Ocena wirów wewnątrzsercowych za pomocą obrazowania plamek krwi pochodzącego z echokardiografii o wysokiej liczbie klatek na sekundę u noworodków
December 22nd, 2023
Obecny protokół wykorzystuje technologię obrazowania plamek krwi pochodzącą z echokardiografii do wizualizacji hemodynamiki wewnątrzsercowej u noworodków. Badana jest kliniczna użyteczność tej technologii, uzyskuje się dostęp do rotacyjnego ciała płynu w lewej komorze (znanego jako wir) i określa się jego znaczenie w zrozumieniu diastologii.
Staramy się zbadać, dlaczego wcześniaki, które rodzą się przedwcześnie i dorastają, mają znacznie wyższe ryzyko niewydolności serca. Sądzimy, że ma to związek z nieprawidłowym rozwojem serca, ponieważ urodziły się 10, a czasem 15 tygodni wcześniej i ciśnienie w sercu uległo zmianie. Możemy teraz uchwycić tego rodzaju zmiany, patrząc na wzorce przepływu krwi wewnątrz serca za pomocą obrazowania plamek krwi.
Miejmy nadzieję, że będziemy w stanie wyselekcjonować dzieci bardzo wcześnie w tym kluczowym okresie rozwoju serca i być może zastosujemy pewne strategie zapobiegawcze z przyszłym celem, aby zapobiec niewydolności serca, gdy dorosną. Cóż, z praktycznego punktu widzenia wyzwania zawsze sprowadzają się do jakości obrazu i uzyskania wyraźnych struktur serca w echu. A co więcej, jest to dodatkowo wyzwanie, ponieważ mamy do czynienia z niemowlętami i czasami mamy bardzo niespokojnych pacjentów.
Przeprowadziliśmy więc dwa badania z obrazowaniem plamek krwi, jedno miało na celu sprawdzenie, czy technika ta jest rzeczywiście wykonalna w tej populacji i odpowiedź brzmiała: tak, jest to bardzo wykonalne. To bardzo ładne obrazy wzorców przepływu krwi wewnątrz serca w tej populacji wcześniaków. W drugim roku obserwowaliśmy kohortę 80 wcześniaków i mierzyliśmy je od piątego do siódmego dnia, a następnie ponownie przy wypisie ze szpitala.
A potem podzieliliśmy je na dzieci, które miały tę przebudowę serca związaną z wcześniactwem i te, które tego nie robiły. Odkryliśmy, że dzieci, które miały modelowanie serca, również miały nieprawidłowe formacje wirowe w siódmym dniu. Wiry były znacznie większe i bardziej okrągłe niż u dzieci, u których nie rozwinęła się przebudowa serca.
Może to być bardzo ważna wskazówka w odkrywaniu, które dzieci mogą być podatne na leczenie profilaktyczne. Cóż, obecnie dostępne są ograniczone badania dotyczące stosowania obrazowania plamek krwi pochodzących z echa i noworodków. To, czym obecnie się zajmujemy, to przyglądanie się rozwojowi serca po przedwczesnym porodzie.
Ale to, co pozostaje do zbadania, to związek między dysfunkcją rozkurczową a wewnątrzsercowym przepływem krwi, takim jak wiry i wykrzykniki wirowe. Obrazowanie plamek krwi pochodzące z echa jest całkowicie nieinwazyjnym narzędziem w porównaniu z innymi technologiami, takimi jak MRI. Jest również dość tani w użyciu i jest bardzo przydatny jako narzędzie przyłóżkowe, co oznacza, że można go zabrać do sal obok pacjentów i zminimalizować niedogodności dla pacjentów.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Przegląd
Ten protokół wykorzystuje technologię obrazową plamek krwi pochodzącą z echokardiografii do wizualizacji hemodynamiki śródsercowej u noworodków. Ma na celu zrozumienie implikacji nieprawidłowego rozwoju serca u niedojrzałych niemowląt i jego potencjalnego związku z przyszłą niewydolnością serca.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neonatologia
- Kardiologia
- Technologia obrazowania
Tło
- Niedojrzałe niemowlęta mają wyższe ryzyko niewydolności serca jako dorośli.
- Nieprawidłowy rozwój serca występuje z powodu wczesnego urodzenia.
- Zmiany w ciśnieniu serca mogą wpływać na wzorce przepływu krwi.
- Rozumienie tych wzorców jest kluczowe dla strategii zapobiegawczych.
Cel badania
- Zbadanie związku między wczesnym porodem a ryzykiem niewydolności serca u dorosłych.
- Rejestrowanie wzorców przepływu krwi śródsercowej za pomocą zaawansowanego obrazowania.
- Identyfikowanie wczesnych możliwości interwencji dla niemowląt z ryzykiem.
Stosowane metody
- Technologia obrazową plamek krwi pochodząca z echokardiografii.
- Wizualizacja hemodynamiki śródsercowej.
- Analiza tworzenia wirów w lewej komorze.
- Ocenie funkcji rozkurczowej u noworodków.
Główne wyniki
- Skuteczna wizualizacja wzorców przepływu krwi u noworodków.
- Identyfikacja znaczących zmian hemodynamicznych u niedojrzałych niemowląt.
- Wgląd w rolę wiru w lewej komorze w diastologii.
- Potencjał wczesnego identyfikowania niemowląt zagrożonych niewydolnością serca.
Wnioski
- Imaging plamek krwi jest cennym narzędziem do oceny zdrowia serca u noworodków.
- Rozumienie hemodynamiki może informować o strategiach zapobiegawczych niewydolności serca.
- Wymagane są dalsze badania, aby zweryfikować wyniki i poprawić wyniki kliniczne.
Często zadawane pytania
Executive Industry Relevance
High frame-rate echocardiography-derived blood speckle imaging (BSI) enables noninvasive, quantitative assessment of intracardiac vortices in newborns, addressing a critical gap in early cardiac function evaluation. This technology supports predictive confidence in identifying subclinical diastolic dysfunction, particularly in preterm infants at risk for adverse cardiac remodeling. Integrating BSI into discovery-stage workflows enhances mechanistic de-risking and informs risk-adjusted advancement decisions for pediatric cardiovascular research portfolios.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables direct visualization of intracardiac blood flow patterns for mechanistic hypothesis testing.
- Supports functional target validation by correlating vortex characteristics with cardiac remodeling phenotypes.
- Facilitates biological de-risking in neonatal and pediatric cardiac models.
- Improves predictive confidence for early-stage cardiovascular biomarker discovery.
Screening & Assay Development
- Provides standardized, reproducible imaging outputs for quantitative assessment of diastolic function.
- Prepares validated biological systems for downstream screening of therapeutic interventions.
- Enables scalable, bedside-compatible assay platforms for pediatric populations.
- Supports reliable evaluation of candidate compounds targeting cardiac remodeling pathways.
Translational & Preclinical Research
- Aligns imaging readouts with disease-relevant endpoints in preclinical cardiac models.
- Ensures continuity from discovery through preclinical validation of diastolic function biomarkers.
- Enables risk-adjusted advancement decisions based on early mechanistic insights.
- Provides translational biomarker data for pediatric and neonatal cardiovascular research.
Pipeline & Workflow Integration
BSI integrates into the discovery-to-preclinical continuum by enabling early, quantitative assessment of cardiac function and remodeling in neonatal models.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing on the mechanistic role of intracardiac vortices in cardiac development.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative imaging outputs for assay standardization.
- Analytics: Provides objective measurements of vortex size and morphology for condition comparison.
- Translational Research: Bridges early discovery findings to preclinical biomarker validation in pediatric populations.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable imaging capability for ongoing cardiovascular R&D initiatives.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in cardiac target validation.
- Operational Value: Offers standardized, scalable, and noninvasive imaging workflows for neonatal research.
- Strategic Value: Enables earlier go/no-go decisions and capital-efficient portfolio management in pediatric cardiovascular programs.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of cardiac biomarker and therapeutic candidates.
Implementation Considerations
- Requires expertise in high frame-rate echocardiography and neonatal cardiac imaging.
- Depends on access to advanced ultrasound instrumentation and analytical software for BSI.
- Necessitates cross-team standardization of imaging protocols and data interpretation.
- May require adaptation for use across different neonatal and pediatric model systems.
- Image quality and patient stability can limit data acquisition in unsettled newborns.
