Automatisk sporing av Dopplerspektrum

Abstract

En rekke verdier i hjertet som man normalt finner ved invasiv undersøkelse med kateter, kan med stor nøyaktighet beregnes ut fra hastigher man finner ved Dopplerultralyd. Eksempelvis er trykket i hjertekammere og blodårer viktig informasjon i forbindelse med undersøkelser av hjertefunksjonen til en pasient. Ved å studere konturene av hastigheten til blodet ved gitte punkt i hjertet kan man med bruk av Bernoulli's forenklede ligning beregne disse verdiene uten å penetrere pasienten med kateter. Maksimal positiv og negativ trykkøkning(dP/dt) i ventrikkelen er eksempler på verdier man kan finne, og er to av de mest utbredte indikatorene på ventrikkelfunksjonen. Disse kan beregnes ut fra hastigheten til lekkasjer fra ventrikkelen til atrium, også kalt mitralinsuffisienser. Muligheten til å måle disse, samt andre verdier med Dopplerultralyd, har en enorm fordel fremfor bruk av kateter.Som oftest må sporingene av et Dopplerspektrum gjøres manuelt, en prosess som er tidkrevende og vanskelig. Denne masteroppgaven foreslår en algoritme som automatisk kan spore konturene av Dopplermålinger. Algoritmen er tilpasset Dopplerspektrum av mitralinsuffisienser, men fungerer generelt for alle typer spektrum. Algoritmen gjør også et forsøk på å håndtere delvis svake/manglende kanter i spektrumet. Resultatene er sammenlignet med manuelt sporede kanter, og viser at algoritmen med stor nøyaktighet kan beregne verdier som dP/dt og maksimal hastighet. Maksimal og minimal dP/dt kan beregnes med en gjennomsnittlig forskjell fra den manuelle sporingen på under 100 mmHg/s, og toppunktet med forskjell under 0.05 m/s. Resultatene viser at så lenge kvaliteten på Dopplermålingene er akseptabel, sporer algoritmen konturen nøyaktig, og fjerner effektivt støy og artifakter langs konturen. Forskjellen mellom automatisk og manuelt ervervet maksimal dP/dt har et standardavvik så lavt som 79 mmHg/s når spektrumene har god kvalitet.Også i spektrum hvor deler av signalet er svakt kan verdier som dP/dt predikeres av algoritmen, og når mindre enn 60% av et spektrum må predikeres kan maksimal og minimal dP/dt finnes veldig nøyaktig.