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의학

Nicht-invasive Zeitbestimmung Vortex Formation mit transösophagealen Echokardiographie bei Herzchirurgie

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

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.

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 Teilnah…

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 Bru…

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 Eing…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

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.

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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