Articolo metodologico

Determinazione non invasiva del vortice formazione tempo usando l'ecocardiografia Transesophageal durante l'ambulatorio cardiaco

DOI:

10.3791/58374

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28 novembre 2018

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1Anesthesia Service, Clement J. Zablocki Veterans Affairs Medical Center, 2Department of Anesthesiology, Medical College of Wisconsin

In questo articolo

Sommario

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Descriviamo un protocollo per misurare il tempo di formazione del vortice, un indice di efficienza di riempimento ventricolare sinistro, utilizzando tecniche di ecocardiografia transesophageal standard nei pazienti sottoposti a chirurgia cardiaca. Applichiamo questa tecnica per analizzare il tempo di formazione del vortice in diversi gruppi di pazienti con diverse patologie cardiache.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Flusso sanguigno Trans-mitrale produce un corpo di rotazione tridimensionale di fluido, noto come un anello di vortice, che migliora l'efficienza del ventricolo sinistro (LV) riempimento rispetto con un getto continuo e lineare. Sviluppo di anello di vortice è più spesso quantificato con tempo di formazione del vortice (VFT), un parametro adimensionale basato su espulsione di fluidi da un tubo rigido. Il nostro gruppo è interessato a fattori che influenzano la LV efficienza di riempimento durante l'ambulatorio cardiaco. In questo rapporto, descriviamo come utilizzare standard bidimensionale (2D) e Doppler ecocardiografia transesophageal (t) non invadente derivare le variabili necessarie per calcolare VFT. Calcoliamo la frazione di riempimento atriale (β) da velocità-tempo integrali di trans-mitrale precoce riempimento di LV e sistole atriale sangue flusso velocità forme d'onda misurate nella metà di-esofageo vista TEE quattro-alloggiamento. Volume sistolico (SV) è calcolato come il prodotto del diametro della pista di deflusso LV misurato nella visualizzazione TEE di metà di-esofageo asse lungo e l'integrale di velocità-tempo di flusso di sangue attraverso la pista di deflusso determinato nella visualizzazione profonda transgastrica tramite onda di impulso Doppler. Infine, il diametro della valvola mitrale (D) è determinato come media degli assi maggiore e minore lunghezza misurata in bicommissural di metà di-esofageo ortogonale e aerei imaging asse lungo, rispettivamente. VFT viene poi calcolato come 4 × (1-β) × SV / (passaggio3). Noi abbiamo usato questa tecnica per analizzare VFT in diversi gruppi di pazienti con diverse anomalie cardiache. Discutiamo la nostra applicazione di questa tecnica e le relative limitazioni potenziali ed anche rivedere i nostri risultati fino ad oggi. Misurazione non invasiva della VFT utilizzando TEE è semplice in pazienti anestetizzati sottoposti a chirurgia cardiaca. La tecnica potrebbe consentire cardiaci anestesisti e chirurghi per valutare l'impatto di condizioni patologiche e gli interventi chirurgici su LV riempimento efficienza in tempo reale.

Introduzione

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Meccanica dei fluidi è un determinante critico ma spesso sottovalutato del materiale da otturazione ventricolare sinistra (LV). Un corpo di rotazione tridimensionale di fluido, noto come un anello di vortice, viene generato ogni volta che un fluido attraversa un orifizio1,2,3. Questo anello di vortice migliora l'efficienza del trasporto fluido rispetto con un getto continuo lineare4. Circolazione del sangue attraverso la valvola mitrale durante il riempimento di LV precoce provoca un anello di vortice per formare5,6,7,8 e facilita la sua propagazione nella camera mantenendo fluido slancio e energia cinetica9. Queste azioni migliorano LV riempimento efficienza4,10,11,12,13. L'anello non solo inibisce la stasi del flusso di sangue a LV apex14,15,16,17 ma anche dirige il flusso preferenzialmente sotto l' opuscolo mitrale anteriore7, 18, effetti che fanno diminuire il rischio di formazione dell'embolo apicale e facilitano il riempimento del deflusso LV traccia19, rispettivamente. Ecocardiografia di contrasto17, vector Doppler flusso mappatura6,20,21, risonanza magnetica7e particella velocimetry9,22 di imaging ,23,24 sono stati utilizzati per dimostrare l'aspetto e il comportamento degli anelli di trans-mitrale vortice in condizioni normali e patologiche. Il gradiente di pressione atriale-LV sinistra, il grado di escursione di anulare mitrale diastolica, la pressione minima di LV raggiunta durante la diastole e la velocità e l'entità del rilassamento di LV sono le quattro principali determinanti della durata, la dimensione, la intensità del flusso e la posizione di le trans-mitrale anello2,12,25,26,27,28,29.

Sviluppo di anello di vortice è più spesso quantificato con un parametro adimensionale (tempo di formazione del vortice; VFT) basato su espulsione di fluidi da un tubo rigido3, dove VFT è definito come il prodotto della velocità del fluido mediato nel tempo e la durata dell'espulsione diviso per il diametro dell'orifizio. La dimensione ottimale di un anello di vortice è raggiunto quando VFT è 4 in vitro perché finali getti ed energici limitazioni impediscono di raggiungere una più grande dimensione3,4. Valvola mitrale VFT è stata approssimata clinicamente usando l'ecocardiografia transthoracic8,30,31. Basato sull'analisi della velocità di flusso sanguigno trans-mitrale e della valvola mitrale diametro (D), può essere facilmente dimostrato8 quel VFT = 4 × (1-β) × EF × α3, dove β = frazione di riempimento atriale, EF = frazione di espulsione di LV e α = EDV1/3/d, dove EDV = volume end-diastolic. Frazione di eiezione è il rapporto tra volume sistolico (SV) ed EDV, consentendo questa equazione possono essere semplificate per VFT = 4 × (1-β) × SV / (passaggio3). Perché VFT è adimensionale (volume/volume), questo indice permette il confronto diretto tra pazienti di varie dimensioni senza regolazione per peso o corpo di superficie8. Gamme VFT ottimali tra 3.3 e 5.5 in soggetti sani8e i risultati sono coerenti con quelli ottenuti in fluidodinamica modelli3,32. VFT è stato indicato per essere ≤ 2.0 in pazienti con depressa funzione sistolica del ventricolo, i risultati che sono supportati anche dalle previsioni teoriche8. Riduzioni in VFT predetto indipendente di morbilità e mortalità nei pazienti con insufficienza cardiaca30. Elevato postcarico33LV, morbo di Alzheimer34, anormale funzione diastolica19e sostituzione della valvola mitrale nativa con una protesi35 hanno anche dimostrati di diminuire VFT. Misura di VFT può anche essere utile per identificare la stasi del flusso di sangue o di trombosi in pazienti con infarto miocardico acuto36,37.

Il nostro gruppo è interessato a fattori che influenzano la LV riempimento efficienza durante l'ambulatorio cardiaco38,39,40,41. Utilizziamo standard bidimensionale e Doppler transesofagea (TEE) non invadente derivare le variabili necessarie per calcolare VFT. In questo rapporto, descriviamo questa metodologia in dettaglio ed esaminiamo i nostri risultati fino ad oggi.

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Protocollo

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L'Institutional Review Board di Clemente J. Zablocki Veterans Affairs Medical Center ha approvato i protocolli. Consenso informato scritto è stato rinunziato a perché invasiva cardiaco monitoraggio e TEE sono abitualmente utilizzati in tutti i pazienti sottoposti a chirurgia cardiaca nella nostra istituzione. I pazienti con controindicazioni relative o assolute per TEE, quelli sottoposti a ripetere sternotomy mediano o chirurgia d'urgenza e quelli con tachiaritmie atriali o ventricolari sono esclusi dalla partecipazione.

1. anestesia

  1. Fornire ogni paziente con midazolam per via endovenosa (1 a 3 mg) e (50 a 150 µ g) di fentanil per sedazione cosciente prima della chirurgia.
  2. Utilizzare l'anestesia locale (lidocaina 1% sottocutaneo) per l'inserimento di cateteri endovenosi e radiale dell'arteria. Testare la qualità dell'anestesia locale con una puntura di spillo.
  3. Garantire che il paziente riceva ossigeno supplementare mediante una cannula nasale (2 a 4 L/min).
  4. Posizionare un catetere venoso o arterioso polmonare centrale utilizzando l'anestesia locale (lidocaina 1% sottocutaneo) in condizioni di sterilità attraverso destra o a sinistra della vena giugulare interna con guida ecografica basata su indicazioni cliniche appropriate.
  5. Inducono anestesia utilizzando fentanil per via endovenosa (5 mcg/kg), propofol (1-2 mg/kg) e rocuronio (0,1 mg/kg). Mantenere utilizzando l'anestesia per inalazione isoflurane (fine-di marea concentrazione dell'1%) in una miscela di aria-ossigeno, fentanil (1 a 2 µ g/kg/h), e rocuronio (0,05 mg/kg) titolato al effetto utilizzando Monitoraggio neuromuscolare.
  6. Aspirazione dello stomaco usando un tubo orale-gastrico.
  7. Posto ad ultrasuoni gelatina in hypopharynx del paziente. Sollevare la mandibola anteriormente e avanzare una sonda TEE nell'esofago con una leggera pressione per sormontare la resistenza del muscolo hypopharygeus.

2. transesofagea

  1. Eseguire un esame completo di TEE seguito società di ecocardiografia/società americana degli anestesisti cardiovascolare orientamenti42 in ogni paziente.
  2. Posizionare un'onda di impulso volume campione Doppler tra le punte dei lembi mitrale a velocità di flusso di sangue trans-mitrale record nel metà di-esofageo t quattro-alloggiamento imaging aereo (Figura 1).
  3. Identificare il primi LV ripieno e forme d'onda del flusso di sangue sistole atriale di velocità del flusso sanguigno trans-mitrale e misurare i loro corrispondenti velocità di picco e velocità-tempo integrali (VTIE e VTIA, rispettivamente) utilizzando la pacchetto di software integrato di apparecchiature di ecocardiografia (Figura 1).
  4. Calcolare la frazione di riempimento atriale (β) come il rapporto tra atriale al riempimento totale di LV:
    figure-protocol-1
  5. Misurare il diametro massimo del tratto di efflusso del LV immediatamente sotto la valvola aortica in asse lungo metà di-esofageo valvola aortica Vedi TEE durante mid-sistole (Figura 2A).
  6. Calcolare l'area del tratto di efflusso del LV assumendo geometria circolare come il prodotto di π/4 e il quadrato del diametro (vedi passo 2.5 sopra).
  7. Ottenere un asse lungo di profonda transgastrica vista TEE e posizionare un'onda di impulso volume campione Doppler nel tratto di efflusso LV distale per registrare una busta di velocità di flusso sanguigno (Figura 2B) allo stesso livello dove il diametro è stato misurato (vedi passo 2.5 sopra); integrare l'area di questa forma d'onda utilizzando il pacchetto software di apparecchiature di ecocardiografia per ottenere VTI.
  8. Moltiplica l'integrale di velocità-tempo risultante (VTI) di LV deflusso traccia sangue flusso velocità forma d'onda (Figura 2B) per la zona del deflusso traccia (Vedi punto 2.6) per ottenere il volume sistolico (SV).
  9. Registrare clip video del metà di-esofageo bicommissural e asse lungo LV TEE imaging aerei, rispettivamente42. Assicurarsi di includere diversi cicli cardiaci in ogni registrazione.
  10. Ispezionare visivamente immagini slow motion delle clip video (Vedi punto 2.9 sopra) dopo il T-wave di ECG, di scegliere la massima apertura degli opuscoli della valvola mitrale.
  11. Misurare la distanza tra gli opuscoli mitrali (figure 3A e 3B) utilizzando la funzione di "pinza" dell'apparecchiatura ecocardiografia.
  12. Calcolare il diametro della valvola mitrale (D) come la media della major (transcommissural anteriore-laterale-postero-mediale) e minori (anteriore-posteriore) lunghezze.
  13. Calcolare VFT utilizzando la formula:
    figure-protocol-2
  14. Eseguire tutte le misurazioni ecocardiografiche quantitative in triplice copia a fine espirazione.

3. disegno sperimentale

  1. Determinare VFT, indici di funzione diastolica del ventricolo e di emodinamica durante condizioni di stato stazionario 30 minuti prima e 15, 30 e 60 minuti dopo l'esclusione cardiopolmonare (CPB) in 10 pazienti con normale frazione di eiezione LV preoperative sotto dell'arteria coronaria intervento chirurgico per verificare l'ipotesi che la CPB diminuisce transitoriamente VFT39.
  2. Verificare l'ipotesi che l'ipertrofia di sovraccarico di pressione LV prodotto da stenosi della valvola aortica riduce VFT esaminando (in un gruppo di 8 pazienti sottoposti a sostituzione della valvola aortica) per stenosi aortica severa e confrontando le osservazioni ad un altro gruppo di 8 pazienti con normale LV parete spessore in fase di chirurgia dell'arteria coronaria40. Misurare VFT, funzione diastolica LV, emodinamica e spessore di parete posteriore fine-diastolica durante condizioni di stato stazionario 30 minuti prima del CPB.
  3. Testare l'ipotesi che il flusso di sangue diastolica anormale entra il LV colpisce trans-mitrale LV riempimento efficienza in 8 pazienti con insufficienza aortica moderata e di stenosi aortica contro 8 pazienti con stenosi aortica che non hanno valvole regurgitant 38. misura VFT e altri parametri come descritto in precedenza (punto 3.2).
  4. Prova l'ipotesi che l'età avanzata è associata con una riduzione in LV riempimento efficienza quantificato tramite VFT in 7 ottantenni (82 ± 2 anni) rispetto ai 7 giovani pazienti (55 ± 6 anni)41 che subiscono chirurgia dell'arteria coronaria. Assicurarsi che entrambi i gruppi abbiano normale frazione di eiezione preoperative di LV. Misurare la VFT e altri parametri come descritto in precedenza (punto 3.2).

4. statistiche

  1. Presentare i dati come media ± deviazione standard.
  2. Valutare i dati mediante analisi della varianza (ANOVA) seguita da modifiche di Bonferroni di Student t-test.
  3. Utilizzare l'analisi di regressione lineare per determinare le relazioni tra VFT e spessore di parete posteriore fine-diastolico e tra VFT ed età.
  4. Rifiutare l'ipotesi nulla quando p < 0.05.

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Risultati

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L'attuale tecnica ci ha permesso di misurare in modo affidabile VFT durante l'ambulatorio cardiaco sotto una varietà di condizioni cliniche ottenendo ciascun determinante dal flusso sanguigno e dimensionale registrazioni in piani di imaging standard TEE. Un'onda di impulso volume campione Doppler è stato disposto sulle punte dei lembi mitrale nella metà di-esofageo vista quattro-alloggiamento per ottenere il profilo di velocità flusso di sangue trans-mitrale necessario calcolare la frazio...

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Discussione

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I risultati attuali illustrano che VFT può essere attendibilmente misurata durante l'ambulatorio cardiaco utilizzando le tecniche TEE descritte qui. Le descrizioni precedenti di VFT usato ecocardiografia transthoracic in soggetti cosciente, ma questo approccio non può essere utilizzato quando il petto è aperto. Abbiamo usato t intraoperative per determinare VFT nei pazienti anestetizzati sottoposti a chirurgia cardiaca durante i quali cambiamenti nelle dinamiche di riempimento di LV sono spesso incontrate a seguito di is...

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Dichiarazioni

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Gli autori hanno nessun concorrenti interessi finanziari o altri conflitti di interessi ai sensi di quest'opera.

Ringraziamenti

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Questo materiale è il risultato di lavoro sostenuto con risorse e l'uso delle strutture presso il Clement J. Zablocki Veterans Affairs Medical Center a Milwaukee, nel Wisconsin.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Macchina per ecocardiografiaPhilips Ultrasound, Bothall, WAiE33
Sonda per ecocardiografia transesofageaPhilips Ultrasound, Bothall, WAX7-2t
Analista di software statisticoSoft, Walnut, CAStatPlus:mac Pro

Riferimenti

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