Projekt-Nr. NVKP_16-1–2016-0017 ("Nationales Herzprogramm") wurde mit Unterstützung des Nationalen Fonds für Forschung, Entwicklung und Innovation Ungarns durchgeführt, der im Rahmen des NVKP_16 Förderprogramms finanziert wird. Die Forschung wurde durch das Thematische Exzellenzprogramm (2020-4.1.1.-TKP2020) des ungarischen Ministeriums für Innovation und Technologie im Rahmen der thematischen Programme Therapeutische Entwicklung und Bioimaging der Semmelweis Universität finanziert.

Das Protokoll folgt den Richtlinien der Ethikkommission für Humanforschung der Institution und die Patienten der klinischen Fälle gaben ihre schriftliche Einwilligung zur Studie.
1. Technische Voraussetzungen
<ol><li>Verwenden Sie für die 3D-Erfassung und -Analyse geeignete Software und Hardware. Verwenden Sie EKG-Kabel des Echokardiographiegeräts; Darüber hinaus ist es für das unten beschriebene vollständige 3D-Erfassungsprotokoll obligatorisch.</li>
	<li>Verwenden Sie für die 3D-Erfassung eine echokardiographische 3D-Sonde und ein 3D-kompatibles Ultraschallgerät. Verwenden Sie für die volumetrische 3D-RV-Analyse eine spezielle Software.</li>
</ol>2. Erwerb
<ol><li>Führen Sie in den allermeisten Fällen eine 3D-Erfassung des Wohnmobils mithilfe apikaler Ansichten durch. Im Gegensatz zu den LV-fokussierten Ansichten wird eine andere Patientenpositionierung empfohlen. Wenn eine wesentlich bessere Bildqualität erreicht werden kann, indem auf einen Interkostalraum über die korrekte apikale Ansicht gewechselt wird, kann diese verkürzte Ansicht eine bessere 3D-Bildqualität ermöglichen. Die Verkürzung kann während der 3D-Analyse korrigiert werden.<ol><li>Im Vergleich zur standardmäßigen apikalen echokardiographischen Erfassung, bei der die linke laterale Dekubitusposition (Patient auf der linken Seite liegend mit dem linken Arm über dem Kopf gestreckt) empfohlen wird, sollte sich der Patient etwas mehr zurücklehnen, um eine lateralere Position des Schallkopfes zu ermöglichen.</li>
		<li>Wählen Sie eine Bildtiefe, die nur das Wohnmobil enthält. Unnötig große Tiefe kann die Aufnahmebildrate senken, da keine positiven Auswirkungen auf die volumetrische RV-Analyse bestehen.</li>
	</ol></li>
	<li>Bestätigen Sie die korrekte RV-fokussierte Ansicht aus 2D-Echokardiographie-Bildern. Wenn die freie Wand des Wohnmobils selbst aus dieser Ansicht schlecht visualisiert wird, ist die erwartete 3D-Bildqualität für weitere Analysen nicht optimal.</li>
	<li>Wechseln Sie mit der 4D-Taste zur Live-3D-Bildgebung, wo eine weitere Korrektur der RV-Ansicht durchgeführt werden kann.</li>
	<li>Während der 3D-Live-Modus ästhetisch sehr ansprechend sein kann, verwenden Sie den 12-Slice-Modus für die 3D-Ansicht, der ein Dreideckerbild des interessierenden Bereichs sowie 9 Querschnittsebenen zeigt, die frei geändert werden können. Durch Drehen und korrekte Positionierung der Schnittebenen wird die Sichtbarkeit der gesamten RV-freien Wand (einschließlich des Ausflusstrakts und der apikalen Segmente) bestätigt.</li>
	<li>Passen Sie das Bild weiter an, indem Sie die linke Neigung des Sektors (zweite Seite auf dem Touchscreen) verwenden, um die RV-Visualisierung zu verbessern.</li>
	<li>Verwenden Sie zwei 3D-Erfassungsmodi für die volumetrische RV-Analyse: den Multi-Beat- und den Single-Beat-Modus. Verwenden Sie beide Ansätze bei jedem Patienten, aber in einigen Fällen (z. B. bestimmte Arrhythmien, schwere Dyspnoe des Patienten) kann nur der letztere möglich sein.</li>
	<li>Erzielen Sie im Single-Beat-Modus einen Kompromiss zwischen Bildqualität und Bildrate. Wählen Sie eine optimale Bildtiefe, Breite und Bildrate (unteres Bedienfeld des Touchscreens) und erhalten Sie 3D-Schleifen des Wohnmobils ohne weiteres Zutun. Diese Methode ist bei der Mehrheit der Patienten durchführbar; Es liefert jedoch im Allgemeinen eine geringere Bildqualität und Bildrate im Vergleich zum Multi-Beat-Ansatz .<ol><li>Im Falle einer durchschnittlichen Herzfrequenz (60-70 / min) halten Sie eine untere Bildrate von 16 Bildern / s für eine angemessene RV-Analyse ein. Wenn jedoch eine Tachykardie vorliegt, werden noch höhere Bildraten empfohlen.</li>
	</ol></li>
	<li>Rekonstruieren Sie mit dem Multi-Beat-Modus die erfasste 3D-Schleife aus einer bestimmten Anzahl von Herzzyklen, die auf dem Touchscreen ausgewählt werden können (2, 3, 4 und 6 Beat-Modi können verwendet werden). Im Gegensatz zur Single-Beat-Aufnahme werden im Allgemeinen eine bessere Bildqualität und Bildrate erwartet; Es erfordert jedoch relativ konstante Herzzykluslängen und auch Patienten-Compliance aufgrund des obligatorischen Atemanhaltensmanövers. Das Manöver ist unerlässlich, um die sogenannten Stitching-Artefakte zu vermeiden: Wenn das erworbene 3D-Volumen zusammengenäht wird, können ungleiche Herzzykluslängen und/oder Bewegungen aufgrund der Atmung zu diesem Phänomen führen.<ol><li>Nach der korrekten Positionierung der Sonde und Einstellung des Geräts (ähnlich dem "Single Beat" -Modus) bitten Sie den Patienten, tief durchzuatmen und ihn zu halten. In diesem Fall bedeckt die expandierende Lunge normalerweise das gesamte Bild.</li>
		<li>Bitten Sie den Patienten, langsam und streng unter Anleitung auszuatmen. Parallel zur Entleerung der Lunge wird das Wohnmobil wieder sichtbar.</li>
		<li>Wenn das gesamte RV (freie Wand und Septum) wieder auftritt, bitten Sie den Patienten, in diesem Zustand den Atem anzuhalten.</li>
		<li>Durch Klicken auf Multi-Beat auf dem Bildschirm, beginnen Sie mit der Erfassung, und die 3D-Schleife baut sich während der angegebenen Anzahl von Herzzyklen auf.</li>
		<li>Wenn die Erfassung fertig ist (das gesamte Wohnmobil wird visualisiert), bitten Sie den Patienten, wieder frei zu atmen.</li>
		<li>Überprüfen Sie die erhaltene Schleife, um sicherzustellen, dass keine Stitching- oder Drop-Out-Artefakte vorhanden sind.</li>
	</ol></li>
</ol>3. 4D RV Analyse
<ol><li>Führen Sie mit einer speziellen Software eine volumetrische 3D-Analyse des Wohnmobils durch. Nachdem Sie die RV-fokussierte 3D-Schleife aus der Patientenbibliothek ausgewählt haben, öffnen Sie die Software im Fenster Messung im Ordner Volume .</li>
	<li>Nachdem Sie die Software geöffnet haben, richten Sie das Wohnmobil auf vier vordefinierten Schnittebenen aus.<ol><li>Setzen Sie zwei Marker (TV Center) in der Mitte der Trikuspidalklappe in der oberen und unteren linken Längsachsenebene. Passen Sie die Längsachse des Bildes mit dem Drehwerkzeug an die tatsächliche Längsachse des Wohnmobils an. Referenzbilder am oberen rechten Rand zeigen, wie die richtige Ausrichtung aussehen soll.</li>
		<li>Richten Sie die Bilder mit kurzen Achsen im oberen und unteren rechten Bereich durch Drehen an der richtigen Position aus. Ähnlich wie im vorherigen Schritt helfen Referenzbilder auch bei diesem Prozess.</li>
	</ol></li>
	<li>Klicken Sie abschließend auf Markierungen für den nächsten Schritt der Analyse festlegen. Setzen Sie Orientierungspunkte in zwei Bildern.<ol><li>Markieren Sie auf der linken Seite den Trikuspidalring an der freien Wand (TV-freie Wand) und das Septum (TV-Septum) und die RV-Spitze auf der zuvor ausgerichteten apikalen Vierkammeransicht.</li>
		<li>Stellen Sie auf der rechten Seite die RV-Einfügepunkte posterior (LV/RV posterior) und anterior (LV/RV anterior) und die RV-freie Wand (RV-freie Wand) ein. Ähnlich wie im vorherigen Fenster helfen Referenzbilder in der oberen rechten Ecke bei der korrekten Einrichtung. Nach dem Setzen aller Orientierungspunkte springt die Software automatisch zum nächsten Fenster (Review).</li>
	</ol></li>
	<li>Überprüfen und korrigieren Sie in diesem Fenster (Überprüfen) die automatische endokardiale Grenzerkennung während des gesamten Herzzyklus, falls erforderlich. Standardmäßig sind 9 Felder zu sehen: auf der linken Seite 3 bewegliche Schleifen (1 Längsachse und 2 Kurzachse), auf der Mitte die enddiastolischen Rahmen der gleichen Bilder und auf der rechten Seite die endsystolischen.<ol><li>Bei falschem Tracking korrigieren Sie frei die Endokardgrenzen (grüne Linien), den verfolgten Rand, indem Sie darauf klicken. Überprüfen Sie mit dem Drehwerkzeug auf der kurzen Achse die Bilder, die entlang des gesamten Umfangs des Wohnmobils verfolgt werden. Passen Sie den Korrekturumfang an, indem Sie auf der rechten Seite die Stiftgröße auswählen. Wenn das Tracking als korrekt angesehen wird, klicken Sie im selben Bereich auf die Ergebnisse .</li>
	</ol></li>
	<li>Überprüfen Sie im letzten Abschnitt die endgültigen volumetrischen 3D-Daten und andere berechnete Parameter oben rechts (Arbeitsbereich ). Neben RV-Volumen und Auswurffraktion zeigt die Software auch 2D-Parameter wie lineare Durchmesser (Mitte, Basal und Langachse) sowie FAC- und TAPSE-Werte an, die aus der vordefinierten apikalen Vierkammeransicht abgeleitet werden. Die Software zeigt auch eine lange und kurze Achse des Wohnmobils (linke Seite), ein 3D-Live-Modell des Wohnmobils (obere Mitte) und eine Volumen-Zeit-Kurve der Kammer (unten rechts).<ol><li>Falls weitere Anpassungen im Tracking erforderlich sind, stehen alle vorherigen Schritte zur Korrektur zur Verfügung, indem Sie auf der rechten Seite darauf klicken. Wenn das Tracking und die 3D-Parameter als gültig erachtet werden, speichern Sie die Ergebnisse, indem Sie im selben Panel auf "Genehmigen und beenden" klicken.</li>
	</ol></li>
</ol>

<ol>
	<li>Edler, I., Lindstrom, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+history+of+echocardiography.">The history of echocardiography.</a> Ultrasound in Medicine and Biology. 30 (12), 1565-1644 (2004).</li><li>Ho, S. 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K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exercise-induced+shift+in+right+ventricular+contraction+pattern:+novel+marker+of+athlete's+heart?.">Exercise-induced shift in right ventricular contraction pattern: novel marker of athlete's heart?.</a> American Journal of Physiology - Heart and Circulatory. , (2018).</li><li>Corrado, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Arrhythmogenic+right+ventricular+cardiomyopathy:+evaluation+of+the+current+diagnostic+criteria+and+differential+diagnosis.">Arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy: evaluation of the current diagnostic criteria and differential diagnosis.</a> European Heart Journal. , (2019).</li><li>Luo, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Right+ventricular+outflow+tract+systolic+function+correlates+with+exercise+capacity+in+patients+with+severe+right+ventricle+dilatation+after+repair+of+tetralogy+of+Fallot.">Right ventricular outflow tract systolic function correlates with exercise capacity in patients with severe right ventricle dilatation after repair of tetralogy of Fallot.</a> Interactive Cardiovascular and Thoracic Surgery. 24 (5), 755-761 (2017).</li></ol>

Die 3D-Analyse des Wohnmobils stellt einen wichtigen Schritt im kardiologischen Praxisalltag dar. Parallel zum wachsenden Interesse an der Morphologie und Funktion der bisher vernachlässigten Herzkammer liefern diese neuartigen Lösungen klinisch aussagekräftige Informationen über die rechte Herzseite. Während die 3D-Akquisition mehrere Aspekte aufweist, die sich deutlich von der echokardiographischen 2D-Bildgebung unterscheiden, kann die 3D-RV-Analyse durch besondere Aufmerksamkeit auf die kritischen Punkte und durc...

Die Echokardiographie war weit entfernt von ihren ersten klinischen Anwendungen in den 1950er Jahren1. Die ersten eindimensionalen Ultraschallsonden wurden entwickelt, um einfache lineare Durchmesser der Kammerwände und Lumen zu liefern; Sie stellen jedoch zweifellos einen Meilenstein in der kardiovaskulären Bildgebung dar. Die Entwicklung der zweidimensionalen (2D) Ultraschallbildgebung war ein weiterer wichtiger Schritt durch eine wesentlich genauere Quantifizierung von Morphologie und Funktion und gilt bis heute als Standardmethode im klinischen Alltag. Dennoch birgt die 2D-Echokardiographie-basierte Beurteilung immer noch eine große Einschränkung der Technik: Die Bildgebung einer gegebenen Kammer aus einigen tomographischen Ebenen charakterisiert die Morphologie und Funktion einer dreidimensionalen (3D) Struktur nicht ausreichend. Dieses Problem ist beim rechten Ventrikel (RV) noch ausgeprägter: Im Vergleich zum relativ einfachen kugelförmigen linken Ventrikel (LV) hat das RV eine komplexe Geometrie2 , die mit linearen Durchmessern oder Flächen3 nicht ausreichend quantifiziert werden kann. Trotz dieser weithin bekannten Fakten werden RV-Morphologie und -Funktion in der klinischen Praxis in der Regel an solch einfachen Parametern gemessen.
Viele Jahrzehnte lang galt dem Wohnmobil eine viel weniger wichtige Rolle im Umlauf im Vergleich zu seinem linken Gegenstück. Mehrere wegweisende Arbeiten widerlegten diesen Standpunkt, die die starke prognostische Rolle der RV-Geometrie und -Funktion bei einer Vielzahl von Krankheiten zeigten 4,5,6,7. Zahlreiche Studien zeigten den inkrementellen Wert der RV-Messung selbst unter Verwendung relativ einfacher konventioneller Parameter, was die Bedeutung und Notwendigkeit einer genaueren Quantifizierung der Kammer mit potenziell aussagekräftigem klinischem Wert unterstreicht.
Die 3D-Echokardiographie überwindet mehrere Einschränkungen der 2D-Beurteilung der Herzkammern. Während die Messung von Volumina und auch funktionalen Parametern frei von geometrischen Annahmen auch bei der LV von großem Interesse sein mag, kann sie bei der Bewertung der RV8 besondere Bedeutung erlangen. 3D-abgeleitete RV-Volumina und Ejektionsfraktion (EF) haben einen signifikanten prognostischen Wert bei verschiedenen kardiovaskulären Erkrankungen 9,10.
Heutzutage bieten mehrere Anbieter halbautomatische Lösungen für die 3D-RV-Bewertung mit validierten Ergebnissen gegen Goldstandard-Herz-Magnetresonanz-Messungen (MR)11,12. Die technischen Anforderungen der 3D-Beurteilung sind heutzutage wesentliche Bestandteile einer hochmodernen kardiovaskulären Bildgebungsabteilung, und es wird erwartet, dass sie bald Teil der allgemeinen Ausstattung in jedem Echokardiographielabor sein wird. Mit dem richtigen Fachwissen in der 3D-Erfassung und -Nachbearbeitung kann die 3D-RV-Analyse leicht in das Standard-Untersuchungsprotokoll implementiert werden.

<table><tbody><tr><td>3V-D/4V-D/4Vc-D</td><td>General Electric</td><td>n.a.</td><td>ultrasound probe</td></tr><tr><td>4D Auto RVQ</td><td>General Electric</td><td>n.a.</td><td>software for analysis</td></tr><tr><td>E9/E95</td><td>General Electric</td><td>n.a.</td><td>ultrasound machine</td></tr><tr><td>EchoPac v203</td><td>General Electric</td><td>n.a.</td><td>software for analysis</td></tr></tbody></table>

morphological and functional assessment of the right ventricle using 3d echocardiography

Traditionell glaubte man, dass die rechte Seite des Herzens eine untergeordnete Rolle bei der Zirkulation spielt; Immer mehr Daten deuten jedoch darauf hin, dass die rechtsventrikuläre (RV) Funktion eine starke diagnostische und prognostische Kraft bei verschiedenen kardiovaskulären Erkrankungen hat. Aufgrund seiner komplexen Morphologie und Funktion ist die Beurteilung des RV durch konventionelle zweidimensionale Echokardiographie begrenzt: Der klinische Alltag stützt sich meist auf einfache lineare Dimensionen und funktionelle Maße. Die dreidimensionale (3D) Echokardiographie überwand diese Einschränkungen, indem sie eine volumetrische Quantifizierung des RV frei von geometrischen Annahmen ermöglichte. Hier bieten wir eine Schritt-für-Schritt-Anleitung, um echokardiographische 3D-Daten des Wohnmobils mit der führenden kommerziell erhältlichen Software zu erhalten und zu analysieren. Wir quantifizieren 3D-RV-Volumina und Auswurffraktion. Mehrere technische Aspekte können auch dazu beitragen, die Qualität der Wohnmobilerfassung und -analyse zu verbessern, die wir auf praktische Weise präsentieren. Wir überprüfen die aktuellen Möglichkeiten und die limitierenden Faktoren dieser Methode und heben auch die potenziellen Anwendungen der 3D-RV-Bewertung in der aktuellen klinischen Praxis hervor.

Die 3D-Analyse des Wohnmobils ist bei einer Vielzahl von Herz-Kreislauf-Erkrankungen möglich. Fall 1 ist ein gesunder Freiwilliger mit normalem ventrikulärem Volumen und normaler Funktion (Abbildung 1). Fall 2 ist ein Patient mit postmitraler Klappenreparatur, der ein typisches Beispiel für die widersprüchlichen Ergebnisse der konventionellen 2D-Beurteilung ist: Während TAPSE deutlich reduziert ist, zeigt der Patient keine Anzeichen einer RV-Dysfunktion ...

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Morphological and Functional Assessment of the Right Ventricle Using 3D Echocardiography

Hier bieten wir ein schrittweises Erfassungs- und Analyseprotokoll für die volumetrische 3D-Beurteilung des rechten Ventrikels, wobei wir uns hauptsächlich auf die praktischen Aspekte konzentrieren, die die Machbarkeit dieser Technik maximieren.

Morphologische und funktionelle Beurteilung des rechten Ventrikels mittels 3D-Echokardiographie

Traditionally, it was believed that the right side of the heart has a minor role in circulation; however, more and more data suggest that right ...

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2.8K Aufrufe.  Semmelweis University Heart and Vascular Center. Hier bieten wir ein schrittweises Erfassungs- und Analyseprotokoll für die volumetrische 3D-Beurteilung des rechten Ventrikels, wobei wir uns hauptsächlich auf die praktischen Aspekte konzentrieren, die die Machbarkeit dieser Technik maximieren.

Serie: Morphological and Functional Assessment of the Right Ventricle Using 3D Echocardiography

Echocardiographic Assessment of the Right Heart in Mice

Transgenic and toxic models of pulmonary arterial hypertension (PAH) are widely used to study the pathophysiology of PAH and to investigate potential therapies. Given the expense and time involved in creating animal models of disease, it is critical that researchers have tools to accurately assess phenotypic expression of disease. Right ventricular dysfunction is the major manifestation of pulmonary hypertension. Echocardiography is the mainstay of the noninvasive assessment of right ventricular function in rodent models and has the advantage of clear translation to humans in whom the same tool is used. Published echocardiography protocols in murine models of PAH are lacking.
In this article, we describe a protocol for assessing RV and pulmonary vascular function in a mouse model of PAH with a dominant negative BMPRII mutation; however, this protocol is applicable to any diseases affecting the pulmonary vasculature or right heart. We provide a detailed description of animal preparation, image acquisition and hemodynamic calculation of stroke volume, cardiac output and an estimate of pulmonary artery pressure.

This article provides a protocol for the echocardiographic assessment of right ventricular size and pulmonary hypertension in mice. Applications include phenotype determination and serial assessment in transgenic and toxin-induced mouse models of cardiomyopathy and pulmonary vascular disease.

Echokardiographische Beurteilung des rechten Herzens bei Mäusen

Transgenic and toxic models of pulmonary arterial hypertension (PAH) are widely used to study the pathophysiology of PAH and to investigate potential ...

Forschung

Medizin

Assessment of Right Ventricular Structure and Function in Mouse Model of Pulmonary Artery Constriction by Transthoracic Echocardiography

Emerging clinical data support the notion that RV dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease and heart failure1-3. Moreover, the RV is significantly affected in pulmonary diseases such as pulmonary artery hypertension (PAH). In addition, the RV is remarkably sensitive to cardiac pathologies, including left ventricular (LV) dysfunction, valvular disease or RV infarction4. To understand the role of RV in the pathogenesis of cardiac diseases, a reliable and noninvasive method to access the RV structurally and functionally is essential.
A noninvasive trans-thoracic echocardiography (TTE) based methodology was established and validated for monitoring dynamic changes in RV structure and function in adult mice. To impose RV stress, we employed a surgical model of pulmonary artery constriction (PAC) and measured the RV response over a 7-day period using a high-frequency ultrasound microimaging system. Sham operated mice were used as controls. Images were acquired in lightly anesthetized mice at baseline (before surgery), day 0 (immediately post-surgery), day 3, and day 7 (post-surgery). Data was analyzed offline using software.
Several acoustic windows (B, M, and Color Doppler modes), which can be consistently obtained in mice, allowed for reliable and reproducible measurement of RV structure (including RV wall thickness, end-diastolic&#160;and end-systolic dimensions), and function (fractional area change, fractional shortening, PA peak velocity, and peak pressure gradient) in normal mice and following PAC.
Using this method, the pressure-gradient resulting from PAC was accurately measured in real-time using Color Doppler mode and was comparable to direct pressure measurements performed with a Millar high-fidelity microtip catheter. Taken together, these data demonstrate that RV measurements obtained from various complimentary views using echocardiography are reliable, reproducible and can provide insights regarding RV structure and function. This method will enable a better understanding of the role of RV cardiac dysfunction.

Right ventricle (RV) dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease, yet limited methodologies are available for its evaluation. Recent advances in ultrasound imaging provide a noninvasive and accurate option for longitudinal RV study. Herein, we detail a step-by-step echocardiographic method using a murine model of RV pressure overload.

Beurteilung der rechtsventrikulären Struktur und Funktion in Maus-Modell der Lungenarterie Verengung durch transthorakale Echokardiographie

Emerging clinical data support the notion that RV dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease and heart failure1-3. Moreover, ...

Echocardiographic Approaches and Protocols for Comprehensive Phenotypic Characterization of Valvular Heart Disease in Mice

The aim of this manuscript and accompanying video is to provide an overview of the methods and approaches used for imaging heart valve function in rodents, with detailed descriptions of the appropriate methods for anesthesia, the echocardiographic windows used, the imaging planes and probe orientations for image acquisition, the methods for data analysis, and the limitations of emerging technologies for the evaluation of cardiac and valvular function. Importantly, we also highlight several future areas of research in cardiac and heart valve imaging that may be leveraged to gain insights into the pathogenesis of valve disease in preclinical animal models. We propose that using a systematic approach to evaluating cardiac and heart valve function in mice can result in more robust and reproducible data, as well as facilitate the discovery of previously underappreciated phenotypes in genetically-altered and/or physiologically-stressed mice.

This protocol provides a detailed description of the echocardiographic approach for comprehensive phenotyping of heart and heart valve function in mice.

Echokardiographische Ansätze und Protokolle für die umfassende phänotypischen Charakterisierung von Herzklappenerkrankungen bei Mäusen

The aim of this manuscript and accompanying video is to provide an overview of the methods and approaches used for imaging heart valve function in ...

Evaluation of Left Ventricular Structure and Function using 3D Echocardiography

Three-dimensional (3D) quantification of the left ventricle (LV) provides significant added value in terms of diagnostic accuracy and precise risk stratification in various cardiac disorders. Recently, 3D echocardiography became available in routine cardiology practice; however, high-quality image acquisition and subsequent analysis have a steep learning curve. The present article aims to guide the reader through a detailed 3D protocol by presenting tips and tricks and also by highlighting the potential pitfalls to facilitate the widespread but technically sound use of this important technique concerning the LV. First and foremost, we show the acquisition of a high-quality 3D dataset with optimal spatial and temporal resolution. Then, we present the analytical steps toward a detailed quantification of the LV by using one of the most widely applied built-in software. We will quantify LV volumes, sphericity, mass and also systolic function by measuring ejection fraction and myocardial deformation (longitudinal and circumferential strain). We will discuss and provide clinical examples about the essential scenarios where the transition from a conventional echocardiographic approach to a 3D-based quantification is highly recommended.

In this article, we provide a step-by-step acquisition and analysis protocol for the volumetric assessment and speckle-tracking analysis of the left ventricle by 3D echocardiography, particularly focusing on practical aspects that maximize the feasibility of this technique.

Bewertung der linksventrikulären Struktur und Funktion mittels 3D-Echokardiographie

Three-dimensional (3D) quantification of the left ventricle (LV) provides significant added value in terms of diagnostic accuracy and precise risk ...

Biotechnik

Three-Dimensional Echocardiographic Method for the Visualization and Assessment of Specific Parameters of the Pulmonary Veins

The dimensions of the pulmonary veins are important parameters when planning pulmonary vein isolation (PVI), especially with the cryoballoon ablation technique. Acknowledging the dimensions and anatomical variations of the pulmonary veins (PVs) may improve the outcome of the intervention. Conventional 2D transoesophageal echocardiography can only provide limited data about the dimensions of the PVs; however, 3D echocardiography can further evaluate relevant diameters and areas of the PVs, as well as their spatial relationship to surrounding structures. In previous literature data, parameters influencing the success rate of PVI have already been identified. These are the left lateral ridge, the intervenous ridge, the ostial area of the PVs and the ovality index of the ostium. Proper imaging of the PVs by 3D echocardiography is a technically challenging method. One crucial step is the collection of images. Three individual transducer positions are necessary to visualize the important structures; these are the left lateral ridge, the ostium of the PVs and the intervenous ridge of the left and right PVs. Next, 3D images are acquired and saved as digital loops. These datasets are cropped, which result in the en face views displaying spatial relationships. This step can also be employed to determine the anatomical variations of the PVs. Finally, multiplanar reconstructions are created to measure each individual parameter of the PVs.
Optimal quality and orientation of the acquired images are paramount for the appropriate assessment of PV anatomy. In the present work, we examined the 3D visibility of the PVs and the suitability of the above method in 80 patients. The aim was to provide a detailed outline of the essential steps and potential pitfalls of PV visualization and assessment with 3D echocardiography.

The dimensions of the pulmonary veins (PV) are important parameters when planning pulmonary vein isolation. 2D transoesophageal echocardiography can only provide limited data about the PVs; however, 3D echocardiography can evaluate relevant diameters and areas of the PVs, as well as their spatial relationship to surrounding structures.

Dreidimensionale echokardiographische Methode zur Visualisierung und Beurteilung spezifischer Parameter der Lungenvenen

The dimensions of the pulmonary veins are important parameters when planning pulmonary vein isolation (PVI), especially with the cryoballoon ablation ...

Echocardiographic Measurement of Right Ventricular Diastolic Parameters in Mouse

Diastolic dysfunction is a prominent feature of right ventricular (RV) remodeling associated with conditions of pressure overload. However, the RV diastolic function is rarely quantified in experimental studies. This might be due to technical difficulties in the visualization of the RV in the apical four-chamber view in rodents. Here we describe two positions facilitating the visualization of the apical four-chamber view in mice to assess the RV diastolic function.
The apical four-chamber view is enabled by tilting the mouse fixation platform to the left and caudally (LeCa) or to the right and cranially (RiCr). Both positions provide images of comparable quality. The results of the RV diastolic function obtained from two positions are not significantly different. Both positions are comparably easy to perform. This protocol can be incorporated into published protocols and enables detailed investigations of the RV function.

Here we describe and compare two positions for obtaining the apical four-chamber view in mice. These positions enable the quantification of the right ventricular function, provide comparable results, and can be used interchangeably.

Echokardiographische Messung rechtsventrikulärer diastolischer Parameter in der Maus

Diastolic dysfunction is a prominent feature of right ventricular (RV) remodeling associated with conditions of pressure overload. However, the RV ...

Echocardiographic Assessment of Cardiac Anatomy and Function in Adult Rats

The use of experimental animal models has become crucial in cardiovascular science. Most studies using rodent models are focused on two-dimensional imaging to study the cardiac anatomy of the left ventricle and M-mode echo to assess its dimensions. However, this could limit a comprehensive study. Herein, we describe a protocol that allows an assessment of the heart chamber size, left ventricular function (systolic and diastolic) and valvular function. A conventional medical ultrasound machine was used in this protocol and different echo views were obtained through left parasternal, apical and suprasternal windows. In the left parasternal window, the long and short axis were acquired to analyze left chamber dimensions, right ventricle and pulmonary artery dimensions, and mitral, pulmonary and aortic valve function. The apical window allows the measurement of heart chamber dimensions and evaluation of systolic and diastolic parameters. It also allows Doppler assessment with detection and quantification of heart valve disturbances (regurgitation or stenosis). Different segments and walls of the left ventricle are visualized throughout all views. Finally, the ascending aorta, aortic arch, and descending aorta can be imaged through the suprasternal window. A combination of ultrasound imaging, Doppler flow and tissue Doppler assessment have been obtained to study cardiac morphology and function. This represents an important contribution to improve the assessment of cardiac function in adult rats with impact for research using these animal models.

A non-invasive protocol for transthoracic echocardiography assessment of cardiac anatomy and function for adult rats is presented in the current study. The heart valves, all four cardiac chambers and the ascending aorta, aortic arch and descending aorta are studied in detail.

Echokardiographische Beurteilung der Herzanatomie und Funktion bei erwachsenen Ratten

The use of experimental animal models has become crucial in cardiovascular science. Most studies using rodent models are focused on two-dimensional ...

Biventricular Assessment of Cardiac Function and Pressure-Volume Loops by Closed-Chest Catheterization in Mice

Assessment of cardiac function is essential to conduct cardiovascular and pulmonary-vascular preclinical research. Pressure-volume loops (PV loops) generated by recording both pressure and volume during cardiac catheterization are vital when assessing both systolic and diastolic cardiac function. Left and right heart function are closely related, reflected in ventricular interdependence. Thus, recording biventricular function in the same animal is important to get a complete assessment of cardiac function. In this protocol, a closed chest approach to cardiac catheterization consistent with the way catheterization is performed in patients is adopted in mice. While challenging, the closed chest strategy is a more physiological approach, because opening the chest results in major changes in preload and afterload that create artifacts, most notably a fall in systemic blood pressure. While high-resolution echocardiography is used to assess rodents, cardiac catheterization is invaluable, particularly when assessing diastolic pressures in both ventricles.
Described here is a procedure to perform invasive, closed chest, sequential left and right ventricular pressure-volume (PV) loops in the same animal. PV loops are acquired using&#160;admittance technology with a mouse pressure-volume catheter and pressure-volume system acquisition. The procedure is described, beginning with the neck dissection, which is required to access the right jugular vein and the right carotid artery, to the insertion and positioning of the catheter, and finally the data acquisition. Then, the criteria required to ensure the acquisition of high-quality PV loops are discussed. Finally, the analysis of the left and right ventricular PV loops and the different hemodynamic parameters available to quantify systolic and diastolic ventricular function are briefly described.

Presented here is a protocol to assess biventricular heart function in mice by generating pressure-volume (PV) loops from the right and left ventricle in the same animal using closed chest catheterization. The focus is on the technical aspect of surgery and data acquisition.

Biventrikuläre Beurteilung der Herzfunktion und der Druck-Volumen-Schleifen durch Closed-Thorax-Katheterisierung bei Mäusen

Assessment of cardiac function is essential to conduct cardiovascular and pulmonary-vascular preclinical research. Pressure-volume loops (PV loops) ...

The Use of 3D Echocardiography in Surgical Planning of the Mitral Valve in Pediatric Cardiology

Mitral valve disease in pediatric cardiology is complex and can involve a combination of annular, leaflet, chordae tendineae and papillary muscle abnormalities. Transthoracic two-dimensional echocardiography (2DE) remains the primary diagnostic imaging technique utilized in pediatric surgical planning. However, given that the mitral valve is a three-dimensional (3D) structure, the addition of 3D echocardiography (3DE) to better define the mechanisms of stenosis and/or regurgitation is advantageous. Transthoracic 3DE technology has improved with advances in probe technology and ultrasound scanners, producing images with good spatial resolution and adequate temporal resolution. Specifically, the addition of pediatric 3D transducers with higher frequencies and a smaller footprint provides better 3DE imaging in children. Improved efficiency of 3DE acquisition and analysis allow 3D assessment of the mitral valve to be more easily integrated by the sonographer, the cardiologist and the surgeon in mitral valve assessment. This improvement was also made possible by the postprocessing software optimization.
In this method paper, we aim to describe the transthoracic 3DE assessment of the mitral valve in children and its use in the surgical planning of pediatric mitral valve disease. Firstly, the 3DE assessment begins by selecting the correct probe and by obtaining a view of the mitral valve. Then, the appropriate data acquisition method should be selected based on the individual patient. Next, optimization of the data set is critical in order to properly balance spatial and temporal resolution. During live scanning or following acquisition, the data set can be cropped using innovative tools that allow the user to quickly obtain an infinite number of cut planes or volumetric reconstructions. The cardiologist and surgeon can view the mitral valve en face; thus, accurately reconstructing its morphology in order to support medical or surgical planning. Finally, a review of some clinical applications is proposed, showing examples in pediatric mitral valve managements.

3D echocardiography of the mitral valve in pediatric cardiology produces full anatomic reconstructions that contribute to improved surgical management. Here, we outline a protocol for 3D acquisition and post-processing of the mitral valve in pediatric cardiology.

Mitral valve disease in pediatric cardiology is complex and can involve a combination of annular, leaflet, chordae tendineae and papillary muscle ...

ICE-basierte 3D-Remodellierung des linken Vorhofs und der Lungenvene

Three-Dimensional Modeling of the Left Atrium and Pulmonary Veins with a Precise Intracardiac Echocardiography Approach

Intracardiac echocardiography (ICE) is a novel tool for estimating cardiac anatomy during pulmonary vein isolation procedures, particularly the left atrium (LA) anatomy and pulmonary vein structures. ICE is widely used to establish a three-dimensional (3D) left atrial structural model during ablation procedures. However, it is unclear whether using ICE in a precise 3D modeling method can provide a more accurate left atrial 3D model and the transseptal approach. This study proposes a protocol to model the left atrium and pulmonary veins with ICE and fast anatomical mapping (FAM) catheter remodeling. It evaluates the accuracy of the models produced using the two methods through observer scoring. We included 50 patients who underwent ICE-based 3D remodeling and 45 who underwent FAM 3D remodeling based on pulmonary vein isolation procedures. The pulmonary vein antrum remodeling is estimated by comparing the antrum area acquired by remodeling and left atrial computed tomography angiography (CTA). The observer scores for the modeling in the ICE and FAM groups were 3.40 &#177; 0.81 and 3.02 &#177; 0.72 (P &#60; 0.05), respectively. The pulmonary vein antrum area obtained using the ICE- and FAM-based methods showed a correlation with the area acquired by left atrium CT. However, the 95% confidence interval bias was narrower in ICE-acquired models than in FAM-acquired models (-238 cm2 to 323 cm2 Vs. -363 cm2 to 386 cm2, respectively) using Bland-Altman analysis. Therefore, precise ICE possesses high accuracy in estimating the left atrial structure, becoming a promising approach for future cardiac structure estimation.

Autor im Rampenlicht: Fortschritte in der intrakardialen Echokardiographie für die Beurteilung der atrialen Anatomie 

Accurate intracardiac echocardiography (ICE) shows significant accuracy in estimating the left atrial structure, a prospective and promising cardiac structure estimation method. Here we propose a protocol for three-dimensional modeling of the left atrium and pulmonary veins with ICE and fast anatomical mapping (FAM) catheter remodeling.

Dreidimensionale Modellierung des linken Vorhofs und der Lungenvenen mit einem präzisen intrakardialen Echokardiographie-Ansatz

Intracardiac echocardiography (ICE) is a novel tool for estimating cardiac anatomy during pulmonary vein isolation procedures, particularly the left ...