Оценка внутрисердечных вихрей с помощью эхокардиографии с высокой частотой кадров у новорожденных
22 декабря 2023 г.
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.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данном протоколе используется технология визуализации спеклов крови, основанная на эхокардиографии, для анализа внутрисердечной гемодинамики у новорожденных. Целью работы является изучение последствий аномального развития сердца у недоношенных младенцев и возможной связи этого явления с будущей сердечной недостаточностью.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Неонатология
- Кардиология
- Технологии визуализации
Теоретические основы
- Младенцы, родившиеся преждевременно, подвержены более высокому риску развития сердечной недостаточности в зрелом возрасте.
- Аномальное развитие сердца происходит вследствие раннего рождения.
- Изменения давления в сердце могут влиять на характер кровотока.
- Понимание этих закономерностей имеет решающее значение для разработки профилактических стратегий.
Цель исследования
- Исследовать взаимосвязь между преждевременными родами и риском развития сердечной недостаточности у взрослых.
- Зафиксировать паттерны внутрисердечного кровотока с помощью передовых методов визуализации.
- Определить возможности раннего вмешательства для младенцев из группы риска.
Используемые методы
- Технология визуализации спеклов крови на основе эхокардиографии.
- Визуализация внутрисердечной гемодинамики.
- Анализ формирования вихрей в левом желудочке.
- Оценка диастолической функции у новорожденных.
Основные результаты
- Успешная визуализация паттернов кровотока у новорожденных.
- Выявление значительных гемодинамических изменений у недоношенных младенцев.
- Представления о роли вихря в левом желудочке в диастологии.
- Возможность раннего выявления младенцев с риском развития сердечной недостаточности.
Выводы
- Спекл-визуализация кровотока является ценным инструментом для оценки состояния сердечно-сосудистой системы у новорожденных.
- Понимание гемодинамики позволяет разрабатывать стратегии профилактики сердечной недостаточности.
- Необходимы дальнейшие исследования для подтверждения полученных результатов и улучшения клинических исходов.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для отрасли
Визуализация кровотока по методу анализа спекл-структур (BSI), основанная на эхокардиографии с высокой частотой кадров, позволяет проводить неинвазивную количественную оценку внутрисердечных вихрей у новорожденных, восполняя критический пробел в ранней диагностике сердечной функции. Данная технология повышает прогностическую точность выявления субклинической диастолической дисфункции, особенно у недоношенных младенцев с риском неблагоприятного ремоделирования сердца. Интеграция BSI в рабочие процессы на этапе первичных исследований способствует снижению механистических рисков и обоснованию решений о продвижении проектов в портфелях педиатрических сердечно-сосудистых исследований с учетом скорректированных рисков.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Первичный поиск и валидация мишени
- Обеспечивает прямую визуализацию паттернов внутрисердечного кровотока для проверки механистических гипотез.
- Поддерживает валидацию функциональных мишеней путем корреляции характеристик вихрей с фенотипами ремоделирования сердца.
- Способствует снижению биологических рисков в неонатальных и педиатрических моделях сердца.
- Повышает прогностическую достоверность при поиске сердечно-сосудистых биомаркеров на ранних стадиях.
Скрининг и разработка методов анализа
- Обеспечивает стандартизированные, воспроизводимые результаты визуализации для количественной оценки диастолической функции.
- Позволяет подготавливать валидированные биологические системы для последующего скрининга терапевтических вмешательств.
- Обеспечивает создание масштабируемых платформ для анализа, совместимых с прикроватным мониторингом в педиатрии.
- Служит основой для надежной оценки соединений-кандидатов, воздействующих на пути ремоделирования миокарда.
Трансляционные и доклинические исследования
- Связывает результаты визуализации с клинически значимыми конечными точками в доклинических моделях сердечно-сосудистых заболеваний.
- Обеспечивает непрерывность процесса от этапа поиска до доклинической валидации биомаркеров диастолической функции.
- Позволяет принимать обоснованные решения о дальнейшем продвижении исследований с учетом рисков на основе ранних данных о механизмах действия.
- Предоставляет трансляционные данные о биомаркерах для исследований сердечно-сосудистой системы у детей и новорожденных.
Интеграция в конвейер и рабочий процесс
BSI интегрируется в континуум от этапа открытия до доклинических исследований, обеспечивая раннюю количественную оценку функции и ремоделирования сердца в моделях новорожденных.
- Фундаментальная биология: Поддерживает проверку гипотез о механической роли внутрисердечных вихрей в развитии сердца.
- Скрининг: Обеспечивает воспроизводимые количественные результаты визуализации для стандартизации анализа.
- Аналитика: Позволяет проводить объективные измерения размера и морфологии вихрей для сравнения различных условий.
- Трансляционные исследования: Связывает результаты ранних этапов открытий с доклинической валидацией биомаркеров в педиатрических популяциях.
- Корпоративное повторное использование: Создает возможность многократного использования методов визуализации для текущих инициатив в области сердечно-сосудистых исследований и разработок.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: Повышает прогностическую точность и снижает механистическую неопределенность при валидации кардиологических мишеней.
- Операционная ценность: Предлагает стандартизированные, масштабируемые и неинвазивные рабочие процессы визуализации для неонатологических исследований.
- Стратегическая ценность: Обеспечивает возможность принятия более ранних решений о целесообразности дальнейшей разработки (go/no-go) и эффективное управление капиталом в рамках программ по детской сердечно-сосудистой патологии.
- Влияние на портфель: Поддерживает приоритезацию с учетом рисков и продвижение кандидатов в терапевтические препараты и кардиологические биомаркеры.
Особенности внедрения
- Требуется опыт работы с эхокардиографией с высокой частотой кадров и визуализацией сердца новорожденных.
- Зависит от наличия современного ультразвукового оборудования и аналитического программного обеспечения для BSI.
- Необходима межгрупповая стандартизация протоколов визуализации и интерпретации данных.
- Может потребоваться адаптация для использования в различных моделях новорожденных и педиатрических модельных системах.
- Качество изображений и стабильность состояния пациента могут ограничивать сбор данных у нестабильных новорожденных.
