[发明专利]心肌同步的超声诊断

说明书

本发明涉及超声诊断成像系统，尤其涉及超声成像在诊断心脏电刺激 中的用途。

理想地，心脏应当以最大效率泵送血液。健康心脏的一个特征是心肌 受到刺激而收缩的均匀方式，这被称为机电换能。通过心肌肌肉细胞中的 钠钾通道传送的电化学信号命令心脏收缩。由于这些信号分散在全部心肌 上，这些信号将命令心肌细胞在同一时刻收缩。当该过程发生时，心脏从 松弛的全容积收缩到收缩后的最小容积，从而使得每次心跳泵送最大的血 量。这是健康心脏的特征。但是，当刺激这种收缩的信号引起心脏不同区 域在不同时间收缩时，无规律的收缩将泵送的血量比最大血量小，从而随 着时间产生降低的效率并使心脏的负担加重。因此，需要能够诊断这种状 况，使得如果需要的话，可以执行必需的治疗计划，一般来说为植入迫使 进行同步收缩的起搏器。该诊断及其治疗被称为心脏再同步治疗，或者 CRT。

已经提出一些用于CRT的超声技术。所有超声技术都间接地探测心脏 的电刺激，也就是说，通过观察由刺激引起的心脏运动探测电刺激。在一 种技术中，绘制随时间变化的不同位置处的心壁运动，这称为部分子体积 测定分析(segmental sub-volumetric analysis)。当心脏被同步刺激时，该图 线将是对称的。但是，当一个心脏区域晚于其余区域被刺激或者根本没有 受到刺激时，则来自该区域的图线将与其余区域不同并且可视觉辨别。在 另一种方法中，超声组织多谱勒成像被用于以彩色描绘心脏运动。当颜色 不均匀变化时，可推断具有机电换能的问题。该信息可由参数图像表示， 该参数图像以一种颜色描绘了以一种方式运动的区域且以另一种颜色描绘 了具有不同运动的区域。在又一种方法中，多谱勒被用于描绘指示局部壁 运动的心脏上的向量。在健康心脏中，该向量可同步动作并变化。但是， 这些技术以常常对于临床医生来说不直观的抽象方式呈现心脏的运动。部 分是因为时间运动和空间都需要一起被示出。因此，需要提供用于诊断心 脏运动同步性的超声技术，其使用简单并且临床医生可直观地理解。

根据本发明的原理，提供了一种适于心脏再同步治疗的用于诊断心肌 刺激定时的超声诊断设备和技术。在本发明的方法中，在心动周期上采集 心脏的超声图像并且在至少一个图像中识别心壁。参照沿着心脏相对侧隔 开的点，穿过心腔画出一系列线。在整个心动周期中跟踪参照点并且在所 跟踪的点之间显示的线将随着心脏的收缩和舒张而运动。当这些线随着时 间运动时，它们的位置在图像中被保持，并且所描绘的连续位置的建立 (build up)示出了在心动周期中的壁运动。针对均匀性比较线的图案，以 便探测可能由心肌的不同步刺激引发的异常壁运动。

根据本发明的又一方面，所跟踪的点最初定位在自动心壁描迹上，然 后从相邻心脏组织的斑点图案中跟踪。该点还可以通过跟随解剖特征运动 或纹理来跟踪。根据本发明的再一方面，斑点图案的描迹关于预扫描转换 的超声数据来完成。

根据本发明的还一方面，所跟踪的点和线可以以各种图案和定向画出， 诸如穿过心脏的短轴视图(short axis view)的交叉图案或者通常与一些组 的线垂直的图案。该技术可应用于不同心腔，包括左右心室，并可以参照 心内膜和心外膜边界两者来使用。

在附图中：

图1以方块图形式示出了根据本发明原理构建的超声诊断成像系统；

图2是左心室的超声图像，其中以分等级的颜色明暗(color shading) 示出了二尖瓣平面的变化位置；

图3示出了带有自动画出的心内膜边界的收缩末期图像；

图4示出了根据本发明原理的左心室相对侧上成对的参照点之间的多 个彩色运动带(color kinesis bands)；

图5以方块图的形式示出了根据本发明原理构建的图1的超声系统的 一部分；

图6是根据本发明产生的超声图像的例子，并描绘了异常壁运动；

图7是根据本发明产生的超声图像的例子，其显示出跨过左右心室两 者的彩色运动带；

图8是根据本发明产生的超声图像的例子，其显示出跨过心腔的横断 (短轴)图像延伸的彩色运动带；

图9是根据本发明产生的超声图像的例子，其显示出沿着心内膜壁和 心外膜壁并在二者之间的彩色运动带；