Summary

Морфологическая и функциональная оценка правого желудочка с помощью 3D эхокардиографии

Published: October 28, 2020
doi:

Summary

Здесь мы предоставляем пошаговый протокол сбора и анализа для 3D-объемной оценки правого желудочка, в основном фокусируясь на практических аспектах, которые максимизируют осуществимость этого метода.

Abstract

Традиционно считалось, что правая сторона сердца играет второстепенную роль в кровообращении; однако все больше и больше данных свидетельствуют о том, что функция правого желудочка (RV) обладает сильной диагностической и прогностической силой при различных сердечно-сосудистых расстройствах. Из-за своей сложной морфологии и функции оценка РВ обычной двумерной эхокардиографией ограничена: повседневная клиническая практика обычно опирается на простые линейные измерения и функциональные меры. Трехмерная (3D) эхокардиография преодолела эти ограничения, обеспечив объемную количественную оценку RV без геометрических предположений. Здесь мы предлагаем пошаговое руководство по получению и анализу 3D эхокардиографических данных RV с использованием ведущего коммерчески доступного программного обеспечения. Мы будем количественно оценивать объемы 3D RV и фракцию выброса. Несколько технических аспектов также могут помочь улучшить качество сбора и анализа RV, которые мы представляем в практическом плане. Мы рассматриваем текущие возможности и ограничивающие факторы этого метода, а также выделяем потенциальные применения оценки 3D RV в современной клинической практике.

Introduction

Эхокардиография прошла долгий путь от своего первого клинического применения в 1950-х годах1. Первые одномерные ультразвуковые зонды были разработаны для обеспечения простых линейных диаметров стенок и просветов камеры; однако они, несомненно, представляют собой веху в сердечно-сосудистой визуализации. Развитие двумерной (2D) ультразвуковой визуализации стало еще одним важным шагом, обеспечив гораздо более точную количественную оценку морфологии и функции, и до сих пор считается стандартным методом в повседневной клинической практике. Тем не менее, оценка на основе 2D-эхокардиографии по-прежнему несет в себе серьезное ограничение метода: визуализация данной камеры из нескольких томографических плоскостей не адекватно характеризует морфологию и функцию трехмерной (3D) структуры. Эта проблема еще более выражена в случае правого желудочка (RV): по сравнению с относительно простым пулеобразным левым желудочком (LV), RV имеет сложную геометрию2 , которая не может быть адекватно количественно определена с использованием линейных диаметров или областей3. Несмотря на эти широко известные факты, морфология и функция RV обычно измеряются такими простыми параметрами в клинической практике.

В течение многих десятилетий считалось, что RV играет гораздо менее важную роль в обращении по сравнению с его левым аналогом. Несколько знаковых работ опровергли эту точку зрения, показывая сильную прогностическую роль геометрии и функции RV в широком спектре заболеваний 4,5,6,7. Многочисленные исследования продемонстрировали добавочную ценность измерения RV даже с использованием относительно простых обычных параметров, что подчеркивает важность и необходимость более точной количественной оценки камеры с потенциально значимой клинической ценностью.

3D эхокардиография преодолевает несколько ограничений 2D-оценки сердечных камер. Хотя измерение объемов, а также функциональных параметров, свободных от геометрических допущений, может представлять большой интерес и в случае РН, оно может приобрести особое значение при оценке RV8. Показано, что 3D-производные объемы RV и фракция выброса (EF) имеют значительное прогностическое значение при различных сердечно-сосудистых состояниях 9,10.

В настоящее время несколько поставщиков предоставляют полуавтоматические решения для оценки 3D RV с подтвержденными результатами по измерениям сердечного магнитного резонанса (MR) золотого стандарта11,12. Технические требования 3D-оценки являются неотъемлемой частью современного отделения сердечно-сосудистой визуализации в настоящее время, и ожидается, что вскоре оно станет частью общего оборудования в каждой эхокардиографической лаборатории. Обладая надлежащим опытом в области 3D-сбора и постобработки, 3D-анализ RV может быть легко реализован в стандартном протоколе обследования.

Protocol

Протокол следует руководящим принципам комитета по этике исследований человека учреждения, и пациенты клинических случаев дали свое письменное информированное согласие на исследование. 1. Технические требования Для 3D-сбора и анализа используйте соответствующее ?…

Representative Results

3D-анализ RV возможен при самых разнообразных сердечно-сосудистых заболеваниях. Случай 1 – здоровый доброволец с нормальными желудочковыми объемами и функцией (рисунок 1). Случай 2 представляет собой пациента с постмитральным восстановлением клапана, ко…

Discussion

3D-анализ RV представляет собой важный шаг в повседневной кардиологической практике. Параллельно с растущим интересом к морфологии и функции ранее забытой сердечной камеры, эти новые решения предоставляют клинически значимую информацию о правой стороне сердца. В то время как 3D-съемка и?…

Acknowledgements

Номер проекта NVKP_16-1–2016-0017 («Национальная программа сердца») была реализована при поддержке Национального фонда исследований, разработок и инноваций Венгрии, финансируемого по схеме финансирования NVKP_16. Исследование финансировалось Программой тематического совершенства (2020-4.1.1.-TKP2020) Министерства инноваций и технологий Венгрии в рамках тематических программ терапевтического развития и биовизуализации Университета Земмельвайса.

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

  1. Edler, I., Lindstrom, K. The history of echocardiography. Ultrasound in Medicine and Biology. 30 (12), 1565-1644 (2004).
  2. Ho, S. Y., Nihoyannopoulos, P. Anatomy, echocardiography, and normal right ventricular dimensions. Heart. 92 (Suppl 1), i2-i13 (2006).
  3. 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).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. Merlo, M., et al. The Prognostic Impact of the Evolution of RV Function in Idiopathic DCM. JACC: Cardiovascular Imaging. 9 (9), 1034-1042 (2016).
  8. Addetia, K., Muraru, D., Badano, L. P., Lang, R. M. New Directions in Right Ventricular Assessment Using 3-Dimensional Echocardiography. JAMA Cardiology. , (2019).
  9. Nagata, Y., et al. Prognostic Value of Right Ventricular Ejection Fraction Assessed by Transthoracic 3D Echocardiography. Circulation: Cardiovascular Imaging. 10 (2), (2017).
  10. 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).
  11. 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).
  12. . GE 4D RVQ White Paper Available from: https://www.imv-imaging.com/media/5879/4d_auto_rvq_whitepaper_v8.pdf (2017)
  13. 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).
  14. 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).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
  18. 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).
  19. Moceri, P., et al. Three-dimensional right-ventricular regional deformation and survival in pulmonary hypertension. European Heart Journal – Cardiovascular Imaging. , (2017).
  20. 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).
  21. 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).
  22. 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).
  23. Corrado, D., et al. Arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy: evaluation of the current diagnostic criteria and differential diagnosis. European Heart Journal. , (2019).
  24. 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).
check_url/kr/61214?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Lakatos, B. K., Tokodi, M., Kispál, E., Merkely, B., Kovács, A. Morphological and Functional Assessment of the Right Ventricle Using 3D Echocardiography. J. Vis. Exp. (164), e61214, doi:10.3791/61214 (2020).

View Video