Точная, причинность основе количественная оценка глобальной диастолической функции было достигнуто за счет кинематической моделирования на основе анализа трансмитрального потока через параметризированном диастолического наполнения (PDF) формализма. PDF генерирует уникальные жесткости, расслабления и параметров нагрузки и освещает 'новый' физиологию, обеспечивая чувствительных и специфичных показателей дисфункции.
Количественная оценка сердечной функции остается проблемой для физиологов и врачей. Хотя исторически инвазивные методы состоит единственное средство доступно, развитие неинвазивных методов визуализации (эхокардиография, МРТ, КТ), имеющий высокую временную и пространственную разбивку обеспечить новое окно для количественной оценки диастолической функции. Эхокардиография соответствует стандартам для оценки диастолической функции, но индексы в текущей клинической практике лишь использовать выбран особенности Размеры камеры (М-режим) или движение крови / ткани (Doppler) сигналов без включения физиологические причинные детерминанты самого движения. Признание того, что все левые желудочки (LV) инициировать заполнение служа механических насосов всасывающих позволяет глобальная диастолическая функция должна оцениваться на основе законов движения, которые применяются ко всем камерам. Что отличает одно сердце от другого являются параметрами уравнения движения, что GovERNs наполнения. Соответственно, развитие Заполнение Параметризованный диастолической (PDF) формализм показал, что весь спектр клинически наблюдается ранней трансмитрального потока (доплеровский E-печь) модели являются чрезвычайно хорошо подходят по законам затухающего колебательного движения. Это позволяет проводить анализ отдельных E-волн в соответствии с причинно-следственной механизма (отдачи инициативе всасывания), что дает три (численно) уникальные сосредоточенными параметрами, чьи физиологические аналоги камера жесткость (к), вязкоупругость / релаксации (с), и нагрузка (X о). Запись трансмитрального потока (доплеровский E-волн) является стандартной практикой в клинической кардиологии и, следовательно, способ записи эхокардиографии только краткий обзор. Наше внимание сосредоточено на определении параметров PDF из записанных регулярно E-волновых данных. Как выделенные результаты показывают, когда параметры PDF были получены из соответствующего количества нагрузки разной E-волн, Инвесtigator может свободно использовать параметры или построить индексы по параметрам (например, запасенной энергии 1/2 кх O 2, максимальное давление А.В. градиент KX о, независимой нагрузкой индекс диастолической функции, и т.д..) и выберите аспект физиологии или патофизиологии чтобы быть количественно.
Пионерские исследования по Кац 1 в 1930 показал, что у млекопитающих левый желудочек инициирует наполнение, как на механический всасывающий насос, и много усилий с тех пор была посвящена разгадке, как работает диастолы. На протяжении многих лет, инвазивные методы были единственные варианты, доступные для клинических или исследовательских оценки диастолической функции (DF) 2-16. В 1970-х годах, однако, технические достижения и разработки в эхокардиографии, наконец, дал кардиологов и физиологов практических инструментов для неинвазивной характеристике DF.
Без единой теории причинной или парадигмы диастолы о том, как работает сердце, когда он заполняет, исследователи предложили многочисленные индексы феноменологических основе корреляции с клиническими особенностями. Криволинейный быстро поднимается и опускается форму контура трансмитрального кровотока скорости в начале, быстрого наполнения, например, аппроксимировалась треугольника и диастолического фуnction индексы были определены из геометрических характеристик (высота, ширина, площадь и т.д..) этого треугольника. Технические достижения в области эхокардиографии позволили движение ткани, процедить и скорости деформации во время наполнения измерить, например, и каждый технический прогресс принес с собой новый урожай феноменологической индексов, коррелирует с клиническими особенностями. Тем не менее, индексы остаются корреляционная, а не причинным и многие индексы различные меры одной и той же базовой физиологии. Это не удивительно поэтому, что в настоящее время используемые клинические показатели DF ограничили специфичность и чувствительность.
Чтобы преодолеть эти ограничения Параметризованный диастолического наполнения (PDF) формализма, причинная кинематические, сосредоточенных параметров модели заполнения левого желудочка, что мотивируется и включает всасывания насоса физиологию диастолы была разработана и утверждена 17. Он моделирует диастолическая функция (как проявляется криволинейных формтрансмитрального потока контуры) в соответствии с правилами, смоченной гармонического колебательного движения. Уравнение для затухающего гармонического колебательного движения основана на втором законе Ньютона и можно записать, на единицу массы, как:
Уравнение 1
Эта линейная 2-й дифференциальный порядок уравнение имеет три параметры: K – камера жесткости, C – вязкоупругости / релаксации и х о – начальное смещение / преднагрузку осциллятора. Модель предсказывает, что различные клинически наблюдаемые образцы заполнения диастолическое являются результатом различий в численном значении этих трех параметров модели. На основе PDF формализма и классической механики, E-волны могут быть классифицированы как время определяется в соответствии затухающих или более-затухают режимов движения. Многочисленные исследования <suр> 17-21 уже подтверждено, что клинически записанные E-волновые контуры и PDF модель предсказал контуры показывают превосходную соглашение и выяснены гемодинамические / физиологические аналоги трех PDF параметры 21. Процесс извлечения параметров модели от клинически записанных данных E-волн, подробно изложены в приведенных ниже методов.
В отличие от типичных показателей DF в текущем клинического применения, три параметра в PDF оборудование модели являются причинность основе. Как обсуждалось в приведенных ниже методов, дополнительные показатели диастолического физиологии могут быть получены из этих основных параметров и с применением PDF формализма аспектам диастолы друга, чем трансмитрального потока. В этой работе, методы PDF на основе анализа трансмитрального потока и физиологических отношений, которые можно извлечь из подхода PDF, его параметры и производные показатели описаны. Кроме того, было показано, что параметры PDF или индексы, полученные из них могут дразнитькроме внутренние свойства пространства от внешнего воздействия нагрузки может обеспечить коррелирует с традиционными инвазивно определенных параметров и может различать нормальных и патологических групп.
В соответствии с нашей методической направленности, ключевые аспекты методов, которые облегчают получение точных и значимых результатов выделены.
ЭХОКАРДИОГРАФИЯ
Американское общество эхокардиографии (ASE) имеет руководящие принципы для выполнения тра…
The authors have nothing to disclose.
Эта работа была частично поддержана со стороны Алана А. и Эдит Л. Вольф Благотворительный фонд, Сент-Луис, и Барнс-еврейской больницы Фонд. Л. Шмуйлович и Е. Гош были частично поддержана predoctoral стипендий от Heartland филиале Американской ассоциации сердца. С. Чжу получил частичную поддержку от Вашингтонского университета Программы Compton ученых и Колледжа искусств и Летний Бакалавриат исследовательского премии наук. С. Mossahebi получил частичную поддержку от кафедры физики.
Name of Equipment/ Software | Company | Catalog Number | Comments/Description |
Philips iE33 | Philips (Andover, MA.) | ||
LabVIEW 6.0 | National Instruments | Version 6.0.2 | |
MATLAB | MathWorks | Version R2010b |