3次元心エコー検査を用いた右心室の形態学的・機能的評価
October 28th, 2020
ここでは、主にこの技術の実現可能性を最大化する実用的な側面に焦点を当てて、右心室の3D体積評価のための段階的な取得および分析プロトコルを提供します。
数多くの臨床研究で、右心室の形態と機能の診断的および予後的役割が強調され、チャンバーの構造と機能の詳細な定量化の必要性が示されました。左心室と比較して、右心室ははるかに複雑な解剖学的構造と運動パターンを持っています。したがって、3Dアクイジションのみが適切な体積測定の機会を提供します。
右心室の3D心エコー評価は、正確で迅速、かつ再現性の高い技術であり、さまざまな疾患において臨床的価値が確立されています。右心室の測定を超えて、3Dアクイジションは、同じ環境で3次元の左心室または心臓の機会を提供します。従来の心エコー検査と比較して、3次元測定にはわずかに異なるアプローチが必要です。
それにもかかわらず、現在利用可能な半自動法は、日常の臨床診療を通じて容易に実施することを容易にします 3D画像の取得のためには、2D心エコー画像から正しい右心室焦点ビューを確認します。このビューで右心室の自由壁が十分に視覚化されていない場合、期待される 3D 画像の品質は、さらなる分析に最適ではありません。画像が許容できる場合は、4Dボタンを使用してライブ3Dイメージングに切り替え、3Dビューの12スライスモードを使用して、関心領域のトライプレーン画像と、自由に変更できる9つの断面平面を取得します。
切断面を回転させて正しい位置に配置することで、流出路と頂端セグメントを含む右心室のない壁全体の視認性を確認し、セクターの左傾を使用して画像をさらに調整します。シングルビートモードを使用して、最適な画像の深度、幅、フレームレートを選択し、右心室の3Dループを取得します。マルチビートモードを使用して、取得した3Dループを指定された数の心周期から再構築します。
取得した3Dボリュームを縫い合わせたら、プローブを関心領域に配置し、患者に深呼吸をして保持するように依頼します。拡張する肺は通常、画像全体を覆います。患者にゆっくりと息を吐くように頼みます。
肺が収縮すると、右心室が再び見えるようになります。右心室のない壁と中隔全体が再び現れたら、この状態で患者に息を止めるように依頼します。マルチビートを選択し、取得を開始します。
3Dループは、選択した心臓周期の数の間に蓄積されます。右心室全体が視覚化できたら、患者に再び自由に呼吸するように指示します。次に、取得したループをチェックして、ステッチやドロップアウトアーティファクトがないことを確認します。
4D右心室解析を行うには、適切な4D解析ソフトウェアプログラムで患者ライブラリから右心室に焦点を当てた3Dループを開き、右心室を事前定義された4つの切断面に向けます。三尖弁の中心に左上と左下の長軸面に2つのマーカーを配置し、回転ツールを使用して画像の長軸を右心室の実際の長軸に調整します。右上の参照画像は、正しい向きがどのように表示されるかを示しています。
右上パネルと右下パネルで、回転を使用して、参照画像をガイドとして使用して、短軸画像を正しい位置に位置合わせします。[set landmarks] をクリックして 2 つの画像にランドマークを設定し、三尖弁の自由壁と中隔にある三尖弁輪と、以前に向きを変えた頂端 4 室ビューの右心室頂点にマークを付けます。右側には、参照画像をガイドとして使用して、右心室の後部および前部の挿入点と右心室の自由壁を設定します。
すべてのランドマークが設定されると、ソフトウェアは自動的にレビューウィンドウにジャンプします。必要に応じて、心周期全体にわたる自動心内膜境界検出を確認し、手動で修正します。誤ったトラッキングの場合は、必要に応じて心内膜の境界をクリックして修正します。
短軸の回転ツールを使用して、右心室の全周に沿って追跡し、画像を確認します。ペンのサイズを選択して、補正の大きさを調整します。トラッキングが正しい場合は、結果をクリックし、ワークシートパネルで最終的な3Dボリュームデータとその他の計算パラメータを確認します。
さらに調整が必要な場合は、適切なパラメータをクリックして変更を加えます。トラッキングと 3D パラメーターが有効であると思われる場合は、[承認して終了] をクリックして値を保存します。右心室の3次元解析は、さまざまな心血管疾患で実現可能です。
たとえば、これらの画像は、心室の容積と機能が正常な健康なボランティアで撮影されました。僧帽弁修復後の患者で取得されたこれらの画像は、従来の 2D 評価の矛盾する結果の典型的な例を提供します。三尖弁環状平面収縮期エクスカーションは著しく減少しましたが、患者は右心室機能障害の兆候を示さず、正常な 3D 右心室駆出率によって確認されたように、右心室の全体的な収縮機能を維持しました。
拡張型心筋症を患うこのセミプロアスリートでは、中程度の画質しか達成できず、その結果、流出路の視覚化が不十分でした。三次元右心室解析は成功しましたが、心臓MRの結果と良好な一致を示しました。現在利用可能なソフトウェアソリューションを使用することで、3D右室評価がこれまで以上に容易になりました。
それでも、正確で再現性のある分析の鍵は、ベッドサイドでの適切な取得です。3次元の右高パラメータの付加的な臨床的価値は、もはや問題ではありません。これらの対策は、魅力的な研究ツールであるだけでなく、最先端の患者管理の一部でもあります。
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
概要
この記事では、右心室の3D体積評価のための詳細なプロトコルを提示し、実行可能性を高める実践的な技術を強調しています。右心室の形態と機能の正確な定量化の重要性が強調されています。
主要な研究要素
科学の分野
- 循環器学
- 医療画像
- 3D心エコー図
背景
- 右心室は複雑な解剖学的構造と動きのパターンを持っています。
- 3D撮影により、正確な体積測定が可能になります。
- 臨床研究は、右心室の構造と機能の詳細な定量化の必要性を強調しています。
- 3D心エコー図評価は迅速で再現性があります。
研究の目的
- 3D体積評価のためのステップバイステップのプロトコルを提供すること。
- 臨床環境でこの技術の実行可能性を最大化すること。
- 様々な疾患における3D評価の臨床的価値を強調すること。
使用した方法
- 3D心エコー図撮影技術。
- 右心室の体積分析。
- 従来の心エコー図法との比較。
- 同じ設定での左心室評価の統合。
主な結果
- 3D心エコー図は、右心室の形態の正確な測定を提供します。
- この技術は、異なる臨床シナリオにおいて高い再現性を持っています。
- 3D評価は、診断と予後の能力を向上させます。
- 心臓構造の包括的な評価を可能にします。
結論
- 3D体積評価は、右心室機能を理解するために不可欠です。
- この技術は従来の方法に比べて、臨床的に大きな利点を提供します。
- 将来の研究は、様々な心臓疾患におけるその応用をさらに探求すべきです。
よくある質問
Executive Industry Relevance
Quantitative 3D echocardiographic assessment of right ventricular morphology and function addresses a critical gap in cardiovascular drug discovery and translational research. Accurate volumetric data enable mechanistic de-risking and predictive confidence at key inflection points in preclinical and early clinical pipelines. This capability supports portfolio decisions by clarifying disease models and functional endpoints relevant to heart failure and cardiomyopathy programs.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables precise interrogation of right ventricular structure-function relationships in disease-relevant models.
- Supports biological de-risking by providing reproducible volumetric and functional endpoints.
- Improves predictive confidence for target validation in cardiovascular research portfolios.
Screening & Assay Development
- Facilitates preparation of validated cardiac imaging assays for compound screening.
- Standardizes quantitative outputs such as ejection fraction and chamber volumes for cross-study comparability.
- Enables reproducible assessment of drug effects on right ventricular function in preclinical models.
Translational & Preclinical Research
- Aligns imaging endpoints with translational biomarkers for continuity from discovery to preclinical validation.
- Supports risk-adjusted advancement decisions by providing robust functional data in disease models.
- Enhances mechanistic de-risking for heart failure and cardiomyopathy therapeutic programs.
Pipeline & Workflow Integration
3D echocardiographic quantification integrates into the discovery-to-preclinical continuum, enabling standardized functional readouts for target validation, lead optimization, and translational studies.
- Discovery Biology: Provides hypothesis-driven assessment of right ventricular function and morphology.
- Screening: Delivers assay-ready, reproducible volumetric and functional measurements for compound evaluation.
- Analytics: Generates quantitative outputs such as ejection fraction and chamber volumes for statistical comparison.
- Translational Research: Bridges preclinical and clinical endpoints with imaging-based biomarkers.
- Enterprise Reuse: Establishes a scalable, standardized imaging platform for cardiovascular R&D pipelines.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in cardiac target validation.
- Operational Value: Enhances standardization, reproducibility, and scalability of cardiac imaging workflows.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions and improves capital efficiency by reducing late-stage biological risk.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of cardiovascular assets.
Implementation Considerations
- Requires expertise in advanced echocardiographic acquisition and analysis.
- Needs access to 3D-capable ultrasound systems and compatible analysis software.
- Demands cross-team standardization of imaging protocols and data interpretation.
- May require adaptation for use across different preclinical and clinical model systems.
- Image quality and reproducibility depend on operator skill and patient/model characteristics.
