Determinazione non invasiva del vortice formazione tempo usando l'ecocardiografia Transesophageal durante l'ambulatorio cardiaco
28 novembre 2018
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.
Questo metodo può aiutare a rispondere alle domande chiave sull'efficienza di riempimento ventricolare sinistro durante la cardiochirururizzazione. Il principale vantaggio di questa tecnica è che il tempo di formazione del vortice può essere calcolato durante la cardiochirurgia utilizzando le tradizionali tecniche di ecocardiografia transesofagea. Per eseguire un esame completo di ecocardiografia transesofagea o TEE, inserire delicatamente la sonda nell'esofago del paziente sollevando la mascella del paziente.
La sonda non deve essere forzata o potrebbe verificarsi lesioni. Identificare il riempimento del ventricolo sinistro precoce e le forme d'onda del flusso sanguigno sistole atriale della velocità del flusso sanguigno trasmitterale e misurare le corrispondenti velocità di picco e gli integrali del tempo di velocità utilizzando il pacchetto software integrato dell'apparecchiatura di ecocardiografia. Misurare il diametro massimo del tratto di deflusso del ventricolo sinistro immediatamente al di sotto della valvola aortica nella vista TEE dell'asse lungo della valvola aortica esofagea media durante la sistola centrale e calcolare l'area del tratto di deflusso del ventricolo sinistro.
Ottenere una vista TEE ad asse lungo transgastrico profondo e posizionare un volume del campione Doppler a onda d'impulso nel tratto di deflusso del ventricolo sinistro distale per registrare un inviluppo di velocità del flusso sanguigno allo stesso livello in cui è stato misurato il diametro. Per ottenere l'integrale del tempo di velocità, utilizzare il pacchetto software TEE per integrare l'area della forma d'onda. Moltiplicare l'integrale di tempo di velocità risultante del tratto di deflusso del ventricolo sinistro forma d'onda della velocità del flusso sanguigno per l'area del tratto di deflusso per ottenere il volume della corsa.
Registrare i video clip dei piani di imaging TEE bi-commissurali e ventricolari medio-esofagei e del ventricolo sinistro, facendo attenzione a includere diversi cicli cardiaci in ogni registrazione. Quindi ispezionare manualmente le immagini al rallentatore dei videoclip dopo l'ecocardiografia T-wave per selezionare l'apertura massima dei volantini della valvola mitrale e utilizzare la funzione di pinza nell'apparecchiatura ecocardiografica per misurare la distanza tra i volantini mitralicali. Per calcolare la frazione di riempimento atriale, un volume del campione Doppler ad onda d'impulso può essere posizionato sulle punte dei foglioline mitralica nella vista a quattro camere esofagee medie per ottenere il profilo della velocità del flusso sanguigno trasmizionale.
Il diametro del tratto di deflusso del ventricolo sinistro può essere misurato nella vista dell'asse lungo del ventricolo sinistro medio-esofageo, mentre il flusso sanguigno attraverso il tratto di deflusso può essere determinato nel piano di imaging transgastrico profondo a corto asse. Il diametro medio della valvola mitrale è calcolato come la media dei diametri dell'asse maggiore e minore misurati rispettivamente nei piani bi-commissurali e ventricolari sinistro dell'asse medio-esofageo e del ventricolo sinistro. L'esposizione al bypass cardiopolmonare riduce il tempo di formazione del vortice nei pazienti sottoposti a chirurgia coronarica con il tempo di formazione del vortice che si sta riprendendo ai valori di base entro 60 minuti dal bypass.
Il maggiore contributo atriale al riempimento del ventricolo sinistro è principalmente responsabile del declino del tempo di formazione del vortice poiché il volume della corsa e il diametro della valvola mitrale rimangono invariati. Una diminuzione del tempo di formazione del vortice si verifica anche nei pazienti con stenosi della valvola aortica grave e ipertrofia del sovraccarico di pressione del ventricolo sinistro rispetto a quelli con normale spessore della parete del ventricolo sinistro. L'insufficienza aortica moderata invalida l'uso del tempo di formazione del vortice in presenza di stenosi aortica.
Inoltre, il tempo di formazione del vortice è inferiore negli ottogenariani rispetto ai pazienti più giovani che coincidono con un andamento di rilassamento alterato della disfunzione diastolica del ventricolo sinistro. La misurazione non invasiva del tempo di formazione dei vortici utilizzando tecniche standard bidimensionali e Doppler TEE è semplice e può consentire la valutazione dell'impatto delle condizioni patologiche e degli interventi chirurgici sull'efficienza di riempimento ventricolare sinistro in tempo reale.
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Panoramica
Questo articolo descrive un protocollo per misurare il tempo di formazione del vortice, che indica l'efficienza di riempimento ventricolare sinistro, utilizzando l'ecocardiografia transesofagea durante la chirurgia cardiaca. La tecnica viene applicata per analizzare il tempo di formazione del vortice in vari gruppi di pazienti con diverse condizioni cardiache.
Componenti chiave dello studio
Area della scienza
- Cardiologia
- Ecocardiografia
- Chirurgia cardiaca
Background
- Il tempo di formazione del vortice è una misura critica dell'efficienza di riempimento ventricolare sinistro.
- L'ecocardiografia transesofagea è una tecnica standard utilizzata nelle valutazioni cardiache.
- Comprendere l'efficienza di riempimento può migliorare gli esiti chirurgici.
- Diverse patologie cardiache possono influenzare il tempo di formazione del vortice.
Obiettivo dello studio
- Stabilire un metodo affidabile per misurare il tempo di formazione del vortice durante la chirurgia.
- Valutare l'impatto di varie condizioni cardiache sull'efficienza di riempimento.
- Migliorare la comprensione delle dinamiche ventricolari sinistre nei pazienti chirurgici.
Metodi utilizzati
- Inserimento di una sonda di ecocardiografia transesofagea nell'esofago.
- Identificazione delle onde di flusso sanguigno di riempimento precoce del ventricolo sinistro e sistole atriale.
- Misurazione delle velocità di picco e degli integrali di tempo di velocità utilizzando il software ecocardiografico.
- Calcolo dell'area del tratto di efflusso del ventricolo sinistro durante la mesodiastole.
Risultati principali
- Il tempo di formazione del vortice può essere misurato efficacemente durante la chirurgia cardiaca.
- Sono state osservate variazioni nel tempo di formazione del vortice tra diversi gruppi di pazienti.
- La tecnica fornisce preziose informazioni sull'efficienza di riempimento ventricolare sinistro.
- I risultati possono influenzare le strategie chirurgiche e la gestione del paziente.
Conclusioni
- Il protocollo offre un approccio pratico per valutare la funzione cardiaca in intraoperatorio.
- Comprendere il tempo di formazione del vortice può migliorare gli esiti chirurgici.
- Ulteriori studi possono esplorare le implicazioni di questi risultati nella pratica clinica.
Domande frequenti
Executive Industry Relevance
Assessing left ventricular filling efficiency during cardiac surgery provides critical hemodynamic insights that can inform real-time surgical decision-making. Noninvasive measurement of vortex formation time via transesophageal echocardiography enables rapid evaluation of diastolic function under varying pathophysiological and interventional conditions. This capability supports mechanistic de-risking in preclinical and translational cardiovascular research by linking functional outcomes to structural interventions.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses related to diastolic dysfunction and ventricular-vascular coupling in disease models.
- Operational Value: Provides a quantitative, dimensionless parameter (VFT) for functional target validation in large animal or clinical surrogate systems.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Supports development of standardized echocardiographic assays for assessing compound effects on ventricular filling dynamics.
- Operational Value: Facilitates reproducible, noninvasive longitudinal monitoring of cardiac function in conscious or anesthetized models.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Bridges mechanistic findings in ventricular filling to clinical relevance through direct parameter translation.
- Operational Value: Enables continuous assessment of LV filling efficiency during simulated surgical stress or pharmacologic challenge.
Pipeline & Workflow Integration
The method integrates into discovery workflows by providing functional hemodynamic readouts that complement molecular and histological endpoints in cardiovascular target validation.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing of pathways regulating diastolic relaxation and atrial contribution to ventricular filling.
- Screening: Delivers quantitative, reproducible outputs for evaluating pharmacologic modulation of preload and afterload.
- Analytics: Generates dimensionless VFT values enabling cross-study comparison and normalization across models.
- Translational Research: Aligns with clinical echocardiography practices, enhancing predictive confidence in preclinical-to-clinical translation.
- Enterprise Reuse: Represents a reusable core capability for cardiovascular safety pharmacology and efficacy assessment programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in target validation by reducing ambiguity in functional cardiac phenotypes.
- Operational Value: Leverages existing clinical imaging infrastructure, minimizing need for specialized equipment.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions by identifying compounds that adversely affect diastolic function early in development.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of candidates based on ventricular filling efficiency profiles.
Implementation Considerations
- Requires expertise in transesophageal echocardiography image acquisition and Doppler signal interpretation.
- Dependent on access to echocardiography systems with integrated software for velocity-time integral and diameter measurements.
- Necessitates standardized imaging planes and timing relative to cardiac cycle for reproducible VFT calculation.
- Limited by acoustic windows and patient-specific factors affecting image quality in intraoperative settings.
- Assumes mitral valve geometry approximates a circular orifice, which may introduce error in pathologic remodeling.
