Quantification de Global diastolique fonction de l'analyse basée sur la modélisation cinématique de transmitral débit via le formalisme de remplissage diastolique paramétrée

L'objectif général de cette procédure est d'évaluer la fonction diastolique globale du ventricule gauche chez un patient à l'aide du formalisme paramétré du remplissage diastolique, ou PDF. Cela s'accomplit tout d'abord en recueillant des données sur la fonction diastolique à partir d'une étude échocardiographique complète de la fonction cardiaque, puis en transférant ces données sur un ordinateur pour analyse. La deuxième étape consiste à travailler avec les images du flux mitral transvalvulaire et à se concentrer sur un seul battement cardiaque.

Un programme personnalisé extrait les paramètres conventionnels de la fonction diastolique pour les ondes e et a et prétraite l'image pour l'étape suivante de l'analyse. Ensuite, l'image prétraitée du flux mitral transmis est chargée dans un programme d'ajustement semi-automatisé. Un segment de l'EWA est sélectionné pour l'ajustement, et un modèle paramétrique préliminaire de remplissage diastolique est produit et superposé à l'image.

La dernière étape consiste à affiner l'ajustement si nécessaire, puis à faire générer par le programme le modèle final de remplissage diastolique paramétré selon les paramètres pour l'ewa d'entrée. En fin de compte, ce processus fournit des paramètres quantifiant la relaxation, la raideur et la charge responsables de la fonction diastolique du patient. Ces paramètres ont été utilisés pour distinguer une fonction normale d'une fonction pathologique et pour élucider de nouvelles données physiologiques.

Le principal avantage de la technique PDF est qu'elle associe les lois du mouvement de Newton à la physiologie réelle de la pompe aspirante en diastole afin d'extraire directement à partir de la courbe des paramètres fonctionnels diastoliques physiologiquement et cliniquement pertinents. En physiologie cardiaque, la relaxation et la rigidité sont des paramètres physiologiques trop bien établis pour caractériser la diastole. La méthode PDF peut aider à répondre à des questions clés dans le domaine de la physiologie cardiaque, car elle sépare les principaux facteurs moteurs de la diastole en des paramètres mesurables de manière non invasive.

La méthode PDF est une technique non invasive qui peut fournir des informations sur les déterminants de la diastole, auparavant mesurables uniquement par des moyens invasifs. L'intérêt de cette méthode réside dans son application à tout élément en mouvement dans le DTE, ce qui la rend également valable pour le flux sanguin à travers la valve mitrale. En ce qui concerne le mouvement tissulaire de l'anneau mitral, l'analyse du sonogramme sera effectuée à l'aide de programmes personnalisés sous MATLAB et LabVIEW.

Utilisez l'utilitaire MATLAB personnalisé pour convertir les images au format DICOM en fichiers bitmap. Ensuite, cliquez sur le bouton trouver le dossier contenant les images afin de charger les fichiers bitmap dans le programme MATLAB personnalisé permettant la mesure des paramètres du flux transmitral. Cliquez sur afficher l'image suivante pour examiner les images, puis sélectionnez une image présentant un contour clair du flux transmitral et un cycle cardiaque complet.

Pour l'analyse, l'image chargée présente le temps sur l'axe horizontal et la vitesse sur l'axe vertical. Déterminez la fréquence d'échantillonnage temporel en cliquant sur le bouton TSR. Utilisez les graduations sur l'image pour identifier deux points temporels sur l'axe du temps qui sont distants d'une seconde.

Ensuite, utilisez les réticules pour cliquer sur le bas à gauche de la première graduation. Pour agrandir l'image sur l'image agrandie, cliquez sur le bord gauche de la graduation souhaitée, et l'image se dézoomera. Répétez la même procédure pour la deuxième graduation.

C’est exactement une seconde après la première graduation. Pour déterminer d’abord la fréquence d’échantillonnage de la vitesse, définissez l’unité de vitesse à indiquer dans la case située à côté du bouton VSR. Par défaut, il s’agit d’un mètre par seconde ou de cent cents centimètres par seconde.

Cliquez sur le bouton VSR et utilisez les réticules pour cliquer en bas à gauche du point de vitesse nulle afin de localiser V égal à zéro sur l'image agrandie. Notez l'emplacement d'affichage de l'échelle de vitesse sur l'image. Cliquez sur le bord inférieur du point de vitesse nulle et l'image se réduit.

Cliquez maintenant en bas à gauche du point de vitesse à la valeur choisie, généralement 100 centimètres par seconde, et marquez le bord inférieur du deuxième point. Pour terminer l'étalonnage de la vitesse en pixels, cliquez sur la marque e et sur le bouton d'onde. Tout d'abord, vous définissez le début et la fin d'un cycle cardiaque.

Procédez en marquant les pics adjacents de l'ECG en suivant la même procédure utilisée pour marquer les points de temps et de vitesse. La durée du battement sera calculée en fonction du nombre de pixels et de la fréquence d'échantillonnage temporelle. Après avoir calculé la fréquence cardiaque, utilisez des marqueurs physiologiques pour définir le début de l'intervalle de relaxation isovolumique.

Ensuite, obtenez une vue agrandie des ondes d'intérêt en cliquant au-dessus du sommet de l'onde la plus haute. Une fois terminé, utilisez les réticules pour sélectionner le point de pic du doppler EWA. Ceci fixe les réticules en place.

Ensuite, déplacez les réticules au début de l'ewa. Remarquez que les réticules définissent une ligne dont une extrémité est fixée au sommet de l'ewa. Avant de cliquer, assurez-vous que la ligne fixée démarre au seuil de l'ewa.

Marquez maintenant la fin de l'ewa. Déplacez la ligne ancrée et cliquez à l'extrémité de l'ewa. Ces points déterminés visuellement permettent de calculer les temps d'accélération et de décélération de l'EWA. Continuez à marquer l'onde de la même manière.

Une fois cette étape terminée, le logiciel génère automatiquement un fichier contenant les paramètres écho conventionnels mesurés et des images recadrées ne comprenant que les ondes e et a sélectionnées, permettant d'effectuer l'analyse paramétrée du remplissage diastolique de l'ewa. Dans le programme personnalisé de visualisation en laboratoire, des étapes analogues peuvent être suivies pour l'onde A. Identifiez et chargez le fichier image créé lors de l'analyse conventionnelle.

Le programme de vue en laboratoire sélectionne automatiquement les pixels à ajuster et les affiche en bleu, vert et rouge pour choisir les pixels qui représentent mieux les contours d'onde. Assurez-vous que « change MVE » est sélectionné sous « show fit ». Utilisez ensuite les curseurs du seuil d'enveloppe de vitesse maximale situés à gauche de l'image.

Augmenter la valeur du seuil sélectionne les pixels ayant une luminosité plus élevée. Après avoir défini le seuil, passez au curseur de début d'EWA. Pour commencer à sélectionner les intervalles de temps, positionnez le curseur de manière à exclure le bruit au début d'EWA et la ligne verticale associée qui coupe la pente ascendante à environ la moitié ou au-dessus de la vitesse maximale.

Maintenant, allez au curseur de fin EWA et positionnez la ligne verticale associée à environ la moitié de la pente de décélération, de sorte que le bruit habituel proche de la ligne de base soit exclu. Remarquez que les pixels de la plage sélectionnée apparaissent en vert. Une fois cette étape terminée, cliquez sur « ajuster EWA » pour lancer l'ajustement PDF et activez l'interrupteur « afficher l'ajustement » pour visualiser les ajustements.

Des données bruitées peuvent rendre l'ajustement très sensible au seuil de vitesse maximale choisi. Si l'ajustement constitue une mauvaise approximation de l'ewa, ajustez-le en modifiant les curseurs du temps EWA et du seuil d'enveloppe de vitesse maximale. Il est également possible de modifier directement les paramètres EWA.

Les paramètres d'ajustement sont affichés à l'écran et leurs valeurs peuvent être saisies dans les zones de texte correspondantes. Ils peuvent également être modifiés à l'aide des flèches haut et bas. Lorsque les paramètres sont ajustés, la courbe verte représentant l'ajustement est mise à jour jusqu'à ce qu'un ajustement satisfaisant soit obtenu.

Cliquez sur « mettre à jour » pour obtenir la valeur actualisée de l'erreur quadratique moyenne. Une fois l'EWA optimisé, cliquez sur « terminé » pour générer des graphiques et des fichiers de données destinés à une analyse ultérieure. Voici un motif EWA normal ou pseudo-normal, qui sont indistinguables à l'aide d'index conventionnels.

Les paramètres conventionnels de la fonction diastolique dérivés de l'EWA sont indiqués sous l'image. Les valeurs des paramètres PDF sont également affichées. En outre, l'ajustement prédit par le modèle PDF est superposé en vert.

Il présente un excellent ajustement. Il s'agit d'un modèle de relaxation différée avec son ajustement à la fonction de densité de probabilité (PDF). Notez qu'en comparaison avec le cas normal, cet EWA possède une amplitude et un temps de décélération plus faibles.

Le paramètre C du modèle PDF, reflétant la viscoélasticité ou la relaxation de la chambre, est plus élevé que dans le cas du patron normal. L'ajustement prédit par le modèle PDF pour ce patron restrictif-constrictif correspond étroitement au contour EWA clinique. Le patron EWA restrictif-constrictif, haut et étroit, est produit par des chambres présentant une rigidité accrue et une fraction d'éjection diminuée.

Dans cet exemple, le paramètre de rigidité PDF, K, est plus élevé que dans les profils normal et de relaxation différée. Une fois maîtrisée, cette technique peut être réalisée en une à deux minutes pour chaque EWA sélectionnée à analyser, à condition qu'elle soit effectuée correctement. Lors de l'exécution de cette procédure, il est important de se rappeler de sélectionner des EWA relativement exemptes de bruit dont l'enveloppe de vitesse mitrale suit le contrôle du flux transmitral.

Après avoir suivi cette procédure, d'autres méthodes, telles que l'ajustement du mouvement tissulaire, peuvent être réalisées afin de répondre à des questions supplémentaires concernant la rigidité ventriculaire longitudinale et le relâchement. Après leur élaboration conceptuelle et leur validation in vivo, ces techniques ont ouvert la voie aux chercheurs en physiologie cardiovasculaire pour quantifier l'impédance transversale par rapport à l'impédance longitudinale. En diastole, extraire un indice indépendant de la charge pour évaluer la fonction diastolique et fractionner le temps de décélération de l'onde E en composantes de rigidité et de relâchement.

Dans des travaux récents, ces techniques ont été utilisées pour explorer la relation entre la fonction diastolique et la génération d'écoulements tourbillonnaires dans des états sains et pathologiques. Après avoir lu l'article et visionné cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension conceptuelle de la manière d'évaluer la fonction diastolique globale du ventricule gauche à l'aide du formalisme PDF.