Оценка внутрисердечных вихрей с помощью эхокардиографии с высокой частотой кадров у новорожденных
December 22nd, 2023
В настоящем протоколе используется технология визуализации крови, полученная на основе эхокардиографии, для визуализации внутрисердечной гемодинамики у новорожденных. Исследуется клиническая полезность этой технологии, исследуется ротационное тело жидкости в левом желудочке (известное как вихрь) и определяется его значение в понимании диастологии.
Мы пытаемся выяснить, почему недоношенные дети, когда они рождаются недоношенными и вырастают во взрослых, имеют значительно более высокий риск сердечной недостаточности. Мы думаем, что это связано с аномальным развитием сердца, потому что они родились на 10, а иногда и на 15 недель раньше срока, и у них изменилось давление в сердце. Теперь мы можем зафиксировать такого рода изменения, наблюдая за паттернами внутрисердечного кровотока с помощью визуализации пятен крови.
Будем надеяться, что мы сможем отбирать детей очень рано в этот критический период развития сердца и, возможно, применять некоторые профилактические стратегии с целью предотвращения сердечной недостаточности, когда они вырастут и станут взрослыми. Что ж, с практической точки зрения, проблемы всегда сводятся к качеству изображения и получению четких сердечных структур в эхо-сигнале. Более того, это еще и сложно, потому что мы имеем дело с младенцами, и у нас иногда бывают очень беспокойные пациенты.
Поэтому мы провели два исследования с визуализацией пятен крови, одно из которых было направлено на то, чтобы посмотреть, действительно ли этот метод осуществим в этой популяции, и ответ был положительным, он очень осуществим. Это очень хорошие изображения внутрисердечного кровотока у этих недоношенных людей. Во втором мы наблюдали за когортой из 80 недоношенных детей и измеряли их на пятый-седьмой день, а затем снова при выписке.
Затем мы разделили их на детей, у которых было такое ремоделирование сердца недоношенных, и тех, у кого этого не было. И мы обнаружили, что у детей, у которых было моделирование сердца, также были аномальные вихревые образования на седьмой день. Вихри были намного крупнее и круглее, чем у младенцев, у которых не развилось ремоделирование сердца.
Это может быть очень важным ключом к дальнейшему изучению того, какие дети могут поддаваться профилактическому лечению. В настоящее время существует ограниченное количество исследований по использованию эхо-визуализации крови у новорожденных. В настоящее время мы изучаем развитие сердца после преждевременных родов.
Но что еще предстоит изучить, так это связь между диастолической дисфункцией и внутрисердечным кровотоком, таким как вихри и вихревые восклицания. Эхо-визуализация крови является совершенно неинвазивным инструментом по сравнению с другими технологиями, такими как МРТ. Он также довольно дешев в использовании и очень полезен в качестве прикроватного инструмента, что означает, что его можно приносить в палаты рядом с пациентами и сводить к минимуму неудобства для пациентов.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Обзор
Этот протокол использует технологию имэджинга кровяных спеклей, основанную на эхокардиографии, для визуализации внутрисердечной гемодинамики у новорождённых. Он направлен на понимание последствий аномального развития сердца у недоношенных детей и его потенциальной связи с будущей сердечной недостаточностью.
Ключевые компоненты исследования
Область науки
- Неонатология
- Кардиология
- Изображательная технология
Бэкграунд
- Недоношенные дети сталкиваются с более высоким риском сердечной недостаточности в зрелом возрасте.
- Аномальное развитие сердца происходит из-за раннего рождения.
- Изменения давления в сердце могут влиять на паттерны кровотока.
- Понимание этих паттернов важно для профилактических стратегий.
Цель исследования
- Исследовать связь между недоношенностью и риском сердечной недостаточности у взрослых.
- Зафиксировать внутрисердечные паттерны кровотока с помощью передовых методов имэджинга.
- Идентифицировать возможности ранней интервенции для детей с риском.
Использованные методы
- Технология имэджинга кровяных спеклей, основанная на эхокардиографии.
- Визуализация внутрисердечной гемодинамики.
- Анализ формирования вихрей в левом желудочке.
- Оценка диастолической функции у новорождённых.
Основные результаты
- Успешная визуализация паттернов кровотока у новорождённых.
- Идентификация значимых гемодинамических изменений у недоношенных детей.
- Разъяснение роли вихря левого желудочка в диастологии.
- Потенциал для ранней идентификации детей с риском сердечной недостаточности.
Выводы
- Имэджинг кровяных спеклей является ценным инструментом для оценки состояния сердца у новорождённых.
- Понимание гемодинамики может помочь в разработке профилактических стратегий для сердечной недостаточности.
- Необходимы дальнейшие исследования для подтверждения результатов и улучшения клинических результатов.
Часто задаваемые вопросы
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.
