Nieinwazyjne oznaczanie czasu powstawania wiru za pomocą echokardiografii przezprzełykowej podczas operacji kardiochirurgicznej
28 listopada 2018
Opisujemy protokół do pomiaru czasu tworzenia się wiru, wskaźnika skuteczności wypełnienia lewej komory, przy użyciu standardowych technik echokardiografii przezprzełykowej u pacjentów poddawanych operacji kardiochirurgicznej. Stosujemy tę technikę do analizy czasu tworzenia się wirów w kilku grupach pacjentów z różnymi patologiami serca.
Metoda ta może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania dotyczące skuteczności wypełnienia lewej komory serca podczas operacji kardiochirurgicznej. Główną zaletą tej techniki jest to, że czas tworzenia się wiru można obliczyć podczas operacji kardiochirurgicznej przy użyciu konwencjonalnych technik echokardiografii przezprzełykowej. Aby wykonać kompleksowe badanie echokardiograficzne przezprzełykowe lub TEE, delikatnie włóż sondę do przełyku pacjenta, unosząc szczękę pacjenta.
Nie należy używać siły na siłę, ponieważ może dojść do obrażeń. Zidentyfikuj wczesne przebiegi wypełnienia lewej komory i skurczowego przepływu krwi w skurczu transmisyjnym przepływu krwi i zmierz odpowiadające im prędkości szczytowe i całki czasowe prędkości za pomocą zintegrowanego pakietu oprogramowania sprzętu do echokardiografii. Zmierz maksymalną średnicę drogi odpływu lewej komory bezpośrednio pod zastawką aortalną w środkowej osi zastawki aortalnej przełyku view TEE o długiej osi podczas skurczu środkowego i oblicz powierzchnię drogi odpływu lewej komory.
Uzyskaj głęboki przezżołądkowy widok TEE o długiej osi i umieść objętość próbki Dopplera fali tętna w dalszej drodze odpływu lewej komory, aby zarejestrować obwiednię prędkości przepływu krwi na tym samym poziomie, na którym zmierzono średnicę. Aby uzyskać całkę z prędkością w czasie, należy użyć pakietu oprogramowania TEE do zintegrowania obszaru przebiegu. Pomnóż otrzymaną całkę w czasie prędkości przebiegu prędkości przepływu krwi w drodze odpływu lewej komory przez obszar drogi odpływu, aby uzyskać objętość wyrzutową.
Nagraj klipy wideo z płaszczyznami obrazowania TEE w środkowej części przełyku i w lewej komorze o długiej osi, zwracając uwagę, aby w każdym nagraniu uwzględnić kilka cykli serca. Następnie ręcznie sprawdź obrazy w zwolnionym tempie klipów wideo po echokardiografii T-wave, aby wybrać maksymalne otwarcie płatków zastawki mitralnej i użyj funkcji suwmiarki w sprzęcie do echokardiografii, aby zmierzyć odległość między płatkami mitralnymi. Aby obliczyć frakcję wypełnienia przedsionków, objętość próbki Dopplera fali tętna można umieścić na końcach płatków mitralnych w widoku czterech komór środkowego przełyku, aby uzyskać profil prędkości przepływu krwi transmisyjnej.
Średnicę drogi odpływu lewej komory można zmierzyć w widoku długiej osi środkowej komory lewej komory, podczas gdy przepływ krwi przez drogę odpływu można określić w głębokiej transbrzuszowej płaszczyźnie obrazowania krótkiej osi. Średnia średnica zastawki mitralnej jest obliczana jako średnia średnic osi głównej i pobocznej mierzonych odpowiednio w płaszczyźnie osi długiej środkowej przełyku i lewej komory. Narażenie na krążenie pozaustrojowe skraca czas tworzenia wiru u pacjentów poddawanych operacji tętnic wieńcowych, przy czym czas tworzenia wiru powraca do wartości wyjściowych w ciągu 60 minut po pomostowaniu.
Większy udział przedsionków w wypełnieniu lewej komory jest przede wszystkim odpowiedzialny za skrócenie czasu tworzenia wirów, ponieważ objętość wyrzutowa i średnica zastawki mitralnej pozostają niezmienione. Skrócenie czasu tworzenia wirów występuje również u pacjentów z ciężkim zwężeniem zastawki aortalnej i przerostem przeciążeniowym ciśnienia w lewej komorze w porównaniu z osobami z prawidłową grubością ściany lewej komory. Umiarkowana niewydolność aorty unieważnia stosowanie czasu tworzenia wiru w obecności zwężenia zastawki aortalnej.
Ponadto czas tworzenia wirów jest krótszy u osiemdziesięciolatków w porównaniu z młodszymi pacjentami, co zbiega się z upośledzonym wzorcem relaksacji dysfunkcji rozkurczowej lewej komory. Nieinwazyjny pomiar czasu powstawania wirów przy użyciu standardowych technik dwuwymiarowych i dopplerowskich TEE jest prosty i może pozwolić na ocenę wpływu stanów patologicznych i interwencji chirurgicznych na skuteczność wypełnienia lewej komory w czasie rzeczywistym.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Ten artykuł opisuje protokół pomiaru czasu formacji wiru, który wskazuje na efektywność napełniania lewej komory, przy użyciu echokardiografii przezprzełykowej podczas operacji serca. Technika ta jest stosowana do analizy czasu formacji wiru w różnych grupach pacjentów z różnymi schorzeniami serca.
Kluczowe elementy badania
Obszar nauki
- Kardiologia
- Echokardiografia
- Chirurgia serca
Tło
- Czas formacji wiru jest krytyczną miarą efektywności napełniania lewej komory.
- Echokardiografia przezprzełykowa jest standardową techniką stosowaną w ocenach serca.
- Zrozumienie efektywności napełniania może poprawić wyniki operacyjne.
- Różne patologie serca mogą wpływać na czas formacji wiru.
Cel badania
- Ustanowienie wiarygodnej metody pomiaru czasu formacji wiru podczas operacji.
- Ocena wpływu różnych stanów serca na efektywność napełniania.
- Zgłębienie zrozumienia dynamiki lewej komory u pacjentów operacyjnych.
Zastosowanie metod
- Włożenie sondy echokardiografii przezprzełykowej do przełyku.
- Identyfikacja wczesnego napełniania lewej komory i fali przepływu krwi w skurczu przedsionków.
- Pomiar maksymalnych prędkości i całkowity czas integralnych prędkości za pomocą oprogramowania echokardiograficznego.
- Obliczenie obszaru ujścia lewej komory w trakcie środkowej fazy skurczu.
Główne wyniki
- Czas formacji wiru można skutecznie zmierzyć podczas operacji serca.
- Obserwowano różnice w czasie formacji wiru w różnych grupach pacjentów.
- Technika ta dostarcza cennych informacji o efektywności napełniania lewej komory.
- Wyniki mogą wpłynąć na strategie operacyjne i leczenie pacjentów.
Wnioski
- Protokół oferuje praktyczne podejście do oceny funkcji serca w trakcie operacji.
- Zrozumienie czasu formacji wiru może poprawić wyniki operacyjne.
- Kolejne badania mogą zbadać implikacje tych wyników w praktyce klinicznej.
Często zadawane pytania
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.
