Ocena struktury i funkcji lewej komory za pomocą echokardiografii 3D
28 października 2020
W tym artykule przedstawiamy krok po kroku protokół akwizycji i analizy objętościowej i analizy śledzenia plamek lewej komory za pomocą echokardiografii 3D, szczególnie skupiając się na praktycznych aspektach, które maksymalizują wykonalność tej techniki.
Echokardiograficzna ocena struktury i funkcji serca w 3D jest przełomową innowacją w kardiologii. Kwantyfikacja morfologii lewej komory i wydajności skurczowej jest najważniejszym krokiem w każdym protokole echokardiograficznym. Echokardiograficzne objętości lewej komory serca i frakcja wyrzutowa są najbardziej skorelowane ze standardowym rezonansem magnetycznym serca i okazały się bardziej powtarzalne w porównaniu z konwencjonalnymi technikami 2D.
Dokładniejsze wyniki przekładają się na bardziej dostosowane decyzje terapeutyczne, a to w ostatecznym rozrachunku lepsze wyniki leczenia pacjentów. Sukces naukowy i kliniczny oceny lewej komory w oparciu o 3D toruje drogę do zastosowania podobnej techniki do innych struktur serca, takich jak prawa komora, przedsionki, a nawet zastawki. Właściwa akwizycja obrazu, a następnie kompleksowa krytyczna analiza obrazu są warunkiem wstępnym odpowiedniego wykorzystania i dokładnych pomiarów.
Nasz artykuł wideo zawiera przewodnik krok po kroku, jak to osiągnąć. W celu uzyskania obrazów echokardiograficznych 3D należy ustawić pacjenta w lewej bocznej pozycji odleżynowej i upewnić się, że zapis EKG na ekranie jest dobrej jakości. Odblokuj obraz i zacznij badać pacjenta za pomocą głowicy, aby wyświetlić obraz jako konwencjonalny widok wierzchołkowy z czterema komorami.
Aby zoptymalizować jakość obrazu, dostosuj szerokość sektora do lewej komory, zmniejszając głębokość, aby obciąć lewe przedsionki i używając niewielkiego nadmiaru. Naciśnij przycisk 4D, aby przełączyć się w tryb 3D i uzyskać obrazy 3D w trybie wielu lub pojedynczych uderzeń. Użyj trybu wielu uderzeń, aby uzyskać wyższą rozdzielczość przestrzenną i czasową, na podstawie której zestaw danych zostanie zrekonstruowany z dwóch, trzech, czterech lub sześciu cykli pracy serca.
Uzyskać końcowe wstrzymanie oddechu wydechowego pacjenta, utrzymując stabilne położenie przetwornika, aby zminimalizować artefakty szwów. Gdy cała objętość zostanie zrekonstruowana z podobjętości i widoczna jest cała lewa komora, ponownie zamroź obraz. Za pomocą pokręteł wyboru cyklu i liczby cykli wybierz optymalne nabyte cykle pracy serca i naciśnij przycisk Zapisz obraz.
W przypadku morfologii lewej komory i kwantyfikacji funkcji wybierz zestaw danych 3D odpowiedni do analizy, a następnie kliknij przycisk Pomiar i objętość. Wybierz opcję 4D Auto LVQ (Automatyczne LVQ) 4D. Na poczwórnym ekranie oprogramowanie zapyta, zmodyfikować wyrównanie wycinków wierzchołkowych do standardowych widoków?
W razie potrzeby należy ręcznie skorygować widoki wierzchołkowe, przechylając i obracając, aby uzyskać odpowiedni widok standardowy, eliminując w ten sposób skróty perspektywiczne. Przeciągnij i przesuń suwmiarki na widokach osi długiej, aby ustawić pochylenie, aby wyrównać zacisk z długą osią lewej komory i użyj odpowiednich lub obróć wszystkie pokrętła lub wyreguluj suwmiarki na obrazie krótkiej osi, aby ustawić obrót. Po zakończeniu wyrównywania widoku kliknij na objętość końcoworozkurczową.
W celu półautomatycznego wykrywania endo lewej komory i powierzchni nasierdzia należy ręcznie wybrać dwa punkty orientacyjne na dowolnych widokach wierzchołkowych i kolejno zidentyfikować wierzchołek lewej komory i środek podstawy lewej komory w dowolnym widoku wierzchołkowym. Algorytm automatycznie wyznaczy obrys granicy wsierdzia całej lewej komory. Sprawdź wiarygodność konturu w trzech widokach wierzchołkowych, trzech widokach krótkiej osi na różnych poziomach i czwartym krótkim osi sterowanym przez użytkownika, aby umożliwić wizualną weryfikację wykrytej powierzchni.
Następnie przejdź do pomiaru objętości końcowoskurczowej, jak właśnie pokazano dla objętości końcoworozkurczowej, aby zidentyfikować i skorygować kontur wsierdzia na ramie końcowoskurczowej. Następnie przejdź do formy fali głośności. Oprogramowanie wyświetli dynamiczny model 3D lewej komory i krzywą objętości w czasie, śledząc powierzchnię wsierdzia w całym cyklu sercowym klatka po klatce.
Przejdź do pomiaru masy lewej komory. Oprogramowanie automatycznie obrysuje kontur nasierdzia lewej komory na ramie końcoworozkurczowej i obliczy masę lewej komory. Kliknij, aby ocenić interesujący nas obszar odkształcenia 4D.
Oprogramowanie automatycznie obrysuje powierzchnię nasierdzia na ramie końcowoskurczowej i obliczy lewą komorę i masę skurczową. Na koniec kliknij Wyniki odkształcenia 4D. Oprogramowanie będzie wizualizować śledzenie 3D mięśnia sercowego na wielu krótkich i długich płaszczyznach osi oraz odpowiadające im wartości odkształceń 17 standardowych segmentów lewej komory w całym cyklu pracy serca klatka po klatce.
Zostaną wyświetlone krzywe czasowe, odkształceniowe i wykres strzału w dziesiątkę. Odkształcenia wzdłużne, obwodowe, promieniowe i powierzchniowe, rotacja i skręcanie zostaną również obliczone i można je wykazać. Następnie, aby zakończyć analizę, kliknij przycisk Zatwierdź i wyjdź.
W tym miejscu przedstawiono analizę 3D lewej komory u zdrowego ochotnika z prawidłową objętością i funkcją komór. Ta analiza 3D lewej komory ciała 64-letniego mężczyzny wykazuje kardiomiopatię rozstrzeniową i szeroki zespół QRS morfologii bloku lewej odnogi pęczka Hisa. Analiza mechaniki mięśnia sercowego za pomocą śledzenia plamek 3D dostarcza istotnych danych na temat skurczów dyssynchronicznych i dysfunkcji segmentów.
Próbując skorzystać z tego protokołu, należy pamiętać, że pomimo wszystkich tych postępów w technologii trans-użytkowników i oprogramowania, dobrej jakości obraz serca jest niezbędny do uzyskania dokładnej results. 3D echokardiograficznej oceny struktury i funkcji komór nie jest już tylko zabawką naukową. Jest gotowy na codzienny czas, gdy nazywa się go prime time.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Ten artykuł przedstawia protokół oceny objętościowej i analizy śledzenia plamek lewej komory za pomocą 3D echokardiografii. Podkreśla aspekty praktyczne, aby zwiększyć wykonalność tej innowacyjnej techniki.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Kardiologia
- 3D Echokardiografia
- Wizualizacja serca
Tło
- 3D echokardiografia jest znaczącym postępem w ocenie serca.
- Umożliwia dokładne określenie morfologii i funkcji lewej komory.
- Metryki pochodzące z 3D koreluje dobrze ze standardowymi wynikami rezonansu magnetycznego serca.
- Lepsza dokładność prowadzi do lepszych decyzji terapeutycznych i wyników dla pacjenta.
Cel badania
- Aby zapewnić szczegółowy protokół oceny lewej komory.
- Aby podkreślić znaczenie odpowiedniego pozyskiwania i analizy obrazów.
- Aby ułatwić zastosowanie tej techniki do innych struktur serca.
Stosowane metody
- Techniki obrazowania echokardiograficznego 3D.
- Ocenie objętościowa lewej komory.
- Analiza śledzenia plamek do oceny funkcjonalnej.
- Krytyczna analiza obrazów dla dokładnych pomiarów.
Główne wyniki
- 3D echokardiografia zapewnia bardziej powtarzalne wyniki niż techniki 2D.
- Zykuantowane objętości lewej komory i ułamek wyrzutowy są niezawodne.
- Wyniki wspierają dostosowane decyzje terapeutyczne.
- Potencjał zastosowania do innych struktur serca jest udowodniony.
Wnioski
- 3D echokardiografia jest cennym narzędziem w kardiologii.
- Właściwa metodologia zwiększa dokładność ocen serca.
- Ta technika może poprawić wyniki dla pacjentów poprzez lepszą diagnostykę.
Często zadawane pytania
Executive Industry Relevance
Three-dimensional echocardiography enables precise, reproducible quantification of left ventricular structure and function, directly impacting early cardiac target validation and risk stratification in translational research. High-fidelity volumetric and functional measurements support predictive confidence at key inflection points in cardiovascular drug discovery and device development. Integration of 3D imaging analytics enhances portfolio decision-making by reducing biological ambiguity and supporting mechanistic de-risking.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables robust quantification of left ventricular morphology and systolic performance for hypothesis testing.
- Supports mechanistic de-risking by aligning imaging outputs with gold-standard MRI benchmarks.
- Facilitates functional target validation through reproducible volumetric and strain measurements.
- Improves predictive confidence for cardiac safety and efficacy endpoints in preclinical models.
Screening & Assay Development
- Provides standardized, quantitative readouts for left ventricular volumes, mass, and ejection fraction.
- Enables reproducible assessment of myocardial deformation (strain) for compound screening.
- Supports assay scalability and platform reuse across cardiac phenotyping studies.
- Delivers high-throughput, operator-independent measurements for reliable compound evaluation.
Translational & Preclinical Research
- Aligns imaging biomarkers with disease-relevant cardiac endpoints for translational continuity.
- Enables risk-adjusted advancement decisions by providing quantitative functional data.
- Supports cross-species and cross-model comparability in preclinical cardiac studies.
- Facilitates early identification of cardiac dysfunction in disease models or intervention studies.
Pipeline & Workflow Integration
3D echocardiographic quantification integrates from early discovery through preclinical validation, supporting lead identification and translational research in cardiovascular R&D.
- Discovery Biology: Provides quantitative hypothesis testing and pathway clarification for cardiac targets.
- Screening: Delivers reproducible, standardized volumetric and strain outputs for assay readiness.
- Analytics: Enables frame-by-frame measurement of dynamic cardiac function and morphology.
- Translational Research: Aligns imaging outputs with clinical endpoints for biomarker continuity.
- Enterprise Reuse: Establishes a scalable, reusable imaging capability across cardiac R&D programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in cardiac studies.
- Operational Value: Standardizes image acquisition and analysis for reproducibility and scalability.
- Strategic Value: Supports informed go/no-go decisions and capital-efficient portfolio management.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization and advancement of cardiovascular assets.
Implementation Considerations
- Requires expertise in high-quality 3D image acquisition and critical analysis.
- Depends on advanced echocardiography instrumentation and analytical software infrastructure.
- Demands cross-team standardization of acquisition and analysis protocols.
- May require adaptation for different cardiac models or disease states.
- Image quality and operator training are critical for accurate, reproducible outputs.
