Morfologische en functionele beoordeling van de rechter ventrikel met behulp van 3D-echocardiografie
October 28th, 2020
Hier bieden we een stapsgewijs acquisitie- en analyseprotocol voor de 3D-volumetrische beoordeling van de rechter ventrikel, voornamelijk gericht op de praktische aspecten die de haalbaarheid van deze techniek maximaliseren.
Talrijke klinische studies hebben de diagnostische en prognostische rol van de morfologie en functie van het rechter ventrikel benadrukt en de noodzaak getoond voor gedetailleerde kwantificering van de structuur en functie van de kamer. In vergelijking met zijn linker tegenhanger heeft het rechter ventrikel een veel complexere anatomie en bewegingspatroon. Daarom bieden alleen 3D-acquisities de mogelijkheid van adequate volumetrische metingen.
3D echocardiografische beoordeling van het rechter ventrikel is een precieze, snelle en zeer reproduceerbare techniek met een gevestigde toegevoegde klinische waarde in een breed scala van ziekten. Naast metingen van het rechter ventrikel, geven 3D-acquisities de mogelijkheid van driedimensionale linker ventrikel of zelfs het hart in dezelfde setting. In vergelijking met de traditionele echocardiografische onderzoek, vereisen driedimensionale metingen een iets andere aanpak.
Desondanks vergemakkelijken de momenteel beschikbare semi-automatische methoden een eenvoudige implementatie in de dagelijkse klinische praktijk. Voor de acquisitie van 3D-beelden, bevestig de juiste op het rechter ventrikel gerichte weergave vanuit de 2D echocardiografiebeelden. Als de vrije wand van het rechter ventrikel in deze weergave slecht zichtbaar is, zal de verwachte 3D-beeldkwaliteit niet optimaal zijn voor verdere analyse. Als het beeld acceptabel is, gebruik de 4D-knop om over te schakelen naar live 3D-beeldvorming en gebruik de 12-slicemodus voor de 3D-weergave om een triplane beeld van het gebied van belang te verkrijgen, evenals negen dwarsdoorsneden die vrij kunnen worden aangepast.
Door de snijvlakken te draaien en correct te positioneren, bevestig de zichtbaarheid van de hele vrije wand van het rechter ventrikel, inclusief de uitstroomtractus en apicale segmenten, en gebruik de linker kant van de sector om het beeld verder aan te passen. Gebruik de enkele-slagmodus om een optimale beelddiepte, breedte en framerate te selecteren en verkrijg 3D-lussen van het rechter ventrikel. Gebruik de multi-slagmodus om de verkregen 3D-lus te reconstrueren vanuit een bepaald aantal hartslagen.
Wanneer het verkregen 3D-volume is samengesteld, plaats de sonde op het gebied van belang en vraag de patiënt om een diepe adem te halen en vast te houden. De uitdijende longen zullen typisch het hele beeld bedekken. Vraag de patiënt om langzaam uit te ademen.
Terwijl de longen zich ontspannen, zou het rechter ventrikel weer zichtbaar moeten worden. Wanneer de hele vrije wand van het rechter ventrikel en het septum weer verschijnen, vraag de patiënt om de adem in deze toestand vast te houden. Selecteer multi-slag en begin met de acquisitie.
De 3D-lussen worden opgebouwd tijdens het geselecteerde aantal hartslagen. Wanneer het hele rechter ventrikel kan worden gevisualiseerd, geef de patiënt de instructie om weer vrij te ademen. Controleer vervolgens de verkregen lus om te bevestigen dat er geen stiknaden of dropout-artefacten zijn.
Voor 4D-analyse van het rechter ventrikel, open de op het rechter ventrikel gerichte 3D-lus vanuit de patiëntenbibliotheek in het geschikte 4D-analysesoftwareprogramma en oriënteer het rechter ventrikel op vier voorgedefinieerde snijvlakken. Plaats twee markeringen in het midden van de tricuspidalisklep in de bovenste en onderste linker lange asvlakken en gebruik het rotatiegereedschap om de lange as van het beeld aan te passen aan de werkelijke lange as van het rechter ventrikel. Referentiebeelden op de bovenste rechter randen tonen hoe de juiste oriëntatie eruit zou moeten zien.
Gebruik in de bovenste en onderste rechter panelen rotatie om de korte asbeelden in de juiste positie uit te lijnen met behulp van de referentiebeelden als gids. Klik op referentiepunten instellen om referentiepunten in twee afbeeldingen in te stellen en markeer de tricuspidalisring op de vrije wand en het septum van de tricuspidalisklep en de top van het rechter ventrikel op de eerder georiënteerde vierkamerweergave. Aan de rechterkant, stel de achterste en voorste invoegpunten van het rechter ventrikel en de vrije wand van het rechter ventrikel in met behulp van de referentiebeelden als gids.
Wanneer alle referentiepunten zijn ingesteld, springt de software automatisch naar het reviewvenster. Controleer en corrigeer handmatig de automatische endocardiale randdetectie gedurende de hele hartcyclus indien nodig. In het geval van valse tracking, klik op de endocardiale randen om ze indien nodig te corrigeren.
Gebruik het rotatiegereedschap op de korte as om langs de hele omtrek van het rechter ventrikel te volgen om de afbeeldingen te bekijken. Selecteer pengrootte om de omvang van de correctie aan te passen. Wanneer de tracking correct is, klik op resultaten en bekijk de uiteindelijke 3D-volumetrische gegevens en andere berekende parameters in het werkbladpaneel.
Indien verdere aanpassingen nodig zijn, klikt u op de juiste parameter om een wijziging aan te brengen. Als de tracking en de 3D-parameters geldig lijken, klikt u op goedkeuren en afsluiten om de waarden op te slaan. Driedimensionale analyse van het rechter ventrikel is haalbaar bij een breed scala aan hart- en vaatziekten.
Deze afbeeldingen werden bijvoorbeeld gemaakt bij een gezonde vrijwilliger met normale ventrikelvolumes en functie. Deze afbeeldingen, verkregen bij een patiënt na reparatie van de mitralisklep, bieden een typisch voorbeeld van de tegenstrijdige resultaten van conventionele 2D-beoordeling. Hoewel de systolische excursie van het tricuspidalisannulusvlak duidelijk verminderd was, vertoonde de patiënt geen tekenen van rechter ventrikeldisfunctie en behield de rechter ventrikelglobale systolische functie, zoals bevestigd door een normale 3D rechter ventrikelejectiefractie.
Bij deze semi-professionele atleet met dilateerde cardiomyopathie was alleen een matige beeldkwaliteit haalbaar, wat resulteerde in een slecht zichtbare uitstroomtractus. Driedimensionale analyse van het rechter ventrikel was succesvol, maar vertoonde goede overeenstemming met de resultaten van cardiale MR. Met behulp van de momenteel beschikbare softwareoplossingen, werd 3D-beoordeling van het rechter ventrikel eenvoudiger dan ooit tevoren.
<View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Overzicht
Dit artikel presenteert een gedetailleerd protocol voor de 3D volumetrische beoordeling van de rechter ventrikel, met nadruk op praktische technieken om de haalbaarheid te verbeteren. De betekenis van nauwkeurige kwantificering van de morfologie en functie van de rechter ventrikel wordt benadrukt.
Belangrijkste onderzoekscomponenten
Wetenschapsgebied
- Cardiologie
- Medische beeldvorming
- 3D Echocardiografie
Achtergrond
- De rechter ventrikel heeft een complexe anatomie en bewegingspatroon.
- 3D-opnames maken nauwkeurige volumetrische metingen mogelijk.
- Klinische studies benadrukken de noodzaak van gedetailleerde kwantificering van de structuur en functie van de rechter ventrikel.
- 3D echocardiografische beoordeling is snel en reproduceerbaar.
Doel van het onderzoek
- Een stapsgewijs protocol bieden voor 3D volumetrische beoordeling.
- De haalbaarheid van deze techniek in klinische omgevingen maximaliseren.
- De toegevoegde klinische waarde van 3D-beoordelingen bij verschillende ziekten benadrukken.
Gebruikte methoden
- 3D echocardiografische aankooptechnieken.
- Volumetrische analyse van de rechter ventrikel.
- Vergelijking met traditionele echocardiografische methoden.
- Integratie van linker ventrikelbeoordelingen in dezelfde omgeving.
Belangrijkste resultaten
- 3D echocardiography biedt nauwkeurige metingen van de morfologie van de rechter ventrikel.
- De techniek is zeer reproduceerbaar in verschillende klinische scenario's.
- 3D-beoordelingen verbeteren diagnostische en prognostische mogelijkheden.
- Maakt een uitgebreide evaluatie van hartstructuren mogelijk.
Conclusies
- 3D volumetrische beoordeling is essentieel voor het begrijpen van de functie van de rechter ventrikel.
- Deze techniek biedt significante klinische voordelen ten opzichte van traditionele methoden.
- Toekomstige studies moeten de toepassingen ervan in verschillende hartaandoeningen blijven onderzoeken.
Veelgestelde vragen
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.
