Ocena morfologiczna i funkcjonalna prawej komory z wykorzystaniem echokardiografii 3D
October 28th, 2020
Tutaj udostępniamy krok po kroku protokół akwizycji i analizy do oceny objętościowej 3D prawej komory, koncentrując się głównie na praktycznych aspektach, które maksymalizują wykonalność tej techniki.
Liczne badania kliniczne podkreśliły diagnostyczną i prognostyczną, jaką rolę odgrywa morfologia i funkcja prawej komory, wskazując na potrzebę szczegółowego określenia ilościowego budowy i funkcji komory. W porównaniu do swojego lewego odpowiednika, prawa komora ma znacznie bardziej złożoną anatomię i wzorzec ruchu. Dlatego tylko akwizycje 3D dają możliwość odpowiednich pomiarów objętościowych.
Echokardiograficzna ocena 3D prawej komory jest precyzyjną, szybką i wysoce odtwarzalną techniką o ustalonej wartości dodanej klinicznej w wielu różnych chorobach. Poza pomiarami prawej komory, akwizycja 3D daje możliwość trójwymiarowego ujęcia lewej komory, a nawet serca w tym samym otoczeniu. W porównaniu z tradycyjnym badaniem echokardiograficznym, pomiary trójwymiarowe wymagają nieco innego podejścia.
Niemniej jednak obecnie dostępne metody półautomatyczne ułatwiają ich łatwe wdrożenie w codziennej praktyce klinicznej W celu uzyskania obrazów 3D należy potwierdzić prawidłowy widok skoncentrowany na prawej komorze na podstawie obrazów echokardiografii 2D. Jeśli wolna ściana prawej komory jest słabo uwidoczniona w tym widoku, oczekiwana jakość obrazu 3D nie będzie optymalna do dalszej analizy. Jeśli obraz jest akceptowalny, użyj przycisku 4D, aby przełączyć się na obrazowanie 3D na żywo i użyj trybu 12-plasterkowego dla widoku 3D, aby uzyskać trójpłaszczyznowy obraz obszaru zainteresowania, a także dziewięć płaszczyzn przekroju, które można dowolnie modyfikować.
Obracając i prawidłowo ustawiając płaszczyzny cięcia, potwierdź widoczność całej ściany wolnej od prawej komory, w tym drogi odpływu i segmentów wierzchołkowych, a następnie użyj przechylenia sektora w lewo do dalszej regulacji obrazu. Korzystając z trybu pojedynczego uderzenia, wybierz optymalną głębię obrazu, szerokość i liczbę klatek na sekundę oraz uzyskaj pętle 3D prawej komory. Korzystając z trybu wielu uderzeń, zrekonstruuj uzyskaną pętlę 3D z danej liczby cykli serca.
Po zszyciu uzyskanej objętości 3D umieść sondę w obszarze zainteresowania i poproś pacjenta o wzięcie i wstrzymanie głębokiego oddechu. Rozszerzające się płuca zazwyczaj pokrywają cały obraz. Poproś pacjenta, aby powoli wydychał powietrze.
Gdy płuca opróżniają się, prawa komora powinna stać się ponownie widoczna. Kiedy cała wolna ściana i przegroda prawej komory pojawią się ponownie, poproś pacjenta, aby wstrzymał oddech w tym stanie. Wybierz multi-beat i rozpocznij akwizycję.
Pętle 3D będą się gromadzić podczas wybranej liczby cykli pracy serca. Kiedy można uwidocznić całą prawą komorę, poinstruuj pacjenta, aby ponownie swobodnie oddychał. Następnie sprawdź uzyskaną pętlę, aby upewnić się, że nie ma żadnych artefaktów zszywania lub zaniku.
W przypadku analizy 4D prawej komory należy otworzyć pętlę 3D skoncentrowaną na prawej komorze z biblioteki pacjenta w odpowiednim oprogramowaniu do analizy 4D i ustawić prawą komorę na czterech predefiniowanych płaszczyznach cięcia. Umieść dwa znaczniki na środku zastawki trójdzielnej w lewej górnej i dolnej płaszczyźnie osi długiej i użyj narzędzia do obracania, aby dostosować długą oś obrazu do rzeczywistej długiej osi prawej komory. Obrazy referencyjne w prawym górnym rogu pokazują, jak powinna wyglądać prawidłowa orientacja.
W prawym górnym i dolnym panelu użyj obrotu, aby wyrównać obrazy z krótką osią do właściwej pozycji, korzystając z obrazów referencyjnych jako przewodnika. Kliknij ustaw punkty orientacyjne, aby ustawić punkty orientacyjne na dwóch obrazach i zaznacz pierścień trójdzielny na wolnej ścianie i przegrodzie zastawki trójdzielnej oraz wierzchołku prawej komory na wcześniej zorientowanym wierzchołkowym widoku czterokomorowym. Po prawej stronie ustaw punkty przyczepności prawej komory tylnej i przedniej oraz ścianę wolną od prawej komory, korzystając z obrazów referencyjnych jako przewodnika.
Po ustawieniu wszystkich punktów orientacyjnych oprogramowanie automatycznie przeskoczy do okna przeglądu. Przejrzyj i w razie potrzeby ręcznie skoryguj automatyczne wykrywanie granicy wsierdzia przez cały cykl pracy serca. W przypadku fałszywego śledzenia kliknij krawędzie wsierdzia, aby skorygować je w razie potrzeby.
Korzystając z narzędzia do obracania na krótkiej osi, śledź wzdłuż całego obwodu prawej komory, aby przejrzeć obrazy. Wybierz rozmiar pisaka, aby dostosować stopień korekty. Jeśli śledzenie jest poprawne, kliknij wyniki i przejrzyj końcowe dane wolumetryczne 3D oraz inne obliczone parametry w panelu arkusza.
Jeśli potrzebne są dalsze korekty, kliknij odpowiedni parametr, aby dokonać modyfikacji. Jeśli parametry śledzenia i 3D wydają się być prawidłowe, kliknij przycisk Zatwierdź i wyjdź, aby zapisać wartości. Trójwymiarowa analiza prawej komory jest możliwa w wielu różnych chorobach sercowo-naczyniowych.
Na przykład obrazy te zostały wykonane u zdrowego ochotnika z normalną objętością i funkcją komór. Obrazy uzyskane u pacjenta po operacji zastawki mitralnej stanowią typowy przykład sprzecznych wyników konwencjonalnej oceny 2D. Podczas gdy skurczowe wychylenie płaszczyzny pierścienia trójdzielnego było znacznie zmniejszone, pacjent nie wykazywał żadnych objawów dysfunkcji prawej komory i utrzymywał globalną funkcję skurczową prawej komory, co potwierdza prawidłowa frakcja wyrzutowa prawej komory 3D.
U tego półprofesjonalnego sportowca z kardiomiopatią rozstrzeniową można było uzyskać tylko umiarkowaną jakość obrazu, co skutkowało słabo uwidocznioną drogą odpływu. Trójwymiarowa analiza prawej komory serca zakończyła się sukcesem, jednak wykazała dobrą zgodność z wynikami MR serca. Korzystając z obecnie dostępnych rozwiązań programowych, ocena 3D prawej komory serca stała się łatwiejsza niż kiedykolwiek wcześniej.
Jednak kluczem do precyzyjnej i powtarzalnej analizy jest prawidłowa akwizycja przy łóżku pacjenta. Dodatkowa wartość kliniczna trójwymiarowych prawych wysokich parametrów nie jest już kwestionowana. Oprócz tego, że są one fascynującym narzędziem badawczym, środki te są również częścią najnowocześniejszego zarządzania pacjentem.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Przegląd
Ten artykuł przedstawia szczegółowy protokół 3D oceny objętościowej prawej komory, podkreślając praktyczne techniki, które poprawiają wykonalność. Podkreśla się znaczenie dokładnego ilościowego określenia morfologii i funkcji prawej komory.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Kardiologia
- Wizualizacja medyczna
- 3D Echokardiografia
Tło
- Prawą komorę charakteryzuje złożona anatomia i wzorzec ruchu.
- Nabycia 3D pozwalają na precyzyjne pomiary objętościowe.
- Badania kliniczne podkreślają potrzebę szczegółowego ilościowego określenia struktury i funkcji prawej komory.
- 3D ocena echokardiograficzna jest szybka i powtarzalna.
Cel badania
- Dostarczyć szczegółowy protokół 3D oceny objętościowej.
- Maksymalizowanie wykonalności tej techniki w warunkach klinicznych.
- Podkreślenie dodatkowej wartości klinicznej ocen 3D w różnych chorobach.
Zastosowane metody
- Techniki nabycia 3D echokardiograficznego.
- Analiza objętościowa prawej komory.
- Porównanie z tradycyjnymi metodami echokardiograficznymi.
- Integracja ocen lewej komory w tym samym otoczeniu.
Główne wyniki
- 3D echokardiografia zapewnia dokładne pomiary morfologii prawej komory.
- Technika jest wysoce powtarzalna w różnych scenariuszach klinicznych.
- Oceny 3D poprawiają zdolności diagnostyczne i prognostyczne.
- Umożliwiają kompleksową ocenę struktur serca.
Wnioski
- Ocena objętościowa 3D jest niezbędna do zrozumienia funkcji prawej komory.
- Ta technika oferuje znaczne zalety kliniczne w porównaniu z tradycyjnymi metodami.
- Przyszłe badania powinny kontynuować eksplorację jej zastosowań w różnych chorobach serca.
Często zadawane pytania
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.
