A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
وقد تحقق دقيق، الكمي القائم على السببية وظيفة الانبساطي العالمية من خلال الحركية التحليل القائم على نمذجة تدفق transmitral عبر Parametrized ملء الانبساطي (PDF) الشكلية. PDF يولد صلابة فريدة من نوعها، والاسترخاء، والمعلمات الحمل وبالتعريف "الجديد" علم وظائف الأعضاء مع توفير مؤشرات حساسة ومحددة من اختلال وظيفي.
يبقى الكمي تقييم وظيفة القلب تحديا للفسيولوجي والأطباء. على الرغم من أن أساليب الغازية تاريخيا تتألف الوسيلة الوحيدة المتاحة، وتطوير طرائق التصوير موسع (تخطيط صدى القلب، MRI، CT) وجود القرار الزماني والمكاني عالية توفر نافذة جديدة للتقييم الكمي وظيفة الانبساطي. تخطيط صدى القلب هو الاتفاق على معايير لتقييم وظيفة الانبساطي، ولكن الفهارس في الاستخدام السريري الحالي مجرد الاستفادة من المزايا البعد الغرفة (M-اسطة) أو حركة الدم / الأنسجة (دوبلر) الطول الموجي المحدد دون دمج المحددات السببية الفسيولوجية للحركة نفسها. الاعتراف بأن جميع البطينين الأيسر (LV) الشروع في ملء من خلال خدمة ومضخات شفط الميكانيكية يسمح ظيفة الانبساطي العالمية ليتم تقييمها بناء على قوانين الحركة التي تنطبق على جميع الدوائر. ما يميز قلب واحد من آخر هي المعلمات من معادلة الحركة أن الحكومة الإلكترونيةerns التعبئة. وفقا لذلك، وتطوير ملء Parametrized الانبساطي فقد أظهرت (PDF) الشكلية أن مجموعة كاملة من وحظ سريريا تدفق transmitral في وقت مبكر (E-دوبلر موجة) هي أنماط تناسب بشكل جيد للغاية من قبل قوانين الحركة متذبذبة ثبط. هذا يسمح تحليل الفردية موجات E وفقا لآلية السببية (بمبادرة نكص شفط) أن ينتج ثلاثة (عدديا) معلمات جمعها الفريدة التي هي غرفة تصلب (ك)، زوجة مطاطية / الاسترخاء (ج)، وتحميل نظائرها فيزيولوجي (خ س). تسجيل تدفق transmitral (E-موجات دوبلر) هو ممارسة معتادة في أمراض القلب السريري، وبالتالي، يتم مراجعة طريقة التسجيل تخطيط صدى القلب لفترة وجيزة فقط. ينصب تركيزنا على تحديد المعلمات PDF من بيانات الموجة E سجلت بشكل روتيني. كما تشير النتائج الضوء، مرة واحدة قد تم الحصول عليها المعلمات PDF من عدد مناسب من الحمل موجات E، والتحريات متفاوتةtigator حر في استخدام المعلمات أو إنشاء الفهارس من المعلمات (مثل الطاقة المخزونة 1/2 KX س 2، أقصى قدر من الضغط AV س التدرج KX، تحميل مؤشر مستقلة عن وظيفة الانبساطي، الخ.) وحدد جوانب علم وظائف الأعضاء أو الفيزيولوجيا المرضية ليكون كميا.
كشفت دراسة رائدة قام بها كاتز 1 في عام 1930 أن البطين الأيسر الثدييات يبدأ ملء بواسطة كونه مضخة شفط الميكانيكية، وبذل الكثير من الجهد منذ ذلك الحين كرس لكشف طريقة عمل انبساط. لسنوات عديدة، كانت أساليب الغازية الخيارات الوحيدة المتاحة للتقييم السريري أو البحث عن وظيفة الانبساطي (DF) 2-16. في 1970s، ومع ذلك، التقدم التقني والتطورات في تخطيط صدى القلب أعطت أخيرا فسيولوجي القلب والأدوات العملية لتوصيف موسع من DF.
دون نظرية السببية موحدة أو نموذج للانبساط بشأن الكيفية التي يعمل بها القلب عندما يملأ، اقترح الباحثون العديد من الفهارس phenomenologic بالاستناد إلى الربط مع المظاهر السريرية. ومنحني الأضلاع، ترتفع بسرعة وانخفاض شكل transmitral سرعة تدفق الدم كفاف خلال وقت مبكر، وملء السريع، على سبيل المثال، كان يقترب ومثلث والانبساطي فووقد تم تحديد مؤشرات nction من الميزات الهندسية (الطول، العرض، المنطقة، الخ.) من ذلك المثلث. وقد سمح التقدم التقني في ضربات القلب الحركة الأنسجة، والسلالة، ومعدل الضغط أثناء التعبئة للقياس، على سبيل المثال، ولكل والتقدم التقني جلب معه محصول جديد من الفهارس الظواهر إلى أن يرتبط بمظاهر سريرية. ومع ذلك، لا تزال المؤشرات المترابطة وليس السببية والعديد من المؤشرات هي مقاييس مختلفة من نفس الفيزيولوجي. فإنه ليس من المستغرب، إذن، أن المؤشرات السريرية المستخدمة حاليا من DF وخصوصية وحساسية محدودة.
للتغلب على هذه القيود Parametrized ملء الانبساطي (PDF) الشكلية، والحركية السببية، تم تطوير نموذج المعلمة جمعها من البطين الأيسر ملء بدافع من علم وظائف الأعضاء، ويتضمن شفط مضخة من انبساط والتحقق من صحة 17. انها نماذج ظيفة الانبساطي (كما يتضح من الأشكال المنحنيةمن معالم تدفق transmitral) وفقا للقواعد التوافقية ثبط حركة متذبذبة. ويستند معادلة ثبط حركة متذبذبة التوافقي للقانون نيوتن الثاني، ويمكن أن تكون مكتوبة، لكل وحدة كتلة، على النحو التالي:
المعادلة 1
هذه الخطية 2 الثانية المعادلة التفاضلية لها المعلمات الثلاث: ك - تصلب غرفة، ج - زوجة مطاطية / الاسترخاء، وس س - المذبذب الأولي النزوح / التحميل المسبق. يتنبأ النموذج الذي مختلف أنماط الانبساطي ملء وحظ سريريا هي نتيجة الاختلاف في القيمة العددية لهذه المعلمات نموذج ثلاثي. على أساس الشكلية PDF والميكانيكا الكلاسيكية، ويمكن تصنيف الموجات E بأنها يحددها ثبط كيل أو أكثر من ثبط أنظمة الحركة. العديد من الدراسات 17-21 والتحقق من صحة التي سجلت سريريا ملامح الموجة E ونموذج PDF توقعت تظهر ملامح اتفاق رائع ولقد أوضحت في الدورة الدموية / نظائرها الفسيولوجية للPDF ثلاث المعلمات 21. عملية لاستخراج المعلمات نموذج من البيانات المسجلة سريريا الموجة E هي مفصلة في الأساليب أدناه.
على عكس المؤشرات النموذجية للDF في الاستخدام السريري الحالي، المعلمات نموذج PDF الثلاث هي أساس السببية. كما نوقش في أساليب أدناه، فهارس إضافية من علم وظائف الأعضاء الانبساطي يمكن أن تستمد من هذه المعايير الأساسية ومن تطبيق PDF الشكلية لجوانب انبساط البعض من تدفق transmitral. في هذا العمل، وأساليب التحليل القائم على PDF من تدفق transmitral والعلاقات الفسيولوجية التي يمكن استخلاصها من النهج PDF، يتم وصف المعلمات والمؤشرات المشتقة. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يظهر أن المعلمات PDF أو فهارس المستخلصة منها يمكن ندفيمكن بصرف النظر الخصائص الجوهرية غرفة من الآثار الخارجية لتوفير الحمل يرتبط إلى تعريف المعلمات التقليدية جراحية ويمكن أن تفرق بين الجماعات طبيعية ومرضية.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
هو مفصل الإجراء للحصول على صور تخطيط صدى القلب وتحليلها للحصول على المعلمات PDF أدناه. على الرغم من أن يذكر قسطرة القلب في الجزء اختيار الموضوع أدناه، فإن المنهجية المبينة تنطبق فقط على جزء تخطيط صدى القلب. أدرج وصف الجزء قسطرة للمصادقة مستقلة عن تنبؤات نموذج يستند وغير متعلق تحليل موجات E عبر PDF الشكلية. قبل الحصول على البيانات، وتوفير جميع المواد قعت، المستنيرة للمشاركة في الدراسة وفقا لمجلس المراجعة المؤسسية (مكتب بحوث وقاية الإنسان) في كلية الطب بجامعة واشنطن.
ملاحظة: جميع البرامج (جنبا إلى جنب مع الدروس على كيفية استخدامها) الموضحة في هذا القسم يمكن تحميلها من http://cbl1.wustl.edu/SoftwareAgreement.htm
1. موضوع اختيار
ملاحظة: كان جميع المواضيع في قاعدة بيانات مختبر الفيزياء الحيوية تخطيط صدى القلب القلب والأوعية الدموية وقسطرة القلب في وقت واحد ويقوم المشار تم بواسطة أطبائهم لقسطرة القلب التشخيصية. معايير إدراج قاعدة بيانات هي: 1) عدم وجود أي شذوذ صمامي كبيرة، 2) عدم وجود تشوهات جدار الحركة أو حزمة كتلة فرع على ECG، 3) وجود نافذة بتخطيط صدى القلب ومرض مع ه تحديدها بوضوح وA-الأمواج.
2. تخطيط صدى القلب الحصول على البيانات
3. دوبلر معالجة الصور والتحليل التقليدي
ملاحظة: يصف هذا القسم برنامجين مخصص MATLAB. يتم وصف البرنامج الأول في الخطوة 3.1 ويوصف البرنامج الثاني في الخطوات 3،2-3،5. جميع البرامج (جنبا إلى جنب مع الدروس على كيفية استخدامها) يمكن تحميلها من http://cbl1.wustl.edu/SoftwareAgreement.htm
4. تركيب الآلي من Transmitral التدفق باستخدام PDF الشكلية
حفظ البيانات عندما تم إنشاء PDF تناسب المناسبة. ملاحظة: يتم كتابة برنامج لحفظ البيانات في صورة وملفات نصية تحتوي على المعلمات PDF تلقائيا والمعلومات كفاف.
المعلمات PDF الحصول عليها من الإجراءات المذكورة أعلاه يمكن استخدامها لتوضيح علم وظائف الأعضاء الجدد والتمييز بين الفيزيولوجيا الطبيعية والمرضية كما هو مفصل في القسم ممثل النتائج أدناه.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
ممثل الطول الموجي دوبلر من أربعة أنواع مختلفة من ملء أنماط تظهر (عادي، pseudonormal والاسترخاء تأخير، تضيقي-تقييدا) باستخدام طريقة المفصلة أعلاه في الشكل 2. ويبين الشكل 2A النمط الطبيعي، والتي، في حد ذاته لا يمكن تمييزه من pseudonormal يظهر النمط. الشكل 2B
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
وتمشيا مع التركيز المنهجية لدينا، وسلط الضوء على الجوانب الأساسية من الطرق التي تسهل الحصول على نتائج دقيقة وذات مغزى.
تخطيط صدى القلب
الجمعية الأمريكية للتخطيط صدى القلب (ASE) لديها مبادئ توج...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
The authors have no competing financial interests.
وأيد هذا العمل في جزء من آلان A. والثقة إديث L. ولف الخيرية، سانت لويس، ومؤسسة بارنز اليهودي مستشفى. ودعمت L. Shmuylovich وE. غوش جزئيا جوائز زمالة دكتوراه مسبقا من هارتلاند التابعة لجمعية القلب الأمريكية. تلقى S. تشو دعم جزئي من برنامج كومبتون علماء جامعة واشنطن وكلية الآداب وصيف المرحلة الجامعية جائزة بحوث العلوم. تلقى S. Mossahebi دعم جزئي من قسم الفيزياء.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Philips iE33 | Philips (Andover, MA) | ||
LabView 6.0 | National Instruments | Version 6.0.2 | |
MATLAB | MathWorks | Version R2010b |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved