Методическая статья

Трансторакальная спекл отслеживания эхокардиографии для количественной оценки миокарда левого желудочка Деформация

DOI:

10.3791/54736

⸱

20 октября 2016 г.

 ,  , 
1HELIOS University Medical Center Wuppertal, Children's Hospital, Department of Pediatric Cardiology, Center for Clinical and Translational Research (CCTR), Witten/Herdecke University

В этой статье

Краткое содержание

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Спекл отслеживания эхокардиографии является новым диагностическим методом визуализации для количественной оценки глобальной и региональной инфарктом производительности. Изображения движения Стандартный вид эхокардиографии записываются и параметры деформации впоследствии оцениваются с помощью автоматизированной непрерывной кадр за кадром отслеживания и анализа движения крапинками внутри B-режиме изображений миокарда.

Аннотация

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Значение обычного эхокардиографии ограничивается различиями в межиндивидуальную интерпретации изображений и, следовательно, во многом зависит от опыта экзаменаторов. Отслеживание спекл эхокардиографии (СТЭ) является перспективным, но технически сложный метод, который может быть использован для количественной оценки региональной и глобальной систолического и диастолического миокарда производительность. Инфаркт деформации и скорости деформации может быть измерена во всех трех измерениях - радиальное, окружное, продольный - от деформации миокарда. Стандартные поперечного сечения двумерные В-режиме изображения записываются и впоследствии постобработкой с помощью автоматизированной непрерывной кадр за кадром отслеживания и анализа движения крапинками внутри миокарда. Изображения записываются в виде цифровых петель и синхронизируется с 3-выводном ЭКГ для целей синхронизации. Продольная деформация оценивается в апикальной 4-, 3- и 2-камерные просмотров. Окружная и радиальной деформации измеряются в parasternaл короткой оси плоскости.

Оптимальное качество изображения и отслеживание точной ткани имеют первостепенное значение для правильного определения параметров миокарда производительности. Использование трансторакальную STE в здоровом добровольца, настоящая статья представляет собой подробное изложение основных этапов и потенциальных ловушек количественного эхокардиографической миокарда анализа деформаций.

Введение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Научные и клинические сценарии в сердечно-сосудистой медицине не более рассмотрены непрерывными переменными и значениями отсечки, а не упрощенно "да или нет" алгоритмы. методы визуализации развились, чтобы быть в состоянии оценить сердечную функцию во все большей детализацией. Отслеживание Speckle эхокардиографию (STE) является новым диагностическим инструментом для количественной оценки миокарда производительности. В то время как обычные эхокардиографии ограничивается субъективной интерпретации изображения и сильной зависимости от опыта отдельного эксперта, STE был введен в качестве воспроизводимой и более объективный метод количественной оценки глобального и регионального систолического и диастолического функции 1,2.

Левого желудочка (ЛЖ) деформации миокарда - продольная и окружная укорочение, а также радиальные утолщение в систолу и наоборот в диастолу - можно описать измерения деформации параметров (е) и Страв скорости (SR). ε является безразмерной процентное изменение длины миокарда. SR это время дериват е 3. Эти важные показатели функции миокарда было показано , чтобы иметь возможность идентифицировать ишемии миокарда 4, предсказать реакцию на СРТ 5 и для выявления субклинической дисфункции миокарда в то время как обычные эхокардиографии параметры по- прежнему остаются нормальными 6. В систематическом мета-анализ, глобальное продольное ε, наиболее часто используемый количественный LV параметр функции систолическое, было показано, обладают превосходной прогностическое значение для прогнозирования основных неблагоприятных сердечно-сосудистых событий, то фракция выброса ЛЖ (EF), текущий золотой стандарт для оценка систолической функции 7. Даже очень тонкие изменения , такие как эффект краткосрочных изменений метаболизма миокарда на механике у бессимптомных пациентов могут быть обнаружены с использованием STE 8.

С технической точки зрения использование STES полутоновое 2D или 3D изображения движения B-режиме, записанные в стандартных представлениях эхокардиографии. Несколько последовательных сердечных цикла записываются в верхушечные просмотров 4-, 3- и 2-камерных для измерения продольной деформации и в парастернальной короткой оси зрения по окружности и радиальной деформации 9. Кроме того, путем захвата короткой вид по оси на уровне митрального клапана, сосочковые мышцы и апекс, Л.В. кручение может быть оценена 3. Впоследствии получения изображения и хранения в виде цифровых петель, деформация миокарда измеряется на рабочей станции в автономном режиме или на самом устройстве ультразвука. Программное обеспечение обнаруживает уникальные образцы миокарда пикселей в записанных изображениях в оттенках серого, так называемые "пятнышки" и следы их на протяжении анализируемого сердечного цикла. Векторы измеряются и параметры деформации впоследствии вычисляются. Таким образом, региональные и глобальные деформации миокарда может быть оценена в систолы и диастолы для левого и правого желудочка А.Н.d предсердие 10.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Содержание протокола был этически одобрен Комитетом по этике Университета Виттен / Хердекке путем.

1. Технические требования

  1. Использование эхокардиографии устройство слежения с участием спекл технологии, оснащенный адекватной сектором массива ткани преобразователя гармонической визуализации.
  2. Во время получения изображения, записи и подключить стандартный 3-свинца ЭКГ непосредственно к эхокардиографии устройства для синхронизации эхокардиографических изображений движения в электромеханической активности. Это является обязательным для целей синхронизации в ходе последующего анализа постобработки. Подключите учебный предмет к ЭКГ и разморозить ультразвуковое изображение, чтобы начать обнаружения сигнала ЭКГ.
  3. Запись цифровых петли, как более подробно описано ниже (шаги 2.1-2.5) и хранить данные в виде движущихся изображений в формате DICOM на внешнем диске. Впоследствии, передавать файлы на рабочей станции в автономном режиме.
  4. Выполнение пост-обработки анализа с использованием соответствующего программного обеспечения, как описаноНиже подробно (шаги 3.1-3.13).

2. Запись Эхокардиографическая Digital Loops

  1. Осмотрите пациента в положении на левом боку пролежни (лежачий больной на левом боку с левой руки, натянутой над головой).
    Примечание: Эта часть протокола требует, чтобы пациент / субъект исследования должен присутствовать.
  2. В качестве альтернативы, при объединении с STE методов стресс-эхокардиографии, такие как велоэргометре, убедитесь, что пациент находится в 45 градусов вертикальном положении. В этом случае используют стандартное устройство велоэргометрия и выполнять стандартное тестирование стресс - эхокардиографии , как описано выше 11. Во время записи эхокардиографии изображений, наклон велоэргометр для достижения левого бокового положения тела, чтобы минимизировать артефакты путем вмешательства легочной ткани.
  3. Соблюдайте особую осторожность, чтобы оптимизировать качество изображения, чтобы гарантировать точную оценку деформации миокарда. Для этого отрегулировать частоту кадров между 60 и 80 кадров в секунду, используя опцию "Adjust частоту кадров". Кроме того, обратите внимание, чтобы включить все аспекты миокардиальных структур, которые должны быть проанализированы по всей совокупности сердечного цикла.
  4. Получение поперечного сечения двумерных полутоновых изображений B-режиме , в стандартной верхушечного длинной оси и парастернальных плоскостях короткой оси , как описано в Европейской ассоциации сердечно - сосудистой системы обработки изображений и Американского общества эхокардиографии 12. Запись нескольких последовательных сердечных циклов (на самом деле необходима только одна запись, по меньшей мере, трех сердечных циклов рекомендуется для того, чтобы иметь возможность выбрать тот, с лучшим качеством изображения во время последующей пост-обработки) в каждой из следующих плоскостей:
    1. Для оценки продольной е и СР, захват стандартный верхушечный 4-, 3- и 2-вид камеры , как описано выше 12. Для этого установите датчик на верхушке сердца у верхушечного толчка (обычно бetween 3 - го и 5 - го межреберья и между средней ключичной и передней подмышечной линии). Цель к правому плечу и не угловатый датчик до всех анатомических структур, представляющих интерес становятся видимыми.
    2. Запись изображений в парастернальной зрения короткой оси на уровне митрального клапана, папиллярных мышц и вершины , чтобы обнаружить окружное ε и SR, а также радиальные ε и SR , как описано в другом месте в деталях 12. Для этого поместите зонд в левой парастернальной границе на 2 - м или 3 - м межреберье и угловатый , пока вы не получите поперечного сечения , перпендикулярную вид ЛЖ.
  5. При объединении с STE сердца стресс-тестирования, таких как велоэргометрия или любого другого функционального тестирования модальности, требующих последовательных измерений (см шаг 2.2), повторите шаг 2.4 в каждой нужной точке времени.

3. Постобработка анализ

ЗАМЕТКАЭта часть протокола включает оценку и интерпретацию записанных изображений эхокардиографии. Он не требует, чтобы пациент присутствовать и может быть выполнена в любое время после предыдущей части процедуры.

  1. Используя количественный анализ программного обеспечения эхокардиографию, нажмите "Файл" и "Открыть" и выбрать желаемые эхокардиографические данные исследования. Выберите пациента / исследования и выбрать в эхокардиографический самолет, который должен быть проанализирован.
  2. Нажмите Q'-значок "в правом нижнем углу выбранного изображения. Затем нажмите на кнопку 'aCMQ' слева.
  3. Выбрали сердечного цикла самого высокого качества изображения с помощью клавиш пропуска зеленой "QRS" в нижней части экрана. Используйте пробел клавиатуры для воспроизведения и паузы цикла.
  4. Выберите интересующую область (ROI) анализируемый путем подтверждения эхокардиографический вид на левой стороне экрана. Далее, есть программное обеспечение автоматически обнаруживает ТИмина на конец диастолы и предложить ROI.
    Примечание: Первый анализ отслеживания спекл впоследствии вычисляемого программным обеспечением. Сегментные и глобальные е кривые отображаются в нижней части экрана.
  5. Нажмите на кнопку "скорости деформации" ниже графиков для визуализации сегментарных и глобального SR.
  6. Визуально проверить качество отслеживания, предложенное программное обеспечение.
    Примечание: Для того, чтобы сделать это, критически контролировать все аспекты миокарда, которые будут проанализированы ли полностью покрыты ROI в течение всей полноте сердечного цикла. Избегайте включая окружающие без инфарктов ткани в ROI.
  7. При необходимости, вручную переместить весь ROI или единичные аспекты этого, или даже полностью перерисовать рентабельность инвестиций (см 3,8-3,9), чтобы гарантировать точные измерения.
    Примечание: При желании установить ROI, чтобы быть прозрачным для корректировки охвата ROI в соответствующее положение и ширину миокарда.
  8. В апикальной 4-, 3- и 2-вид камеры, есть программное обеспечениеавтоматически определить возможный ROI, разделяющую миокард на семь сегментов.
    1. В случае ROI повторное определение необходимо, нажмите кнопку 'Draw' слева и начинают мечения эндокардиальных границу в трех контрольных точках: две противоположные точки вставки АВ клапана и стенки левого желудочка, начиная с базисной InFero-септальной / базальной InFero латеральной / базальная уступает часть клапана отделки с центром в вершине. Убедитесь, что оба конца гусеничной-эндокарда находятся на том же уровне, полностью исключая клапанной ткани.
    2. Если репозиция необходимо для того, чтобы оптимизировать положение и ширину ROI, нажмите "Изменить" на левой стороне экрана. Перемещение каждого сегмента маржи, а также Эндокардиальный и эпикардиальные границы индивидуально с курсором. Использовать ортогональную линию, указывающую в сторону вершины для навигации / ориентации при перемещении ROI во всей своей полноте.
    3. И, наконец, начать отслеживания спекл повторного анализа, нажавКнопка 'Compute' на левой стороне экрана.
      Примечание: Программное обеспечение теперь автоматически обнаруживает "акустические маркеры", которые отклоняют миокарда ультраструктуры миокарда, соответствующие организации волокон в их движении на протяжении сокращения и расслабления миокарда. Эти акустические маркеры прослеживаются через весь период полного сердечного цикла. Необходимый расчет может потребоваться несколько секунд до нескольких минут. ε и SR рассчитываются с помощью программного обеспечения и представлены в числовой и графической манере.
  9. в парастернальная вид, есть программное обеспечение автоматически предложит предопределенный ROI. Отрегулируйте этот ROI вручную, разделив миокард на шесть сегментов.
    Примечание: Ширина ROI, должны точно соответствовать толщине миокарда. Там, где это необходимо, оптимизировать положение и ширину ROI, как описано в 3.8.2. Точка в центре ROI может быть использован для навигации / ориентации при перемещении ROI ввсей ее полноте.
    1. Затем запустите отслеживания спекл повторный анализ, нажав на кнопку "Compute" на левой стороне экрана.
  10. Выбрали сегментарные и глобальные е и SR, которое будет отображаться в кривых или формате глаз всеобъемлющего быка. Для этого нажмите кнопку "Настройки" в нижнем левом углу экрана. Различные типы волновых форм и вариантов отображения могут быть выбраны в этом меню.
  11. Если ручной репозиционирование ROI не является достаточным для достижения надлежащего общего качества отслеживания спекл, начните с 3.1 и переопределить ROI или рассмотреть вопрос о выборе другого сердечного цикла перед переходом к следующему шагу.
  12. Сохранение и экспорт данных для последующего статистического анализа. При желании, кинокамеры петли или еще кадры могут быть экспортированы в качестве иллюстраций. Для этого нажмите кнопку "Экспорт" в нижнем левом углу экрана и выберите нужный формат и каталог файлов.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Основными параметрами для количественной оценки производительности миокарда являются ε и SR. С технической точки зрения все сердечные камеры могут быть проанализированы с помощью STE. Однако, поскольку методология отслеживания спекл была в основном используется для изучения Л.В., в центре внимания данной статьи находится на механике миокарда ЛЖ. Как правило, продольные ε и SR являются наиболее часто оцениваемые параметры деформации LV. Продольная ε и SR описывают систолическое укорочение...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Значение техники в отношении альтернативных методов

В настоящее время золотым стандартом для эхокардиографической оценки систолической функции ЛЖ является фракция выброса ЛЖ (ФВ) 13. Однако определение EF основана на упрощенным подход, который тесно связан с радиальной составляющей миокарда сжатия, но не принимает во внимание важные продольные и окружные плоскостей. Следовательно, EF упрощает трехмерную сложность деформации миокарда. Как следствие, измерения EF не...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Авторам нечего раскрывать.

Благодарности

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Авторы благодарят субъекта эхокардиографического исследования за добровольное участие в видео, а также Университет Виттена/Хердеке и Исследовательский центр HELIOS (HRC-ID 000416 присвоен Каю О. Хенселю) за финансирование.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
Ультразвуковая система Phillips iE33Philips Healthcarehttp://www.umiultrasound.com/ultrasound-machine/philips/ie33
широкополосный преобразователь сектора S5-1Philips Healthcare5-1 МГц, http://www.usa.philips.com/healthcare/product/HC989605412081/s5-1
программное обеспечение QLAB Advanced Quantification версии 10.5Philips HealthcareQ-App: автоматизированная оценка сердечных движений (aCMQ), www.philips.com/QLAB-cardiology
Xcelera R3.3L1 (версия 3.3.1.1103) Philips для http://www.usa.philips.com/healthcare/product/HC830038/xcelera-r41-cardiology-information-management-system в сфере здравоохранения

Ссылки

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Leischik, R., Dworrak, B., Hensel, K. Intraobserver and interobserver reproducibility for radial, circumferential and longitudinal strain echocardiography. Open Cardiovasc. Med. J. 8, 102-109 (2014).
  2. Smiseth, O. A., Torp, H., Opdahl, A., Haugaa, K. H., Urheim, S. Myocardial strain imaging: how useful is it in clinical decision making? Eur Heart J. , (2015).
  3. Opdahl, A., Helle-Valle, T., Skulstad, H., Smiseth, O. A. Strain, strain rate, torsion, and twist: echocardiographic evaluation. Curr. Cardiol. Rep. 17, 568(2015).
  4. Kukulski, T., et al. Identification of acutely ischemic myocardium using ultrasonic strain measurements. A clinical study in patients undergoing coronary angioplasty. J. Am. Coll. Cardiol. 41, 810-819 (2003).
  5. Suffoletto, M. S., Dohi, K., Cannesson, M., Saba, S., Gorcsan, J. 3rd Novel speckle-tracking radial strain from routine black-and-white echocardiographic images to quantify dyssynchrony and predict response to cardiac resynchronization therapy. Circulation. 113, 960-968 (2006).
  6. Hensel, K. O., et al. Subclinical Alterations of Cardiac Mechanics Present Early in the Course of Pediatric Type 1 Diabetes Mellitus: A Prospective Blinded Speckle Tracking Stress Echocardiography Study. J Diabetes Res. 2016, 2583747(2016).
  7. Kalam, K., Otahal, P., Marwick, T. H. Prognostic implications of global LV dysfunction: a systematic review and meta-analysis of global longitudinal strain and ejection fraction. Heart. 100, 1673-1680 (2014).
  8. Hensel, K. O., Grimmer, F., Jenke, A. C., Wirth, S., Heusch, A. The influence of real-time blood glucose levels on left ventricular myocardial strain and strain rate in pediatric patients with type 1 diabetes mellitus - a speckle tracking echocardiography study. BMC Cardiovasc. Disord. 15, 175(2015).
  9. Kurt, M., Tanboga, I. H., Aksakal, E. Two-Dimensional Strain Imaging: Basic principles and Technical Consideration. Eurasian J Med. 46, 126-130 (2014).
  10. Cameli, M., Lisi, M., Righini, F. M., Mondillo, S. Novel echocardiographic techniques to assess left atrial size, anatomy and function. Cardiovasc. Ultrasound. 10 (4), (2012).
  11. Pellikka, P. A., Nagueh, S. F., Elhendy, A. A., Kuehl, C. A., Sawada, S. G. American Society of Echocardiography recommendations for performance, interpretation, and application of stress echocardiography. J. Am. Soc. Echocardiogr. 20, 1021-1041 (2007).
  12. Lang, R. M., et al. Recommendations for cardiac chamber quantification by echocardiography in adults: an update from the American Society of Echocardiography and the European Association of Cardiovascular Imaging. J. Am. Soc. Echocardiogr. 28, 1-39 (2015).
  13. Curtis, J. P., et al. The association of left ventricular ejection fraction, mortality, and cause of death in stable outpatients with heart failure. J. Am. Coll. Cardiol. 42, 736-742 (2003).
  14. Liebson, P. R., et al. Echocardiographic correlates of left ventricular structure among 844 mildly hypertensive men and women in the Treatment of Mild Hypertension Study (TOMHS). Circulation. 87, 476-486 (1993).
  15. Hensel, K. O., Jenke, A., Leischik, R. Speckle-tracking and tissue-Doppler stress echocardiography in arterial hypertension: a sensitive tool for detection of subclinical LV impairment. Biomed Res Int. , 472562(2014).
  16. Gorcsan, J. 3rd, Tanaka, H. Echocardiographic assessment of myocardial strain. J. Am. Coll. Cardiol. 58, 1401-1413 (2011).
  17. Holmes, A. A., Taub, C. C., Garcia, M. J., Shan, J., Slovut, D. P. Increased Apical Rotation in Severe Aortic Stenosis is Associated with Reduced Survival: A Speckle-Tracking. J. Am. Soc. Echocardiogr. , (2015).
  18. Auger, D., et al. Effect of cardiac resynchronization therapy on the sequence of mechanical activation assessed by two-dimensional radial strain imaging. Am. J. Cardiol. 113, 982-987 (2014).
  19. To, A. C., et al. Strain-time curve analysis by speckle tracking echocardiography in cardiac resynchronization therapy: Insight into the pathophysiology of responders vs. non-responders. Cardiovasc. Ultrasound. 14 (14), (2016).
  20. Seo, Y., et al. Three-dimensional propagation imaging of left ventricular activation by speckle-tracking echocardiography to predict responses to cardiac resynchronization therapy. J. Am. Soc. Echocardiogr. 28, 606-614 (2015).
  21. Trache, T., Stobe, S., Tarr, A., Pfeiffer, D., Hagendorff, A. The agreement between 3D, standard 2D and triplane 2D speckle tracking: effects of image quality and 3D volume rate. Echo Res Pract. 1, 71-83 (2014).
  22. Sanchez, A. A., et al. Effects of frame rate on two-dimensional speckle tracking-derived measurements of myocardial deformation in premature infants. Echocardiography. 32, 839-847 (2015).
  23. Hensel, K. O. Non-ischemic diabetic cardiomyopathy may initially exhibit a transient subclinical phase of hyperdynamic myocardial performance. Medical Hypotheses. 94, 7-10 (2016).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

strainROI

Похожие статьи