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解心脏的运作有多神秘？探索超声波中的「斑点追踪技术」如何揭示心脏内部的秘密
在心脏病学和医学影像学的领域中，斑点追踪超声心动图（STE）是一种独特的心脏影像技术。这种技术通过分析心肌中自然出现的斑点模式来检视心脏组织的运动，为研究心脏内部的运作提供了一种无创的方法。相比于其他寻求无创性缺血定义的技术，斑点追踪技术展现了其价值。
斑点模式是一种干涉图样和自然声学反射的混合，这些反射被描述为斑点或标记。
斑点模式的随机性使得心肌的每一个区域都拥有独特的斑点图案，这使得斑点追踪技术可以在不同的影像帧之间追踪运动。这项技术利用所谓的“最佳匹配”搜索算法，定义一个特定区域的“内核”，然后透过连续帧来分析内核的运动。
基本原理
在影像中，一旦定义了内核，该内核就可以在下一帧中被辨识，以追踪其在影像中的运动。透过不同的搜索演算法，像是「绝对差之和」，在精度上已被证明可与交叉关联的方法相媲美。这样的运动追踪使得我们能够获得更全面的心脏运动数据，并能在各种角度下进行评估。
斑点追踪技术能够提供关于组织变形和运动的定量和定性信息。
STE所产出的数据包括运动的位移曲线，并且透过距离变化计算出应变（变形）。在商业应用中，这些声学标记被更为独立地追踪，生成的速度场不局限于超声束的方向，进而计算出应变速率和应变。
应变的概念
应变被定义为物体尺寸相对于原始尺寸的变化比例，而应变速率指的是变形发生的速度。在应用到左心室的时候，可以用三种正常应变（纵向、周边和径向）和三种剪切应变（周边-纵向、周边-径向和纵向-径向）来描述左心室的变形。左心室的剪切应变特别重要，因为其能将心肌纤维的15%短缩放大为40%的径向壁厚增加，最终转化为超过60%的左心室射出分数变化。
应用与限制
斑点追踪技术的实用性日益受到认可。这种应变结果已经通过声学测量及标记MRI进行了验证，并且对于组织多普勒所得到的测量结果有显著的相关性。不过，斑点追踪技术也有其限制，例如，由于心脏速率较高时框架率有限，可能会影响追踪质量。
斑点追踪技术在商业化运用中，必须克服各种不同算法的挑战，而这些算法可能会影响测量的准确性。
在临床应用方面，STE技术可用于诊断冠状动脉疾病、心肌梗死、压力超声、瓣膜病等一系列疾病。然而，斑点追踪技术的缺乏标准化仍然是一个主要问题，因为每个超声设备供应商或分析软体的算法各不相同，导致分析结果的可比性受到影响。
未来的展望
随着科技的进步，斑点追踪技术的应用范围也会不断拓展。我们期待未来能够通过制定更为统一的标准，来提升斑点追踪技术在临床诊断中的可靠性和有效性。斑点追踪技术是否会成为心脏病学界的标准工具，各界应该如何准备？
