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Médecine

Determinazione non invasiva del vortice formazione tempo usando l'ecocardiografia Transesophageal durante l'ambulatorio cardiaco

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

Summary

Descriviamo un protocollo per misurare il tempo di formazione del vortice, un indice di efficienza di riempimento ventricolare sinistro, utilizzando tecniche di ecocardiografia transesophageal standard nei pazienti sottoposti a chirurgia cardiaca. Applichiamo questa tecnica per analizzare il tempo di formazione del vortice in diversi gruppi di pazienti con diverse patologie cardiache.

Abstract

Flusso sanguigno Trans-mitrale produce un corpo di rotazione tridimensionale di fluido, noto come un anello di vortice, che migliora l’efficienza del ventricolo sinistro (LV) riempimento rispetto con un getto continuo e lineare. Sviluppo di anello di vortice è più spesso quantificato con tempo di formazione del vortice (VFT), un parametro adimensionale basato su espulsione di fluidi da un tubo rigido. Il nostro gruppo è interessato a fattori che influenzano la LV efficienza di riempimento durante l’ambulatorio cardiaco. In questo rapporto, descriviamo come utilizzare standard bidimensionale (2D) e Doppler ecocardiografia transesophageal (t) non invadente derivare le variabili necessarie per calcolare VFT. Calcoliamo la frazione di riempimento atriale (β) da velocità-tempo integrali di trans-mitrale precoce riempimento di LV e sistole atriale sangue flusso velocità forme d’onda misurate nella metà di-esofageo vista TEE quattro-alloggiamento. Volume sistolico (SV) è calcolato come il prodotto del diametro della pista di deflusso LV misurato nella visualizzazione TEE di metà di-esofageo asse lungo e l’integrale di velocità-tempo di flusso di sangue attraverso la pista di deflusso determinato nella visualizzazione profonda transgastrica tramite onda di impulso Doppler. Infine, il diametro della valvola mitrale (D) è determinato come media degli assi maggiore e minore lunghezza misurata in bicommissural di metà di-esofageo ortogonale e aerei imaging asse lungo, rispettivamente. VFT viene poi calcolato come 4 × (1-β) × SV / (passaggio3). Noi abbiamo usato questa tecnica per analizzare VFT in diversi gruppi di pazienti con diverse anomalie cardiache. Discutiamo la nostra applicazione di questa tecnica e le relative limitazioni potenziali ed anche rivedere i nostri risultati fino ad oggi. Misurazione non invasiva della VFT utilizzando TEE è semplice in pazienti anestetizzati sottoposti a chirurgia cardiaca. La tecnica potrebbe consentire cardiaci anestesisti e chirurghi per valutare l’impatto di condizioni patologiche e gli interventi chirurgici su LV riempimento efficienza in tempo reale.

Introduction

Meccanica dei fluidi è un determinante critico ma spesso sottovalutato del materiale da otturazione ventricolare sinistra (LV). Un corpo di rotazione tridimensionale di fluido, noto come un anello di vortice, viene generato ogni volta che un fluido attraversa un orifizio1,2,3. Questo anello di vortice migliora l’efficienza del trasporto fluido rispetto con un getto continuo lineare4. Circolazione del sangue attraverso la valvola mitrale durante il riempimento di LV precoce provoca un anello di vortice per formare5,6,7,8 e facilita la sua propagazione nella camera mantenendo fluido slancio e energia cinetica9. Queste azioni migliorano LV riempimento efficienza4,10,11,12,13. L’anello non solo inibisce la stasi del flusso di sangue a LV apex14,15,16,17 ma anche dirige il flusso preferenzialmente sotto l’ opuscolo mitrale anteriore7, 18, effetti che fanno diminuire il rischio di formazione dell’embolo apicale e facilitano il riempimento del deflusso LV traccia19, rispettivamente. Ecocardiografia di contrasto17, vector Doppler flusso mappatura6,20,21, risonanza magnetica7e particella velocimetry9,22 di imaging ,23,24 sono stati utilizzati per dimostrare l’aspetto e il comportamento degli anelli di trans-mitrale vortice in condizioni normali e patologiche. Il gradiente di pressione atriale-LV sinistra, il grado di escursione di anulare mitrale diastolica, la pressione minima di LV raggiunta durante la diastole e la velocità e l’entità del rilassamento di LV sono le quattro principali determinanti della durata, la dimensione, la intensità del flusso e la posizione di le trans-mitrale anello2,12,25,26,27,28,29.

Sviluppo di anello di vortice è più spesso quantificato con un parametro adimensionale (tempo di formazione del vortice; VFT) basato su espulsione di fluidi da un tubo rigido3, dove VFT è definito come il prodotto della velocità del fluido mediato nel tempo e la durata dell’espulsione diviso per il diametro dell’orifizio. La dimensione ottimale di un anello di vortice è raggiunto quando VFT è 4 in vitro perché finali getti ed energici limitazioni impediscono di raggiungere una più grande dimensione3,4. Valvola mitrale VFT è stata approssimata clinicamente usando l’ecocardiografia transthoracic8,30,31. Basato sull’analisi della velocità di flusso sanguigno trans-mitrale e della valvola mitrale diametro (D), può essere facilmente dimostrato8 quel VFT = 4 × (1-β) × EF × α3, dove β = frazione di riempimento atriale, EF = frazione di espulsione di LV e α = EDV1/3/d, dove EDV = volume end-diastolic. Frazione di eiezione è il rapporto tra volume sistolico (SV) ed EDV, consentendo questa equazione possono essere semplificate per VFT = 4 × (1-β) × SV / (passaggio3). Perché VFT è adimensionale (volume/volume), questo indice permette il confronto diretto tra pazienti di varie dimensioni senza regolazione per peso o corpo di superficie8. Gamme VFT ottimali tra 3.3 e 5.5 in soggetti sani8e i risultati sono coerenti con quelli ottenuti in fluidodinamica modelli3,32. VFT è stato indicato per essere ≤ 2.0 in pazienti con depressa funzione sistolica del ventricolo, i risultati che sono supportati anche dalle previsioni teoriche8. Riduzioni in VFT predetto indipendente di morbilità e mortalità nei pazienti con insufficienza cardiaca30. Elevato postcarico33LV, morbo di Alzheimer34, anormale funzione diastolica19e sostituzione della valvola mitrale nativa con una protesi35 hanno anche dimostrati di diminuire VFT. Misura di VFT può anche essere utile per identificare la stasi del flusso di sangue o di trombosi in pazienti con infarto miocardico acuto36,37.

Il nostro gruppo è interessato a fattori che influenzano la LV riempimento efficienza durante l’ambulatorio cardiaco38,39,40,41. Utilizziamo standard bidimensionale e Doppler transesofagea (TEE) non invadente derivare le variabili necessarie per calcolare VFT. In questo rapporto, descriviamo questa metodologia in dettaglio ed esaminiamo i nostri risultati fino ad oggi.

Protocol

L’Institutional Review Board di Clemente J. Zablocki Veterans Affairs Medical Center ha approvato i protocolli. Consenso informato scritto è stato rinunziato a perché invasiva cardiaco monitoraggio e TEE sono abitualmente utilizzati in tutti i pazienti sottoposti a chirurgia cardiaca nella nostra istituzione. I pazienti con controindicazioni relative o assolute per TEE, quelli sottoposti a ripetere sternotomy mediano o chirurgia d’urgenza e quelli con tachiaritmie atriali o ventricolari sono esclusi dalla partecipazion…

Representative Results

L’attuale tecnica ci ha permesso di misurare in modo affidabile VFT durante l’ambulatorio cardiaco sotto una varietà di condizioni cliniche ottenendo ciascun determinante dal flusso sanguigno e dimensionale registrazioni in piani di imaging standard TEE. Un’onda di impulso volume campione Doppler è stato disposto sulle punte dei lembi mitrale nella metà di-esofageo vista quattro-alloggiamento per ottenere il profilo di velocità flusso di sangue trans-mitrale necessario calcolare la fr…

Discussion

I risultati attuali illustrano che VFT può essere attendibilmente misurata durante l’ambulatorio cardiaco utilizzando le tecniche TEE descritte qui. Le descrizioni precedenti di VFT usato ecocardiografia transthoracic in soggetti cosciente, ma questo approccio non può essere utilizzato quando il petto è aperto. Abbiamo usato t intraoperative per determinare VFT nei pazienti anestetizzati sottoposti a chirurgia cardiaca durante i quali cambiamenti nelle dinamiche di riempimento di LV sono spesso incontrate a seguito di…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Questo materiale è il risultato di lavoro sostenuto con risorse e l’uso delle strutture presso il Clement J. Zablocki Veterans Affairs Medical Center a Milwaukee, nel Wisconsin.

Materials

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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Pagel, P. S., Dye III, L., Hill, G. E., 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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