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Full-volume three-component intraventricular vector flow mapping by triplane color Doppler

Authors :
Florian Vixège
Alain Berod
Pierre-Yves Courand
Simon Mendez
Franck Nicoud
Philippe Blanc-Benon
Didier Vray
Damien Garcia
Centre de Recherche en Acquisition et Traitement de l'Image pour la Santé (CREATIS)
Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon)
Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut Montpelliérain Alexander Grothendieck (IMAG)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)
Hôpital de la Croix-Rousse [CHU - HCL]
Hospices Civils de Lyon (HCL)
Laboratoire de Mecanique des Fluides et d'Acoustique (LMFA)
École Centrale de Lyon (ECL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon)
Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Imagerie Ultrasonore
Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
ANR-21-CE19-0034,4D-iVFM,Vélocimétrie intraventriculaire 4-D par écho-Doppler(2021)
Garcia, Damien
Vélocimétrie intraventriculaire 4-D par écho-Doppler - - 4D-iVFM2021 - ANR-21-CE19-0034 - AAPG2021 - VALID
Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Physics in Medicine and Biology, Physics in Medicine and Biology, 2022, 67 (9), pp.095004. ⟨10.1088/1361-6560/ac62fe⟩, Physics in Medicine and Biology, IOP Publishing, 2022, 67 (9), pp.095004. ⟨10.1088/1361-6560/ac62fe⟩
Publication Year :
2022
Publisher :
IOP Publishing, 2022.

Abstract

Intraventricular vector flow mapping (iVFM) is a technique for retrieving 2-D velocity vector fields of blood flow in the left ventricle. This method is based on conventional color Doppler imaging, which makes iVFM compatible with the clinical setting. We have generalized the iVFM for a three-dimensional reconstruction (3D-iVFM). 3D-iVFM is able to recover three-component velocity vector fields in a full intraventricular volume by using a clinical echocardiographic triplane mode. As with the 2-D version, the method is based on the mass conservation, and free-slip boundary conditions on the endocardial wall. These mechanical constraints were imposed in a least-squares minimization problem that was solved through the method of Lagrange multipliers. We validated 3D-iVFM in silico in a patient-specific CFD (computational fluid dynamics) model of cardiac flow, and tested its feasibility in vivo on volunteers. In both in silico and in vivo investigations, the dynamics of the intraventricular vortex that forms during diastole was deciphered by 3D-iVFM. Our results tend to indicate that 3D-iVFM could provide full-volume echocardiographic information on left intraventricular hemodynamics from the clinical modality of triplane color Doppler.<br />Comment: original paper

Details

ISSN :
13616560 and 00319155
Volume :
67
Database :
OpenAIRE
Journal :
Physics in Medicine & Biology
Accession number :
edsair.doi.dedup.....6e3e7b62bbfe263ff0e3a5e99c618132