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

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, die globale linksventrikuläre diastolische Funktion bei einem Patienten mit Hilfe der parametrisierten diastolischen Füllung oder des PDF-Formalismus zu beurteilen. Dies wird erreicht, indem zunächst Daten zur diastolischen Funktion aus einer vollständigen echokardiographischen Untersuchung der Herzfunktion gesammelt und die Daten zur Analyse auf einen Computer übertragen werden. Der zweite Schritt besteht darin, mit den Bildern der transmitralen Strömung zu arbeiten und sich auf einen Herzschlag zu konzentrieren.

Ein benutzerdefiniertes Programm extrahiert konventionelle diastolische Funktionsparameter für die Wellen e und a und verarbeitet das Bild für den nächsten Schritt in der Analyse vor. Anschließend wird das vorbearbeitete trans mitrale Strömungsbild in ein halbautomatisches Anpassungsprogramm geladen. Ein Segment der EWA wird für die Anpassung ausgewählt und ein vorläufiges parametrisiertes diastolisches Füllungsmodell wird erstellt und mit dem Bild überlagert.

Der letzte Schritt besteht darin, die Anpassung bei Bedarf zu verfeinern und das Programm die endgültigen parametrisierten Parameter des diastolischen Füllmodells für die Eingabe-ewa generieren zu lassen. Letztendlich liefert der Prozess Parameter, die die Relaxation, Steifigkeit und Belastung quantifizieren, die für die diastolische Funktion des Patienten verantwortlich sind. Diese Parameter wurden verwendet, um zwischen normaler und pathologischer Funktion zu unterscheiden und neue Physiologien aufzuklären.

Der Hauptvorteil der PDF-Technik besteht darin, dass sie die Newtonschen Bewegungsgesetze mit der tatsächlichen Saugpumpenphysiologie der Diastole verbindet, um physiologisch und klinisch relevante diastolische Funktionsparameter aus der Wellenform selbst zu extrahieren. In der Herzphysiologie sind die Entspannung und die Steifheit zu gut etablierte physiologische Parameter, die die Diastole charakterisieren. Die PDF-Methode kann helfen, Schlüsselfragen im Bereich der Herzphysiologie zu beantworten, da sie die Schlüsseltreiber der Diastole in nicht-invasiv messbare Parameter entkoppelt.

Die PDF-Methode ist eine nicht-invasive Technik, die Einblicke in Determinanten der Diastole geben kann, die bisher nur mit invasiven Mitteln messbar waren. Das Schöne an dieser Methode ist, dass sie auf alles in DTE angewendet werden kann, das sich bewegt, so dass sie gleichermaßen für den Blutfluss durch die Mitralklappe gilt. Was die Bewegung des ringförmigen Mitralgewebes betrifft, so wird die Sonogrammanalyse mit benutzerdefinierten MATLAB- und Laboransichtsprogrammen durchgeführt.

Verwenden Sie das benutzerdefinierte MATLAB-Dienstprogramm, um die DICOM-formatierten Bilder in Bitmap-Dateien zu konvertieren. Klicken Sie anschließend auf die Schaltfläche Ordner mit Bildern suchen, um die Bitmap-Dateien in das benutzerdefinierte MATLAB-Programm zur Messung von Transmitralströmungsparametern zu laden. Klicken Sie auf Nächstes Bild anzeigen, um die Bilder zu überprüfen, und wählen Sie dann ein Bild mit einer klaren transmitralen Flusskontur und einem vollständigen Herzzyklus aus.

Für die Analyse hat das geladene Bild die Zeit entlang der horizontalen Achse und die Geschwindigkeit entlang der vertikalen Achse. Bestimmen Sie die Zeitabtastrate, indem Sie auf die Schaltfläche TSR klicken. Verwenden Sie die Rauten auf dem Bild, um zwei Zeitpunkte auf der Zeitachse zu identifizieren, die eine Sekunde voneinander entfernt sind.

Klicken Sie dann mit dem Fadenkreuz auf die untere linke Ecke der ersten Raute. Um das Bild auf dem vergrößerten Bild zu vergrößern, klicken Sie auf den linken Rand der gewünschten Raute, und das Bild wird verkleinert. Wiederholen Sie den gleichen Vorgang für die zweite Raute.

Das ist genau eine Sekunde nach der ersten Raute. Um zuerst die Velocity-Sampling-Rate zu ermitteln, legen Sie die Geschwindigkeitseinheit fest, die im Feld neben der VSR-Taste markiert werden soll. Der Standardwert ist ein Meter pro Sekunde oder 100 Zentimeter pro Sekunde.

Klicken Sie auf die Schaltfläche VSR und klicken Sie mit dem Fadenkreuz auf die untere linke Ecke des Geschwindigkeitspunkts Null, um V gleich Null auf dem vergrößerten Bild zu finden. Notieren Sie sich, wo die Geschwindigkeitsskala auf dem Bild angezeigt wird. Klicken Sie auf die unterste Kante des Geschwindigkeitspunktes Null und das Bild wird verkleinert.

Klicken Sie nun links unten am Geschwindigkeitspunkt auf den gewählten Wert, in der Regel 100 Zentimeter pro Sekunde, und markieren Sie die unterste Kante des zweiten Punktes. Um die Geschwindigkeitskalibrierung in Pixeln abzuschließen, klicken Sie auf die Markierung e und eine Wellenschaltfläche. Zunächst definierst du den Beginn und das Ende eines Herzzyklus.

Tun Sie dies, indem Sie neben unseren EKG-Spitzen markieren, indem Sie das gleiche Verfahren befolgen, das für die Markierung von Zeit- und Geschwindigkeitspunkten verwendet wird. Die Beat-Dauer wird basierend auf der Anzahl der Pixel und der Zeitabtastrate berechnet. Verwenden Sie nach der Berechnung der Herzfrequenz physiologische Marker, um den Beginn des isovolumischen Entspannungsintervalls zu definieren.

Als nächstes erhalten Sie eine vergrößerte Ansicht der interessierenden Wellen, indem Sie auf den Gipfel der höchsten Welle klicken. Wenn Sie fertig sind, verwenden Sie das Fadenkreuz, um den Doppler-EWA-Peakpunkt auszuwählen. Dadurch wird das Fadenkreuz verankert.

Verschieben Sie als Nächstes das Fadenkreuz an den Anfang der ewa. Beachten Sie, dass das Fadenkreuz eine Linie definiert, deren Ende am EWA-Peak verankert ist. Stellen Sie vor dem Klicken sicher, dass die verankerte Linie zu Beginn der ewa beginnt.

Markiere nun das Ende der ewa. Verschieben Sie die verankerte Linie und klicken Sie auf das Ende der EBA. Diese visuell ermittelten Punkte ermöglichen die Berechnung der EWA-Beschleunigung und die Verzögerungszeiten markieren die Welle weiterhin auf ähnliche Weise.

Sobald dies erledigt ist, generiert die Software automatisch eine Datei mit gemessenen konventionellen Echoparametern und zugeschnittenen Bildern, die nur die ausgewählten e- und a-Wellen enthalten, und führt die parametrisierte diastolische Füllungsanalyse der ewa durch. Im benutzerdefinierten Lab-View-Programm können analoge Schritte für die A-Welle ausgeführt werden. Identifizieren und laden Sie die Bilddatei, die während der herkömmlichen Analyse erstellt wurde.

Das Lab-Ansichtsprogramm wählt automatisch die einzupassenden Pixel aus und zeigt sie in Blau, Grün und Rot an, um Pixel auszuwählen, die die Wellenkonturen besser darstellen. Stellen Sie sicher, dass MVE ändern unter Anpassung anzeigen ausgewählt ist. Verwenden Sie dann die Schieberegler für den Schwellenwert für die maximale Geschwindigkeitshüllkurve links neben dem Bild.

Wenn Sie den Schwellenwert erhöhen, werden Pixel mit höherer Helligkeit ausgewählt. Nachdem Sie den Schwellenwert festgelegt haben, wechseln Sie zum EWA-Startschieberegler. Um mit der Auswahl der Zeitbereiche zu beginnen, positionieren Sie den Schieberegler so, dass er das Rauschen am EWA-Start und die zugehörige vertikale Linie, die die Aufwärtssteigung bei etwa der Hälfte oder oberhalb der Spitzengeschwindigkeit schneidet, ausschließt.

Gehen Sie nun zum EWA-Endschieber und positionieren Sie die zugehörige vertikale Linie etwa auf halber Höhe der Verzögerungssteigung, so dass das übliche Geräusch nahe der Grundlinie ausgeschlossen wird. Beachten Sie, dass die Pixel im ausgewählten Bereich grün dargestellt werden. Wenn dies erledigt ist, klicken Sie auf Fit EWA, um die PDF-Anpassung zu starten, um die Passformen zu sehen, und schalten Sie den Schalter fit anzeigen auf Fit anzeigen um.

Verrauschte Daten können dazu führen, dass die Passung sehr empfindlich auf den gewählten maximalen Geschwindigkeitsschwellenwert reagiert. Wenn die Anpassung eine schlechte Annäherung an die ewa darstellt, passen Sie sie an, indem Sie die Schieberegler für die EWA-Zeit und den Schwellenwert für die maximale Velocity-Hüllkurve ändern. Es ist auch möglich, die EWA-Parameter direkt zu ändern.

Die Anpassungsparameter werden auf dem Bildschirm angezeigt und die Werte können in die entsprechenden Textfelder eingegeben werden. Sie können auch mit den Pfeilen nach oben und unten geändert werden. Wenn die Parameter geändert werden, ändert sich die grüne Kurve, die die Anpassung darstellt, sobald eine zufriedenstellende Anpassung erreicht wurde.

Klicken Sie auf Aktualisieren, um den aktualisierten Wert des mittleren quadratischen Fehlers zu erhalten. Nachdem die EWA optimiert wurde, klicken Sie auf Fertig, um Diagramme und Datendateien für später zu generieren. Analyse. Hier handelt es sich um ein normales oder pseudonormales EWA-Muster, das mit herkömmlichen Indizes nicht zu unterscheiden ist.

Konventionelle EWA-abgeleitete diastolische Funktionsparameter sind unter dem Bild dargestellt. Die PDF-Parameterwerte werden ebenfalls angezeigt. Darüber hinaus wird die vorhergesagte Anpassung des PDF-Modells grün überlagert.

Es zeigt eine hervorragende Passform. Dabei handelt es sich um ein verzögertes Relaxationsmuster mit PDF-Modellanpassung. Beachten Sie, dass dieses EWA im Vergleich zu normal eine geringere Amplitude und Verzögerungszeit aufweist.

Der PDF-Modellparameter C, der die Viskoelastizität bzw. -relaxation der Kammer widerspiegelt, ist höher als bei der Normalstruktur. Das PDF-Modell, das für dieses konstriktive restriktive Muster geeignet ist, stimmt eng mit der klinischen EWA-Kontur überein. Das hohe, schmale, einengende EWA-Verengungsmuster wird durch Kammern mit erhöhter Steifigkeit und verringerter Ejektionsfraktion erzeugt.

In diesem Beispiel ist der PDF-Steifigkeitsparameter K höher als das normale und das verzögerte Relaxationsmuster. Sobald diese Technik gemeistert ist, kann sie in ein bis zwei Minuten für jede für die Analyse ausgewählte EWA durchgeführt werden, wenn sie ordnungsgemäß durchgeführt wird. Bei der Durchführung dieses Verfahrens ist es wichtig, daran zu denken, relativ rauschfreie Ewas auszuwählen, deren Mitralgeschwindigkeitshüllkurve der Steuerung der Transmitralströmung folgt.

Im Anschluss an dieses Verfahren können weitere Methoden wie die Anpassung der Gewebebewegung durchgeführt werden, um zusätzliche Fragen zur Längskammersteifigkeit und -entspannung zu beantworten. Nach ihrer konzeptionellen Herleitung und In-vivo-Validierung haben diese Techniken den Weg für Forscher in der kardiovaskulären Physiologie geebnet, um die transversale versus longitudinale Impedanz zu quantifizieren. In der Diastole wird ein lastunabhängiger Index der diastolischen Funktion extrahiert und die EWA-Verzögerungszeit in Steifigkeits- und Relaxationskomponenten fraktioniert.

In neueren Arbeiten wurden diese Techniken verwendet, um die Beziehung zwischen der diastolischen Funktion und der Erzeugung von Wirbelströmungen in gesunden und Krankheitszuständen zu untersuchen. Nachdem Sie den Artikel gelesen und dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes konzeptionelles Verständnis dafür haben, wie die globale linksventrikuläre diastolische Funktion über den PDF-Formalismus beurteilt werden kann.