臺灣國際科展

由心血管超音波影像之動態分析研究主動脈硬化

科展類別
臺灣國際科展
屆次
2005年
科別
醫學與健康科學
學校名稱
國立高雄師範大學附屬高級中學
作者
鄭玉希
關鍵字
心血管,超音波,硬化

摘要或動機

經食道超音波 (TEE) 是診斷心血管疾病的重要方法之一,目前一般的診斷中,都是由心血管超音波影像的空間分布,藉以了解心血管的狀況或是阻塞的情況;以及用超音波都卜勒影像,觀察血液在血管中的流動。在這個研究中,我們嘗試用主動脈超音波影像圖形隨時間的變化,作為新的診斷方法,藉以定量地診斷出主動脈硬化的情形。研究過程中,我們將主動脈模擬為受到心臟之週期性壓力驅動之阻尼振盪器,其中主動脈之硬度變化即相當於阻尼因子。由心血管超音波圖形隨時間變化的分析中,測量出 “主動脈擴張到最大時” 相對於 “心電圖中的R-尖峰” 之間的延遲時間,理論上,此一延遲時間即可反應出主動脈硬化的程度。我們由10個樣品的資料中,對每個樣品進行大約50至100次心跳的分析。初步的研究成功地發現:上述之主動脈擴張延遲時間超過0.17秒時,即明確地顯示出樣品具有主動脈硬化之現象,而且此一方法也可由數據的分佈發覺心血管之其他病徵。未來仍需應用此一方法對較多樣品進行研究以確定此診斷方法之可靠性,並且由體外攝取主動脈超音波影像進行分析,藉以取代經食道超音波的方法,增加診斷的方便性以及減少病患之痛苦。 Echocardiography is a very important tool for the diagnosis of cardiovascular diseases. Important information about the intracardiac blood flow, shunt direction and cardiovascular system function can be obtained by echocardiography due to its high spatial resolution capability. However, seldom message is known about the aorta stiffness. This research investigated a new method to quantitatively analyze the aorta stiffness. The aorta was modeled as a periodic-force-driven damping oscillator, in which the stiffness of aorta was simulated as the damping factor. From the temporal analysis of the echocardiographic images, the delay time of the maximal aorta distention relative to the R-peak of electrocardiographic trace was measured to study the damping and stiffness of the aorta. The preliminary study successively found that a delay time greater than 0.17 sec could be a criterion to diagnose that the aorta is quite stiff. This method could also clearly discern some abnormal cardiac performance. A large scale study with this method should be conducted in the future.


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