Praca dotyczy badania czynności serca mysich modeli schorzeń serca przy użyciu obrazowania MR. Ocena kolejnych, w tym wczesnych etapów schorzeń serca wiąże się z koniecznością pogłębionego opisu subtelnych zmian czynności serca w różnych fazach skurczu i rozkurczu. Wymaga to tak wysokiej rozdzielczości czasowej serii obrazów jak i odpowiedniej metody ich parametryzacji. Celem rozprawy było zarówno określenie optymalnych warunków akwizycji danych uzyskiwanych metodą rekonstrukcji retrospektywnej jak i wieloparametrowa charakterystyka uzyskanych przebiegów krzywych opisujących zmiany wielkości lewej komory serca w kolejnych fazach jego pracy (TAC - time-area curve).
Przebieg TAC przybliżono modelem liniowej regresji segmentowej gdzie optymalna dla zbioru danych liczba segmentów cyklu została określona na podstawie kryterium informacyjnego Akaike. Dla obrazów o niższej jakości, pochodzących z badań prospektywnych, pckaza.no, że wyniki modelowania są zgodne z oznaczeniami wykonywanymi przez doświadczonego operatora i pomagają rozróżniać grupy myszy zdrowych ; chorych. Dla obrazów uzyskanych metodą synchronizacji retrospektywnej, wyzwalanej sygnałem MR, określono warunki akwizycji oraz wykazano, że ocena czynności na warstwie podstawnej komory pozwala wcześniej wykazać zmiany w relaksacji mięśnia w grupie myszy chorych.
Oryginalne zastosowanie metody liniowej regresji segmentowej połączone z pogłębioną jej parametryzacją krzywych TAC pozwoliło na kompleksową ocenę czynności skurczowo-rozkurczowej w badanych modelach i dało większy wgląd we wczesne etapy rozwoju dysfunkcji.
Cardiac functional data parameterization based on retrospective MRI in characterization of murine models of cardiovascular diseases
The studies of consecutive, often very early stages of heart disease in mice are associated with the need of accurate description of the subtle cardiac phases comprising the systolic and diastolic performance. The goal of this thesis was to assess both, the conditions of data acquisition from retrospectively reconstructed MR-based images, and a semiautomatic and unbiased method of detailed and multiparametric left ventricle function characterization from time-area curves (TAC).
TAC course was modeled by division of the cardiac cycle into linear segments using piecewise linear regression. The number of segments was assessed according to the Akaike information criterion. Prospectively gated studies of low temporal resolution showed a good agreement between piecewise modeling and manual assessment and allowed to differentiate groups of healthy and diseased mice. Retrospectively gated studies using self-gating technique showed that cardiac parameters from the basal level of the left ventricle seemed to be more sensitive than the midventricular ones and earlier uncovered subtle changes in left ventricle relaxation in diseased mice.
Novel application of the piecewise linear regression method to the TAC detailed parameterization provided complex and objective characterization of heart function in cardiac M R I in examined animal models. The method combined with the extended protocol gave more complex information of developing heart dysfunction.
