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नवजात शिशुओं में उच्च फ्रेम-दर इकोकार्डियोग्राफी-व्युत्पन्न रक्त धब्बेदार इमेजिंग के साथ इंट्राकार्डिक भंवर का आकलन

Published: December 22, 2023 doi: 10.3791/65189
Automatic Translation
1, 2, 3
1John Hunter Hospital, Department of Cardiology, University of Newcastle, 2John Hunter Children’s Hospital, Department of Neonatology, University of Newcastle, 3Institute of Sport and Health Sciences of Paris (IS3P - URP 3625), Université Paris Cité

ERRATUM NOTICE

Summary

वर्तमान प्रोटोकॉल नवजात शिशुओं में इंट्राकार्डियक हेमोडायनामिक्स की कल्पना करने के लिए इकोकार्डियोग्राफी-व्युत्पन्न रक्त धब्बेदार इमेजिंग तकनीक का उपयोग करता है। इस तकनीक की नैदानिक उपयोगिता का पता लगाया जाता है, बाएं वेंट्रिकल (भंवर के रूप में जाना जाता है) के भीतर द्रव के घूर्णी शरीर तक पहुँचा जाता है, और डायस्टोलॉजी को समझने में इसका महत्व निर्धारित किया जाता है।

Abstract

बाएं वेंट्रिकल (एलवी) में हेमोडायनामिक भरने का एक अनूठा पैटर्न है। डायस्टोल के दौरान, एक घूर्णी शरीर या द्रव की अंगूठी जिसे भंवर के रूप में जाना जाता है, हृदय की चिरल ज्यामिति के कारण बनता है। एलवी में प्रवेश करने वाले रक्त प्रवाह की गतिज ऊर्जा के संरक्षण में एक भंवर की भूमिका होने की सूचना है। हाल के अध्ययनों से पता चला है कि एलवी भंवर नवजात, बाल चिकित्सा और वयस्क आबादी में आराम से डायस्टोलिक फ़ंक्शन का वर्णन करने में रोगनिरोधी मूल्य हो सकते हैं, और पहले के उपनैदानिक हस्तक्षेप में मदद कर सकते हैं। हालांकि, भंवर के दृश्य और लक्षण वर्णन न्यूनतम रूप से खोजे जाते हैं। इमेजिंग तौर-तरीकों की एक संख्या visualizing और intracardiac रक्त प्रवाह पैटर्न और भंवर के छल्ले का वर्णन करने के लिए इस्तेमाल किया गया है. इस लेख में, रक्त धब्बेदार इमेजिंग (बीएसआई) के रूप में जानी जाने वाली एक तकनीक विशेष रुचि है। बीएसआई उच्च फ्रेम दर रंग डॉपलर इकोकार्डियोग्राफी से लिया गया है और अन्य तौर-तरीकों पर कई फायदे प्रदान करता है। अर्थात्, बीएसआई एक सस्ती और गैर-प्रमुख बेडसाइड उपकरण है जो विपरीत एजेंटों या व्यापक गणितीय मान्यताओं पर भरोसा नहीं करता है। यह काम हमारी प्रयोगशाला में उपयोग की जाने वाली बीएसआई पद्धति का एक विस्तृत चरण-दर-चरण अनुप्रयोग प्रस्तुत करता है। बीएसआई की नैदानिक उपयोगिता अभी भी अपने प्रारंभिक चरण में है, लेकिन वॉल्यूम-अतिभारित दिलों में डायस्टोलिक फ़ंक्शन का वर्णन करने के लिए बाल चिकित्सा और नवजात आबादी के भीतर वादा दिखाया गया है। इस अध्ययन का एक माध्यमिक उद्देश्य इस इमेजिंग तकनीक के साथ हाल ही में और भविष्य के नैदानिक कार्य पर चर्चा करना है।

Introduction

इंट्राकार्डिक रक्त प्रवाह पैटर्न हृदय विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, भ्रूण की आकृति विज्ञान में शुरू होते हैं और जीवन भर जारी रहते हैं1. हेमोडायनामिक कतरनी तनाव विशिष्ट जीन 2,3 के सक्रियण के माध्यम से हृदय कक्ष विकास और वास्तुकला की उत्तेजना में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। यह अंतर्गर्भाशयी चरण और जीवन के शुरुआती चरणों दोनों में होता है, इस प्रकार प्रारंभिक हृदय विकास और वयस्कता में ले जाने पर हेमोडायनामिक प्रभाव के महत्व को उजागर करता है3.

द्रव गतिकी के नियम बताते हैं कि एक पोत की दीवार के साथ गुजरने वाला रक्त दीवार के सबसे करीब होने पर धीमी गति से चलता है और तेजी से जब एक पोत के केंद्र में होता है, जहां प्रतिरोध कम होता है। इस घटना को पल्स वेव डॉपलर के साथ किसी भी बड़े पोत में विशिष्ट डॉपलर वेग समय अभिन्न लिफाफा4 के रूप में प्रदर्शित किया जा सकता है। जब रक्त हृदय जैसे बड़े गुहा में प्रवेश करता है, तो एंडोकार्डियल सतह से सबसे दूर का रक्त उस सतह के निकटतम रक्त के सापेक्ष अपने वेग को बढ़ाता रहता है और तरल पदार्थ का एक घूर्णी शरीर बनाता है, जिसे भंवर के रूप में जाना जाता है। एक बार बनाए जाने के बाद, भंवर स्व-चालित प्रवाह संरचनाएं होती हैं जो आमतौर पर नकारात्मक दबाव ग्रेडिएंट के माध्यम से आसपास के तरल पदार्थ में खींचती हैं। इस प्रकार, एक भंवर तरल पदार्थ के एक बराबर सीधे जेट की तुलना में रक्त की अधिक मात्रा को स्थानांतरित कर सकते हैं, अधिक से अधिक हृदय दक्षता 4,5 को बढ़ावा देने.

साहित्य से पता चलता है कि भंवरों का विकासवादी उद्देश्य गतिज ऊर्जा का संरक्षण, कतरनी तनाव को कम करना और प्रवाह दक्षता 4,5,6 को अधिकतम करना है। विशेष रूप से हृदय के लिए, इसमें रोटरी गति में हेमोडायनामिक ऊर्जा का भंडारण, वाल्व बंद करने की सुविधा और बहिर्वाह पथ की ओर रक्त प्रवाह का प्रसार शामिल है, जैसा कि चित्र 1में देखा गया है। परिवर्तित intracardio रक्त प्रवाह पैटर्न इस तरह के मात्रा अतिभारित राज्यों के रूप में रोग स्थितियों में और कृत्रिम वाल्व 7,8 के साथ मामलों में उम्मीद कर रहे हैं. इस प्रकार, इस के साथ साथ वयस्कों में हृदय परिणामों के प्रारंभिक भविष्यवक्ताओं के रूप में भंवर की सही नैदानिक क्षमता निहित है.

इंट्राकार्डिक हेमोडायनामिक्स ने वयस्क और बाल चिकित्सा आबादी दोनों में साहित्य में बढ़ती रुचि प्राप्त की है। इंट्राकार्डिक हेमोडायनामिक्स के गुणात्मक और मात्रात्मक मूल्यांकन के लिए कई तौर-तरीके उपलब्ध हैं और इंट्राकार्डिक भंवर9 पर विशेष जोर देने के साथ हाल ही में समीक्षा में व्यापक रूप से संक्षेप में प्रस्तुत किए गए थे। महान वादे के साथ एक साधन इकोकार्डियोग्राफी-व्युत्पन्न रक्त धब्बेदार इमेजिंग (बीएसआई) है, जो अपेक्षाकृत कम लागत पर और उत्कृष्ट प्रजनन क्षमता10 के साथ नीचे वर्णित गुणात्मक और मात्रात्मक भंवर विशेषताओं की एक संख्या को मापने की क्षमता प्रदान करता है। बीएसआई वर्तमान में एस 12 या एस 6 मेगाहर्ट्ज जांच के साथ एक उच्च अंत कार्डियक अल्ट्रासाउंड सिस्टम का उपयोग करके व्यावसायिक रूप से उपलब्ध है। धब्बेदार ट्रैकिंग सुविधाओं मायोकार्डियल विरूपण 11,12,13 का अध्ययन करने के लिए ऊतक धब्बेदार ट्रैकिंग में इस्तेमाल किया उन लोगों के अनुरूप हैं. चूंकि लाल रक्त कोशिकाएं तेजी से आगे बढ़ती हैं और आसपास के ऊतकों की तुलना में उच्च डॉपलर आवृत्ति के साथ, दो संकेतों को एक अस्थायी फिल्टर लगाकर अलग किया जा सकता है। बीएसआई कंट्रास्ट एजेंटों का उपयोग किए बिना सीधे रक्त के धब्बों की गति को निर्धारित करने के लिए एक सर्वश्रेष्ठ-मैच एल्गोरिथ्म का उपयोग करता है। रक्त वेग माप तीर के रूप में कल्पना की जा सकती है, streamlines, या पथ लाइनों के साथ या अंतर्निहित रंग डॉपलर छवियों के बिना, और जटिल प्रवाह10 के क्षेत्रों को उजागर कर सकते हैं.

बीएसआई को इंट्राकार्डिक रक्त प्रवाह पैटर्न की मात्रा निर्धारित करने के लिए अच्छी व्यवहार्यता और सटीकता दिखाई गई है, जिसमें संदर्भ प्रेत उपकरण और स्पंदित-डॉपलर 7,10,11की तुलना में उत्कृष्ट वैधता है। जबकि अभी भी बहुत उपन्यास है, बीएसआई विभिन्न कार्डियक पैथोफिज़ियोलॉजी के शुरुआती निदान के लिए एक आशाजनक नैदानिक उपकरण है। भंवर इमेजिंग के नैदानिक अनुप्रयोग ने नवजात शिशुओं में वादा दिखाया है। विशेष रूप से, बाएं वेंट्रिकल (एलवी) में एक भंवर के व्यवहार में कार्डियक रीमॉडेलिंग और दिल की विफलता की ओर झुकाव पर दीर्घकालिक प्रभाव हो सकते हैं।

भंवरों को बाएं वेंट्रिकुलर रीमॉडेलिंग से जोड़ने वाला तंत्र अभी भी अपेक्षाकृत बेरोज़गार है, लेकिन हाल ही में हमारी प्रयोगशाला में जांच की गई है और यह चल रहे काम11 का विषय है। इस पद्धति लेख का उद्देश्य इंट्राकार्डिक भंवरों की खोज में बीएसआई के उपयोग का वर्णन करना और विभिन्न आबादी में डायस्टोलिक फ़ंक्शन का आकलन करने में भंवरों के व्यावहारिक और नैदानिक उपयोगों पर चर्चा करना है। एक माध्यमिक उद्देश्य बीएसआई की नैदानिक प्रासंगिकता पर चर्चा करना और नवजात शिशुओं में पहले किए गए कुछ कार्यों को प्रस्तुत करना है।

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Protocol

मानव प्रतिभागियों से जुड़े अध्ययनों में की गई सभी प्रक्रियाएं संस्थागत और / या राष्ट्रीय अनुसंधान समिति के नैतिक मानकों और 1964 हेलसिंकी घोषणा और इसके बाद के संशोधनों या तुलनीय नैतिक मानकों के अनुसार थीं। अध्ययन में शामिल सभी व्यक्तिगत प्रतिभागियों के परिवारों से सूचित सहमति प्राप्त की गई थी। अधिग्रहण के बाद सभी छवियों और वीडियो क्लिप की पहचान रद्द कर दी गई थी।

1. रोगी की तैयारी

  1. रोगी की खाट से सटे अल्ट्रासाउंड मशीन को सेट करें और तीन-लीड इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम कनेक्ट करें ( सामग्री की तालिकादेखें)।
  2. रोगी कोड और प्रासंगिक विवरण, जैसे शरीर की लंबाई और वजन इनपुट करें, और पहले वर्णित मानकों के अनुसार इकोकार्डियोग्राम करें12.

2. छवि अधिग्रहण

  1. विशेष रूप से बीएसआई के लिए, एक संकीर्ण क्षेत्र चौड़ाई के साथ शिखर चार-कक्ष दृश्य में एलवी का उथला दृश्य प्राप्त करें, जिससे 400-600 हर्ट्ज के बीच अधिग्रहण फ्रेम दर की अनुमति मिलती है।
  2. बाएं वेंट्रिकुलर गुहा पर एक रंग बॉक्स खोलें, अधिकतम रूप से संकीर्ण केवल माइट्रल वाल्व से एंडोकार्डियल एपेक्स तक के क्षेत्र को शामिल करने के लिए, और सेप्टल एंडोकार्डियल सीमा से पार्श्व दीवार एंडोकार्डियल सीमा तक।
  3. रंग लाभ को धब्बेदार बिंदु तक बढ़ाएं और थोड़ा कम करें। धीमी गति से चलने वाले डायस्टोलिक प्रवाह के साथ रंग बॉक्स को अधिकतम रूप से भरने के लिए उपयुक्त डायस्टोलिक वेग (प्रीटरम शिशुओं में 20-30 सेमी /
  4. उपकरण के टचस्क्रीन कंट्रोल पैनल पर ( सामग्री की तालिकादेखें), इंट्राकार्डिक प्रवाह दिशाओं और RAW रंग प्रारूप में भंवरों को प्रकट करने के लिए BSI मोड पर टैप करें। ब्याज के प्रवाह क्षेत्र को शामिल करने और कम से कम दो हृदय चक्रों को रिकॉर्ड करने के लिए बीएसआई बॉक्स की स्थिति और आकार को समायोजित करें।
  5. एपिकल एलवी लंबी-अक्ष दृश्य या अन्य विचारों में प्रक्रिया को दोहराएं जहां इंट्राकार्डिक हेमोडायनामिक मूल्यांकन की आवश्यकता होती है (चित्र 2 और चित्र 3)।

3. छवि विश्लेषण

नोट: एलवी भंवर के लिए छवि विश्लेषण तकनीकों संक्षेप में हमारी प्रयोगशाला11 से पिछले काम में वर्णित किया गया है. इंट्राकार्डियक भंवर का आकलन करने के लिए इस्तेमाल किया प्रोटोकॉल इस प्रकार है (चित्रा 3 और चित्रा 4)।

  1. प्रत्येक संबंधित रोगी से उनके रॉ डीआईसीओएम प्रारूप में बाहरी मीडिया में दो हृदय चक्रों को बचाएं और विस्तृत ऑफ़लाइन विश्लेषण के लिए स्थापित एक छवि प्रसंस्करण सॉफ्टवेयर ( सामग्री की तालिकादेखें) के साथ एक प्रयोगशाला स्टेशन में स्थानांतरित करें।
  2. एक बार ऑफ़लाइन होने के बाद, सबसे प्रमुख या मुख्य भंवर की पहचान करें।
    नोट: मुख्य भंवर एक लम्बी, अंडाकार के आकार का, विरोधी घड़ी घूर्णन संरचना सेप्टम के पास छोड़ वेंट्रिकल के ऊपरी बाएँ वृत्त का चतुर्थ भाग में स्थित के रूप में कल्पना की है, अधिकतम भंवर क्षेत्र देर से डायस्टोल में पाया (transmitral एक लहर के दौरान) के साथ प्रीटरम शिशुओं (1) में (1). मुख्य भंवर आमतौर पर बड़े शिशुओं और बच्चों के लिए ट्रांसमाइट्रल ई-वेव के दौरान पाया जाता है।
  3. प्रत्येक क्लिप के लिए हृदय चक्र भर में बनाने स्वतंत्र, पूरा अंडाकार आकार भंवर की संख्या रिकॉर्ड.
  4. एलवी के भीतर ज्ञात स्थलों के सापेक्ष मुख्य भंवर की स्थिति को मापें। भंवर गहराई निर्धारित करने के लिए, विश्लेषण सॉफ्टवेयर पर "दूरी माप" उपकरण का उपयोग करके, भंवर आंख से माइट्रल वाल्व एनुलस के बीच तक ऊर्ध्वाधर दूरी को मापें। भंवर अनुप्रस्थ स्थिति के लिए, भंवर आंख से इंटरवेंट्रिकुलर सेप्टम की एंडोकार्डियल सीमा तक क्षैतिज दूरी को मापें।
  5. भंवर आकार प्राप्त करने के लिए LV लंबाई और चौड़ाई के सापेक्ष मुख्य भंवर के ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज किनारे-से-किनारे की दूरी को मापें।
    नोट: यह चौड़ाई से विभाजित लंबाई के रूप में भंवर गोलाकार सूचकांक का अनुमान लगाने में भी सक्षम बनाता है।
  6. विश्लेषण सॉफ्टवेयर पर "अनुरेखण माप" उपकरण का उपयोग करके, उस बिंदु पर सबसे बाहरी भंवर रिंग पर क्लिक करें और ट्रेस करें जहां मुख्य भंवर क्षेत्र निर्धारित करने के लिए मुख्य भंवर सबसे प्रमुख है।
  7. पीक भंवर गठन समय (पीवीएफटी) का आकलन करने के लिए, कार्डियक फ्रेम रिकॉर्ड करें जब भंवर पहली बार कार्डियक फ्रेम में दिखाई देता है (परिपत्र के छल्ले चित्रित) जहां मुख्य भंवर सबसे प्रमुख है और एक हृदय चक्र में फ्रेम की कुल संख्या के सापेक्ष फ्रेम की संख्या की गणना करें रोगी के लिए।
  8. भंवर अवधि का आकलन करने के लिए, उन फ़्रेमों को मापें जिनसे भंवर पहली बार दिखाई देता है जब भंवर अपनी गोलाकार अंगूठी गठन खो देता है। भंवर अवधि तो एक हृदय चक्र (चित्रा 5) में फ्रेम की उस रोगी की कुल संख्या के सापेक्ष फ्रेम की संख्या के रूप में गणना की है.

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Representative Results

भंवर क्लिप का अधिग्रहण मानक पद्धति सार्वभौमिक रूप से रंग डॉपलर क्लिप प्राप्त करने में नियोजित करने के लिए तुलनीय है। वयस्कों में अग्रणी अध्ययन ने एपिकल दो-, तीन- और चार-कक्ष विचारों14 का उपयोग करके भंवरों का वर्णन किया है। LV भंवर एक अंगूठी जैसी संरचना है जो आधार से शीर्ष तक चलती है। बीएसआई अंगूठी के आंतरिक व्यास (चित्रा 2) की कल्पना करता है। एक भंवर की अंगूठी आमतौर पर आकार में सममित नहीं होती है, इसलिए वैकल्पिक इमेजिंग विमान चर भंवर आकृति विज्ञान या स्थिति दिखा सकते हैं। 20 रोगियों के एक छोटे से विश्लेषण में, यह पाया गया कि भंवर की स्थिति तुलनीय थी। विशेष रूप से, भंवर गोलाकार सूचकांक चार कक्ष दृश्य में अधिक था जब तीन कक्ष दृश्य (चित्रा 3) की तुलना में. वर्तमान अध्ययन भंवर इमेजिंग, जो हमारे अनुभव में सबसे प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य छवियों उपज के लिए तीन कक्ष दृश्य को अपनाया.

हमारी प्रयोगशाला के हालिया काम ने इकोकार्डियोग्राफी-व्युत्पन्न बीएसआई11 के सफल नैदानिक अनुप्रयोग का वर्णन किया है। 50 प्रीटरम नवजात शिशुओं की आबादी को एक व्यापक इकोकार्डियोग्राम प्राप्त हुआ, जिसमें रक्तचाप और श्वसन स्थिति जैसे पारंपरिक नैदानिक डेटा के साथ बीएसआई मूल्यांकन शामिल था। नवजात शिशुओं में भंवरों के अधिग्रहण और व्याख्या दोनों की व्यवहार्यता और विश्वसनीयता अधिक थी और यह प्रदर्शित किया गया कि ऊपर चर्चा की गई कार्यप्रणाली के आधार पर भंवरों का विस्तार से वर्णन किया जा सकता है। विशेष रूप से, पारंपरिक हृदय संरचना और कार्य मापदंडों के साथ-साथ भंवर क्षेत्र, स्थिति, आकृति विज्ञान, स्पष्ट भंवर की संख्या और समय विशेषताओं के लिए मूल्यों की एक श्रृंखला की पहचान की गई थी। इसके अलावा, जनसंख्या अनुक्रमित एलवी संस्करणों के आधार पर चतुर्थक में विभाजित किया गया था और विभिन्न प्रमुख भंवर मापदंडों (तालिका 1) के लिए उच्च और निम्न चतुर्थक समूहों के बीच महत्वपूर्ण अंतर का प्रदर्शन किया.

विश्लेषण उपन्यास बीएसआई भंवर मापदंडों और पारंपरिक इकोकार्डियोग्राफी व्युत्पन्न डायस्टोलिक समारोह और एलवी आकृति विज्ञान के व्युत्पन्न मापदंडों के बीच कई प्रमुख संघों का पता चला. भंवर क्षेत्र और एलवी अंत-डायस्टोलिक आयाम (आर = 0.50, पी < 0.01) के बीच एक मजबूत सकारात्मक सहसंबंध देखा गया था, और भंवर अवधि और ई अनुपात के बीच एक व्युत्क्रम सहसंबंध देखा गया था - एलवी अंत-डायस्टोलिक दबाव12 (आर = -0.56, पी < 0.01) का एक सरोगेट उपाय। इन आंकड़ों से पता चलता है कि भंवर नवजात आबादी के डायस्टोलिक फ़ंक्शन में अद्वितीय अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकते हैं और पारंपरिक अच्छी तरह से स्थापित मापदंडों को अतिरिक्त सहायता प्रदान कर सकते हैं।

भंवर क्षेत्र और एलवी आकृति विज्ञान के बीच ऊपर वर्णित प्रमुख संघों ने परिकल्पना पर आगे चल रहे काम को प्रेरित किया है कि इंट्राकार्डिक हेमोडायनामिक्स से गतिज ऊर्जा प्रीटरम शिशुओं में एलवी के शुरुआती कार्डियक रीमॉडेलिंग को प्रभावित कर सकती है। एक बड़े पैमाने पर भावी अध्ययन से अब तक पता चला है कि चार में से कम से कम एक बहुत ही प्रीटरम शिशु निर्वहन के समय एलवी कार्डियक रीमॉडेलिंग के लक्षण दिखाते हैं। हालांकि, अंतर्निहित तंत्र पर सीमित जानकारी उपलब्ध है। प्रारंभिक आकलन में पाया गया कि भंवर शिशुओं में प्रीटरम जन्म के बाद प्रसवोत्तर दिन 7 में कम लम्बी थीं, जिन्होंने बाद में कार्डियक रीमॉडेलिंग विकसित की, इस परिकल्पना का समर्थन करते हुए कि इंट्राकार्डिक रक्त प्रवाह पैटर्न प्रीटरम जन्म15 के बाद हृदय के विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकते हैं। इन निष्कर्षों को मान्य करने और यह पता लगाने के लिए आगे के अध्ययन की आवश्यकता है कि क्या प्रारंभिक और अल्पकालिक हस्तक्षेप संभावित रूप से असामान्य हृदय विकास के इस मार्ग को रोक सकता है।

इंट्राकार्डिक हेमोडायनामिक्स को चिह्नित करने में बीएसआई के आवेदन को अन्य कार्डियक स्थलों में भी खोजा गया है जहां अद्वितीय प्रवाह पैटर्न मौजूद हैं (चित्र 6)। द्वि-कैवल प्रवाह पैटर्न के प्रारंभिक आकलन सही आलिंद (वीडियो 2) और डायस्टोल (वीडियो 3) के दौरान सही वेंट्रिकुलर बहिर्वाह पथ हेमोडायनामिक्स के भीतर आयोजित किए जाते हैं। इन पायलट अध्ययनों का उद्देश्य श्वसन सहायता के विभिन्न स्तरों के साथ नवजात शिशुओं में शिरापरक वापसी प्रवाह के पैटर्न का वर्णन करना और श्वसन परिवर्तन और डायस्टोलिक फ़ंक्शन के बीच अंतर-संबंधों में और अंतर्दृष्टि प्राप्त करना है।

Figure 1
चित्रा 1: बाएं वेंट्रिकुलर इंट्राकार्डियक हेमोडायनामिक्स। यह चित्रण नेत्रहीन रूप से एलवी के भीतर इंट्राकार्डिक रक्त प्रवाह पैटर्न और भंवर गठन दिखाता है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 2
चित्रा 2: बाएं वेंट्रिकुलर भंवर की अंगूठी। यह योजनाबद्ध भंवर अंगूठी को दो आयामी रंग डॉपलर और धब्बेदार ट्रैकिंग इमेजिंग का उपयोग करके एक एपिकल तीन-कक्ष दृश्य से देखा जाता है। शिखर तीन-कक्ष दृश्य का उपयोग करते समय, मुख्य भंवर (स्मेन 3 कक्ष) चार-कक्ष दृश्य (स्मेन 4 कक्ष) से छोटा होता है। किसी भी माध्यमिक भंवर (Ssec) की तुलना में मुख्य भंवर आमतौर पर बड़ा होता है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 3
चित्रा 3: एपिकल विचारों में रक्त धब्बेदार इमेजिंग-व्युत्पन्न भंवर। यह बीएसआई व्युत्पन्न भंवरों की तुलना है जो एपिकल चार-कक्ष दृश्य (बाएं) और एपिकल तीन-कक्ष दृश्य (दाएं) का उपयोग करके प्रदर्शित किया गया है। रेखांकन दो शिखर खिड़कियों में भंवरों के विभिन्न आकृतियों और स्थानों का प्रतिनिधित्व करते हैं। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 4
चित्रा 4: भंवर आकृति विज्ञान का आकलन। यह आरेख एपिकल चार-कक्ष दृश्य से भंवर आकृति विज्ञान पैरामीटर प्राप्त करने के लिए हमारी प्रयोगशाला में उपयोग की जाने वाली मैनुअल विधियों को प्रदर्शित करता है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 5
चित्रा 5: भंवर समय विशेषताओं का आकलन। यह आंकड़ा भंवर समय विशेषताओं जैसे भंवर अवधि और शिखर भंवर गठन समय प्राप्त करने के लिए उपयोग की जाने वाली विधियों को प्रदर्शित करता है। ऊर्ध्वाधर लाल रेखा इंगित करती है कि हृदय चक्र के किस चरण में भंवर घटना होती है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 6
चित्रा 6: अन्य हृदय कक्षों में रक्त धब्बेदार ट्रैकिंग। यह आंकड़ा अन्य हृदय कक्षों में इंट्राकार्डियक हेमोडायनामिक्स दिखाता है। दाएं वेंट्रिकल (आरवी) में, मुख्य भंवर एक दक्षिणावर्त घूर्णन संरचना है जो फुफ्फुसीय वाल्व और धमनी (पीए) से ठीक पहले अपने अधिकतम क्षेत्र के साथ सेप्टम के साथ रोल करता है। दाएं आलिंद (आरए) में, पार्श्व दीवार की अवर सीमा के पास अवर वेना कावा (आईवीसी) और बेहतर वेना कावा (एसवीसी) के माध्यम से प्रवाह के मिश्रण के कारण और वामावर्त रोटेशन के साथ एक मुख्य भंवर बनता है, और कभी-कभी आरए उपांग के पास एक दूसरा दक्षिणावर्त रोटेशन। बाएं आलिंद (एलए) में सीमित क्षेत्र होते हैं जहां चार फुफ्फुसीय नसों का प्रवाह सीधे मिश्रण नहीं होता है, और भंवरों को पकड़ना मुश्किल हो सकता है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

LVEDVi निम्नतम चतुर्थक LVEDVi उच्चतम चतुर्थक
इजेक्शन फ्रैक्शन (%) 67(5) 69(5)
अनुदैर्ध्य तनाव (%) 20.3(1.6) 23.5(2.7)*
एमवी वीटीआई (सेमी) 6.4(1.9) 9.6(2.8)**
ईए अनुपात 0.69(0.12) 0.84(0.10**
ई' अनुपात 13.3(2.9) 19.7(8.0)*
आईवीआरटी (एमएस) 54(8) 44(8)**
स्थान
भंवर गहराई 0.58(0.10) 0.56(0.07)
भंवर अनुप्रस्थ स्थिति 0.29(0.07) 0.37(0.15)**
रेखागणित
भंवर क्षेत्र (सेमी2) 0.44(0.28) 0.57(0.21)
भंवर क्षेत्र LV क्षेत्र में अनुक्रमित 0.20(0.12 0.18(0.05)
समय गुण
भोर्टेक्स प्रारंभ समय (आरआर का%) 88(5) 76(8)**
पीक भंवर गठन समय (आरआर का%) 91(2) 82(8)**
भंवर अवधि (आरआर का%) 16(4) 11(2)**

तालिका 1: अनुक्रमित एलवी संस्करणों के सबसे कम बनाम उच्चतम चतुर्थक वाले शिशुओं के बीच तुलना। डेटा को साधन + मानक विचलन (एसडी) के रूप में प्रस्तुत किया जाता है। **p < 0.01, *p < 0.05. संक्षिप्ताक्षर: आईवीआरटी = आइसोवोलुमिक विश्राम समय; LVEDVi = बाएं वेंट्रिकुलर एंड-डायस्टोलिक वॉल्यूम वजन के लिए अनुक्रमित; एमवी = माइट्रल वाल्व। तालिका संदर्भ11 से पुन: उपयोग किया जाता है।

वीडियो 1: LV भंवर वीडियो से स्क्रीन ग्रैब। कृपया इस वीडियो को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें.

वीडियो 2: द्वि-कैवल इनफ्लो भंवर वीडियो से स्क्रीन ग्रैब्स। कृपया इस वीडियो को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें.

वीडियो 3: स्क्रीन सही वेंट्रिकुलर बहिर्वाह पथ भंवर वीडियो से पकड़ता है। कृपया इस वीडियो को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें.

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Discussion

इंट्राकार्डिक भंवर को देखने और समझने का महत्व
उच्च फ्रेम दर इकोकार्डियोग्राफी-व्युत्पन्न भंवर इमेजिंग के कई संभावित नैदानिक अनुप्रयोग हैं। इंट्राकार्डिक प्रवाह गतिशीलता में मूल्यवान अंतर्दृष्टि प्रदान करने की उनकी क्षमता हाल के अध्ययनों16 के हित में रही है। इसके अलावा, भंवर इमेजिंग एलवी वास्तुकला और नवजात शिशुओं में समारोह में पूर्व रोगसूचक परिवर्तन का पता लगाने की अनुमति दे सकता है, जो वयस्कता15 में दीर्घकालिक हृदय रीमॉडेलिंग पर असर पड़ सकता है. यह बदले में, अनुवर्ती उपचार और सर्जरी की सटीकता और रोगनिरोधी परिणामों को बढ़ा सकता है। इंट्राकार्डियक भंवरों की कल्पना करने में बीएसआई के उपयोग ने हाल ही में साहित्य में कुछ कर्षण प्राप्त किया है, लेकिन काफी हद तक बेरोज़गार है। समय से पहले पैदा हुए नवजात शिशुओं पर वर्तमान प्रयोगशाला में काम के अलावा, अन्य नैदानिक प्रकाशनों ने प्रदर्शित किया है कि इकोकार्डियोग्राफी-व्युत्पन्न बीएसआई जन्मजात हृदय रोग 7,17, वाल्वुलर पैथोलॉजी18, और यहां तक कि सही वेंट्रिकुलर पैथोलॉजी19 के साथ शिशुओं में व्यवहार्य और चिकित्सकीय रूप से प्रासंगिक है।

डायस्टोलिक फ़ंक्शन का आकलन करने में भंवर इमेजिंग की उपयोगिता
एलवी का डायस्टोलिक फ़ंक्शन रक्त से भरने और इजेक्शन के लिए स्ट्रोक वॉल्यूम तैयार करने की क्षमता का वर्णन करता है। संरक्षित इजेक्शन अंश (एचएफपीईएफ) के साथ दिल की विफलता वाले रोगियों में डायस्टोलिक फ़ंक्शन को समझने में बड़ी प्रगति हुई है, विशेष रूप से पैथोफिज़ियोलॉजी, निदान और इकोकार्डियोग्राफी20,21के साथ रोग का निदान के संबंध में। हृदय के डायस्टोलिक फ़ंक्शन में मायोकार्डियल विश्राम की एक सक्रिय जैव रासायनिक प्रक्रिया शामिल होती है, जहां एक्टिन और मायोसिन क्रॉस-ब्रिज अलग हो जाते हैं और मायोकार्डियल मांसपेशी फाइबर में तनाव कम होने लगता है। जब माइट्रल वाल्व खुलता है, तो रक्त अपनी मूल लंबाई (बहाल करने वाले बलों) की ओर बढ़ने वाले मायोकार्डियल फाइबर के लोचदार पुनरावृत्ति द्वारा बनाए गए चूषण के माध्यम से एलवी में प्रवेश करता है। यह एलवी गुहा दबाव को कम करता है और एट्रियम और वेंट्रिकल के बीच एक दबाव ढाल बनाता है। डायस्टोलिक फ़ंक्शन का अंतिम चरण अलिंद संकुचन द्वारा उत्पन्न होता है, जो एलवी दबाव से ऊपर एलए दबाव को बढ़ाता है और माइट्रल वाल्व को बंद करने औरसंकुचन 22 की शुरुआत से पहले अंतिम एलवी अंत-डायस्टोलिक दबाव और मात्रा स्थापित करता है।

हेमोडायनामिक दृष्टिकोण से, एलवी डायस्टोल में इजेक्शन की तैयारी में एट्रिया से वेंट्रिकल में ऑक्सीजन युक्त रक्त के एक स्तंभ का मार्ग शामिल है। माइट्रल एनुलस से सटे एलवी बहिर्वाह पथ की स्थिति का मतलब है कि रक्त वेंट्रिकल को मूल रूप से एपिकली में प्रवेश करता है और वेंट्रिकल को मूल रूप से छोड़ देता है। इंट्राकार्डियक हेमोडायनामिक्स की समझ में हालिया प्रगति से पता चलता है कि बाएं वेंट्रिकुलर भरने से इजेक्शन तक संक्रमण में होने वाले रक्त प्रवाह का यह पुनर्निर्देशन मायोकार्डियम पर कतरनी बलों को कम करने और चलती रक्त स्तंभ की गतिज ऊर्जा को संरक्षित करने के लिए एक विशिष्ट घूर्णी दिशा का अनुसरण करता है, इसलिए एक इंट्रावेंट्रिकुलर भंवर 4,5 (चित्रा 1) का गठन।

डायस्टोलॉजी दिशानिर्देशों को अमेरिकन सोसाइटी ऑफ इकोकार्डियोग्राफी और यूरोपियन एसोसिएशन ऑफ कार्डियोवास्कुलर इमेजिंग12 द्वारा संक्षेप में प्रस्तुत किया गया है। मानक डॉपलर और डायस्टोलिक फ़ंक्शन के द्वि-आयामी व्युत्पन्न मूल्यांकन के साथ कई सीमाएं मौजूद हैं। इनमें शामिल हैं, लेकिन हृदय गति, डॉपलर कोण निर्भरता, सिग्नल गुणवत्ता, और कई मापदंडों का उपयोग करके डायस्टोलिक डिसफंक्शन की ग्रेडिंग की कठिनाई तक सीमित नहीं हैं, जो अक्सर संरेखित नहीं होते हैं। इस प्रकार, एक कोण और हृदय गति स्वतंत्र पैरामीटर का प्रस्ताव, एक प्राथमिक माप से प्राप्त एलवी की छूट और भरने में विस्तृत अंतर्दृष्टि की क्षमता के साथ, इंट्राकार्डिक भंवर की शुरूआत के साथ संभव बनाया गया है।

जैसा कि वर्तमान परिणामों में पता चला है, भंवर के दृश्य से कई पैरामीटर मिलते हैं, जिससे डायस्टोलिक कार्डियक फ़ंक्शन में कुछ अंतर्दृष्टि सक्षम होती है। विशेष रूप से, भंवर क्षेत्र/आकार और एलवी आकृति विज्ञान के बीच एक महत्वपूर्ण संबंध दिखाया गया है, साथ ही एलवी अंत-डायस्टोलिक दबाव की भविष्यवाणी करने में भंवर समय की प्रासंगिकता भी दिखाई गई है। इसके अतिरिक्त, इस्तेमाल किया इमेजिंग विमान के आधार पर भंवर स्थिति में बदलाव भी देखा जाता है (चित्रा 3), साथ ही अन्य लेखकों से काम में जन्मजात हृदय रोग के साथ बच्चों में स्थितीय मतभेद (यानी, भंवर मात्रा अतिभारित मामलों में अंतरवेंट्रिकुलर पट के करीब तैनात और वाल्वुलर विकृति 7,12 के साथ रोगियों). एलवी में देखे गए भंवरों की संख्या सैद्धांतिक रूप से एलवी वास्तुकला से संबंधित हो सकती है, लेकिन अभी तक इस काम और दूसरों के काम में सांख्यिकीय महत्व नहीं दिखाया गया है। अन्त में, भंवर इमेजिंग इस तरह के रूप में भंवरता, ऊर्जा हानि, और संग्रहीत गतिज ऊर्जा, जो जन्मजात वाल्वुलर रोग, जैसे बाइसीपिड महाधमनी वाल्व18 के अध्ययन में कुछ रोगनिरोधी मूल्य दिखाया गया है के रूप में अधिक जटिल संख्यात्मक माप, को जन्म दे सकते हैं. बीएसआई के नैदानिक आवेदन पारंपरिक रंग डॉपलर के लिए संभव अतिरिक्त जानकारी प्रदान कर सकते हैं, इस तरह के शंट, वाल्वुलर regurgitation, और स्टेनोसिस17 के रूप में विकृति में असामान्य hemodynamic पैटर्न के दृश्य को बढ़ाने में मदद.

इंट्राकार्डिक भंवर की इमेजिंग और विश्लेषण: पेशेवरों और विपक्ष
जैसा कि पहले वर्णित है, इंट्राकार्डिक रक्त प्रवाह पैटर्न को कार्डियक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई), साथ ही इकोकार्डियोग्राफी-व्युत्पन्न कण इमेजिंग वेलोसिमेट्री, वेक्टर प्रवाह मानचित्रण और बीएसआई6 का उपयोग करके कल्पना की जा सकती है। नवजात शिशुओं में, बीएसआई अपने गैर-प्रकृति प्रकृति और बेडसाइड एप्लिकेशन के कारण सबसे बड़ा लाभ रखता है। इसके अतिरिक्त, चूंकि छवि संकल्प और अल्ट्रासाउंड बीम प्रवेश विपरीत रूप से संबंधित हैं, एक नवजात शिशु का बहुत छोटा शरीर सतह क्षेत्र प्रवेश गहराई के लिए बलिदान किए बिना एक उच्च संकल्प का उपयोग करने की अनुमति देता है। इसके विपरीत, जैसा कि बीएसआई को इंट्राकार्डियक भंवर को संभवतः पकड़ने के लिए उच्च फ्रेम दर और रिज़ॉल्यूशन की आवश्यकता होती है, यह तकनीक वर्तमान में वयस्कों जैसे बड़े रोगियों में प्रदर्शन करने में सक्षम नहीं है, जहां अधिक से अधिक प्रवेश आवश्यकताएं संकल्प से समझौता करती हैं। इस प्रकार, जिन रोगियों में बीएसआई को सफलतापूर्वक लागू किया गया था, उनकी सबसे बड़ी संख्या 7 वर्ष की औसत आयु वाले बच्चों की आबादी और 1.22 मीटर2 7 तक के शरीर की सतह क्षेत्र में थी।

बीएसआई इमेजिंग की एक और सीमा भंवरों का सटीक अनुमान लगाने के लिए उच्च गुणवत्ता वाली दो-आयामी छवियों पर इसकी निर्भरता है। वर्तमान में, बीएसआई त्रि-आयामी इकोकार्डियोग्राफी में उपलब्ध नहीं है, जो इस जटिल त्रि-आयामी संरचना के दृश्य को सीमित करता है। इसके अलावा, बीएसआई अपनी सीमित पैठ गहराई के कारण सिग्नल-टू-शोर अनुपात का एक महत्वपूर्ण नुकसान उठाता है। व्यवहार में, इसका मतलब यह है कि एक अस्थिर नवजात शिशु जो परीक्षा के समय आगे बढ़ रहा है और एक शरीर संरचना जो एलवी के एक अनुकूलित और परिभाषित चार-कक्ष दृश्य को रोकती है, इस तकनीक के साथ महत्वपूर्ण बाधाएं पैदा कर सकती है। परीक्षा के दौरान नवजात शिशु को शांत करने के तरीके (उदाहरण के लिए, सुक्रोज का उपयोग करके) और चार-कक्ष दृश्य में एलवी छवि गुणवत्ता के अनुकूलन के लिए अन्य तकनीकों (उदाहरण के लिए, नवजात और ऑपरेटर तकनीकों की स्थिति) को आसानी से लागू किया जाना चाहिए।

अंत में, यह अध्ययन व्यावसायिक रूप से पसंद की तकनीक (यानी, इकोकार्डियोग्राफी-व्युत्पन्न बीएसआई) की भंवर विशेषताओं तक सीमित था। जबकि इन मापों की नैदानिक प्रासंगिकता और प्रजनन क्षमता साहित्य में कर्षण प्राप्त कर रही है, फिर भी आगे यह मान्य करने की आवश्यकता है कि इन मार्करों का विभिन्न विकृति विज्ञानों में क्या मतलब है और वे अन्य इमेजिंग तौर-तरीकों की तुलना कैसे करते हैं। उदाहरण के लिए, भंवर वास्तुकला, स्थिति और समय जन्मजात हृदय रोग में बहुत उपयोगी हो सकता है, जबकि गतिज ऊर्जा पैरामीटर, अभी तक बीएसआई के साथ उपलब्ध होने के लिए, कार्डियक रीमॉडेलिंग के दीर्घकालिक धारावाहिक अध्ययनों में अच्छी तरह से सेवा कर सकते हैं।

भविष्य की दिशाएं
सारांश में, बीएसआई इंट्राकार्डिक हेमोडायनामिक्स और, विशेष रूप से, भंवर का आकलन करने के लिए कम लागत वाली, गैर-आक्रामक और मूल्यवान उपकरण के रूप में तेजी से मान्यता प्राप्त कर रहा है। वर्तमान प्रयोगशाला से काम ने इसकी प्रजनन क्षमता को सत्यापित किया है और प्रीटरम जन्म8 के बाद कार्डियक फ़ंक्शन और रीमॉडेलिंग का आकलन करने के लिए एक पूरक उपकरण के रूप में इसकी नैदानिक और व्यावहारिक उपयोगिता का प्रदर्शन किया है। आगे बढ़ते हुए, मायोकार्डियम पर इंट्राकार्डिक कतरनी बलों और प्रारंभिक जीवन के विकास के विभिन्न बिंदुओं पर देखे गए बाद के कार्डियक रीमॉडेलिंग के बीच परिकल्पित लिंक पर और ध्यान देने की आवश्यकता है। इस प्रकार अब तक, भंवरों की केवल वास्तुशिल्प और लौकिक विशेषताओं का पता लगाया गया है। हालांकि, जैसा कि पहले बताया गया है, घूर्णी गतिज ऊर्जा और भंवरता जैसे ऊर्जावान मापदंडों को प्राप्त करने से प्रवाह पैटर्न और प्रतिकूल कार्डियक रीमॉडेलिंग को जोड़ने वाले तंत्र में और अंतर्दृष्टि मिल सकती है। नैदानिक रूप से, यह बाद में जोखिम वाले रोगियों में अधिक समय पर हस्तक्षेप को लागू करने की अनुमति दे सकता है।

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Disclosures

लेखकों के पास घोषित करने के लिए कोई खुलासा या हितों का टकराव नहीं है।

Acknowledgments

हम जॉन हंटर अस्पताल के नवजात गहन देखभाल विभाग को हमारे बहुत छोटे और कीमती प्रतिभागियों के माता-पिता के साथ-साथ हमारे चल रहे काम को करने की अनुमति देना चाहते हैं।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Tomtec Imaging Systems GmbH Phillips GmbH Corporation Offline ultrasound image processing tool, used for calculating all vortex measurements
Vivid E95 General Electrics NA Cardiac Ultrasound device used to capture Echocardiography-derived Blood Speckle Imaging

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इस महीने में JoVE अंक 202

Erratum

Formal Correction: Erratum: Assessing Intracardiac Vortices with High Frame-Rate Echocardiography-Derived Blood Speckle Imaging in Newborns
Posted by JoVE Editors on 02/22/2024. Citeable Link.

An erratum was issued for: Assessing Intracardiac Vortices with High Frame-Rate Echocardiography-Derived Blood Speckle Imaging in Newborns. The Authors section was updated. The affiliation for author Damien Vitiello has been updated to: Institute of Sport and Health Sciences of Paris (IS3P - URP 3625), Université Paris Cité 

नवजात शिशुओं में उच्च फ्रेम-दर इकोकार्डियोग्राफी-व्युत्पन्न रक्त धब्बेदार इमेजिंग के साथ इंट्राकार्डिक भंवर का आकलन
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Crendal, E., De Waal, K., Vitiello,… More

Crendal, E., De Waal, K., Vitiello, D. Assessing Intracardiac Vortices with High Frame-Rate Echocardiography-Derived Blood Speckle Imaging in Newborns. J. Vis. Exp. (202), e65189, doi:10.3791/65189 (2023).

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