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Quantifizierung der globalen diastolischen Funktion durch kinematische Modellierung basierende Analyse der transmitralen Fluss über die diastolische Füllung Parametrisierte Formalismus

DOI:

10.3791/51471

September 1st, 2014

In This Article

Summary

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Präzise, ​​Kausalität basierte Quantifizierung der globalen diastolischen Funktion durch kinematische Modellierung basierende Analyse des transmitralen Fluss über die Parametrisierte diastolische Füllung (PDF) Formalismus erreicht. PDF erzeugt einzigartige Steifigkeit, Entspannung und Belastungsparameter und erläutert "neuen" Physiologie und gleichzeitig sensitive und spezifische Indizes der Dysfunktion.

Abstract

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Quantitative Beurteilung der Herzfunktion bleibt eine Herausforderung für Physiologen und Kliniker. Obwohl historisch invasive Methoden die einzige Möglichkeit besteht, die Entwicklung von nicht-invasiven bildgebenden Verfahren (Echokardiographie, MRT, CT) mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung liefern ein neues Fenster für die quantitative Beurteilung diastolischen Funktion. Die Echokardiographie ist das auf Standard für die diastolische Funktion Einschätzung überein, aber Indizes in aktuellen klinischen Einsatz nur ausgewählte Merkmale Kammer Dimension (M-Modus) oder Blut / Gewebebewegung (Doppler) Wellenformen zu nutzen, ohne Einbeziehung der physiologischen kausalen Determinanten der Bewegung selber. Die Erkenntnis, dass alle linken Ventrikel (LV) initiieren Füllen durch mechanische Absaugpumpen dienen können globalen diastolischen Funktion basierend auf Bewegungsgesetze, die für alle gelten Kammern bewertet werden. Was unterscheidet ein Herz von einem anderen sind die Parameter der Bewegungsgleichung, die govErns-Füllung. Dementsprechend Entwicklung der diastolische Füllung Parametrisierte (PDF) Formalismus hat gezeigt, dass der gesamte Bereich der klinisch beobachteten frühen transmitralen Strom (Doppler-E-Welle) Muster sind sehr gut Passform durch die Gesetze der gedämpften Schwingungsbewegung. Dies ermöglicht eine Analyse der individuellen E-Wellen in Übereinstimmung mit einer kausalen Mechanismus (Rückstoß initiiert Ansaugen), die drei (numerisch) einzigartig konzentrierten Parameter, deren physiologische Analoga Kammer Steifigkeit (k), Viskoelastizität / Entspannung (c) und Last (x ergibt o). Die Aufzeichnung der transmitralen Strom (Doppler-E-Wellen) ist gängige Praxis in der klinischen Kardiologie und daher die echokardiographischen Aufnahmeverfahren nur kurz überprüft. Unser Fokus liegt auf der Bestimmung der Parameter von PDF routinemäßig aufgezeichnet E-Wave-Daten. Da die hervorgehobenen Ergebnisse zeigen, wenn die PDF-Parameter aus einer geeigneten Anzahl von Last erhalten worden unterschiedlichen E-Wellen, die Investigator ist frei, um die Parameter zu verwenden oder zu konstruieren Indizes aus den Parametern (wie gespeicherte Energie 2.1 kx o 2, maximal AV Druckgefälle kx o, Lastindex von unabhängigen diastolischen Funktion, etc.), und wählen Sie den Aspekt der Physiologie oder Pathophysiologie quantifiziert werden.

Introduction

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Bahnbrechenden Studien von Katz 1 im Jahr 1930 ergab, dass die linke Herzkammer initiiert Säugetier Füllung, indem sie eine mechanische Saugpumpe und viel Mühe hat sich seitdem zu der Entschlüsselung der Funktionsweise der Diastole gewidmet. Seit vielen Jahren waren invasive Methoden die einzigen Optionen für die klinische Forschung oder Beurteilung der diastolischen Funktion (DF) 2-16 zur Verfügung. In den 1970er Jahren jedoch technische Weiterentwicklungen und Entwicklungen in der Echokardiographie gab schließlich Kardiologen und Physiologen praktische Werkzeuge für die nichtinvasive Charakterisierung von DF.

Ohne ....

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Protocol

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Das Verfahren für die Erfassung und Analyse von echokardiographischen Bilder sie, um die PDF-Parameter zu erhalten wird im Folgenden aufgeführt. Obwohl Herzkatheter wird in der Betreff-Auswahlabschnitt unten erwähnt, gilt die beschriebene Methode nur auf die echokardiographischen Teil. Die Beschreibung der Katheterisierung Teil wurde für die unabhängige Validierung der modellbasierten Vorhersagen enthalten und ist nicht mit der Analyse der E-Wellen über die PDF-Formalismus. Vor der Datenerfassung, bieten alle Fächer unterzeichnet, informierte Zustimmung für die Teilnahme an der Studie in Übereinstimmung mit der Institutional Review Board (Human Research Prot....

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Results

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Doppler-Wellenformen repräsentativ für die vier verschiedenen Arten von Füllmustern (normal, pseudonormal, verzögerte Erholung, konstriktive beschränke) unter Verwendung der oben beschriebenen Methode, sind in der Abbildung 2 dargestellt. 2A zeigt das normale Muster, die von selbst nicht von der pseudonormal ist Muster. 2B zeigt eine verzögerte Erholung und 2C zeigt eine Eingrenzungs einschränkendes Muster mit schweren diastolische Dysfunktion. Aus Grün.......

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Discussion

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Im Einklang mit unserer methodischen Schwerpunkt werden die wichtigsten Aspekte der Methoden, die erleichtern, um genaue und aussagekräftige Ergebnisse hervorgehoben.

ECHOKARDIOGRAPHIE

Die American Society of Echokardiographie (ASE) hat Richtlinien für die Durchführung von Studien transthorakale 16. Während eines Echoprüfung gibt es eine Vielzahl von Faktoren, die die Bildqualität beeinträchtigen. Faktoren, die außerhalb der Kontrolle der Untersucher s.......

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Disclosures

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Die Autoren haben keine konkurrierenden finanziellen Interessen.

Acknowledgements

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Diese Arbeit wurde zum Teil durch die Alan A. und Edith L. Wolff Charitable Trust, St. Louis, und dem Barnes-Jewish Hospital Foundation unterstützt. L. und E. Shmuylovich Ghosh wurden teilweise durch Promotionsstipendium Auszeichnungen von der Heartland Partner der American Heart Association. S. Zhu erhielt teilweise Unterstützung von der Washington University Compton Scholars Program und der Hochschule der Künste und Wissenschaften 'Summer Undergraduate Research Award. S. Mossahebi erhalten teilweise Unterstützung von der Fakultät für Physik.

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Philips iE33Philips (Andover, MA)
LabView 6.0National InstrumentsVersion 6.0.2
MATLABMathWorks Fassung R2010b

References

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  1. Katz, L. N. The role played by the ventricular relaxation process in filling the ventricle. Am. J. Physiol. 95, 542-553 (1930).
  2. Frais, M. A., Bergman, D. W., Kingma, I., Smiseth, O. A., Smith, E. R., Tyberg, J. V. The dependence of the t....

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Tags

Diastolic FunctionParametrized Diastolic FillingTransmitral FlowEchocardiographic AnalysisDoppler E WaveLeft Ventricular FunctionChamber StiffnessCardiac RelaxationNoninvasive Cardiac AssessmentKinematic Modeling

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