Evaluatie van linkerventrikelstructuur en -functie met behulp van 3D-echocardiografie
Summary
In dit artikel bieden we een stapsgewijs acquisitie- en analyseprotocol voor de volumetrische beoordeling en spikkelvolganalyse van de linker ventrikel door 3D-echocardiografie, met bijzondere aandacht voor praktische aspecten die de haalbaarheid van deze techniek maximaliseren.
Abstract
Driedimensionale (3D) kwantificering van de linker ventrikel (LV) biedt een aanzienlijke toegevoegde waarde in termen van diagnostische nauwkeurigheid en nauwkeurige risicostratificatie bij verschillende hartaandoeningen. Onlangs is 3D-echocardiografie beschikbaar gekomen in de routinematige cardiologiepraktijk; hoogwaardige beeldacquisitie en daaropvolgende analyse hebben echter een steile leercurve. Dit artikel is bedoeld om de lezer door een gedetailleerd 3D-protocol te leiden door tips en trucs te presenteren en ook door de mogelijke valkuilen te benadrukken om het wijdverspreide maar technisch verantwoorde gebruik van deze belangrijke techniek met betrekking tot de LV te vergemakkelijken. Eerst en vooral tonen we de verwerving van een hoogwaardige 3D-dataset met optimale ruimtelijke en temporele resolutie. Vervolgens presenteren we de analytische stappen naar een gedetailleerde kwantificering van de LV met behulp van een van de meest toegepaste ingebouwde software. We zullen LV-volumes, sfericiteit, massa en ook systolische functie kwantificeren door ejectiefractie en myocardiale vervorming (longitudinale en omtrekstammige spanning) te meten. We zullen klinische voorbeelden bespreken en geven over de essentiële scenario’s waarin de overgang van een conventionele echocardiografische benadering naar een op 3D gebaseerde kwantificering ten zeerste wordt aanbevolen.
Introduction
De beoordeling van de morfologie en functie van de linkerventrikel (LV) is het belangrijkste doel van algemene en nog specifiekere onderzoeken in de cardiologie1. De algemeen beschikbare en niet-invasieve transthoracale echocardiografie (TTE), die grote hoeveelheden informatie kan leveren, is de voorkeursmethode voor een handige, snelle en kosteneffectieve evaluatie.
Meting van LV-massa, volumes en daaropvolgende ejectiefractie heeft een significante diagnostische en ook prognostische waarde2. Hoe nauwkeuriger een bepaalde maat is, hoe hoger de waarde ervan zal zijn. Een betere correlatie met gouden standaard cardiale magnetische resonantie (CMR) beeldvorming afgeleide waarden is een voortdurende jacht op echocardiografische technieken. Over het algemeen bevelen klinische praktijkrichtlijnen de tweedekker Simpson’s methode aan voor LV-volume- en ejectiefractiemeting3. De LV is echter een driedimensionale (3D) structuur met een vaak onregelmatige vorm, en daarom zullen verschillende tomografische vlakken er in sommige klinische scenario’s ongetwijfeld niet in slagen om LV-morfologie en -functie nauwkeurig af te bakenen. Recente ontwikkelingen in ultrasone hardware- en softwaretechnologie maakten de ontwikkeling van real-time 3D-beeldvorming mogelijk, die een revolutie teweegbrengt in echocardiografische protocollen.
Bovendien resulteerde de behoefte aan een kwantitatieve benadering van wandbewegingsafwijkingen in de opkomst van vervormingsbeeldvorming4. Spannings- en reksnelheidsparameters kunnen worden berekend door spikkeltracking met behulp van standaard grijsschaalafbeeldingen. 3D-echocardiografie kan ook verschillende tekortkomingen van een tweedimensionale stambeoordeling overwinnen5. Van een duur wetenschappelijk hulpmiddel begon 3D-echocardiografie een krachtige techniek te worden die in de dagelijkse klinische praktijk wordt gebruikt, en de kwantificering van de LV bevindt zich zeker in de eerste lijn in deze doorbraak.
Dit artikel is bedoeld om de lezer door een gedetailleerd 3D-protocol te leiden door tips en trucs te presenteren en ook door de mogelijke valkuilen te benadrukken om het wijdverspreide maar technisch verantwoorde gebruik van deze belangrijke techniek met betrekking tot de LV te vergemakkelijken.
Protocol
Representative Results
Discussion
LV morfologische en functionele metingen vormen hoekstenen van diagnose, management en follow-up van hartaandoeningen; bovendien zijn ze krachtige voorspellers van de uitkomst. Over het algemeen wordt op 2D-echocardiografie gebaseerde evaluatie van de LV aanbevolen door de huidige praktijkrichtlijnen; het is echter bewezen dat 3D-echocardiografie nauwkeuriger is omdat het vrij is van geometrische aannames met betrekking tot LV-vorm7,8. Deformatiebeeldvorming door…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Projectnr. NVKP_16-1-2016-0017 (‘Nationaal Hartprogramma’) is uitgevoerd met de steun van het Nationaal Fonds voor Onderzoek, Ontwikkeling en Innovatie van Hongarije, gefinancierd in het kader van de NVKP_16 financieringsregeling. Het onderzoek werd gefinancierd door het Thematic Excellence Programme (2020-4.1.1.-TKP2020) van het Ministerie voor Innovatie en Technologie in Hongarije, in het kader van de thematische programma’s Therapeutische Ontwikkeling en Bioimaging van de Semmelweis Universiteit.
Materials
| 3V-D/4V-D/4Vc-D | General Electric | n.a. | ultrasound probe |
| 4D Auto LVQ | General Electric | n.a. | software for analysis |
| E9/E95 | General Electric | n.a. | ultrasound machine |
| EchoPac v203 | General Electric | n.a. | software for analysis |
References
- Guta, A. C., et al. Three-dimensional echocardiography to assess left ventricular geometry and function. Expert Review of Cardiovascular Therapy. 17 (11), 801-815 (2019).
- Surkova, E., et al. Current Clinical Applications of Three-Dimensional Echocardiography: When the Technique Makes the Difference. Current Cardiology Reports. 18 (11), 109 (2016).
- Lang, R. M., et al. Recommendations for cardiac chamber quantification by echocardiography in adults: an update from the American Society of Echocardiography and the European Association of Cardiovascular Imaging. Journal of the American Society of Echocardiography. 28 (1), 1-39 (2015).
- Matyas, C., et al. Comparison of speckle-tracking echocardiography with invasive hemodynamics for the detection of characteristic cardiac dysfunction in type-1 and type-2 diabetic rat models. Cardiovascular Diabetology. 17 (1), 13 (2018).
- Kovacs, A., et al. Impact of hemodialysis, left ventricular mass and FGF-23 on myocardial mechanics in end-stage renal disease: a three-dimensional speckle tracking study. International Journal of Cardiovascular Imaging. 30 (7), 1331-1337 (2014).
- Muraru, D., et al. Comprehensive analysis of left ventricular geometry and function by three-dimensional echocardiography in healthy adults. Journal of the American Society of Echocardiography. 26 (6), 618-628 (2013).
- Lakatos, B. K., et al. Relationship between Cardiac Remodeling and Exercise Capacity in Elite Athletes: Incremental Value of Left Atrial Morphology and Function Assessed by Three-Dimensional Echocardiography. Journal of the American Society of Echocardiography. 33 (1), 101-109 (2020).
- Muraru, D., et al. Intervendor Consistency and Accuracy of Left Ventricular Volume Measurements Using Three-Dimensional Echocardiography. Journal of the American Society of Echocardiography. 31 (2), 158-168 (2018).
- Kalam, K., Otahal, P., Marwick, T. H. Prognostic implications of global LV dysfunction: a systematic review and meta-analysis of global longitudinal strain and ejection fraction. Heart. 100 (21), 1673-1680 (2014).
- Muraru, D., et al. Validation of a novel automated border-detection algorithm for rapid and accurate quantitation of left ventricular volumes based on three-dimensional echocardiography. European Journal of Echocardiography. 11 (4), 359-368 (2010).
- Doronina, A., et al. The Female Athlete’s Heart: Comparison of Cardiac Changes Induced by Different Types of Exercise Training Using 3D Echocardiography. BioMed Research International. 2018, 3561962 (2018).
- Takeuchi, M., et al. Measurement of left ventricular mass by real-time three-dimensional echocardiography: validation against magnetic resonance and comparison with two-dimensional and m-mode measurements. Journal of the American Society of Echocardiography. 21 (9), 1001-1005 (2008).
- Armstrong, A. C., et al. LV mass assessed by echocardiography and CMR, cardiovascular outcomes, and medical practice. JACC Cardiovasc Imaging. 5 (8), 837-848 (2012).
- Olah, A., et al. Characterization of the dynamic changes in left ventricular morphology and function induced by exercise training and detraining. International Journal of Cardiology. 277, 178-185 (2019).
- Nagy, V. K., et al. Role of Right Ventricular Global Longitudinal Strain in Predicting Early and Long-Term Mortality in Cardiac Resynchronization Therapy Patients. PLoS One. 10 (12), e0143907 (2015).
- Kovacs, A., Lakatos, B., Tokodi, M., Merkely, B. Right ventricular mechanical pattern in health and disease: beyond longitudinal shortening. Heart Failure Reviews. 24 (4), 511-520 (2019).
- Badano, L. P., et al. Use of three-dimensional speckle tracking to assess left ventricular myocardial mechanics: inter-vendor consistency and reproducibility of strain measurements. European Heart Journal – Cardiovascular Imaging. 14 (3), 285-293 (2013).
