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ie geheimnisvoll ist es, die Funktionsweise des Herzens zu verstehen? Entdecken Sie, wie die Speckle-Tracking-Technologie im Ultraschall die Geheimnisse des Herzens enthüllt
In den Bereichen Kardiologie und medizinische Bildgebung ist die Speckle-Tracking-Echokardiographie (STE) eine einzigartige Herzbildgebungstechnik. Die Technik bietet eine nichtinvasive Möglichkeit, die inneren Vorgänge des Herzens zu untersuchen, indem sie natürlich vorkommende Speckle-Muster im Herzmuskel analysiert, um die Bewegung des Herzgewebes zu untersuchen. Das Speckle-Tracking hat seinen Wert im Vergleich zu anderen Techniken, die eine nichtinvasive Ischämiebestimmung anstreben, unter Beweis gestellt.
Das Speckle-Muster ist eine Mischung aus einem Interferenzmuster und natürlichen akustischen Reflexionen, die als Punkte oder Markierungen beschrieben werden.
Die zufällige Natur des Speckle-Musters bedeutet, dass jeder Bereich des Myokards ein einzigartiges Speckle-Muster aufweist, wodurch die Speckle-Tracking-Technologie die Bewegung zwischen verschiedenen Bildrahmen verfolgen kann. Die Technik verwendet einen sogenannten „Best Match“-Suchalgorithmus, um einen „Kernel“ eines bestimmten Bereichs zu definieren und dann die Bewegung des Kernels durch aufeinanderfolgende Frames zu analysieren.
Grundprinzipien
Sobald ein Kernel in einem Bild definiert ist, kann er im nächsten Frame identifiziert werden, um seine Bewegung im Bild zu verfolgen. Es hat sich gezeigt, dass verschiedene Suchalgorithmen, wie etwa die Summe der absoluten Differenzen, hinsichtlich ihrer Genauigkeit mit der Kreuzkorrelationsmethode vergleichbar sind. Durch diese Art der Bewegungsverfolgung ist es möglich, umfassendere Daten zur Herzbewegung zu erhalten und diese aus verschiedenen Blickwinkeln auszuwerten.
Die Speckle-Tracking-Technologie kann quantitative und qualitative Informationen über Gewebeverformung und -bewegung liefern.
Die von STE erzeugten Daten beinhalten den Wegverlauf der Bewegung und über die Distanzänderung wird die Dehnung (Verformung) berechnet. Bei kommerziellen Anwendungen werden diese akustischen Markierungen unabhängiger verfolgt, wodurch Geschwindigkeitsfelder erzeugt werden, die nicht auf die Richtung des Ultraschallstrahls beschränkt sind und aus denen Dehnungsraten und Dehnungen berechnet werden können.
Das Konzept der Belastung
Unter Dehnung versteht man das Verhältnis der Größenänderung eines Objekts im Verhältnis zu seiner ursprünglichen Größe, während sich die Dehnungsrate auf die Geschwindigkeit bezieht, mit der eine Verformung auftritt. Bei Anwendung auf die linke Herzkammer kann die Verformung der linken Herzkammer durch drei normale Dehnungen (longitudinal, zirkumferential und radial) und drei Scherdehnungen (zirkumferential-longitudinal, zirkumferential-radial und longitudinal-radial) beschrieben werden. Die LV-Scherbelastung ist besonders wichtig, da sie von einer 15%igen Verkürzung der Myokardfasern bis zu einer 40%igen Zunahme der radialen Wandstärke reichen kann, was letztlich zu einer Veränderung der LV-Ejektionsfraktion von über 60% führt.
Anwendung und Einschränkungen
Die Nützlichkeit der Speckle-Tracking-Technologie wird zunehmend anerkannt. Die Dehnungsergebnisse wurden durch akustische Messungen und markiertes MRI validiert und zeigten eine signifikante Korrelation mit durch Gewebe-Doppler erhaltenen Messungen. Allerdings hat auch die Speckle-Tracking-Technologie ihre Grenzen. So kann beispielsweise die begrenzte Bildfrequenz bei hoher Herzfrequenz die Tracking-Qualität beeinträchtigen.
Bei kommerziellen Anwendungen muss die Speckle-Tracking-Technologie Herausforderungen mit verschiedenen Algorithmen bewältigen, die die Genauigkeit der Messungen beeinträchtigen können.
In klinischen Anwendungen kann die STE-Technologie zur Diagnose einer Reihe von Krankheiten eingesetzt werden, beispielsweise zur Diagnose von koronarer Herzkrankheit, Herzinfarkt, Druckultraschall, Herzklappenerkrankungen usw. Allerdings stellt die fehlende Standardisierung der Speckle-Tracking-Technologie weiterhin ein großes Problem dar, da die von den einzelnen Herstellern von Ultraschallgeräten und Analysesoftwares verwendeten Algorithmen unterschiedlich sind und die Vergleichbarkeit der Analyseergebnisse dadurch beeinträchtigt wird.
Zukunftsaussichten
Mit dem Fortschritt der Technologie wird sich der Anwendungsbereich der Speckle-Tracking-Technologie weiter erweitern. Wir freuen uns darauf, die Zuverlässigkeit und Wirksamkeit der Speckle-Tracking-Technologie in der klinischen Diagnose durch die Festlegung einheitlicherer Standards in der Zukunft zu verbessern. Wird Speckle-Tracking zu einem Standardinstrument in der Kardiologie und wie sollte sich die Gemeinschaft darauf vorbereiten?
