Article de méthode

Transthoracique Speckle Tracking échocardiographie pour l'évaluation quantitative de gauche Ventricular Myocardial Déformation

DOI :

10.3791/54736

⸱

20 octobre 2016

 ,  , 
1HELIOS University Medical Center Wuppertal, Children's Hospital, Department of Pediatric Cardiology, Center for Clinical and Translational Research (CCTR), Witten/Herdecke University

Dans cet article

Résumé

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Chatoiement échocardiographie de suivi est une technique d'imagerie diagnostique émergente pour l'évaluation quantitative de la performance myocardique globale et régionale. images en mouvement d'affichage standard échocardiographiques sont enregistrées et les paramètres de déformation sont ensuite mesurés par automatisé de suivi et analyse du mouvement continu trame par trame de mouchetures dans les images en mode B du myocarde.

Résumé

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La valeur de l'échocardiographie conventionnelle est limitée par des différences dans l'image inter-individuelle interprétation et donc en grande partie tributaire de l'expertise des examinateurs. Échocardiographie de suivi de chatoiement (STE) est une méthode prometteuse mais techniquement difficile qui peut être utilisé pour évaluer quantitativement systolique régionale et mondiale et la performance myocardique diastolique. souche myocardique et la vitesse de déformation peut être mesurée dans les trois dimensions - radiale, circonférentielle, longitudinale - de déformation myocardique. en coupe transversale à deux dimensions des images en mode B standard sont enregistrées et ensuite post-traitement automatisé de suivi et analyse du mouvement continu trame par trame de mouchetures dans le myocarde. Les images sont enregistrées sous forme de boucles numériques et synchronisées à un ECG à 3 dérivations à des fins de synchronisation. déformation longitudinale est évaluée dans le apicale 4, 3 et 2-chambre vue. La déformation radiale et circonférentielle sont mesurées dans les parasternal axe court avion.

qualité d'image optimale et le suivi des tissus précis sont primordiaux pour la détermination correcte des paramètres de performance du myocarde. Utilisant transthoracique STE dans un volontaire sain, le présent article est une description détaillée des étapes essentielles et les pièges potentiels de quantitative échocardiographique analyse de déformation myocardique.

Introduction

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scénarios scientifiques et cliniques en médecine cardiovasculaire sont de plus en plus traitées par des variables continues et les valeurs de coupure plutôt que simpliste "oui ou non" algorithmes. Les techniques d'imagerie ont évolué pour être en mesure d'évaluer la fonction cardiaque dans de plus en plus en détail. échocardiographie de suivi de chatoiement (STE) est un outil de diagnostic émergent pour l'évaluation quantitative de la performance myocardique. Bien que l' échocardiographie conventionnelle est limitée par l' image subjective interprétation et une forte dépendance à l'expertise de l'examinateur individuel, STE a été introduite comme une méthode reproductible et plus objective de quantifier systolique mondiale et régionale et de la fonction diastolique 1,2.

ventriculaire gauche (LV) de déformation myocardique - raccourcissement longitudinal et périphérique ainsi que l'épaississement radial en systole et vice versa en diastole - peut être décrit la mesure de la déformation des paramètres (ε) et stradu taux (SR). ε est un changement de dimension pour cent en longueur du myocarde. SR est un dérivé de temps de ε 3. Ces indices importants de la fonction du myocarde se sont révélés être capables d'identifier l' ischémie du myocarde 4, prédire la réponse à une thérapie de resynchronisation cardiaque et 5 pour détecter un dysfonctionnement du myocarde subclinique échographiques tandis que les paramètres classiques restent normaux 6. Dans une méta-analyse systématique, ε longitudinale globale, LV quantitative paramètre de la fonction systolique le plus fréquemment utilisé, a été montré pour avoir une valeur pronostique supérieure pour la prédiction des événements cardiaques indésirables majeurs alors fraction d'éjection du VG (EF), l'étalon-or actuel l'évaluation de la fonction systolique LV 7. Même des modifications très subtiles telles que l'effet des changements métaboliques à court terme sur la mécanique du myocarde chez les patients asymptomatiques peuvent être détectés en utilisant STE 8.

Techniquement, l'utilisation de STEs 2D ou 3D greyscale B-mode images animées enregistrées en vue d'échocardiographie standard. Plusieurs cycles cardiaques consécutifs sont enregistrés dans apical vues 4, 3 et 2-chambre pour mesurer la déformation longitudinale et dans la vue de l' axe court parasternale pour la déformation circonférentielle et radiale 9. En outre, en capturant le point de vue de l' axe court au niveau de la valve mitrale, les muscles papillaires et l'apex, LV torsion peut être évaluée 3. Par la suite à l'acquisition de l'image et le stockage sous forme de boucles numériques, la déformation myocardique est mesurée sur une station de travail hors-ligne ou sur l'appareil à ultrasons lui-même. Le logiciel détecte les modèles uniques de pixels du myocarde dans les images enregistrées en niveaux de gris, soi-disant «mouchetures» et les traces tout au long du cycle cardiaque analysé. Les vecteurs sont mesurés et des paramètres de déformation sont ensuite calculés. De cette façon, la déformation myocardique régionale et mondiale peut être évaluée en systole et la diastole à la fois gauche et à droite un ventriculed atrium 10.

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Protocole

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Le contenu du protocole a été éthiquement approuvé par le Comité d'éthique de l'Université Witten / Herdecke.

1. Exigences techniques

  1. Utiliser une technologie de suivi du chatoiement avec dispositif de échocardiographie équipé d'un tissu de réseau du secteur transducteur adéquat d'imagerie harmonique.
  2. Lors de l'acquisition d'image, enregistrer et connecter un ECG à 3 dérivations standard directement à l'appareil d'échocardiographie afin de synchroniser des images animées échocardiographiques à l'activité électromécanique. Ceci est obligatoire à des fins de synchronisation lors des analyses ultérieures de post-traitement. Connectez l'étude sous réserve de l'ECG et de dégeler l'image ultrasonore pour commencer à détecter le signal ECG.
  3. boucles numériques d'enregistrement, comme expliqué en détail ci-dessous (étapes 2,1-2,5) et stockent les données en images animées au format DICOM sur un disque externe. Par la suite, transférer les fichiers vers un poste de travail hors ligne.
  4. analyses Effectuer le post-traitement utilisant un logiciel approprié tel que décriten détail ci-dessous (étapes 03.01 à 03.13).

2. Enregistrement des échocardiographiques Loops numériques

  1. Examinez le patient en position latérale gauche de décubitus (patient allongé sur le côté gauche avec le bras gauche tendu au-dessus de la tête).
    NOTE: Cette partie du protocole exige que le patient sujet / étude pour être présent.
  2. En variante, lorsque la combinaison STE avec des modalités de stress échocardiographie comme une bicyclette ergométrique, veiller à ce que le patient est dans une position verticale de 45 degrés. Dans ce cas, utiliser un dispositif de bicyclette ergométrique standard et effectuer des tests de stress échocardiographie standards comme décrit précédemment 11. Pendant l'enregistrement des images échographiques, inclinez l'ergomètre pour parvenir à une position latérale gauche du corps afin de minimiser les artefacts en interférant le tissu pulmonaire.
  3. Faites attention pour optimiser la qualité d'image pour garantir une évaluation précise de la déformation myocardique. Pour ce faire, régler la vitesse de défilement entre 60 et 80 images par seconde en utilisant l'option "ajuster la fréquence d'images". En outre, faites attention à tous les aspects des structures du myocarde qui doivent être analysées tout au long de la totalité du cycle cardiaque.
  4. Obtenir des images en deux dimensions en niveaux de gris en coupe en mode B à axe long apical standard et des plans à court axe parasternale tel que décrit par l'Association européenne des imagerie cardiovasculaire et de l'American Society of Echocardiography 12. Enregistrer plusieurs cycles cardiaques consécutifs (en fait une seule est nécessaire, l'enregistrement d'au moins trois cycles cardiaques est conseillé afin d'être en mesure de choisir celui avec la meilleure qualité d'image au cours de post-traitement ultérieur) dans chacun des plans suivants:
    1. Pour l'évaluation de ε longitudinale et SR, la capture apical norme 4, 3, et des vues 2-chambre comme décrit précédemment 12. Pour ce faire, positionner le transducteur à la pointe du cœur près de l'impulsion apicale (généralement bntre le 3 ème et 5 ème espace intercostal et entre la ligne mi-claviculaire et axillaire antérieure). Visez vers l'épaule droite et angulate le transducteur jusqu'à ce que toutes les structures anatomiques d'intérêt deviennent visibles.
    2. Enregistrez les images dans la vue parasternale petit axe au niveau de la valve mitrale, les muscles papillaires et le sommet pour détecter circonférentielle ε et SR, ainsi que ε radiale et SR comme décrit ailleurs en détail 12. Pour ce faire, placer la sonde à la frontière parasternale gauche au 2 ème ou 3 ème espace intercostal et angulate jusqu'à ce que vous obtenez une vue perpendiculaire en coupe transversale de la LV.
  5. En combinant STE avec le test de stress cardiaque tels que ergomètre de bicyclette ou de toute autre modalité de tests fonctionnels nécessitant des mesures en série (voir l'étape 2.2), répétez l'étape 2.4 à chaque point de temps désiré.

3. Analyse de post-traitement

REMARQUE: Cette partie du protocole comprend l'évaluation et l'interprétation des images échographiques enregistrées. Il ne nécessite pas que le patient soit présente et peut être effectuée à tout moment après la partie précédente de la procédure.

  1. En utilisant le logiciel d'analyse quantitative de l'échocardiographie, cliquez sur «Fichier» et «Open» et a choisi les données souhaitées d'études échocardiographiques. Sélectionnez un patient / étude et choisir un plan échocardiographique qui doit être analysée.
  2. Cliquez sur le Q'-icon "dans le coin inférieur droit de l'image sélectionnée. Ensuite, appuyez sur le bouton 'ACMQ' sur la gauche.
  3. Choisissez le cycle cardiaque de la qualité d'image optimale en utilisant les touches sauter les «QRS verts au bas de l'écran. Utilisez la barre d'espace du clavier pour jouer et mettre en pause la boucle.
  4. Sélectionnez une région d'intérêt (ROI) à analyser en confirmant le point de vue échocardiographique sur le côté gauche de l'écran. Ensuite, que le logiciel détecte automatiquement le timing de fin de diastole et de proposer un retour sur investissement.
    NOTE: Une première analyse de suivi du chatoiement est ensuite étant calculée par le logiciel. courbes segmentaires et e mondiale sont affichés sur le bas de l'écran.
  5. Cliquez sur "vitesse de déformation» ci-dessous les graphiques pour visualiser segmentaire et SR global.
  6. Vérifier visuellement la qualité de suivi proposé par le logiciel.
    NOTE: Pour ce faire, le contrôle critique si tous les aspects du myocarde à analyser sont complètement couvertes par le retour sur investissement pendant toute la durée du cycle cardiaque. Évitez d'inclure les tissus environnants non myocardiques dans le ROI.
  7. Si nécessaire, repositionner manuellement l'ensemble du ROI ou des aspects uniques de, ou même re-dessiner le ROI complètement (voir 3,8-3,9) afin de garantir des mesures exactes.
    NOTE: En option, réglez le ROI d'être transparent pour ajuster la couverture de ROI sur la position appropriée et la largeur du myocarde.
  8. Dans le apicale 4-, 3- et 2-vue en chambre, que le logicieldéterminer automatiquement un retour sur investissement possible divisant le myocarde en sept segments.
    1. Dans le cas où le retour sur investissement re-définition est nécessaire, cliquez sur 'Draw' sur la gauche et commencer le marquage de la frontière endocardique à trois points de référence: les deux points d'insertion opposés de la valve AV et le mur de LV en commençant par la base inféro-septale / basale inféro-latérale partie inférieure / base de la soupape de finition avec le centre du sommet. Veiller à ce que les deux extrémités de la-endocarde suivis sont sur le même niveau complètement hors du tissu valvulaire.
    2. Si le repositionnement est nécessaire afin d'optimiser la position et la largeur de la ROI, cliquez sur "Modifier" dans la partie gauche de l'écran. Déplacez chaque marge de segment ainsi que le endocarde et les frontières épicardiques individuellement avec le curseur. Utiliser une ligne orthogonale pointant vers le sommet pour la navigation / orientation lors du déplacement du ROI dans son intégralité.
    3. Enfin, démarrer le suivi du chatoiement ré-analyse en appuyant sur labouton 'Compute' sur le côté gauche de l'écran.
      REMARQUE: Le logiciel détecte désormais automatiquement des "marqueurs acoustiques", qui dévient ultrastructures myocardiques correspondant à l'organisation de la fibre myocardique dans leur mouvement tout au long de la contraction et la relaxation du myocarde. Ces marqueurs acoustiques sont tracés à travers toute la durée d'un cycle cardiaque complet. Le calcul nécessaire peut prendre quelques secondes à quelques minutes. ε et SR sont calculées par le logiciel et présentées de façon numérique et graphique.
  9. dans le vue parasternale, ont le logiciel suggère automatiquement un retour sur investissement prédéfini. Réglez ce ROI manuellement, divisant le myocarde en six segments.
    NOTE: La largeur de la ROI, doit correspondre exactement à l'épaisseur du myocarde. Le cas échéant, d'optimiser la position et la largeur de la ROI comme décrit dans 3.8.2. Un point dans le centre de la ROI peut être utilisé pour la navigation / orientation lors du déplacement du ROIson intégralité.
    1. Ensuite, démarrer le suivi du chatoiement ré-analyse en appuyant sur le bouton 'Compute' sur le côté gauche de l'écran.
  10. Choisissez segmentaire et SR ε et global à afficher dans les courbes ou le format de l'oeil du taureau complet. Pour ce faire, cliquez sur le bouton "Préférences" dans le coin inférieur gauche de l'écran. Différents types de formes d'onde et les options d'affichage peuvent être sélectionnées dans ce menu.
  11. Si le repositionnement manuel du ROI ne suffit pas pour obtenir une qualité de suivi du chatoiement global approprié, recommencer à partir de 3.1 et de redéfinir le ROI ou envisager de choisir un cycle cardiaque différent avant de continuer à l'étape suivante.
  12. Enregistrer et exporter les données pour les analyses statistiques ultérieures. Si vous le souhaitez, cine boucles ou encore des cadres peut être exporté que des illustrations. Pour ce faire, cliquez sur "Exporter" dans le coin inférieur gauche de l'écran et sélectionnez le répertoire de format et le fichier souhaité.

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Résultats

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Les principaux paramètres pour l'évaluation quantitative de la performance myocardique sont ε et SR. Techniquement, toutes les cavités cardiaques peuvent être analysées en utilisant STE. Toutefois, étant donné que la méthodologie de suivi du chatoiement a été principalement utilisé pour étudier la LV, l'objectif de cet article est sur la mécanique du myocarde LV. Généralement, ε longitudinal et SR sont des paramètres les déformations de LV les plus couramment évalués. Et SR longi...

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Discussion

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Importance de la technique par rapport à d' autres méthodes

L'étalon-or actuel pour l'évaluation échocardiographique de la fonction systolique LV est la fraction d'éjection du VG (EF) 13. Cependant, la détermination de EF est basée sur une approche simpliste qui est étroitement corrélée à la composante radiale de contraction du myocarde, mais ne prend pas en considération les plans longitudinaux et périphériques importants. Par con...

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Déclarations de divulgation

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Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Remerciements

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Les auteurs remercient le sujet de l’étude échocardiographique pour son bénévolat dans la vidéo ainsi que l’Université Witten/Herdecke et le Centre de recherche HELIOS (HRC-ID 000416 attribué à Kai O. Hensel) pour le financement.

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Système d’échographie Phillips iE33Philips Healthcarehttp://www.umiultrasound.com/ultrasound-machine/philips/ie33
S5-1 transducteur de réseau de secteur à large bande  ;Philips Healthcare5-1 MHz, http://www.usa.philips.com/healthcare/product/HC989605412081/s5-1
QLAB Advanced Quantification Software Version 10.5Philips HealthcareQ-App : Quantification automatisée du mouvement cardiaque (aCMQ), www.philips.com/QLAB-cardiology
Xcelera R3.3L1 (Version 3.3.1.1103)  ;Philips Healthcarehttp://www.usa.philips.com/healthcare/product/HC830038/xcelera-r41-cardiology-information-management-system

Références

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