استخراج پارامترهاي سينماتيك حركت طولي ديواره ي شريان كاروتيد مشترك افراد سالم و مبتلا به تنگي آترواسكلروز با پردازش تصاويرمتوالي فراصوتي

Kinematics parameter extraction of longitudinal movement of common carotid arterial wall in healthy and atherosclerotic subjects based on consecutive ultrasonic image processing

مقدمه: در اين مطالعه روشي غيرتهاجمي بر پايه پردازش تصاوير متوالي فراصوتي براي استخراج آهنگ زماني جابجايي، سرعت و شتاب حركت ديواره شريان كاروتيد در راستاي طولي معرفي شده است. كارايي پارامترهاي فوق براي تمايز افراد سالم و مبتلا به بيماري آترواسكلروز مورد بررسي قرار گرفت. روش ها: در مطالعه حاضر با استفاده از الگوريتم تطبيق بلوك، آهنگ جابجايي طولي ديواره شريان كاروتيد مشترك سه گروه از افراد شامل 16 مرد سالم، 16 مرد با تنگي آترواسكلروتيك كمتر و 16 مرد با تنگي آترواسكلروتيك بيش از 50 درصد در شريان كاروتيد مشترك با رزولوشن زماني 33 ميلي ثانيه استخراج شد. با مشتق گيري از معادله جابجايي لحظه اي در طول سه سيكل قلبي، آهنگ زماني سرعت و شتاب حركت طولي ديواره شريان محاسبه شد. با استفاده از آناليز واريانس يك طرفه، مقادير بيشينه و ميانگين جابجايي و نيز بيشينه و كمينه سرعت و شتاب حركت طولي سه گروه مورد مطالعه مورد مقايسه قرار گرفت. يافته ها: در اين مطالعه بيشينه جابجايي طولي در نمونه هاي سالم، داراي تنگي كمتر و بيشتر از 50 درصد به ترتيب 0.116±0.438، 0.175±0.653 و 0.376±1.131 ميليمتر حاصل شد. نتايج آزمون آماري ANOVA با سطح اطمينان 95 درصد نيز مبين وجود اختلاف معني‌دار در مقادير بيشينه جابجايي، سرعت و شتاب حركت طولي ديواره در سه گروه است. نتيجه گيري: در مطالعه حاضر براي نخستين بار آهنگ زماني پارامترهاي سينماتيك حركت طولي ديواره شريان كاروتيد با رزولوشن زماني 33 ميلي ثانيه برآورد شد. با استفاده از اين پارامترها امكان تمايز شريان‌هاي سالم و مبتلا به آترواسكلروز فراهم شد. اين يافته ها مي‌تواند گامي در جهت شناخت رفتار بيومكانيكي عروق بردارد.

Introduction: In this study, a non-invasive method based on consecutive ultrasonic image processing is introduced to assess time rate changes of the carotid artery wall displacement, velocity and acceleration in the longitudinal direction. The application of these parameters to discriminate healthy and atherosclerotic arteries was evaluated. Methods: Longitudinal displacement rate of common carotid artery wall was extracted with temporal resolution of 33 ms using a block-matching algorithm in three groups of subjects. The 3 groups consisted of 16 healthy men (group 1), as well as 16 men with less than 50% (group 2) and 16 subjects with more than 50% atherosclerotic stenosis in carotid artery (group 3). Differentiating the longitudinal displacement equation resulted in time rate changes of instantaneous velocity and acceleration during three cardiac cycles. Maximum and mean values of displacement and maximum and minimum values of velocity and acceleration were compared among the groups. Results: Maximum longitudinal displacement of the arterial wall was 0.438±0.116, 0.653±0.175 and 1.131±0.376 (mm) in groups 1, 2 and 3, respectively. Results of the statistical analysis (ANOVA), with confidence intervals of 95%, confirmed that there are significant differences (p < 0.05) among longitudinal movement, velocity and acceleration of three groups of arteries. Conclusion: In the present study, time rate changes of kinematic parameters of the carotid artery wall motion in the longitudinal direction was evaluated, with temporal resolution of 33 ms. Healthy and atherosclerotic arteries were differentiated using these parameters. Our findings may help understanding the biomechanical behavior of the arteries.