心臓手術中に経食道心エコーを用いた渦形成時間の非侵襲的定量
2018年11月28日
心臓外科手術における標準の経食道心エコー技術を使用して渦の形成時間、左心室充填効率の指標を測定するプロトコルについて述べる.異なる心臓疾患患者のいくつかのグループの渦の形成時間を分析するこの手法を適用します。
この方法は、心臓手術中の左心室充填効率に関する重要な質問に答えるのに役立ちます。この技術の主な利点は、従来の食道心エコー検査技術を用いて心臓手術中に渦形成時間を計算できることである。包括的な食道心エコー検査またはTEEを行うために、患者の顎を持ち上げて患者の食道にプローブを静かに挿入します。
プローブは強制されないか、または損傷が発生する可能性があります。初期左心室充填と心房収縮血流波形を特定し、心エコー検査装置の統合ソフトウェアパッケージを使用して、対応するピーク速度と速度時間積分を測定する。中収縮期の間に食道中大動脈弁の長軸TEEビューの大動脈弁のすぐ下にある左心室流出路の最大直径を測定し、左心室流出路の面積を計算する。
深い経胃長軸TEEビューを取得し、遠位左心室流出路にパルス波ドップラーサンプル量を置き、直径を測定した同じレベルで血流速度エンベロープを記録する。速度時間積分を取得するには、TEE ソフトウェアパッケージを使用して波形の領域を統合します。左心室流出路血流速度波形の結果として得られる速度時間積分に流出路の面積を掛けてストローク体積を求める。
食道中二口分と左心室長軸TEEイメージング面のビデオクリップを記録し、各記録に複数の心周期を含むように注意してください。次に、心エコー検査のT波の後のビデオクリップのスローモーション画像を手動で検査して、僧帽弁リーフレットの最大開口を選択し、心エコー装置のキャリパー機能を使用して僧帽リーフレット間の距離を測定します。心房充填率を計算するために、パルス波ドップラーサンプル体積は、食道中四室図の僧帽リーフレットの先端に配置して、透過血流速度プロファイルを得ることができる。
左心室流出路径は、食道中腹腔内心室長軸図で測定できるのに対し、流出路を通る血流は深い経胃短軸画像面で決定することができる。平均僧帽弁径は、食道中二交位および左心室長軸面でそれぞれ測定された主軸および短径の直径の平均として計算される。心肺バイパスへの暴露は、バイパス後60分以内にベースライン値に回復する渦形成時間と冠動脈外科を受けている患者の渦形成時間を減少させる。
左心室充填に対する心房の寄与度が大きいほど、主に、ストローク量と僧帽弁径が変化しないので、渦形成時間の減少の原因となる。渦形成時間の減少は、重度の大動脈弁狭窄症および左心室圧過負荷肥大の患者でも、通常の左心室壁厚みを有する患者と比較して起こる。中程度の大動脈不全は、大動脈狭窄の存在下での渦形成時間の使用を無効にする。
また、この渦形成時間は、左心室拡張機能不全の緩和パターン障害と一致する若年患者に比べてオクトジェナリアンにおいて低い。標準的な2次元およびドップラーのTEE技術を用いた渦形成時間の非侵襲的測定は簡単であり、病理学的状態および外科的介入がリアルタイムで左心室充填効率に及ぼす影響の評価を可能にするかもしれない。
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概要
この記事では、心臓手術中の経食道心エコー検査を用いて、左心室充満効率を示す渦生成時間を測定するためのプロトコルについて説明します。この技術は、異なる心臓状態を持つ様々な患者グループ間での渦生成時間を分析するために適用されます。
主要な研究構成要素
科学分野
- 循環器学
- 心エコー検査
- 心臓手術
背景
- 渦生成時間は左心室充満効率の重要な指標です。
- 経食道心エコー検査は心臓評価で使用される標準的な技術です。
- 充満効率の理解は手術結果を改善する可能性があります。
- 異なる心臓病理は渦生成時間に影響を与える可能性があります。
研究目的
- 手術中の渦生成時間を測定するための信頼性の高い方法を確立すること。
- 様々な心臓状態が充満効率に与える影響を評価すること。
- 手術患者の左心室動態の理解を深めること。
使用された方法
- 経食道心エコー検査プローブの食道への挿入。
- 初期左心室充満および心房収縮期血流波形の識別。
- 心エコー検査ソフトウェアを用いたピーク速度と速度時間積分の測定。
- 収縮中期の左心室流出路面積の計算。
主要な結果
- 渦生成時間は心臓手術中に効果的に測定できます。
- 異なる患者グループ間で渦生成時間の変動が観察されました。
- この技術は左心室充満効率に関する貴重な洞察を提供します。
- 結果は手術戦略と患者管理に情報を提供する可能性があります。
結論
- このプロトコルは術中心機能を評価するための実践的なアプローチを提供します。
- 渦生成時間の理解は手術結果を改善する可能性があります。
- さらなる研究により、これらの発見の臨床実践への影響を探ることができます。
よくある質問
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.
