西门子速度向量成像技术.docx

速度向量成像技术（VVI）是新近发展起来的一种无创性定量评价心肌功能的超声技术,能形象、直观地显示心肌纤维在纵向、径向和环向上的运动特征,能够无创、定量、准确和快速评价心肌运动的协调性。VVI可以灵敏反映心肌功能受损早期的舒张功能改变,观测原发性心肌病、先天性心脏病、糖尿病、尿毒症性心脏病的应变率与应变的变化,有助于早期诊断与观察疗效。
VVI也就是心肌应力分析软件，是应用于心脏领域，与VSI（心肌应变力和应变率成像，见附件文章）相近，但没有室壁追踪技术先进和简便。
下列2文章表示VVI技术2005年推出、2008年应用于X300PE
西门子最新超声心动图技术现身ACC 2008
(2008-04-23 17:17:14)
展示具有全面专业心脏功能的全新ACUSON X300 PE彩色多普勒超声系统，发布syngo VVI速度向量成像技术的最新研究成果
　　在3月29日至4月1日于芝加哥举行的第57届美国心脏病学会年会（ACC 2008）上，西门子医疗在第3006号展台上展示了最新的心血管超声成像系统。
　　最新发布的 ACUSON X300 PE 彩色多普勒超声成像系统设计精美、操作方便，具有全面专业的心脏诊断及成像功能，其中包括先进的心功能测量、计算及分析的功能，例如用于心肌运动力学评价的syngo VVI速度向量成像技术，VVI 已经在西门子高端超声系统ACUSON Sequoia上的应用获得成功。本次年会上有两个演讲报告介绍VVI 的最新研究成果。
　　哈佛医学院妇女医院Brigham非介入心脏病科主任Scott D. Solomon博士展示了采用VVI 技术获得的研究成果，他们对14,700名患者在缬沙坦急性心梗（VALIANT）的临床试验中获得的超声心动图检查数据进行 VVI 分析，结果显示对于心肌梗塞高危患者，采用VVI 进行心肌应变和应变率评价比传统的左心室功能评价对临床有更高的价值。
　　在此引用Solomon博士的一段话：“西门子为我们提供了更加开放的syngo VVI软件平台，使我们能在全球14个国家的100多所临床机构中利用 VVI 开展研究工作，即使对于从其他厂商的超声系统上获得的图像也可以进行 VVI 分析。”
　　在ACC上进行的另外一个演讲中，研究人员采用西门子开放的syngo VVI软件对左心室功能不全、心脏衰竭或同时患有这两种疾病的患者在发生心肌梗塞之后的心室运动的同步性进行评价。
（上文网址：

西门子推出速度向量超声波检查设备
【 2005-10-19 发布 】　美迪医讯
速度向量成像扫描方法是一种用于评估心肌机械性能的很有前途的新工具，是过去3年里由心血管专家和物理学家开发的运动分析方法。这种检查能够提供更加精细的心肌收缩和运动数据，可以用于评估充血性心衰、心肌同步功能紊乱、以及其他心肌功能障碍患者的心脏
解剖学。
速度向量目标可以用于任何传感器，包括心血管目标包括儿科、成人、跨食管(TEE)、心内超声心动图、血管和胎儿应用。
Siemens医疗解决方案公司(Erlangen, Germany)介绍了这种新工艺，在2005年9月瑞典斯德哥尔摩举行的欧洲心血管年会上推出了Acuson Sequoia超声心动图检查平台，还展示了Acuson AcuNav 8F超声导管。
AcuNav 8F横断面比现在使用的AcuNav 10F导管面积小33％，能够在所有患者中特别是较小患者、左心脏电生理检查和介入心脏病学中进行改良评估。“心脏手术的趋势是创伤性较小的手术，从开放手术到小孔进入，现在是导管为基础的手术，而这需要新的观察技术。” 西门子公司超声部主任Klaus Hambuchen说。
8F导管不久就可以在欧盟国家与Acuson Sequoia、Acuson CV70、和Acuson Cypress心血管系统配套使用。
（上文网址：

Xstrain心肌矢量应变力和应变率成像
心肌应变力（Strain）及应变率（Strain Rate）的概念是由Mirsky和 Parmley于1973年首先系统阐述的。人体非侵入性测量应变力的技术首先应用于MRI：MRI测量心肌应变力和应变率的优点在于在可取的空间分辨率的情况下，提供三维的速度信息，但其帧频低于30帧/秒，不能提供足够的随时间变化信息。而超声的组织多普勒成像（TDI）能够在高帧频的情况下提供实时的局部速度信息，同时在二维模式下具有高的轴向和足够的侧向分辨率，可以实时测量心肌各点的运动速度，根据两点间的运动速度变化和距离变化得到心肌的应变率，但目前此种方法还仅限于显示纵行心肌的运动。众所周知，心肌的机械运动是一种螺旋扭转运动，这与心肌纤维独特的螺旋状排列结构有关，而这种心肌纤维结构在心室扭转运动中起到关键作用，它使心脏在心动周期中发生纵向、环向和径向三个方向的运动，每种运动对心脏功能都有很大的影响。因此，测定心肌环向和径向的运动对观测心脏运动和功能具有重要意义。百胜公司利用百胜和AMID共同拥有的专利室壁追踪技术，即二维动态图象来测定组织运动速度，实现了矢量心肌应变力和应变率成像（Xstrain â：Vector Strain Imaging-VSI TM）。它可以测量心肌纵向、环向和径向三个方向的运动，真实地反应了心脏实际的运动情况，由此为临床提供了更加客观、真实的信息，为全面评价心肌运动及功能创造了有利条件。相信这一技术的应用必将为心脏运动的研究拓展一个全新的领域。下面我们对这一技术进行全面的介绍：
一、技术原理
心肌应变力是指心肌瞬时的长度变化率，即S = (l-l0)/l0 = ∆l/l0，在此l是心肌即时长度，l0是心肌原始长度，∆l心肌瞬时的长度变化。
心肌应变率是心肌应变力随时间的变化率，即SR =S/t =(∆l/l0)/t= ∆l/l0 t，计算单位是[1/s] or [s−1]。
应变率可以通过心肌运动速度计算得出：SR = (Va - Vb)/d，单位：1/s，其（Va−Vb）表示a、b两点的即时组织速度差，d表示两点之间的即时距离（图一）。

图一：心肌运动速度示意图
因此，测得了心肌即时的组织速度，就可以求得心肌应变力和应变率，百胜公司以二维动态图像为基础（而不是使用组织多普勒的方法），利用专利的室壁追踪技术来测定组织运动速度，从而创建了全新的心肌矢量应变力和应变率成像方法。
二、处理方法
在二维动态图像上，操作者手动描记心内膜后，设备以图像亮度为基础逐个象素自动分析和补偿心脏的局部运动（平移，拉长和增厚）并获得瞬时速度，速度在二维图像上以矢量方式叠加显示，箭头长度表示速度的大小，箭头方向表示运动方向（图二）。

图二：心肌运动向量图
根据从二维图像所获得的组织速度，可以通过室壁追踪技术求得心肌全切面、扇区、节段和各点的应变力、应变率等，并将其以彩色编码图、主体拓朴及曲线等形式显示（图三、四），也可以将心肌局部节段应变力采用三维立体拓朴图形式显示（图五）。

图三：心肌速度、应变力、应变率显示窗口

图四：心肌短轴收缩期（左图）及舒张期（右图）速度、应变力、应变率显示窗口

图五、心肌节段应变力拓扑图
三、技术优势
1、独特的虚拟探头显示方式：基于二维的速度成像方式（B²VI）可以根据虚拟探头的不同定位获得多角度速度值（矢量方式），而TDI方式只能获得探头处在其物理位置时的应变力和应变率（图六）。

图六：虚拟探头显示方式
2、无角度依赖性：基于2D分析获得的B²VI（二维速度成像）技术不受角度依赖，这样可以便捷地测量室壁的运动，特别是侧壁的径向和环向的运动，而源于TDI的应变力和应变率成像只能测量心肌纵轴方向上的速度（图七）。
径向运动
B²VI

图七：B²VI方法显示心肌径向运动
3、高帧频：由于其成像方法基于二维动态图象，因此比组织多普勒成像TDI有更高的帧频，可以获得高时间分辨率的局部心肌运动信息（图八）。
TDI
B²VI
55 Hz
67 Hz
B²VD

图八：源于TDI和二维的应变力成像方法对比
4、曲线M型功能：该技术具有曲线M型功能，并且可以在此基础上叠加心肌的速度、应变力、应变率图像（图九）。

图九、叠加有应变力图像的曲线M型
新型心肌矢量应变力和应变率成像技术的出现，使心脏运动和功能的研究更趋全面，它为各种心脏病变的评价提供了有效的工具，随着新技术的不断成熟及多种新技术的综合使用，超声心动图在心脏疾病的诊断及研究中将有更广阔的应用前景。