방법 논문

3D 심초음파: 심장 해부학 및 기능에 대한 더 나은 이해를 향하여

776 조회수

⸱

2021년 12월 14일

1Heart and Vascular Center, Semmelweis University

이 논문에서

초록

논의 된 기사 :

Ujvari, A. et al. 3D 심장초음파를 사용한 좌심실 구조 및 기능 평가. 시각화 실험 저널(Journal of Visualized Experiments). (164), e61212 (2020).

Lakatos, B. K., Tokodi, M., Kispal, E., Merkely, B., Kovacs, A. 3D 심초음파를 사용한 우심실의 형태학적 및 기능적 평가. 시각화 실험 저널(Journal of Visualized Experiments). (164), e61214 (2020).

Jenei, C., Nagy, L., Urbancsek, R., Czuriga, D., Csanadi, Z. 폐정맥의 특정 매개변수의 시각화 및 평가를 위한 3차원 심초음파 방법. 시각화 실험 저널(Journal of Visualized Experiments). (164), e61215 (2020).

Arbic, N., Dragulescu, A., Mertens, L., Villemain, O. 소아 심장학에서 승모판 수술 계획에 3D 심장 초음파 사용. 시각화 실험 저널(Journal of Visualized Experiments). (172), e62574 (2021).

Molnár, A. Á., Ábrahám, P., Merkely, B., Nardai, S. 경피적 폐쇄 전 심방 통신의 심초음파 평가. 시각화 실험 저널(Journal of Visualized Experiments). E61240 (2021년).

사설

초음파 변환기와 컴퓨터 기술의 발전으로 3차원에서 뛰어난 공간적, 시간적 해상도로 심장 구조를 시각화할 수 있게 되었습니다. 3D 심초음파는 무엇보다도 심장 역학 및 판막 심장 질환을 이해하는 데 새로운 통찰력을 제공했습니다. 멋진 연구 도구에서 3D 심초음파는 강력한 임상 양식으로 발전했으며 현재 여러 3D 파생 측정이 현재 임상 지침에 통합되었습니다. 그러나 이 기술의 광범위한 사용은 학습 곡선으로 인해 방해를 받습니다. 현재 JoVE Methods Collection은 연구 및 임상 실습에서 3D 심초음파의 사용을 용이하게 하기 위해 3D 이미지 획득 및 후속 분석의 몇 가지 최첨단 프로토콜을 통합하는 것을 목표로 했습니다. 기여자는 이 기술의 전문가이자 일상적인 사용자이며 좌심실 및 우심실 형태 및 기능, 폐정맥, 심방 통신 또는 승모판 교정의 절차 계획을 평가하는 중요한 분야를 다룹니다.

그들의 기사에서 Ujvari와 동료들은 좌심실의 체적 평가 및 반점 추적 분석을 위한 단계별 획득 및 분석 프로토콜을 제공하는 것을 목표로 했습니다1. 이 프로토콜은 주로 좌심실의 3D 심초음파 파생 평가의 타당성을 극대화할 수 있는 실용적인 측면에 중점을 두었습니다. 이 프로토콜은 좌심실 형태학적 및 기능적 측정이 심장 질환의 진단, 관리 및 후속 조치의 초석을 나타내기 때문에 특히 중요합니다2. 또한, 스펙클 추적에 의한 변형 이미징은 다양한 심근 변형 방향을 평가하는 강력한 방법임이 입증되었으며, 벽 운동 이상을 보다 세분적으로 정량화하고 심근 수축성과의 더 나은 상관관계를 가능하게 합니다 3,4. 저자는 3D 심초음파 기반 측정이 좌심실 형태 및 기능에 관한 가장 정확한 심초음파 결과를 제공하며 표준 심장 자기 공명 영상으로 검증되었다고 결론지었습니다. 3D 심초음파는 또한 기존 2D 기술에 비해 재현성이 뛰어나고 시간이 훨씬 덜 소요되는 것으로 입증되었습니다. 인공 지능을 적용하는 보다 자동화된 방법을 통해 일상적인 임상 실습에서의 적용이 계속 증가할 것입니다.

유사하게, Lakatos et al. 상업적으로 이용 가능한 주요 소프트웨어 중 하나를 사용하여 우심실의 3D 심초음파 데이터를 획득하고 분석하는 것을 목표로 했습니다5. 세 번째 차원의 부가가치는 심장의 오른쪽과 관련하여 훨씬 더 중요합니다. 비교적 단순한 총알 모양의 좌심실과 비교할 때, 우심실은 선형 직경 또는 기타 2차원 메트릭을 사용하여 적절하게 정량화할 수 없는 복잡한 형상을 가지고 있습니다6. 최근 3D 파생 우심실 용적과 박출률은 좌심실 기능과 무관하게 다양한 심혈관 질환에서 상당한 예후 가치를 갖는 것으로 나타났습니다7. 이러한 평가의 확립된 임상적 중요성 외에도 위에서 언급한 프로토콜은 3D 기술의 잠재적인 함정에 대해 잘 논의했습니다.

아름답게 묘사된 프로토콜에서 Csaba Jenei와 동료들은 경식도 3D 심초음파를 통해 폐정맥의 크기와 해부학적 변화를 이해하려고 했습니다8. 이러한 평가는 심방세동 환자의 냉동풍선 기술에 의한 폐정맥 격리와 같은 다양한 전기생리학적 절차 전에 특히 유용합니다. 그러나 폐정맥의 적절한 영상화는 다소 어렵습니다. 저자는 80명 이상의 환자를 기반으로 한 경험을 공유하고 폐정맥 격리 전에 심장 자기 공명 또는 컴퓨터 단층 촬영 영상을 대체할 수 있는 3D 영상의 부가가치를 훌륭하게 보여줍니다.

Arbic et al. 기술적으로 어렵지만 매우 중요한 집단인 소아 심장학 환자에서 승모판 질환을 평가하기 위한 포괄적인 프로토콜을 제공합니다9. 소아 승모판 질환은 선천적 또는 후천적 심장 이상과 관련된 많은 형태학적 특징으로 구성됩니다. 판막 형태 및 기본 병리학적 메커니즘에 대한 설명은 수술 계획에도 중요한 매개변수입니다. 저자는 모든 초음파 시스템에 적용할 수 있는 경흉부 3D 심초음파 워크플로를 설명합니다. 또한 어린이의 3D 이미징의 몇 가지 임상 적용에 대해 논의하고 훌륭한 임상 사례를 포함합니다. 저자는 적절한 3D 심초음파 데이터 세트를 통해 수술실에서 외과의와 함께 즉시 검토할 수 있으며, 이는 외과적 교정에 대한 공통된 병태생리학적 이해와 계획의 기회를 제공한다고 강조합니다. 그럼에도 불구하고 저자는 어린이의 3D 심초음파의 현재 한계와 단점에 대해서도 정확하고 투명합니다.

Andrea Molnár와 동료들은 경피적 난원공 개존 또는 심방 중격 결손 폐쇄를 받는 환자의 진단, 임상 의사 결정, 치료 계획, 수술 중 안내 및 후속 조치에서 2D 및 3D 방법을 사용하는 고급 심초음파 기술의 중요성을 강조합니다10. 뇌졸중 예방은 이 예외적으로 설명되고 포괄적인 심초음파 프로토콜의 임상적 중요성을 정당화합니다.

현재 Methods Collection에서 우리는 3D 심초음파가 기존의 심초음파 평가 외에 상당한 가치를 더하는 수많은 사용 사례를 엿볼 수 있도록 하는 것을 목표로 했습니다. 챔버 형상 및 기능의 평가, 판막 심장 질환, 적절한 환자 선택, 절차 계획 및 지침을 위한 심장 해부학 및 병태생리학에 대한 적절한 이해는 다양한 심혈관 질환 상태에서 훌륭한 임상 사례입니다. 하드웨어 및 소프트웨어 기술, 이미지 품질, 더 많은 자동화를 지속적으로 개선하면서 3D 심초음파의 일상적인 사용을 지원하는 학습 곡선이 모두 평탄화되고 있습니다. 대부분의 임상 심초음파 프로토콜에 몇 년 내에 3D 이미지 획득 및 분석이 포함될 것이라고 상상하는 것은 그리 용감하지 않습니다. 따라서 3D 심초음파의 기초를 배우는 것은 성인 심장 전문의뿐만 아니라 소아과 의사, 마취과 의사, 중환자실 의사에게도 필수입니다.

공개 사항

저자는 공개할 것이 없습니다.

감사의 글

이 작업은 헝가리 혁신 기술부의 주제별 우수성 프로그램(2020-4.1.1.-TKP2020)의 지원을 받았으며, Semmelweis 대학의 치료 개발 및 바이오이미징 주제 프로그램의 틀 내에서, 헝가리 과학 아카데미의 János Bolyai 연구 장학금 및 혁신 기술부의 ÚNKP 21-5 New National Excellence Program의 지원을 받았습니다. 연구, 개발 및 혁신 기금(Research, Development and Innovation Fund).

참고문헌

  1. Ujvari, A., et al. Evaluation of left ventricular structure and function using 3D echocardiography. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (164), (2020).
  2. Doronina, A., et al. The female Athlete's heart: Comparison of cardiac changes induced by different types of exercise training using 3D echocardiography. BioMed Research International. 2018, 3561962(2018).
  3. Ruppert, M., et al. Longitudinal strain reflects ventriculoarterial Coupling rather than mere contractility in rat models of hemodynamic overload-induced heart failure. Journal of the American Society of Echocardiography. 33 (10), 1264-1275 (2020).
  4. Lakatos, B. K., et al. Myocardial work index: a marker of left ventricular contractility in pressure- or volume overload-induced heart failure. ESC Heart Failure. 8 (3), 2220-2231 (2021).
  5. Lakatos, B. K., Tokodi, M., Kispal, E., Merkely, B., Kovacs, A. Morphological and functional assessment of the right ventricle using 3D echocardiography. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (164), (2020).
  6. Kovacs, A., Lakatos, B., Tokodi, M., Merkely, B. Right ventricular mechanical pattern in health and disease: beyond longitudinal shortening. Heart Failure Reviews. 24 (4), 511-520 (2019).
  7. Surkova, E., et al. Contraction patterns of the right ventricle associated with different degrees of left ventricular systolic dysfunction. Circulation. Cardiovascular Imaging. 14 (10), 012774(2021).
  8. Jenei, C., Nagy, L., Urbancsek, R., Czuriga, D., Csanadi, Z. Three-dimensional echocardiographic method for the visualization and assessment of specific parameters of the pulmonary veins. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (164), (2020).
  9. Arbic, N., Dragulescu, A., Mertens, L., Villemain, O. The use of 3D echocardiography in surgical planning of the mitral valve in pediatric cardiology. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (172), (2021).
  10. Molnár, A. Á, Ábrahám, P., Merkely, B., Nardai, S. Echocardiographic evaluation of atrial communications before transcatheter closure. Journal of Visualized Experiments: JoVE. , e61240(2021).

재인쇄 및 허가

태그

Cardiac FunctionLeft Ventricular StructureRight Ventricle AssessmentPulmonary Veins VisualizationSurgical PlanningMitral ValvePediatric CardiologyEchocardiographic EvaluationTranscatheter Closure
문의하기
도서관에 추천하기

개인정보 처리방침

이용 약관

정책

저작권 © 2026 MyJoVE Corporation. 모든 권리 보유.