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Medicine

Nicht-invasive Zeitbestimmung Vortex Formation mit transösophagealen Echokardiographie bei Herzchirurgie

Published: November 28, 2018 doi: 10.3791/58374
Automatic Translation
1, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 1, 1, 2
1Anesthesia Service, Clement J. Zablocki Veterans Affairs Medical Center, 2Department of Anesthesiology, Medical College of Wisconsin

Summary

Wir beschreiben ein Protokoll, um Wirbel Bildung Zeit, einen Index der linken ventricular Füllung Effizienz messen mit standard transösophagealen Echokardiographie Techniken bei Patienten nach herzchirurgischen Eingriffen. Wir wenden diese Technik um Wirbel Bildung Zeit in mehreren Gruppen von Patienten mit unterschiedlichen kardiale Pathologien zu analysieren.

Abstract

Trans-mitral Durchblutung erzeugt eine dreidimensionale Rotationskörper Flüssigkeit, bekannt als Vortex Ring, das erhöht die Effizienz der linken Herzkammer (LV) füllen im Vergleich mit einem kontinuierlichen linearen Jet. Vortex Ring Entwicklung wird in den meisten Fällen mit Wirbel Bildung Zeit (VFT), eine dimensionslose Parameter basierend auf flüssige Auswurf aus einem starren Rohr quantifiziert. Unsere Gruppe interessiert sich Faktoren, die beeinflussen LV füllen Effizienz während der Herzchirurgie. In diesem Bericht beschreiben wir gewusst wie: verwenden Sie standard-zweidimensionale (2D) und Doppler transösophagealen Echokardiographie (TEE), nicht-invasiv die Variablen abzuleiten VFT berechnen musste. Wir berechnen Vorhofflimmern Füllung Bruchteil (β) von Geschwindigkeit-Zeit-integrale der Trans-mitral frühen LV-Füllung und atriale Systole Blut fließen Geschwindigkeit Wellenformen gemessen in der Mitte-und Speiseröhrenkrebs Vierkammer-TEE-Ansicht. Schlagvolumen (SV) wird berechnet, wie das Produkt des Durchmessers der LV-Abfluss-Strecke in der Mitte-und Speiseröhrenkrebs Längsachse TEE Ansicht gemessen und das Geschwindigkeit-Zeit-Integral des Blutflusses durch den Abfluss Track bestimmt in der Tiefe Transgastric Ansicht mit Puls-Welle Doppler. Schließlich wird als Durchschnitt der Haupt- und Nebenversionen Achslängen gemessen in orthogonalen Mitte esophageal Bicommissural und Längsachse bildgebenden Flugzeuge, bzw. Mitral Ventil Durchmesser (D) bestimmt. VFT errechnet sich dann als 4 × (1-β) × SV / (πD3). Wir haben diese Technik verwendet, um VFT in mehrere Gruppen von Patienten mit unterschiedlichen kardiale Anomalien zu analysieren. Wir besprechen unsere Anwendung dieser Technik und ihre möglichen Grenzen und auch unsere bisherigen Ergebnisse zu überprüfen. Nicht-invasive Messung der VFT mit TEE ist einfach bei narkotisierten Patienten nach herzchirurgischen Eingriffen. Die Technik kann kardiale Anästhesisten und Chirurgen zur Bewertung der Auswirkungen von pathologischen Zuständen und chirurgische Eingriffe am LV Effizienz in Echtzeit zu füllen.

Introduction

Strömungsmechanik ist eine kritische und doch oft unterschätztes Determinante der linken Herzkammer (LV) Füllung. Eine dreidimensionale Rotationskörper Flüssigkeit, ist bekannt als Vortex Ring, dann generiert, wenn eine Flüssigkeit durchläuft eine Blende1,2,3. Dieser Vortex Ring verbessert die Effizienz des Fluidtransport im Vergleich mit einem kontinuierlichen linearen Jet4. Bewegung des Blutes durch die Mitralklappe während der frühen LV-Füllung verursacht einen Vortex Ring,5,6,7,8 zu bilden und seine Ausbreitung in die Kammer durch die Erhaltung der flüssigen Dynamik erleichtert und kinetische Energie9. Diese Maßnahmen erhöhen LV füllen Effizienz4,10,11,12,13. Der Ring nicht nur hemmt Fluss Blutstau in den LV Apex14,15,16,17 , sondern leitet auch Strömung bevorzugt unterhalb der vorderen mitral Merkblatt7, 18, Auswirkungen, die Füllung der LV Abfluss erleichtern und verringern das Risiko von apikalen Thrombusbildung verfolgen19, beziehungsweise. Kontrast-Echokardiographie-17, Doppler Vektor Flow Mapping6,20,21, Magnet-Resonanz-Tomographie7und Particle imaging Velocimetry9,22 ,23,24 wurden verwendet, um das Aussehen und Verhalten der Trans-mitral Wirbel Ringe unter normalen und pathologischen Bedingungen unter Beweis stellen. Der linken atrial LV Druckgradient, der Grad der diastolische Mitralinsuffizienz ringförmigen Ausflug, der LV-Mindestdruck erreicht während der Diastole, und die Rate und das Ausmaß der LV Entspannung sind die vier wichtigsten Determinanten von Dauer, Größe, Flow Intensität und Position der die Trans-mitral Ring2,12,25,26,27,28,29.

Vortex Ring Entwicklung ist in den meisten Fällen mit einem dimensionslose Parameter (Wirbel Bildung Zeit; quantifiziert. VFT) basierend auf flüssige Auswurf aus einem starren Rohr3, wo VFT als das Produkt aus der Zeit gemittelt Fluidgeschwindigkeit und die Dauer der Auswurf dividiert durch den Durchmesser der Öffnung definiert ist. Die optimale Größe einer Vortex Ring wird erreicht, wenn VFT 4 in-vitro- weil nachgestellte Düsen und energetischen Einschränkungen verhindern, dass es eine größere Größe3,4zu erreichen. Mitralklappe VFT hat klinisch mit transthorakalen Echokardiographie8,30,31angeglichen worden. Basierend auf der Analyse von Trans-mitral Blut Strömungsgeschwindigkeit und Mitralklappe Durchmesser (D), es lässt sich leicht gezeigt8 , VFT = 4 × (1-β) × EF × α3, wo β = atriale Füllung Bruchteil, EF = LV Auswurffraktion und α = EDV1/3/d, wo EDV = End-diastolischen Volumen. Auswurffraktion ist das Verhältnis von Schlagvolumen (SV) und EDV, so dass diese Gleichung vereinfacht werden, VFT = 4 × (1-β) × SV / (πD3). Da VFT dimensionslose (Volumen/Volumen) ist, ermöglicht dieser Index den direkten Vergleich zwischen Patienten unterschiedlicher Größe ohne Anpassung für Gewicht oder Fläche8. Optimale VFT reicht von 3,3 bis 5,5 in gesunden Probanden8und Ergebnisse stehen im Einklang mit denen, die in Fluid Dynamics Modelle3,32. VFT zeigte ≤ 2,0 bei Patienten mit depressiven LV systolischen Funktion, Erkenntnisse, die auch vom theoretischen Vorhersagen8unterstützt werden. Reduzierung der VFT vorhergesagt unabhängig Morbidität und Mortalität bei Patienten mit Herzinsuffizienz30. Erhöhte LV-Nachlast33, Alzheimer-Krankheit34, abnorme diastolische Funktion19und Ersatz der native Mitralklappe mit einer Prothese35 haben auch gezeigt, um VFT zu verringern. Messung der VFT kann auch nützlich, um die Strömung Blutstau oder Thrombosen bei Patienten mit akutem Myokardinfarkt36,37zu identifizieren sein.

Unsere Gruppe interessiert sich Faktoren, die beeinflussen LV füllen Effizienz während der Herzchirurgie38,39,40,41. Wir verwenden standard Doppler und zweidimensionalen transösophagealen Echokardiographie (TEE), um nicht-invasiv die Variablen zur Berechnung der VFT abzuleiten. In diesem Bericht haben wir diese Methodik im Detail zu beschreiben und unsere bisherigen Ergebnisse zu überprüfen.

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Protocol

Institutional Review Board von der Clement J. Zablocki Veterans Affairs Medical Center genehmigt die Protokolle. Schriftliche Einwilligung wurde verzichtet, da invasive kardiologische Überwachung und TEE routinemäßig bei allen Patienten nach herzchirurgischen Eingriffen in unserer Einrichtung verwendet werden. Patienten mit relativen oder absoluten Kontraindikationen für TEE, die Wiederholung mediane Sternotomie oder Notoperation und solche mit Vorhofflimmern oder ventrikuläre Tachyarrhythmien wurden von der Teilnahme ausgeschlossen.

(1) Anästhesie

  1. Analgosedierung vor der Operation jeden Patienten mit intravenösen Midazolam (1 bis 3 mg) und Fentanyl (50 bis 150 µg) vorsehen.
  2. Verwenden Sie Lokalanästhesie (subkutane 1 % Lidocain) zum Einsetzen des intravenösen und radialen Arterie Katheter. Testen Sie die Qualität von örtlicher Betäubung mit einem Pinprick.
  3. Stellen Sie sicher, dass der Patient Sauerstoff über eine Nasenbrille (2 bis 4 L/min) erhält.
  4. Legen Sie einen zentralen venösen oder Lungenarterie Katheter mit örtlicher Betäubung (subkutane 1 % Lidocain) unter sterilen Bedingungen durch rechts oder links, die innere Halsschlagader mit Ultraschallkontrolle auf entsprechenden klinischen Indikationen basiert.
  5. Induzieren Sie Anästhesie mit intravenösen Fentanyl (5 Mcg/kg), Propofol (1 bis 2 mg/kg) und Rocuronium (0,1 mg/kg). Halten Sie Anästhesie mit Isofluran (Ende-Gezeiten-Konzentration von 1 %) in einer Luft-Sauerstoff-Gemisch, Fentanyl (1 bis 2 µg/kg/h), inhaliert und Rocuronium (0,05 mg/kg) titriert, Effekt mit neuromuskuläre Kontrolle.
  6. Absaugen des Magens mit einer oralen Magensonde.
  7. Der Patient Hypopharynx entgegenbringen Sie Ultraschall Gelee. Heben Sie den Unterkiefer anterior und vorab eine TEE-Sonde in die Speiseröhre mit sanftem Druck Widerstand des Hypopharygeus Muskels zu überwinden.

(2) transösophagealen Echokardiographie

  1. Führen Sie eine umfassende TEE-Untersuchung nach der amerikanischen Gesellschaft der Echokardiographie/Gesellschaft von Herz-Kreislauf-Anästhesisten Richtlinien42 bei jedem Patienten.
  2. Legen Sie eine Pulswelle Doppler Probenvolumen zwischen den Spitzen der Mitral-Flugblätter zu Rekord Trans-mitral Blut Strömungsgeschwindigkeit in der Mitte-und Speiseröhrenkrebs Vierkammer-Abschlag imaging-Ebene (Abbildung 1).
  3. Frühe LV-Füllung und atriale Systole Blut fließen Wellenformen von Trans-mitral Blut Strömungsgeschwindigkeit erkennen und Messen Sie ihre entsprechenden Gipfel Geschwindigkeiten und Geschwindigkeit-Zeit-integrale (VTIE und VTIA, beziehungsweise) mit der Echokardiographie-Gerät integriertes Softwarepaket (Abbildung 1).
  4. Berechnen Sie den Vorhofflimmern Füllung Bruchteil (β) als das Verhältnis von Vorhofflimmern zur gesamten LV-Füllung:
    Equation 1
  5. Messen Sie den maximalen Durchmesser des LV-Ausflusstrakt unmittelbar unterhalb der Aortenklappe in der Mitte-und Speiseröhrenkrebs Aortenklappe Längsachse TEE Blick während Mid Systole (Abbildung 2A).
  6. Berechnen Sie die Fläche der LV Ausflusstrakt vorausgesetzt, kreisförmigen Geometrie wie das Produkt von π/4 und das Quadrat des Durchmessers (siehe Schritt 2.5 oben).
  7. Erhalten Sie eine tiefe Transgastric Längsachse TEE Ansicht zu, und eine Pulswelle Doppler Probenvolumen in der distalen Ausflusstrakt der LV einen Blut fließen Geschwindigkeit Umschlag (Abbildung 2 b) auf der gleichen Ebene aufnehmen wo der Durchmesser gemessen wurde (siehe Schritt 2.5 oben); integrieren Sie das Gebiet dieser Wellenform mit der Echokardiographie Ausrüstung Softwarepaket VTI zu erhalten.
  8. Multiplizieren (siehe Punkt 2.6) die resultierende Geschwindigkeit-Zeit-Integral (VTI) der LV Abfluss Spur Blut fließen Geschwindigkeit Wellenform (Abb. 2 b) durch die Fläche des Abflusses Schlagvolumen (SV) zu verfolgen.
  9. Aufzeichnen von video-Clips von der Mitte-und Speiseröhrenkrebs Bicommissural und LV-lange Achse TEE bildgebenden Flugzeuge, bzw.42. Achten Sie darauf, mehrere Herzzyklen in jede Aufnahme aufnehmen.
  10. Sichtkontrolle Zeitlupen-Bilder der video-Clips (siehe Schritt 2,9 oben) nach ECG T-Wellen, die maximale Öffnung der Mitralklappe Flugblätter zu wählen.
  11. Messen Sie den Abstand zwischen der mitral Blättchen (Abbildungen 3A und 3 b) mit Hilfe der Echokardiographie Ausrüstung "Bremssattel" Funktion.
  12. Berechnen Sie die Mitralklappe Durchmesser (D) als der Durchschnitt der Major (Transcommissural anterior-Lateral-Posterior-Medial) und kleine (anterior-Posterior) Längen.
  13. VFT mit Hilfe der Formel zu berechnen:
    Equation 2
  14. Führen Sie alle quantitativen echokardiographische Messungen in dreifacher Ausfertigung am Ende-Ablauf.

(3) experimentelles Design

  1. Ermitteln Sie VFT, Indizes der LV diastolische Funktion und Hämodynamik während Steady-State-Bedingungen 30 Minuten vor und 15, 30 und 60 Minuten nach der Herz-Lungen-Bypass (CPB) bei 10 Patienten mit normalen präoperative LV Auswurffraktion unter koronarer Operation, um die Hypothese zu testen, daß CPB vorübergehend VFT39abnimmt.
  2. Testen Sie die Hypothese, dass LV Drucküberlastung Hypertrophie produziert durch die Aortenklappe Stenose VFT reduziert durch die Untersuchung (in einer Gruppe von 8 Patienten mit Aortenklappenersatz) für schwere Aortenstenose und vergleichen von Beobachtungen in eine andere Gruppe von 8 Patienten mit normalen LV Wanddicke koronare Operation40unterziehen. VFT, LV-diastolische Funktion, Hämodynamik und End-diastolischen posterior Wandstärke im Steady-State-Bedingungen 30 Minuten vor der CPB zu messen.
  3. Testen Sie die Hypothese, dass abnorme diastolische Durchblutung Eingabe der LV betrifft Trans-mitral LV Effizienz bei 8 Patienten mit Aortenklappe Stenose und Moderate Aorten Insuffizienz versus 8 Patienten mit Aortenstenose, die keinen Regurgitant Ventile zu füllen 38. Maßnahme VFT und andere Parameter wie oben (Schritt 3.2) beschrieben.
  4. Test der Hypothese, dass die fortgeschrittenen Alter ist verbunden mit einem Rückgang der LV Effizienz quantifiziert mit VFT in 7 Achtzigjährigen (82 ± 2 Jahre) im Vergleich zu 7 jüngere Patienten (55 ± 6 Jahre)41 in KoronararterieChirurgie füllen. Sicherstellen Sie, dass beide Gruppen normal präoperative LV Auswurffraktion. VFT und andere Parameter zu messen, wie oben (Schritt 3.2) beschrieben.

4. Statistik

  1. Stellen Sie die Daten als Mittelwert ± Standardabweichung.
  2. Auswerten von Daten mittels Varianzanalyse (ANOVA) gefolgt von Bonferroni Änderung des Schülers t-test.
  3. Verwenden Sie lineare Regressionsanalyse, um die Beziehungen zwischen VFT und End-diastolischen posterior Wandstärke und VFT und Alter zu ermitteln.
  4. Die Nullhypothese ablehnen wenn p < 0,05.

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Representative Results

Die aktuelle Technik erlaubt uns, VFT während der Herzchirurgie unter einer Vielzahl von klinischen Bedingungen zuverlässig zu messen, indem jede Determinante von Blutfluss und dreidimensionale Aufnahmen in standard TEE bildgebenden Flugzeuge erhalten. Eine Pulswelle Doppler Probenvolumen stellte sich an den Spitzen der Mitral-Flugblätter in der Mitte-und Speiseröhrenkrebs Vierkammer-Blick auf das Trans-mitral Blut fließen Geschwindigkeitsprofil notwendig, Vorhofflimmern Füllung Bruchteil (β; berechnen zu erhalten ( Abbildung 1). Schlagvolumen wurde unter Verwendung der Kontinuitätsgleichung (Geschwindigkeit-Zeit-Integral der LV Abfluss Spur Blut fließen Geschwindigkeit Wellenform multipliziert mit dem Bereich Abfluss) bestimmt und LV Abfluss Track Durchmesser in der Mitte-und Speiseröhrenkrebs LV langen Achse Ansicht (gemessen wurde Abbildung 2A), Blutfluss durch den Ausflusstrakt in die Tiefe Transgastric kurze Achse imaging-Flugzeug (Abb. 2 b) festgesetzt wurde. Schließlich, durchschnittliche Mitral Ventil Durchmesser wurde berechnet als Durchschnitt der Major und Nebenachse Durchmesser gemessen in der Mitte-und Speiseröhrenkrebs Bicommissural und LV langen Achse Flugzeuge (Abb. 3A und 3 b, beziehungsweise). Messung der VFT wurde Intra- und interobserver-Variabilität von 5 % und 7 %, bzw., ähnlich wie bei anderen Indizes der Dimension und Blut fließen gemessen mit TEE (Daten nicht gezeigt) zugeordnet. Mit dieser Technik, wir zeigten erstmals, dass die Exposition zu CPB reduziert VFT (5,3 ± 1,8 bevor vs. 4.0 ± 1,5 15 Minuten nach Bypass, p < 0,05; Abbildung 4) bei Patienten mit KoronararterieChirurgie. VFT erholte sich Baseline-Werte innerhalb von 60 Minuten nach CPB. Eine Zunahme der β (0,33 ± 0,04 vor vs. 0,41 ± 0,07 15 Minuten nach CPB, p < 0,05) Einklang mit größeren Vorhofflimmern Beitrag zur LV-Füllung war in erster Linie verantwortlich für den Rückgang der VFT, weil SV und Mitralklappe Durchmesser unverändert geblieben.

Wir zeigten auch, dass eine Abnahme der VFT bei Patienten mit schweren Aortenklappe Stenose und LV Drucküberlastung Hypertrophie verglichen mit denen mit normalen LV Wanddicke tritt (3,0 ± 0,6 vs. 4.3 ± 0,5; p < 0,05; ( Abbildung 5). Frühe LV-Füllung war gedämpft (zB., E/A, 0,77 ± 0,11 verglichen mit 1,23 ± 0,13; β, 0,43 ± 0,09 verglichen mit 0,35 ± 0,02; p < 0,05 für jeden), SV wurde reduziert (72 ± 12 mL im Vergleich zu 95 ± 10 mL; p < 0,05) bei Patienten mit vs. ohne LV Hypertr Wertvorstellungen; jedoch ähnelte Mitral Ventil Durchmesser zwischen Gruppen. Mit linearen Regressionsanalyse zeigte sich eine signifikante inverse Korrelation zwischen VFT und posterior Wandstärke (PWT) (VFT =-2.57 × PWT + 6.81; R = 0.408; p = 0,017). Darüber hinaus unsere Ergebnisse mit diesem Verfahren nachgewiesen, dass die Präsenz im Vergleich zu fehlender moderate Aorten Insuffizienz bei Patienten mit schweren Aortenklappe Stenose VFT zugenommen (5.7 ± 1,7 vs. 3,0 ± 0,6, beziehungsweise; p < 0,05; Abbildung 5) mit einem Rückgang der Mitralklappe Durchmesser (2,2 ± 0,2 vs. 2,6 ± 0,1 cm; p < 0,05), während die Indizes der LV diastolische Dysfunktion und SV zwischen Gruppen ähnelten. Zu guter Letzt konnten wir nutzen unsere Technik zur Messung der VFT um zu zeigen, dass VFT niedriger im Achtzigjährigen im Vergleich zu jüngeren Patienten (3,0 ± 0.9 vs. 4,5 ± 1,2; p < 0,05) begleitende mit eingeschränkter Entspannung Muster der LV diastolische Dysfunktion (z.B. ., E/A von 0.81 ± 0,16 vs.1.29 ± 0,19; Β der 0,44 ± 0,05 vs.0,35 ± 0,03, p < 0,05 für jeden). Auch zeigte sich eine signifikante inverse Korrelation zwischen VFT und Alter (VFT =-0.0627 × Alter + 8,24; R = 0.639; p = 0.0139; ( Abbildung 6).

Figure 1
Abbildung 1: Trans-mitral Blut fließen Geschwindigkeit Wellenformen. Trans-mitral Blut fließen Geschwindigkeit Wellenformen während der frühen LV-Füllung (E) und atriale Systole (A) erhalten in der Mitte-und Speiseröhrenkrebs Vierkammer-TEE-Ansicht (linke Seite des Bildes); Bereich der jeden Umschlag wurde integriert, mit der Geräte-Software, um Geschwindigkeit-Zeit-integrale (rechte Seite des Bildes) zu erhalten und der Vorhofflimmern Füllung Bruchteil (β) berechnet. In diesem Beispiel, β = 4,28 cm / (4,28 cm + 6,73 cm) = 0,39 (siehe Text). Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 2
Abbildung 2: Messung der LV Abfluss Track Durchmesser. Messung von LV Abfluss Track Durchmesser während der Mitte Systole in der Längsachse der Aortenklappe TEE Blick (A) (Durchmesser = 2,23 cm); (B) Blut Strömungsgeschwindigkeit gemessen wurde, der in der distalen LV Abfluss Spur mit der tiefen Transgastric Längsachse TEE Blick und das Gebiet von den daraus resultierenden Umschlag (linke Seite des Panels B) integriert mit der Gerätesoftware zu eine Geschwindigkeit-Zeit erhalten Integral (weißer Pfeil, rechts Panel B). In diesem Beispiel Schlaganfall Volumen = π/4 × (2,23 cm)2 × 19,8 cm = 77 mL (siehe Text). Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 3
Abbildung 3: durchschnittliche Mitral Ventil Durchmesser wurde berechnet als Durchschnitt der Major und Nebenachse Durchmesser gemessen in der Mitte-und Speiseröhrenkrebs Bicommissural und LV langen Achse Flugzeuge. Mitte-und Speiseröhrenkrebs Bicommissural (A) und LV Abfluss-Darm-Trakt (B) TEE Bilder wurden verwendet, um (Transcommissural anterior-Lateral-Posterior-Medial) Haupt- und Nebenachse (anterior-Posterior) Durchmesser, bzw. zu ermitteln. In diesem Beispiel Mitral Ventil Durchmesser = (3,04 cm + 2,18 cm) / 2 = 2,61 cm. Diese Zahl wird mit freundlicher Genehmigung von Elsevier38wiedergegeben. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 4
Abbildung 4: zeitliche Änderungen im VFT. Zeitliche Änderungen der VFT vor und 15, 30 und 60 Minuten nach der Herz-Lungen-Bypass (CPB) bei Patienten mit KoronararterieChirurgie; * zeigt signifikanten (p < 0,05) Unterschied von der Messung "vor CPB". Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 5
Abbildung 5: Auswirkungen der LV Drucküberlastung Hypertrophie infolge schwerer Aortenklappe Stenose in den (-) oder Abwesenheit (+) der moderaten Aorten Insuffizienz (AI) bei Patienten nach Aortenklappenersatz. Patienten mit normalen LV Wanddicke einer koronaren Operation diente als Steuerelemente (normal). * Signifikant (p < 0,05) anders als normal; †Significantly (p < 0,05) unterscheidet sich von normalen und Hypertrophie-AI. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 6
Abbildung 6: Zusammenhang zwischen Alter und VFT bei 14 Patienten mit KoronararterieChirurgie. VFT =-0.0627 × Alter + 8,24; R = 0.639; p = 0.0139. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

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Discussion

Die aktuellen Ergebnisse zeigen, dass VFT während der Herzchirurgie mit den TEE-Techniken beschrieben hier verlässlich bewertet werden kann. Frühere Beschreibungen der VFT transthorakalen Echokardiographie in bewusste Themen verwendet, aber dieser Ansatz kann nicht genutzt werden, wenn die Brust geöffnet ist. Wir zur intraoperativen TEE Ermittlung VFT bei narkotisierten Patienten, Herzchirurgie, während die Änderungen im LV füllen Dynamik oft als Folge der Ischämie-Reperfusion Verletzungen oder chirurgischen Eingriffen anzutreffen sind. Unsere Ergebnisse zeigen, dass VFT Messungen Änderungen in LV füllen Effizienz produziert von transienten CPB-induzierte beeinträchtigt Entspannung Muster diastolische Dysfunktion, Aortenklappe Krankheit und Alterung. Die aktuelle Technik für die Berechnung der VFT bei herzchirurgischen Eingriffen erfordert qualitativ hochwertige TEE Bilder und Videoclips während stationären hämodynamischen Bedingungen präzise Messungen der Mitralklappe und LV Abfluss Trakt Dimension und Blut fließen ( versichern Abbildung 1, Abbildung 2und Abbildung 3). Nicht alle Patienten haben optimale Bildgebung Fenster wegen einfallenden Drehung des Herzens oder der pathologischen Veränderungen in der kardialen Geometrie. Trotz dieser möglichen Einschränkungen sollten erfahrene intraoperative Echocardiographers leicht die notwendigen Mitte-und Speiseröhrenkrebs Vierkammer-, Mitte-und Speiseröhrenkrebs Bicommissural, Mitte-und Speiseröhrenkrebs LV-Längsachse und tiefen Transgastric Längsachse erhalten können Ansichten während der umfassenden TEE Prüfung42. Die Technik kann auch unzuverlässig sein, wenn sich rasch verändernde hämodynamische Bedingungen vorliegen. Es bietet keine direkten Visualisierung der Blut Fließbewegung innerhalb der LV, verbunden mit dem Vortex, wie zuvor mit Doppler Vektor Flow Mapping6,20,21 oder Particle imaging Velocimetry charakterisiert 9 , 22 , 23 , 24. genaue Messung des LV Abfluss Track Durchmesser mit zwei-dimensionale Echokardiographie ist besonders wichtig, da diese Variable bei der Berechnung der Fläche squared wird und Fehler werden dadurch vergrößert. Ebenso sind genaue Messungen der Mitralklappe minor und Major Achslänge unerlässlich, denn die Würfel des Durchschnitts der diese beiden Dimensionen im Nenner der VFT Formel erscheint. Zwei-dimensionale Echokardiographie konsequent unterschätzt Aorten- und Mitralklappe Bereiche verglichen mit dreidimensionalen Rekonstruktion Techniken43,44. Die Auswirkungen dieser Unterschiede zwischen zwei - und dreidimensionale Abschlag auf VFT ist ein Bereich der aktuellen Forschung von unserer Fraktion.

Darüber hinaus diente Isofluran Wartung der Anästhesie in unseren Studien. Diese volatile Anästhetikum ist eine gefäßerweiternde negativ Inotrope, die LV Vorspannung reduziert und Nachlast, sinkt der myokardialen Kontraktilität und LV diastolische Funktion in einer dosisabhängigen Weise45,46beeinflusst. Diese Herz-Kreislauf-Veränderungen können Vorhofflimmern Bruchteil und Schlaganfall Füllvolumen in unseren Studien beeinflusst haben. Dennoch erhielt die Werte der VFT narkotisierten Patienten mit normalen präoperative LV Auswurffraktion koronare Operation unterziehen, bevor CPB waren vergleichbar mit denen in gesunden Probanden bewusst8beschrieben. Diese Daten deuten darauf hin, dass Grundlinie Anästhesie nicht wesentlich ändert LV füllen Effizienz, aber diese Hypothese wir derzeit prüfen. VFT hat bisher gezeigt, dass ein unabhängiger Prädiktor für die Mortalität bei Patienten mit Herzinsuffizienz30sein, aber es ist nicht bekannt, ob intraoperative Änderungen im VFT prädiktiv für Perioperative Morbidität oder Mortalität in der Herzchirurgie Patienten. Dieses Thema ist auch ein Bereich von Interesse, die wir aktiv sind.

Wir zuerst verwendet diese Technik VFT in einer Studie, die Untersuchung der Auswirkungen von CPB auf VFT Isofluran-Fentanyl-narkotisierten Patienten mit normalen präoperative LV Auswurffraktion unterziehen koronare Chirurgie39nicht-invasiv zu berechnen. LV diastolische Dysfunktion tritt nach kardiopulmonalen Bypass durch globale Ischämie-Reperfusion Verletzungen und eine tief greifende systemische Entzündungsreaktion47,48,49. Dieser diastolische Dysfunktion erholt sich schließlich innerhalb von Minuten bis Stunden basierend auf die Wirksamkeit der myokardialen Schutz während und die Dauer des CPB-50. In der Tat bestätigt unsere Ergebnisse, dass LV diastolische nach CPB Dysfunktion. Dieser Effekt wurde durch vorübergehende Senkung der VFT begleitet, die innerhalb einer Stunde nach der Trennung von CPB wiederhergestellt. Die Rückgänge der VFT resultierte aus einer Zunahme β und einen bescheidenen Rückgang der SV weil Mitral Ventil Durchmesser unverändert war. Die Rückforderungen der VFT, β, E/A und SV nach CPB ähnelten. VFT konnte hier fielen nicht unter die normale Palette VFT (3,3 bis 5.5) bei gesunden Personen. Unsere Patienten hatten normale präoperative LV systolischen und diastolischen Funktion, um relativ kurz CPB Zeiten ausgesetzt waren (93 ± 27 min), und mit regelmäßige Dosen von Antegrade und retrograde Kardioplegie behandelt wurden. Die Kombination dieser Faktoren wahrscheinlich, um Ischämie-Reperfusion Verletzungen während Aorten Kreuz-Clamp Anwendung39zu reduzieren. CPB hat auch gezeigt, verursachen vorübergehende Rückgänge in Trans-mitral Blut fließen Ausbreitungsgeschwindigkeit (Vp) Einklang mit attenuierten frühen LV ausfüllen Patienten unterziehen koronare Chirurgie49 infolge eines LV Compliance sinkt 51 und Reduzierung der frühen diastolische intraventrikuläre Druck Steigungen52. Eine Beziehung zwischen Ring Wirbelbildung und Vp war zuvor nachgewiesene53, und unsere Erkenntnisse unterstützt diejenigen von anderen Forschern49 in ähnlichen Patientengruppen.

Wir untersuchte anschließend die Auswirkungen der Drucküberlastung LV Hypertrophie von schweren Schulterarthrose degenerative Aortenklappe Stenose bei Patienten mit erhaltener LV systolischen Funktion durchläuft Aortenklappe Ersatz40produziert. Eine zweite Gruppe von Patienten mit normalen LV Wanddicke einer koronaren Operation diente als Kontrolle. Chronisch erhöhte LV Ende systolischen Wand Stress verursacht LV Drucküberlastung Hypertrophie als eine kompensatorische Reaktion in Anwesenheit von Aortenklappe Stenose54. LV Wand Verdickung ohne Dilatation tritt als Folge einer Zunahme des Durchmessers der einzelnen Myozyten. Dieses LV Umbau ist assoziiert mit interstitieller Fibrose55,56. Verzögerungen bei der apikalen Rückstoß57,58 treten auch die frühen LV Füllung58,59, die LV diastolische Dysfunktion verursacht durch Verzögerung LV Entspannung und Reduzierung der LV Compliance55 weiter zu vermindern , 60. so VFT reduziert im Beisein von verzögerte Entspannung bei Patienten mit LV Drucküberlastung Hypertrophie vs. diejenigen mit normalen LV Wanddicke. Unsere Ergebnisse waren ein Anstieg der β und Rückgang der SV bei ähnlichen Füllung drücken Einklang mit einem Rückgang der LV Compliance zugeschrieben. Eine signifikante Korrelation zwischen dem Rückgang der VFT und dem Schweregrad der Hypertrophie zeigte sich mittels linearen Regressionsanalyse. Diese Beobachtung legt nahe, dass der Grad der Drucküberlastung Hypertrophie umgekehrt, LV füllen Effizienz quantifiziert mit Wirbel Bildung Zeit zusammenhängt.

Valvular Unzulänglichkeit tritt häufig in Verbindung mit schweren Schulterarthrose degenerative Aortenklappe Stenose weil prominente Broschüre Verkalkung vollständige Coaptation verhindert. Wir führten eine weitere Untersuchung, um festzustellen, ob Regurgitant Blutflusses in der LV durch eine inkompetente Aortenklappe LV betrifft Effizienz durch Eingriffe in Trans-mitral Blut fließen38füllen. Wir verglichen Patienten mit schweren Aortenklappe Stenose unterziehen Klappenersatz hatte moderate zentral gesteuert Aorten Insuffizienz mit einer zweiten Gruppe von Patienten, die nicht Aufstoßen. Wir quantifiziert Aorten Insuffizienz mit dem Jet Regurgitant breite LV Abfluss Track Durchmesser-Verhältnis Messlöffel mit Farbe M-Modus Doppler-Echokardiographie-61. Unsere Ergebnisse zeigten, dass moderate Aorten Insuffizienz bei Patienten mit Verengung der Aortenklappe VFT erhöht. Dieser Anstieg der VFT bedeutet jedoch nicht zwangsläufig, dass eine Verbesserung der LV füllen Effizienz durch abnorme Regurgitant fließen in die LV durch die Aortenklappe aufgetreten ist. LV Diastolischer Druck steigt in mittelschwerer bis schwerer Aortenstenose Insuffizienz62, mildernde Trans-mitral LV füllen und Verringerung der Mitralklappe Fläche63,64,65. Die Ergebnisse zeigen, dass die Mitralklappe Durchmesser und Bereich bei Patienten mit moderaten Aorten Insuffizienz gegenüber reduziert wurden diejenigen ohne Aufstoßen. Diese Beobachtungen wurden höchstwahrscheinlich aufgrund einer Abnahme der Länge der Nebenachse, aus abgeschwächten anterior Mitralklappe Packungsbeilage öffnen resultieren durch die Aortenklappe Regurgitant bei LV füllen, dabei fälschlicherweise erhöhten VFT verursachten. In der Tat war VFT berichtet in unserer Studie (5.7 ± 1,7) während der Narkose (4.3 ± 0,5)40größer als die obere Grenze des normalen VFT (5.5) bei bewussten gesunden8 und Patienten mit normalen LV Geometrie. Daher ist es sehr wahrscheinlich, dass abnorme diastolische fließen in die LV VFT als Index der LV füllen Effizienz für ungültig erklärt.

Wir studierten vor kurzem den Einfluss des Alters auf VTF bei älteren Patienten mit koronarer Chirurgie41. Progressive diastolischen LV66, Versteifung intraventrikuläre diastolische kinetische Energie67zurückgegangen, und abgeschwächte diastolische Saug68 verursachen LV diastolische Funktion in den älteren69,70, 71,72. Achtzigjährigen mit normalen präoperative LV Auswurf wurden mit einer jüngeren Kohorte von Patienten (≤ 62 Jahre alt) verglichen. Wir fanden, dass VFT niedriger im Achtzigjährigen im Vergleich zu jüngeren Patienten. Diese Beobachtungen wurden erwartet und traten in Verbindung mit einem beeinträchtigt Entspannung Muster der LV diastolische Dysfunktion und eine bescheidene Reduzierung SV bei ähnlichen LV Druck zu füllen. Mitral Ventil Durchmesser war ähnlich wie bei Achtzigjährigen im Vergleich zu jüngeren Patienten und nicht auf die Unterschiede im VFT zwischen Gruppen beitragen. Es ist bemerkenswert, dass VFT im Achtzigjährigen verglichen mit Patienten mit schweren Aortenklappe Stenose ähnelte, dass wir bereits38,40berichtet. Aortenstenose ist eine weitere Bedingung beeinträchtigt Entspannung LV diastolische Dysfunktion und Ermäßigungen in LV Übereinstimmung geprägt. Eine signifikante inverse Korrelation zwischen VFT und Alter zeigte sich auch trotz der geringen Stichprobengröße (n = 7 pro Gruppe; ( Abbildung 6). Der Rückgang der VFT, die mit zunehmendem Alter auftritt, die schließlich von Herzinsuffizienz nisht zu unterscheidend werden können durch krankhafte Prozesse wie restriktive diastolische Dysfunktion19 produziert oder dilated Cardiomyopathy8. Unsere Ergebnisse waren konsistent mit Kürzungen bei der frühen Höhepunkt diastolische intraventrikuläre kinetische Energie bei älteren Patienten mit depressiven LV Funktion67.

In Zusammenfassung, nicht-invasive Messung der VFT ist mit Standard zweidimensionalen und Doppler TEE unkompliziert bei narkotisierten Patienten nach herzchirurgischen Eingriffen. Diese Technik können kardiale Anästhesisten und Chirurgen zur Bewertung der Auswirkungen von pathologischen Zuständen und chirurgische Eingriffe am LV Effizienz in Echtzeit zu füllen.

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Disclosures

Die Autoren haben keinen Interessenkonflikt finanzielle oder sonstige Interessenkonflikte gemäß dieser Arbeit.

Acknowledgments

Dieses Material ist das Ergebnis der Arbeit mit Ressourcen und die Nutzung der Einrichtungen, die Clemens J. Zablocki Veterans Affairs Medical Center in Milwaukee, Wisconsin unterstützt.

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Name Company Catalog Number Comments
Echocardiography Machine Philips Ultrasound, Bothall, WA iE33
Transesophageal Echocardiography Probe Philips Ultrasound, Bothall, WA X7-2t
Statistical Software AnalystSoft, Walnut, CA StatPlus:mac Pro

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Medizin Ausgabe 141 Trans-mitral Blut fließen Effizienz Wirbel Bildung Zeit frühen linken ventricular Füllung Strömungsmechanik diastolische Funktion intraventrikuläre Blutfluss Kontinuitätsgleichung transösophagealen Echokardiographie
Nicht-invasive Zeitbestimmung Vortex Formation mit transösophagealen Echokardiographie bei Herzchirurgie
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Pagel, P. S., Dye III, L., Hill, G. E. D., Vega, J. L., Tawil, J. N., De Vry, D. J., Chandrashekarappa, K., Iqbal, Z., Boettcher, B. T., Freed, J. K. Noninvasive Determination of Vortex Formation Time Using Transesophageal Echocardiography During Cardiac Surgery. J. Vis. Exp. (141), e58374, doi:10.3791/58374 (2018).

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