Quantificação da função global diastólica por análise baseada em Modelagem cinemática de transmitral fluxo através do formalismo de enchimento parametrizada diastólica

O objetivo geral deste procedimento é avaliar a função diastólica global do ventrículo esquerdo em um paciente utilizando a formalização parametrizada do enchimento diastólico ou PDF. Isso é realizado primeiramente coletando dados sobre a função diastólica a partir de um estudo ecocardiográfico completo da função cardíaca e transferindo os dados para um computador para análise. O segundo passo consiste em trabalhar com as imagens do fluxo mitral e focar em um único batimento cardíaco.

Um programa personalizado extrai parâmetros convencionais de função diastólica para as ondas e e a e pré-processa a imagem para a próxima etapa da análise. Em seguida, a imagem pré-processada do fluxo transmitral é carregada em um programa de ajuste semiautomatizado. Um segmento da EWA é selecionado para ajuste e um modelo parametrizado preliminar de enchimento diastólico é gerado e sobreposto à imagem.

O passo final consiste em refinar o ajuste, se necessário, e fazer com que o programa gere os parâmetros finais do modelo parametrizado de enchimento diastólico com base na ewa de entrada. Em última análise, o processo fornece parâmetros que quantificam o relaxamento, a rigidez e a carga responsáveis pela função diastólica do paciente. Esses parâmetros têm sido utilizados para distinguir entre função normal e patológica e elucidar nova fisiologia.

O principal benefício da técnica PDF é que combina as leis do movimento de Newton com a fisiologia real da bomba de sucção da diástole, a fim de extrair parâmetros de função diastólica fisiológica e clinicamente relevantes diretamente da forma de onda. Na fisiologia cardíaca, o relaxamento e a rigidez são parâmetros fisiológicos amplamente estabelecidos que caracterizam a diástole. O método PDF pode ajudar a responder questões fundamentais no campo da fisiologia cardíaca, pois separa os principais fatores determinantes da diástole em parâmetros mensuráveis de forma não invasiva.

O método PDF é uma técnica não invasiva que pode fornecer informações sobre os determinantes da diástole que anteriormente só podiam ser medidos por métodos invasivos. A vantagem deste método é que ele se aplica a qualquer coisa em DTE que se mova, sendo igualmente válido para o fluxo sanguíneo através da válvula mitral. Quanto ao movimento do tecido anular mitral, a análise do sonograma será realizada utilizando programas personalizados em MATLAB e LabVIEW.

Utilize o utilitário personalizado do MATLAB para converter as imagens no formato DICOM em arquivos bitmap. Em seguida, clique no botão localizar pasta com imagens para carregar os arquivos bitmap no programa personalizado do MATLAB para medir os parâmetros do fluxo transmitral. Clique em mostrar próxima imagem para revisar as imagens e, então, selecione uma imagem com um contorno claro do fluxo transvalvular e um ciclo cardíaco completo.

Para análise, a imagem carregada possui o tempo ao longo do eixo horizontal e a velocidade ao longo do eixo vertical. Determine a taxa de amostragem de tempo clicando no botão TSR. Utilize as marcas de hash na imagem para identificar dois pontos de tempo no eixo temporal que estejam separados por um segundo.

Em seguida, use as miras para clicar no canto inferior esquerdo da primeira marca de hash. Para ampliar a imagem na visualização ampliada, clique na borda esquerda da marca de hash desejada, e a imagem voltará ao zoom original. Repita o mesmo procedimento para a segunda marca de hash.

Isso é exatamente um segundo após a primeira marca hash. Para encontrar primeiro a taxa de amostragem de velocidade, defina a unidade de velocidade a ser marcada na caixa ao lado do botão VSR. O padrão é um metro por segundo ou 100 centímetros por segundo.

Clique no botão VSR e use as miras para clicar no canto inferior esquerdo do ponto de velocidade zero, a fim de localizar V igual a zero na imagem ampliada. Observe onde a escala de velocidade é exibida na imagem. Clique na borda inferior do ponto de velocidade zero e a imagem será reduzida.

Agora, clique abaixo e à esquerda do ponto de velocidade no valor escolhido, geralmente 100 centímetros por segundo, e marque a borda inferior do segundo ponto. Para concluir a calibração de velocidade em pixels, clique na marca e e no botão de onda. Primeiro, defina o início e o fim de um ciclo cardíaco.

Faça isso marcando adjacente aos nossos picos do ECG, seguindo o mesmo procedimento usado para marcar os pontos de tempo e velocidade. A duração do batimento será calculada com base no número de pixels e na taxa de amostragem de tempo. Após calcular a frequência cardíaca, utilize marcadores fisiológicos para definir o início do intervalo de relaxamento isovolumétrico.

Em seguida, obtenha uma visualização ampliada das ondas de interesse clicando acima do pico da onda mais alta. Quando concluído, use as miras para selecionar o ponto de pico do EWA Doppler. Isso fixa as miras.

Em seguida, mova a mira até o início do ewa. Observe que a mira define uma linha com uma extremidade fixada no pico do EWA. Antes de clicar, certifique-se de que a linha fixada comece no início do ewa.

Agora marque o fim do ewa. Mova a linha ancorada e clique no final do ewa. Esses pontos determinados visualmente permitem o cálculo dos tempos de aceleração e desaceleração do EWA. Continue marcando a onda de maneira semelhante.

Uma vez feito isso, o software gerará automaticamente um arquivo com os parâmetros ecocardiográficos convencionais medidos e imagens recortadas contendo apenas as ondas e e a selecionadas, realizando a análise parametrizada do enchimento diastólico do ewa. No programa da visualização do laboratório personalizado, etapas análogas podem ser seguidas para a onda A. Identifique e carregue o arquivo de imagem criado durante a análise convencional.

O programa da vista do laboratório seleciona automaticamente os pixels a serem ajustados e os exibe em azul, verde e vermelho para selecionar pixels que representem melhor os contornos da onda. Certifique-se de que a opção alterar MVE está selecionada em mostrar ajuste. Em seguida, utilize os controles deslizantes do nível de limite do envelope de velocidade máxima à esquerda da imagem.

Aumentar o valor do limiar seleciona pixels com maior brilho. Após definir o limiar, passe para o controle deslizante de início da EWA. Para começar a selecionar os intervalos de tempo, posicione o controle de modo a excluir o ruído no início da EWA e a linha vertical associada que intercepta a subida em cerca de metade ou acima da velocidade de pico.

Agora vá até o controle deslizante final do EWA e posicione a linha vertical associada aproximadamente na metade da inclinação da desaceleração, de modo a excluir o ruído habitual próximo à linha de base. Observe que os pixels na faixa selecionada são exibidos em verde. Quando isso for feito, prossiga clicando em ajustar EWA para iniciar o ajuste da PDF; para visualizar os ajustes, alterne o interruptor mostrar ajuste para exibir ajuste.

Dados ruidosos podem tornar o ajuste muito sensível ao limite de velocidade máxima escolhido. Se o ajuste for uma má aproximação da ewa, ajuste-o alterando os controles deslizantes do tempo EWA e do limite de velocidade máxima. Também é possível modificar os parâmetros EWA diretamente.

Os parâmetros do ajuste são exibidos na tela e os valores podem ser inseridos nas caixas de texto correspondentes. Eles também podem ser alterados usando as setas para cima e para baixo. Conforme os parâmetros são modificados, a curva verde que representa o ajuste será alterada assim que um ajuste satisfatório for obtido.

Clique em atualizar para obter o valor atualizado do erro quadrático médio. Uma vez que o EWA tenha sido otimizado, clique em concluído para gerar gráficos e arquivos de dados para análise posterior. Aqui está um padrão normal ou pseudo normal de EWA, que são indistinguíveis usando índices convencionais.

Os parâmetros convencionais de função diastólica derivados do EWA são mostrados abaixo da imagem. Os valores dos parâmetros PDF também são apresentados. Além disso, o ajuste previsto pelo modelo PDF é sobreposto em verde.

Ele demonstra um excelente ajuste. Este é um padrão de relaxamento tardio com o ajuste do seu modelo PDF. Observe que, em comparação com o normal, esta EWA apresenta menor amplitude e tempo de desaceleração.

O parâmetro C do modelo PDF, que reflete a viscoelasticidade ou relaxamento da câmara, é maior do que no padrão normal. O ajuste previsto pelo modelo PDF para este padrão restritivo constritivo apresenta boa concordância com o contorno EWA clínico. O padrão EWA restritivo constritivo alto e estreito é gerado por câmaras com rigidez aumentada e fração de ejeção diminuída.

Neste exemplo, o parâmetro de rigidez K da PDF é maior do que os padrões normal e de relaxamento tardio. Uma vez dominada, esta técnica pode ser realizada em um a dois minutos para cada EWA selecionada para análise, se for executada corretamente. Ao realizar este procedimento, é importante lembrar de selecionar EWA com relativamente poucos ruídos, cujo envelope de velocidade mitral siga o controle do fluxo transmitral.

Após este procedimento, outros métodos, como o ajuste do movimento tecidual, podem ser realizados para responder a questões adicionais sobre a rigidez e o relaxamento ventriculares longitudinais. Após sua derivação conceitual e validação in vivo, essas técnicas abriram caminho para que pesquisadores em fisiologia cardiovascular quantifiquem a impedância transversal versus longitudinal. Na diástole, extraia um índice independente da carga da função diastólica e fracione o tempo de desaceleração da onda E em componentes de rigidez e relaxamento.

Em trabalhos recentes, essas técnicas têm sido usadas para explorar a relação entre a função diastólica e a geração de fluxo em vórtice em estados saudáveis e patológicos. Após ler o artigo e assistir a este vídeo, você deverá ter uma boa compreensão conceitual de como avaliar a função diastólica global do ventrículo esquerdo por meio do formalismo PDF.