הערכה מורפולוגית ותפקודית של החדר הימני באמצעות אקוקרדיוגרפיה תלת-ממדית
Summary
כאן, אנו מספקים פרוטוקול רכישה וניתוח שלב אחר שלב להערכה נפחית תלת-ממדית של החדר הימני, תוך התמקדות בעיקר בהיבטים המעשיים הממקסמים את ההיתכנות של טכניקה זו.
Abstract
באופן מסורתי, הוא האמין כי הצד הימני של הלב יש תפקיד קטן במחזור הדם; עם זאת, יותר ויותר נתונים מצביעים על כך שלתפקוד החדר הימני (RV) יש כוח אבחוני ופרוגנוסטי חזק בהפרעות לב וכלי דם שונות. בשל המורפולוגיה והתפקוד המורכבים שלו, הערכת ה- RV על ידי אקוקרדיוגרפיה דו-ממדית קונבנציונלית מוגבלת: הפרקטיקה הקלינית היומיומית מסתמכת בדרך כלל על ממדים ליניאריים פשוטים ומדדים פונקציונליים. אקוקרדיוגרפיה תלת-ממדית (3D) התגברה על מגבלות אלה בכך שסיפקה כימות נפחי של ה-RV ללא הנחות גיאומטריות. כאן, אנו מציעים מדריך שלב אחר שלב כדי לקבל ולנתח נתונים אקוקרדיוגרפיים תלת-ממדיים של הקרוואן באמצעות התוכנה המובילה הזמינה מסחרית. אנו נכמת נפחי RV תלת-ממדיים וחלק פליטה. מספר היבטים טכניים עשויים לסייע בשיפור איכות הרכישה והניתוח של קרוואנים, אותם אנו מציגים באופן מעשי. אנו סוקרים את ההזדמנויות הנוכחיות ואת הגורמים המגבילים של שיטה זו וגם מדגישים את היישומים הפוטנציאליים של הערכת RV תלת-ממדי בפרקטיקה הקלינית הנוכחית.
Introduction
אקוקרדיוגרפיה הגיעה רחוק מאוד מהיישומים הקליניים הראשונים שלה בשנות החמישים1. בדיקות האולטרסאונד החד-ממדיות הראשונות תוכננו לספק קטרים ליניאריים פשוטים של דפנות התא והלומן; עם זאת, הם ללא ספק מייצגים אבן דרך בהדמיה קרדיווסקולרית. פיתוח הדמיית אולטרסאונד דו-ממדית (2D) היה צעד משמעותי נוסף על ידי מתן כימות מדויק הרבה יותר של מורפולוגיה ותפקוד והוא עדיין נחשב לשיטה הסטנדרטית בפרקטיקה הקלינית היומיומית. עם זאת, הערכה מבוססת אקוקרדיוגרפיה דו-ממדית עדיין נושאת מגבלה מרכזית של הטכניקה: הדמיה של תא נתון מכמה מישורים טומוגרפיים אינה מאפיינת כראוי את המורפולוגיה והתפקוד של מבנה תלת-ממדי (3D). בעיה זו בולטת עוד יותר במקרה של החדר הימני (RV): בהשוואה לחדר השמאלי הפשוט יחסית בצורת קליע (LV), ל- RV יש גיאומטריה מורכבת2 שלא ניתן לכמת כראוי באמצעות קטרים ליניאריים או אזורים3. למרות עובדות ידועות אלה, מורפולוגיה RV ותפקוד נמדדים בדרך כלל על ידי פרמטרים פשוטים כאלה בפועל הקליני.
במשך עשורים רבים, RV נחשב להיות בעל תפקיד הרבה פחות חשוב במחזור לעומת עמיתו השמאלי. מספר מאמרים פורצי דרך הביסו עמדה זו והראו את התפקיד הפרוגנוסטי החזק של גיאומטריית RV ותפקוד במגוון רחב של מחלות 4,5,6,7. מחקרים רבים הדגימו את הערך המצטבר של מדידת RV גם באמצעות פרמטרים קונבנציונליים פשוטים יחסית, מה שמדגיש את החשיבות והצורך בכימות מדויק יותר של החדר בעל ערך קליני בעל פוטנציאל משמעותי.
אקוקרדיוגרפיה תלת-ממדית מתגברת על מספר מגבלות של הערכה דו-ממדית של תאי הלב. בעוד שמדידת נפחים וגם פרמטרים פונקציונליים ללא הנחות גיאומטריות עשויה להיות מעניינת מאוד גם במקרה של ה- LV, היא עשויה לקבל חשיבות מיוחדת בהערכת ה- RV8. נפחי RV שמקורם בתלת-ממד וחלק פליטה (EF) מוצגים כבעלי ערך פרוגנוסטי משמעותי במחלות לב וכלי דם שונות 9,10.
כיום, מספר ספקים מספקים פתרונות חצי אוטומטיים להערכת RV תלת-ממדית עם תוצאות מאומתות כנגד מדידות תהודה מגנטית לב (MR) בתקן זהב11,12. הדרישות הטכניות של הערכה תלת-ממדית הן חלקים חיוניים של מחלקת הדמיה קרדיווסקולרית מתקדמת בימינו, וצפוי כי בקרוב היא תהיה חלק מהציוד הכללי בכל מעבדת אקו-לב. עם מומחיות מתאימה ברכישת תלת-ממד ולאחר עיבוד, ניתן ליישם בקלות ניתוח RV תלת-ממדי בפרוטוקול הבדיקה הסטנדרטי.
Protocol
Representative Results
Discussion
ניתוח תלת-ממדי של ה-RV מהווה צעד חשוב בפרקטיקה הקרדיולוגית היומיומית. במקביל לעניין הגובר במורפולוגיה ובתפקוד של חדר הלב שהוזנח בעבר, פתרונות חדשניים אלה מספקים מידע בעל משמעות קלינית על הצד הימני של הלב. בעוד שלרכישת תלת-ממד יש מספר היבטים השונים במידה ניכרת מהדמיה אקו-קרדיוגרפית דו-ממדית…
Acknowledgements
מס’ פרויקט NVKP_16-1–2016-0017 (‘תוכנית הלב הלאומית’) יושמה בתמיכת הקרן הלאומית למחקר, פיתוח וחדשנות של הונגריה, הממומנת במסגרת תוכנית המימון NVKP_16. המחקר מומן על ידי תוכנית המצוינות הנושאית (2020-4.1.1.-TKP2020) של המשרד לחדשנות וטכנולוגיה בהונגריה, במסגרת תוכניות הפיתוח הטיפולי וההדמיה הביולוגית של אוניברסיטת Semmelweis.
Materials
| 3V-D/4V-D/4Vc-D | General Electric | n.a. | ultrasound probe |
| 4D Auto RVQ | 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
- Edler, I., Lindstrom, K. The history of echocardiography. Ultrasound in Medicine and Biology. 30 (12), 1565-1644 (2004).
- Ho, S. Y., Nihoyannopoulos, P. Anatomy, echocardiography, and normal right ventricular dimensions. Heart. 92 (Suppl 1), i2-i13 (2006).
- Genovese, D., et al. Comparison Between Four-Chamber and Right Ventricular-Focused Views for the Quantitative Evaluation of Right Ventricular Size and Function. Journal of the American Society of Echocardiography. 32 (4), 484-494 (2019).
- 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).
- Antoni, M. L., et al. Prognostic value of right ventricular function in patients after acute myocardial infarction treated with primary percutaneous coronary intervention. Circulation: Cardiovascular Imaging. 3 (3), 264-271 (2010).
- Amsallem, M., et al. Right Heart End-Systolic Remodeling Index Strongly Predicts Outcomes in Pulmonary Arterial Hypertension: Comparison With Validated Models. Circulation: Cardiovascular Imaging. 10 (6), (2017).
- Merlo, M., et al. The Prognostic Impact of the Evolution of RV Function in Idiopathic DCM. JACC: Cardiovascular Imaging. 9 (9), 1034-1042 (2016).
- Addetia, K., Muraru, D., Badano, L. P., Lang, R. M. New Directions in Right Ventricular Assessment Using 3-Dimensional Echocardiography. JAMA Cardiology. , (2019).
- Nagata, Y., et al. Prognostic Value of Right Ventricular Ejection Fraction Assessed by Transthoracic 3D Echocardiography. Circulation: Cardiovascular Imaging. 10 (2), (2017).
- Surkova, E., et al. Relative Prognostic Importance of Left and Right Ventricular Ejection Fraction in Patients With Cardiac Diseases. Journal of the American Society of Echocardiography. 32 (11), 1407-1415 (2019).
- Maffessanti, F., et al. Age-, body size-, and sex-specific reference values for right ventricular volumes and ejection fraction by three-dimensional echocardiography: a multicenter echocardiographic study in 507 healthy volunteers. Circulation: Cardiovascular Imaging. 6 (5), 700-710 (2013).
- . GE 4D RVQ White Paper Available from: https://www.imv-imaging.com/media/5879/4d_auto_rvq_whitepaper_v8.pdf (2017)
- Medvedofsky, D., et al. Novel Approach to Three-Dimensional Echocardiographic Quantification of Right Ventricular Volumes and Function from Focused Views. Journal of the American Society of Echocardiography. 28 (10), 1222-1231 (2015).
- Lakatos, B., et al. Quantification of the relative contribution of the different right ventricular wall motion components to right ventricular ejection fraction: the ReVISION method. Cardiovascular Ultrasound. 15 (1), 8 (2017).
- Lakatos, B. K., et al. Dominance of free wall radial motion in global right ventricular function of heart transplant recipients. Clinical Transplantation. 32 (3), e13192 (2018).
- Raina, A., Vaidya, A., Gertz, Z. M., Susan, C., Forfia, P. R. Marked changes in right ventricular contractile pattern after cardiothoracic surgery: implications for post-surgical assessment of right ventricular function. Journal of Heart and Lung Transplantation. 32 (8), 777-783 (2013).
- Nowak-Machen, M., et al. Regional Right Ventricular Volume and Function Analysis Using Intraoperative 3-Dimensional Echocardiography-Derived Mesh Models. Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia. 33 (6), 1527-1532 (2019).
- Pettersen, E., et al. Contraction pattern of the systemic right ventricle shift from longitudinal to circumferential shortening and absent global ventricular torsion. Journal of the American College of Cardiology. 49 (25), 2450-2456 (2007).
- Moceri, P., et al. Three-dimensional right-ventricular regional deformation and survival in pulmonary hypertension. European Heart Journal – Cardiovascular Imaging. , (2017).
- Addetia, K., et al. Three-dimensional echocardiography-based analysis of right ventricular shape in pulmonary arterial hypertension. European Heart Journal – Cardiovascular Imaging. 17 (5), 564-575 (2016).
- Addetia, K., et al. Morphologic Analysis of the Normal Right Ventricle Using Three-Dimensional Echocardiography-Derived Curvature Indices. Journal of the American Society of Echocardiography. 31 (5), 614-623 (2018).
- Lakatos, B. K., et al. Exercise-induced shift in right ventricular contraction pattern: novel marker of athlete’s heart?. American Journal of Physiology – Heart and Circulatory. , (2018).
- Corrado, D., et al. Arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy: evaluation of the current diagnostic criteria and differential diagnosis. European Heart Journal. , (2019).
- Luo, S., et al. Right ventricular outflow tract systolic function correlates with exercise capacity in patients with severe right ventricle dilatation after repair of tetralogy of Fallot. Interactive Cardiovascular and Thoracic Surgery. 24 (5), 755-761 (2017).
