Valutazione della struttura e della funzione ventricolare sinistra mediante ecocardiografia 3D
28 ottobre 2020
In questo articolo, forniamo un protocollo di acquisizione e analisi passo-passo per la valutazione volumetrica e l'analisi speckle-tracking del ventricolo sinistro mediante ecocardiografia 3D, concentrandosi in particolare sugli aspetti pratici che massimizzano la fattibilità di questa tecnica.
La valutazione ecocardiografica 3D della struttura e della funzione cardiaca è un'innovazione rivoluzionaria in cardiologia. La quantificazione della morfologia del ventricolo sinistro e delle prestazioni sistoliche, è il singolo passo più importante in ogni protocollo ecocardiografico. I volumi ventricolari sinistri derivati dall'ecocardiografia 3D e la frazione di eiezione sono maggiormente correlati con la risonanza magnetica cardiaca standard di base e hanno dimostrato di essere più riproducibili rispetto alle tecniche 2D convenzionali.
Risultati più accurati, si trasformano in decisioni terapeutiche più personalizzate e che, alla fine della giornata, migliori risultati per i pazienti. Il successo scientifico e clinico della valutazione del ventricolo sinistro basata sulla 3D, apre la strada all'applicazione di una tecnica simile ad altre strutture cardiache come il ventricolo destro, gli atri o persino le valvole. Una corretta acquisizione delle immagini, seguita da un'analisi completa delle immagini critiche, sono i prerequisiti per un uso adeguato e misurazioni accurate.
Il nostro articolo video fornisce una guida passo passo per raggiungere questo obiettivo. Per l'acquisizione delle immagini ecocardiografiche 3D, posizionare il paziente nella posizione di decubito laterale sinistro e verificare che il tracciato ECG sullo schermo sia di buona qualità. Scongelare l'immagine e iniziare a esaminare il paziente con il trasduttore, per visualizzarlo come una vista apicale convenzionale a quattro camere.
Per ottimizzare la qualità dell'immagine, regolare la larghezza del settore al ventricolo sinistro, abbassando la profondità per troncare l'atrio sinistro e utilizzando un leggero overgain. Premere il pulsante 4D per passare alla modalità 3D e acquisire immagini 3D in modalità multi o single-beat. Utilizza la modalità multi-battito per ottenere una risoluzione spaziale e temporale più elevata, da cui il set di dati verrà ricostruito da due, tre, quattro o sei cicli cardiaci.
Ottenere una tenuta in apnea di fine espirazione del paziente, mantenendo stabile il posizionamento del trasduttore, per ridurre al minimo gli artefatti di sutura. Quando l'intero volume è stato ricostruito dai sottovolumi ed è visibile l'intero ventricolo sinistro, congelare nuovamente l'immagine. E utilizzando le manopole di selezione ciclo e numero di cicli, selezionare i cicli cardiaci acquisiti ottimali e premere la memorizzazione delle immagini.
Per la morfologia del ventricolo sinistro e la quantificazione della funzione, selezionare un set di dati 3D appropriato per l'analisi e fare clic su misura e volume. Selezionare 4D Auto LVQ. Sullo schermo quadruplo, il software chiederà, modificare l'allineamento delle fette apicali alle viste standard?
Correggere manualmente le viste apicali se necessario, inclinandole e ruotandole, per ottenere la vista standard corrispondente ed eliminare così lo scorcio. Trascinare e spostare i calibri sulle viste dell'asse lungo per impostare l'inclinazione per allineare il calibro con l'asse lungo del ventricolo sinistro e utilizzare le manopole corrispondenti o ruotare o regolare i calibri sull'immagine dell'asse corto per impostare la rotazione. Dopo aver terminato l'allineamento della vista, fare clic sul volume telediastolico.
Per il rilevamento semiautomatico dell'endo del ventricolo sinistro e della superficie epicardica, selezionare manualmente due punti di riferimento su qualsiasi vista apicale e identificare successivamente l'apice del ventricolo sinistro e il centro della base del ventricolo sinistro in qualsiasi vista apicale. L'algoritmo contorna automaticamente il bordo endocardico dell'intero ventricolo sinistro. Verifica la credibilità del contorno in tre viste apicali, tre viste dell'asse corto di diversi livelli e un quarto asse corto controllato dall'utente, per consentire la verifica visiva della superficie rilevata.
Quindi procedere e misurare il volume telesistolico come appena dimostrato per il volume telediastolico, per identificare e correggere il contorno endocardico sul telaio telesistolico. Quindi, procedi alla forma d'onda del volume. Il software visualizzerà un modello 3D dinamico del ventricolo sinistro e una curva del volume temporale mentre traccia la superficie endocardica durante il ciclo cardiaco fotogramma per fotogramma.
Procedere alla misurazione della massa del ventricolo sinistro. Il software eseguirà automaticamente il contorno epicardico del ventricolo sinistro sul telaio telediastolico e calcolerà la massa del ventricolo sinistro. Fare clic per valutare la regione di deformazione 4D di interesse.
Il software contorna automaticamente la superficie epicardica sul telaio telesistolico e calcola il ventricolo sinistro e la massa sistolica. Infine, fare clic su Risultati deformazione 4D. Il software visualizzerà il tracciamento miocardico 3D su più piani dell'asse corto e lungo e i corrispondenti valori di deformazione dei 17 segmenti standard del ventricolo sinistro durante il ciclo cardiaco fotogramma per fotogramma.
Verranno visualizzate le curve di deformazione temporale e un grafico a occhio di bue. Verranno calcolate e dimostrate anche le deformazioni longitudinali, circonferenziali, radiali e di area, la rotazione e la torsione. Quindi, per terminare l'analisi, fare clic su Approva ed esci.
Qui viene mostrata un'analisi 3D del ventricolo sinistro in un volontario sano con volumi e funzione ventricolare normali. Questa analisi 3D del ventricolo sinistro di un paziente di sesso maschile di 64 anni, mostra una cardiomiopatia dilatativa e un ampio complesso QRS della morfologia del blocco di branca sinistra. L'analisi della meccanica miocardica mediante 3D speckle tracking, fornisce dati significativi sulle contrazioni dissincrone e sulla disfunzione segmentale.
Quando si tenta questo protocollo, tenere presente che, nonostante tutti questi progressi nella tecnologia trans-utente e software, è necessaria un'immagine di buona qualità del cuore per ottenere un'accurata results. 3D la valutazione ecocardiografica della struttura e della funzione del ventricolo non è più solo un giocattolo scientifico. È pronto per tutti i giorni quando viene chiamato prime time.
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Panoramica
Questo articolo presenta un protocollo per la valutazione volumetrica e l'analisi di speckle-tracking del ventricolo sinistro mediante ecocardiografia 3D. Enfatizza aspetti pratici per migliorare la fattibilità di questa tecnica innovativa.
Componenti principali dello studio
Area della scienza
- Cardiologia
- Ecocardiografia 3D
- Imaging cardiaco
Sfondo
- L'ecocardiografia 3D è un significativo avanzamento nella valutazione cardiaca.
- Permette una quantificazione accurata della morfologia e della funzione del ventricolo sinistro.
- Le metriche derivate dal 3D correlano bene con la risonanza magnetica cardiaca standard.
- Una maggiore accuratezza porta a migliori decisioni terapeutiche e risultati per i pazienti.
Obiettivo dello studio
- Fornire un protocollo dettagliato per la valutazione del ventricolo sinistro.
- Evidenziare l'importanza di una corretta acquisizione e analisi delle immagini.
- Facilitare l'applicazione di questa tecnica ad altre strutture cardiache.
Metodi utilizzati
- Tecniche di imaging ecocardiografico 3D.
- Valutazione volumetrica del ventricolo sinistro.
- Analisi di speckle-tracking per la valutazione funzionale.
- Analisi critica delle immagini per misurazioni accurate.
Risultati principali
- L'ecocardiografia 3D fornisce risultati più riproducibili rispetto alle tecniche 2D.
- I volumi ventricolari sinistri e la frazione di eiezione quantificati sono affidabili.
- I risultati supportano decisioni terapeutiche personalizzate.
- Il potenziale di applicazione ad altre strutture cardiache è stabilito.
Conclusioni
- L'ecocardiografia 3D è uno strumento prezioso in cardiologia.
- Una metodologia corretta migliora l'accuratezza delle valutazioni cardiache.
- Questa tecnica può migliorare i risultati dei pazienti attraverso una migliore diagnostica.
Domande frequenti
Executive Industry Relevance
Three-dimensional echocardiography enables precise, reproducible quantification of left ventricular structure and function, directly impacting early cardiac target validation and risk stratification in translational research. High-fidelity volumetric and functional measurements support predictive confidence at key inflection points in cardiovascular drug discovery and device development. Integration of 3D imaging analytics enhances portfolio decision-making by reducing biological ambiguity and supporting mechanistic de-risking.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables robust quantification of left ventricular morphology and systolic performance for hypothesis testing.
- Supports mechanistic de-risking by aligning imaging outputs with gold-standard MRI benchmarks.
- Facilitates functional target validation through reproducible volumetric and strain measurements.
- Improves predictive confidence for cardiac safety and efficacy endpoints in preclinical models.
Screening & Assay Development
- Provides standardized, quantitative readouts for left ventricular volumes, mass, and ejection fraction.
- Enables reproducible assessment of myocardial deformation (strain) for compound screening.
- Supports assay scalability and platform reuse across cardiac phenotyping studies.
- Delivers high-throughput, operator-independent measurements for reliable compound evaluation.
Translational & Preclinical Research
- Aligns imaging biomarkers with disease-relevant cardiac endpoints for translational continuity.
- Enables risk-adjusted advancement decisions by providing quantitative functional data.
- Supports cross-species and cross-model comparability in preclinical cardiac studies.
- Facilitates early identification of cardiac dysfunction in disease models or intervention studies.
Pipeline & Workflow Integration
3D echocardiographic quantification integrates from early discovery through preclinical validation, supporting lead identification and translational research in cardiovascular R&D.
- Discovery Biology: Provides quantitative hypothesis testing and pathway clarification for cardiac targets.
- Screening: Delivers reproducible, standardized volumetric and strain outputs for assay readiness.
- Analytics: Enables frame-by-frame measurement of dynamic cardiac function and morphology.
- Translational Research: Aligns imaging outputs with clinical endpoints for biomarker continuity.
- Enterprise Reuse: Establishes a scalable, reusable imaging capability across cardiac R&D programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in cardiac studies.
- Operational Value: Standardizes image acquisition and analysis for reproducibility and scalability.
- Strategic Value: Supports informed go/no-go decisions and capital-efficient portfolio management.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization and advancement of cardiovascular assets.
Implementation Considerations
- Requires expertise in high-quality 3D image acquisition and critical analysis.
- Depends on advanced echocardiography instrumentation and analytical software infrastructure.
- Demands cross-team standardization of acquisition and analysis protocols.
- May require adaptation for different cardiac models or disease states.
- Image quality and operator training are critical for accurate, reproducible outputs.
