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uanto è misterioso comprendere il funzionamento del cuore? Scopri come la tecnologia speckle tracking negli ultrasuoni svela i segreti del cuore
Nei campi della cardiologia e dell'imaging medico, l'ecocardiografia speckle tracking (STE) è una tecnica di imaging cardiaco unica. Questa tecnica fornisce un modo non invasivo per studiare il funzionamento interno del cuore, analizzando i pattern di macchie naturali presenti nel muscolo cardiaco per esaminare il movimento del tessuto cardiaco. Lo speckle tracking ha dimostrato la sua efficacia rispetto ad altre tecniche che mirano a definire l'ischemia in modo non invasivo.
Il pattern speckle è una combinazione di un pattern di interferenza e di riflessioni acustiche naturali, descritte come punti o marcature.
La natura casuale del pattern speckle fa sì che ogni area del miocardio abbia un pattern speckle unico, il che consente alla tecnologia di tracciamento speckle di tracciare il movimento tra diversi fotogrammi dell'immagine. La tecnica utilizza un algoritmo di ricerca cosiddetto "best match" per definire un "kernel" di un'area specifica e quindi analizzare il movimento del kernel attraverso frame successivi.
Principi di base
Una volta definito un kernel in un'immagine, è possibile identificarlo nel fotogramma successivo per tracciarne il movimento nell'immagine. È stato dimostrato che diversi algoritmi di ricerca, come la somma delle differenze assolute, sono paragonabili in termini di accuratezza al metodo di correlazione incrociata. Questo tipo di monitoraggio del movimento ci consente di ottenere dati più completi sul movimento del cuore e di valutarli da diverse angolazioni.
La tecnologia di tracciamento speckle può fornire informazioni quantitative e qualitative sulla deformazione e sul movimento dei tessuti.
I dati prodotti da STE includono la curva di spostamento del movimento e la deformazione viene calcolata attraverso la variazione della distanza. Nelle applicazioni commerciali, questi marcatori acustici vengono tracciati in modo più indipendente, generando campi di velocità che non sono limitati alla direzione del fascio di ultrasuoni, da cui è possibile calcolare velocità di deformazione e deformazioni.
Il concetto di sforzo
La deformazione è definita come il rapporto tra la variazione delle dimensioni di un oggetto e le sue dimensioni originali, mentre la velocità di deformazione si riferisce alla velocità alla quale avviene la deformazione. Applicata al ventricolo sinistro, la deformazione del ventricolo sinistro può essere descritta da tre deformazioni normali (longitudinale, circonferenziale e radiale) e tre deformazioni di taglio (circonferenziale-longitudinale, circonferenziale-radiale e longitudinale-radiale). La deformazione di taglio del ventricolo sinistro è particolarmente importante perché può variare da un accorciamento del 15% delle fibre miocardiche a un aumento del 40% dello spessore della parete radiale, traducendosi infine in una variazione superiore al 60% della frazione di eiezione del ventricolo sinistro.
Applicazione e limitazioni
L'utilità della tecnologia di tracciamento speckle è sempre più riconosciuta. I risultati della deformazione sono stati convalidati da misurazioni acustiche e da risonanza magnetica marcata e hanno mostrato una correlazione significativa con le misurazioni ottenute mediante Doppler tissutale. Tuttavia, la tecnologia di tracciamento speckle ha anche i suoi limiti. Ad esempio, il frame rate limitato a frequenze cardiache elevate può influire sulla qualità del tracciamento.
Nelle applicazioni commerciali, la tecnologia di speckle tracking deve superare le sfide rappresentate da vari algoritmi che possono influire sulla precisione delle misurazioni.
Nelle applicazioni cliniche, la tecnologia STE può essere utilizzata per diagnosticare una serie di patologie, quali la coronaropatia, l'infarto del miocardio, l'ecografia pressoria, la valvulopatia, ecc. Tuttavia, la mancanza di standardizzazione della tecnologia di speckle tracking rimane un problema importante, poiché gli algoritmi utilizzati da ciascun fornitore di dispositivi a ultrasuoni o software di analisi variano, compromettendo la comparabilità dei risultati delle analisi.
Prospettive future
Con il progresso della tecnologia, il campo di applicazione della tecnologia di tracciamento speckle continuerà ad espandersi. Ci aspettiamo di migliorare l'affidabilità e l'efficacia della tecnologia di speckle tracking nella diagnosi clinica, stabilendo in futuro standard più unificati. Il monitoraggio speckle diventerà uno strumento standard in cardiologia? Come dovrebbe prepararsi la comunità?
