/円周ひずみイメージングとせん断速度推定の便利な方法を開発することでした。ひずみのない断面に適用した場合、灰色のスケールの非均一分布の反射モデルベースの補正をBモードビデオ画像にB-Modeビデオ画像に適用して、ひずみ推定前に株式/円周ひずみイメージングの精度を改善しました。次に、増分および累積放射状/円周ひずみ画像は、連続したBモード画像間の変位フィールドに基づいて計算できます。最後に、容器径に沿ってさまざまな深さで取得された横方向のドップラースペクトルを使用して、心臓循環で空間的に一致した瞬間的な壁せん断値を構築しました。血管ファントムシミュレーションの結果は、ラジアルおよび円周ひずみ画像の信号対雑音比とコントラストとノイズとノイズの比率が、それぞれ不均一補正後、それぞれ2.8および5.9 dB、2.3および4.4 dB増加することを明らかにしました。17人の患者の予備的な結果は、不均一な補正後に横方向に放射状/円周ひずみ画像の精度が改善されたことを示しました。増分ひずみのピーク間値と、石灰化されたプラークの最大累積ひずみは、他のプラークタイプのものよりも明らかに低く、エコール濃縮プラークは平均して混合プラークよりも高い値を持っていました。さらに、プラークおよび狭窄領域の近くで見られる低振動壁せん断速度値は、プラーク層と密接に関連しています。結論として、記載されている方法は、頸動脈アテローム性動脈硬化症の現在のルーチン超音波検査の補足として追加の貴重な結果を提供することができ、したがって、将来のアテローム性動脈硬化症診断のための実行可能なスクリーニング方法として重要な可能性を秘めています。

The aim of this work was to develop a convenient method for radial/circumferential strain imaging and shear rate estimation that could be used as a supplement to the current routine screening for carotid atherosclerosis using video images of diagnostic ultrasound. A reflection model-based correction for gray-scale non-uniform distribution was applied to B-mode video images before strain estimation to improve the accuracy of radial/circumferential strain imaging when applied to vessel transverse cross sections. The incremental and cumulative radial/circumferential strain images can then be calculated based on the displacement field between consecutive B-mode images. Finally, the transverse Doppler spectra acquired at different depths along the vessel diameter were used to construct the spatially matched instantaneous wall shear values in a cardiac cycle. Vessel phantom simulation results revealed that the signal-to-noise ratio and contrast-to-noise ratio of the radial and circumferential strain images were increased by 2.8 and 5.9 dB and by 2.3 and 4.4 dB, respectively, after non-uniform correction. Preliminary results for 17 patients indicated that the accuracy of radial/circumferential strain images was improved in the lateral direction after non-uniform correction. The peak-to-peak value of incremental strain and the maximum cumulative strain for calcified plaques are evidently lower than those for other plaque types, and the echolucent plaques had higher values, on average, than the mixed plaques. Moreover, low oscillating wall shear rate values, found near the plaque and stenosis regions, are closely related to plaque formation. In conclusion, the method described can provide additional valuable results as a supplement to the current routine ultrasound examination for carotid atherosclerosis and, therefore, has significant potential as a feasible screening method for atherosclerosis diagnosis in the future.