Method Article

Kwantyfikacja globalnej funkcji rozkurczowej za pomocą analizy przepływu transmisyjnego opartej na modelowaniu kinematycznym za pomocą sparametryzowanego formalizmu wypełnienia rozkurczowego

DOI:

10.3791/51471

September 1st, 2014

In This Article

Summary

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dokładny, oparty na przyczynowości kwantyfikacja globalnej funkcji rozkurczowej została osiągnięta dzięki opartej na modelowaniu kinematycznym analizie przepływu rozkurczowego za pomocą formalizmu Parametryzowanego Wypełnienia Rozkurczowego (PDF). PDF generuje unikalne parametry sztywności, relaksacji i obciążenia oraz wyjaśnia "nową" fizjologię, dostarczając jednocześnie czułych i specyficznych wskaźników dysfunkcji.

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ilościowa ocena funkcji serca pozostaje wyzwaniem dla fizjologów i klinicystów. Chociaż historycznie metody inwazyjne stanowiły jedyny dostępny środek, rozwój nieinwazyjnych metod obrazowania (echokardiografia, MRI, CT) o wysokiej rozdzielczości czasowej i przestrzennej zapewnia nowe okno dla ilościowej oceny funkcji rozkurczowej. Echokardiografia jest uzgodnionym standardem oceny funkcji rozkurczowej, ale wskaźniki w obecnym zastosowaniu klinicznym wykorzystują jedynie wybrane cechy wymiaru komory (tryb M) lub przebiegów ruchu krwi/tkanki (Doppler) bez uwzględniania fizjologicznych determinantów przyczynowych samego ruchu. Rozpoznanie, że wszystkie lewe komory (LV) inicjują napełnianie, służąc jako mechaniczne pompy ssące, pozwala na ocenę globalnej funkcji rozkurczowej w oparciu o prawa ruchu, które mają zastosowanie do wszystkich Komory. Tym, co odróżnia jedno serce od drugiego, są parametry równania ruchu, które rządzi napełnianiem. W związku z tym rozwój formalizmu Parametryzowanego Wypełnienia Rozkurczowego (PDF) wykazał, że cały zakres obserwowanych klinicznie wzorców wczesnego przepływu rozkurczowego (fala Dopplera E) jest niezwykle dobrze dopasowany do praw tłumionego ruchu oscylacyjnego. Pozwala to na analizę poszczególnych fal E zgodnie z mechanizmem przyczynowym (ssanie inicjowane przez odrzut), który daje trzy (numerycznie) unikalne skupione parametry, których fizjologicznymi odpowiednikami są sztywność komory (k), lepkosprężystość/relaksacja (c) i obciążenie (xo). Rejestracja przepływu transmisyjnego (fale Dopplera E) jest standardową praktyką w kardiologii klinicznej, dlatego metoda zapisu echokardiograficznego jest tylko pobieżnie omówiona. Skupiamy się na określeniu parametrów PDF na podstawie rutynowo rejestrowanych danych E-wave. Jak wskazują wyróżnione wyniki, po uzyskaniu parametrów PDF z odpowiedniej liczby fal E o zmiennym obciążeniu, badacz może swobodnie korzystać z parametrów lub konstruować indeksy na podstawie parametrów (takich jak zmagazynowana energia 1/2kxo2, maksymalny gradient ciśnienia A-V kxo, niezależny od obciążenia wskaźnik funkcji rozkurczowej itp.) i wybrać aspekt fizjologii lub patofizjologii, który ma zostać określony ilościowo.

Introduction

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Pionierskie badania przeprowadzone przez Katza1 w 1930 roku ujawniły, że lewa komora ssaków inicjuje napełnianie, będąc mechaniczną pompą ssącą, i od tego czasu wiele wysiłku poświęcono na rozwikłanie działania rozkurczu. Przez wiele lat metody inwazyjne były jedynymi dostępnymi opcjami klinicznej lub badawczej oceny funkcji rozkurczowej (DF)2-16. Jednak w latach siedemdziesiątych XX wieku postęp techniczny i rozwój echokardiografii w końcu dały kardiologom i fizjologom praktyczne narzędzia do nieinwazyjnej charakterystyki DF.

Bez jednoczącej teorii przyczynowej lub paradygmatu dla rozkurczu dotyczącego działania serca....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Procedura pozyskiwania obrazów echokardiograficznych i analizowania ich w celu uzyskania parametrów PDF jest szczegółowo opisana poniżej. Chociaż cewnikowanie serca jest wymienione w poniższej części dotyczącej wyboru tematu, opisana metodologia dotyczy tylko części echokardiograficznej. Opis części cewnikowania został dołączony w celu niezależnej walidacji przewidywań opartych na modelu i nie jest związany z analizą fal E za pomocą formalizmu PDF. Przed pozyskaniem danych wszyscy uczestnicy wyrażają podpisaną, świadomą zgodę na udział w badaniu zgodnie z Instytucjonalną Komisją Rewizyjną (Biuro Ochrony Badań Naukowych) w Washington University School of Medic....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dopplerowskie przebiegi reprezentujące cztery różne typy wzorców wypełnienia (normalny, pseudonormalny, opóźniona relaksacja, zwężająco-restrykcyjny) przy użyciu metody opisanej powyżej pokazano na rysunku 2. Rysunek 2A przedstawia normalny wzorzec, który sam w sobie jest nie do odróżnienia od wzorca pseudonormalnego. Rycina 2B pokazuje opóźnioną relaksację, a rycina 2C pokazuje wzorzec zwężająco-restrykcyjny związany z ciężką dysfunkcją rozkurczową. Aby.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Zgodnie z naszym ukierunkowaniem metodologicznym, podkreślono kluczowe aspekty metod, które ułatwiają uzyskanie dokładnych i znaczących wyników.

ECHOKARDIOGRAFIA

Amerykańskie Towarzystwo Echokardiografii (ASE) ma wytyczne dotyczące wykonywania badań przezklatkowych16. Podczas badania echo istnieje wiele czynników, które wpływają na jakość obrazu. Do czynników, na które ultrasonograf nie ma wpływu, należą: możliwości techniczne używanego aparatu obrazowego.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy nie mają konkurencyjnych interesów finansowych.

Acknowledgements

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ta praca była częściowo wspierana przez Alan A. and Edith L. Wolff Charitable Trust, St. Louis, oraz Barnes-Jewish Hospital Foundation. L. Shmuylovich i E. Ghosh byli częściowo wspierani przez stypendia przeddoktoranckie od Heartland Affiliate of the American Heart Association. S. Zhu otrzymał częściowe wsparcie od Washington University Compton Scholars Program oraz College of Arts and Sciences' Summer Undergraduate Research Award. S. Mossahebi otrzymał częściowe wsparcie ze strony Wydziału Fizyki.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Philips iE33Philips (Andover, MA)
LabView 6.0National InstrumentsWersja 6.0.2
MATLABMathWorks Wersja R2010b

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Katz, L. N. The role played by the ventricular relaxation process in filling the ventricle. Am. J. Physiol. 95, 542-553 (1930).
  2. Frais, M. A., Bergman, D. W., Kingma, I., Smiseth, O. A., Smith, E. R., Tyberg, J. V. The dependence of the t....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Diastolic FunctionParametrized Diastolic FillingTransmitral FlowEchocardiographic AnalysisDoppler E WaveLeft Ventricular FunctionChamber StiffnessCardiac RelaxationNoninvasive Cardiac AssessmentKinematic Modeling

Related Articles