Lars Wigström Einar Brandt Tino Ebbers Visualisering av flöde och väggrörelse med magnetisk resonanstomografi

Visualization of Intra-cardiac Flow Patterns Based on Time-resolved 3D MRI Data Lars Wigström, M.Sc. 1,2 Tino Ebbers, M.Sc. 2 Einar Brandt, M.Sc. 1,2 Per Thunberg, M.Sc. 1,2 Pernilla Selskog, M.Sc. 2 Matts Karlsson, PhD 2 Ann F. Bolger, MD 3 John-Peder Kvitting, Med. stud. 1 Jan Engvall, MD, PhD 1 Bengt Wranne, MD, PhD 1 Linköping University, Sweden Department of Medicine and Care, Clinical Physiology 1 Department of Biomedical Engineering 2 University of California, San Francisco, USA Department of Medicine 3

3D velocity measurement 3D volume of interest u w V v 3D + Time  4D What is 3D ?

3D Doppler Ultrasound 3D region, but only one velocity component

1,5T

2D MRI Phase Contrast Early diastole Systole Vector display of MRI phase contrast data

3D Velocity dataset 2D Slices Wigström et al, Magn Reson Med, 1996;36(5) 3D Cine Phase Contrast u w V v

Color coding Vector plot Visualization of 3D Velocity Data

LA LVOT Apex Particle Trace Visualization v1tv1t v2tv2t v3tv3t v4tv4t v5tv5t v6tv6t Integration of the velocity field starting in a user specified timeframe and at a specified location Wigström et al, Magn Reson Med, 1999;41(4)

Particle Trace Visualization

LA LVOT LV LA Late filling (A) Early filling (E) Fyrenius, et al, J Am Soc Echocardiogr, 1999,12: LV Diastolic Filling

LA LVOT LV Vortices behind the mitral leaflets LV Diastolic Flow Patterns DopplerMRI

Level of mitral valve Left PV Right PV Level of mitral valve Vortical flow in the left atrium A. Fyrenius

Automatisk virvelkvantifiering Hur ser en virvel ut?

Begränsad geometri “spiralflöde” etc Automatisk virvelkvantifiering

Att hitta virvel kärnor Utgå från ett önskat “mönster” Leta igenom hela volymen efter matchande områden

Exempel

Andra flödesstrukturer Parallell-flöde “Skruv-flöde” Exempel: Aorta

Pressure differences Simplified Bernoulli: Only for stenotic flow at peak inflow Navier-Stokes: More general, but time-resolved 3D velocity field needed

Aortic Pressure Differences Pressure difference [mmHg] Time [s] Normal Repaired coarctation Maximum velocity [m/s] Time [s] Level of coarctation repair

Relative Pressure Field

BeginningPeakEnd Left Ventricular Outflow Tract Left Ventricle Left Atrium Early Diastole

Left Ventricular Outflow Tract Left Ventricle Left Atrium Apex Late Diastole

Early diastole Short axis Long axis LV LA Myocardial Velocity

Different directions across the wall in early diastole Myocardial Velocities in 3D

LongitudinalCircumferentialRadial Velocity [cm/s] Kvitting, et. al., ESMRMB 2000 Base Mid Apex

Analysis of 3D Velocity Data Strain Strain rate Stress - strain relationship ? +++ TranslationRotationStrainShear-Strain StrainPassive motion =

1D: 2D: 3D: Strain Rate

Strain rate (maximum eigenvalue) Longitudinal expansionRadial expansion E A S [s] Strain rate [1/s] P. Selskog

Ultraljud är basundersökning för hjärtanatomi

Ultraljud kan färgkodas för flöde

MR anatomi i 3 plan

Att fundera på: -Begreppet situs och orsak till vänsterorienterade organ -Hjärtats relation till kotpelaren och förutsättningarna för hjärtkompressioner -Hjärtats relation till diafragma och leverkupolen -Aorta ascendens relation till sternum och lokalisation av sternalpunktionsställe -Halskärlsanatomi med carotisbulb, tryckreceptorer och predilektionsställen för carotisstenos -Revbenens vinkel relativt kroppens längsaxel, thoraxdiameterförändring under respiration

Hjärtats placering i kroppen

MR anatomi i 3 plan

Vad kan 3D ultraljud tillföra? Volymsberäkningar

Volymsberäkning m 3D ultraljud

Vad kan 3D ultraljud tillföra? Anatomiska relationer

Volume-rendered hjärteko

Mitralisklaff ur olika vinklar

Mitralisklaff från sidan

Flöde m ultraljud

Eget arbete EDIT: Klicka på äpplet för att logga in Välj CMIV bilder Utbildningsbilder Klicka på fil-namnet Dra med musen i bilden o den laddar Du behöver QuickTime, kan laddas från EDIT-sidan