Här beskriver vi ett protokoll för att mäta vortex bildandet tid, ett index över vänster ventrikulära fyllning effektivitet, med standard transesophageal ekokardiografi tekniker hos patienter som genomgår hjärtkirurgi. Vi tillämpar denna teknik för att analysera vortex bildandet tid i flera grupper av patienter med olika hjärt sjukdomar.
Trans-mitral blodflödet producerar en tredimensionell roterande kropp av vätska, kallas en vortex ring, som förbättrar effektiviteten av vänsterkammardysfunktion (LV) fylla jämfört med en kontinuerlig linjär jet. Vortex ring utveckling kvantifieras ofta med vortex bildandet tid (VFT), en dimensionslös parameter som baseras på flytande utmatning från en styv slang. Vår grupp är intresserad av faktorer som påverkar LV fylla effektivitet under hjärtkirurgi. I den här rapporten beskriver vi hur du använder standard tvådimensionell (2D) och Doppler transesophageal ekokardiografi (TEE) att noninvasivt härleda variablerna som behövs för att beräkna VFT. Vi beräknar förmaksflimmer fyllning bråkdel (β) från velocity-tid integraler av trans-mitral tidiga LV fyllning och förmaksflimmer systole blod flöde hastighet vågformer mätt i mitten av-esofagus fyra kammare TEE vyn. Slagvolym (SV) beräknas som produkten av diametern på LV utflöde banan mätt i vyn mid-esofagus långa axeln TEE och velocity-tidsintegralen av blodflödet genom utflöde spår bestäms i vyn djupa transgastriskt med puls-wave Doppler. Slutligen, mitralisklaffstenos diameter (D) bestäms som ett genomsnitt av större och mindre axis längder mäts i ortogonala mid-esofagus bicommissural och långa axeln imaging plan, respektive. VFT beräknas sedan som 4 × (1-β) × SV / (πD3). Vi har använt denna teknik för att analysera VFT i flera grupper av patienter med olika hjärt avvikelser. Vi diskuterar vår applikation av denna teknik och dess potentiella begränsningar och även granska våra resultat hittills. Icke-invasiv mätning av VFT använder TEE är okomplicerat sövda patienter som genomgår hjärtkirurgi. Tekniken kan tillåta hjärt narkosläkare och kirurger att bedöma effekterna av sjukdomstillstånd och kirurgiska ingrepp på LV fylla effektivitet i realtid.
Strömningslära är en kritisk men ofta underskattad faktor av vänster kammare (LV) fyllning. En tredimensionell roterande kropp av vätska, kallas en vortex ring, genereras när en vätska korsar en öppning1,2,3. Denna vortex ring förbättrar effektiviteten i vätsketransport jämfört med en kontinuerlig linjär jet4. Förflyttning av blod genom mitralklaffen under tidiga LV fyllning orsakar en vortex ring att bilda5,6,7,8 och underlättar dess förökning in i kammaren genom att bevara flytande fart och kinetisk energi9. Dessa åtgärder förbättra LV fylla effektivitet4,10,11,12,13. Ringen inte bara hämmar blod flöde Stas i LV apex14,15,16,17 men också styr flödet företrädesvis under den främre mitral bipacksedel7, 18, effekter som minskar risken för apikala tromb bildning och underlätta fyllning av LV utflödet spåra19, respektive. Kontrast ekokardiografi17, Doppler vektor flöde mappning6,20,21, magnetisk resonanstomografi7och partikel imaging Velocimetri9,22 ,23,24 har använts för att demonstrera utseendet och beteendet för trans-mitral vortex ringar under normala och patologiska förhållanden. Vänster förmak-LV tryckgradienten, graden av diastoliskt mitral ringformig utflykt, det lägsta LV-trycket uppnåtts under diastole, och hastigheten och omfattningen av LV avkoppling är de fyra viktigaste faktorerna för varaktighet, storlek, flöde intensitet och position trans-mitral ring2,12,25,26,27,28,29.
Vortex ring utveckling kvantifieras ofta med en dimensionslös parameter (vortex bildandet tid; VFT) baserat på flytande utmatning från en styv tube3, där VFT definieras som produkten av tid-genomsnitt vätska hastigheten och varaktigheten av utskjutningen dividerat med strypfläns diameter. Den optimala storleken av en vortex ring uppnås när VFT är 4 i vitro eftersom trailing jets och energisk begränsningar hindra den från att uppnå en större storlek3,4. Mitralisklaffstenos VFT har varit approximeras kliniskt använder transtorakal ekokardiografi8,30,31. Baserat på analys av trans-mitral blod strömningshastighet och mitralisklaffstenos diameter (D), kan man enkelt visat8 att VFT = 4 × (1-β) × EF × α3, där β = förmaksflimmer fyllning bråkdel, EF = LV ejektionsfraktion och α = EDV1/3/d, där EDV = slutet-diastoliskt volym. Ejektionsfraktion är förhållandet mellan Slagvolym (SV) och EDV, tillåter denna ekvation förenklas till VFT = 4 × (1-β) × SV / (πD3). Eftersom VFT är dimensionslös (volym/volym), gör detta index direkt jämförelse mellan patienter med varierande storlek utan justering för vikt och yta8. Optimal VFT varierar mellan 3,3 och 5.5 i friska försökspersoner8och resultat överensstämmer med dem som erhålls i fluiddynamik modeller3,32. VFT visade sig vara ≤ 2.0 hos patienter med deprimerad LV systolisk funktion, fynd som också stöds av teoretiska förutsägelser8. Minskningar i VFT förutspådde självständigt sjuklighet och dödlighet hos patienter med hjärtsvikt30. Förhöjd LV afterload33Alzheimers sjukdom34, onormal diastoliska funktion19och byte av infödda mitralklaffen med en protes35 har också visat sig minska VFT. Mätning av VFT kan också vara användbart för att identifiera blod flöde stasis eller blodpropp hos patienter med akut hjärtinfarkt36,37.
Vår grupp är intresserad av faktorer som påverkar LV fylla effektivitet under hjärtkirurgi38,39,40,41. Vi använder standard tvådimensionell och Doppler transesophageal ekokardiografi (TEE) att noninvasivt härleda de variabler som krävs för att beräkna VFT. I detta betänkande, vi beskriva denna metod i detalj och granska våra resultat hittills.
De nuvarande resultaten visar att VFT kan mätas tillförlitligt under hjärtkirurgi med TEE metoder som beskrivs här. Tidigare beskrivningar av VFT används transtorakal ekokardiografi i medvetna ämnen, men denna metod kan inte användas när bröstet är öppen. Vi använde intraoperativ TEE för att avgöra VFT de sövda patienter som genomgår hjärtkirurgi under vilken förändringar i LV fylla dynamics påträffas ofta till följd av ischemi-reperfusionsskada eller kirurgiska ingrepp. Våra fynd visar att VFT mä…
The authors have nothing to disclose.
Detta material är resultatet av arbete stödjas med resurser och användning av faciliteterna på de Clement J. Zablocki Veterans Affairs Medical Center i Milwaukee, Wisconsin.
Echocardiography Machine | Philips Ultrasound, Bothall, WA | iE33 | |
Transesophageal Echocardiography Probe | Philips Ultrasound, Bothall, WA | X7-2t | |
Statistical Software | AnalystSoft, Walnut, CA | StatPlus:mac Pro |