Utvärdering av vänster ventrikulär struktur och funktion med hjälp av 3D-ekokardiografi
Summary
I den här artikeln tillhandahåller vi ett steg-för-steg förvärvs- och analysprotokoll för volymetrisk bedömning och speckle-tracking analys av den vänstra ventrikeln av 3D ekokardiografi, särskilt med fokus på praktiska aspekter som maximerar genomförbarheten av denna teknik.
Abstract
Tredimensionell (3D) kvantifiering av den vänstra ventrikeln (LV) ger betydande mervärde när det gäller diagnostisk noggrannhet och exakt risk stratifiering i olika hjärt störningar. Nyligen blev 3D ekokardiografi tillgänglig i rutinmässig kardiologi praxis; Högkvalitativt bildförvärv och efterföljande analys har dock en brant inlärningskurva. Denna artikel syftar till att vägleda läsaren genom ett detaljerat 3D-protokoll genom att presentera tips och tricks och även genom att belysa de potentiella fallgroparna för att underlätta den utbredda men tekniskt sunda användningen av denna viktiga teknik som rör LV. Först och främst visar vi förvärvet av en högkvalitativ 3D-datauppsättning med optimal rumslig och temporal upplösning. Sedan presenterar vi de analytiska stegen mot en detaljerad kvantifiering av LV med hjälp av en av de mest använda inbyggda programvaran. Vi kommer att kvantifiera LV-volymer, sfäricitet, massa och även systolisk funktion genom att mäta utmatningsfraktion och myokardiell deformation (längsgående och omkretsstam). Vi kommer att diskutera och ge kliniska exempel om de väsentliga scenarier där övergången från en konventionell ekokardiografisk metod till en 3D-baserad kvantifiering rekommenderas starkt.
Introduction
Bedömningen av vänster ventrikulära (LV) morfologi och funktion är det dominerande syftet med allmänna och ännu mer specifika undersökningar inom kardiologi1. Den allmänt tillgängliga och icke-invasiva transthoracic ekokardiografi (TTE), som kan ge täta mängder information, är den metod som väljs för en bekväm, snabb och kostnadseffektiv utvärdering.
Mätning av LV massa, volymer och efterföljande utmatning fraktion har betydande diagnostiska och även prognostiska värde2. Ju mer exakt ett givet mått är, desto högre blir dess värde. En bättre korrelation med guld standard hjärtmagnetisk resonans (CMR) imaging härledda värden är en pågående jakt på ekokardiografiska tekniker. I allmänhet rekommenderar riktlinjer för klinisk praxis biplan Simpsons metod för LV volym och utmatning fraktion mätning3. LV är dock en tredimensionell (3D) struktur med en ofta oregelbunden form, och därför kommer flera tomografiska plan utan tvekan att misslyckas i vissa kliniska scenarier för att noggrant avgränsa LV morfologi och funktion. De senaste framstegen inom ultraljud hårdvara och programvara teknik tillät utvecklingen av realtid 3D imaging, som revolutionerar ekokardiografiska protokoll.
Dessutom resulterade behovet av en kvantitativ strategi för vägg rörelse avvikelser i ökningen av deformation imaging4. Belastnings- och belastningshastighetsparametrar kan beräknas med hjälp av standardbilder i gråskala. 3D ekokardiografi kan också övervinna flera brister i en tvådimensionell stam bedömning5. Från ett dyrt vetenskapligt verktyg började 3D-ekokardiografi bli en kraftfull teknik som används i daglig klinisk praxis, och kvantifieringen av LV är verkligen i första raden i detta genombrott.
Denna artikel syftar till att vägleda läsaren genom ett detaljerat 3D-protokoll genom att presentera tips och tricks och även genom att belysa de potentiella fallgroparna för att underlätta den utbredda men tekniskt sunda användningen av denna viktiga teknik som rör LV.
Protocol
Representative Results
Discussion
LV morfologiska och funktionella mätningar representerar hörnstenar i diagnos, förvaltning och uppföljning av hjärtsjukdomar; Dessutom är de kraftfulla prediktorer för resultatet. I allmänhet rekommenderas 2D-ekokardiografibaserad utvärdering av LV enligt gällande riktlinjer för praxis. 3D-ekokardiografi har dock visat sig vara mer exakt eftersom den är fri från geometriska antaganden om LV-form7,8. Deformationsavbildning genom fläckspårning är en…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Projektnr NVKP_16-1–2016–0017 (det nationella hjärtprogrammet) har genomförts med stöd från Ungerns nationella forsknings-, utvecklings- och innovationsfond, finansierad inom ramen för finansieringssystemet NVKP_16. Forskningen finansierades av tematiskt excellensprogram (2020-4.1.1.-TKP2020) vid ministeriet för innovation och teknik i Ungern, inom ramen för de tematiska programmen för terapeutisk utveckling och bioimaging vid Semmelweis-universitetet.
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).
