Proyecto no. NVKP_16-1-2016-0017 ('Programa Nacional del Corazón') se ha implementado con el apoyo proporcionado por el Fondo Nacional de Investigación, Desarrollo e Innovación de Hungría, financiado bajo el esquema de financiación NVKP_16. La investigación fue financiada por el Programa de Excelencia Temática (2020-4.1.1.-TKP2020) del Ministerio de Innovación y Tecnología de Hungría, en el marco de los programas temáticos de Desarrollo Terapéutico y Bioimagen de la Universidad Semmelweis.

Este protocolo sigue las directrices del Comité Regional e Institucional de Ética de la Ciencia y la Investigación de la Universidad semmelweis. El presente protocolo se aplica a un proveedor específico. Aunque algunos pasos siguen siendo válidos independientemente de la máquina de ultrasonido y el software de posprocesamiento, pueden existir diferencias importantes si se utilizan las soluciones de otros proveedores.
1. Requisitos técnicos
<ol><li>Utilice una máquina de ecocardiografía capaz de obtener imágenes en 3D.</li>
	<li>Conecte un transductor de matriz en fase con capacidad de ecocardiografía transtorácica 3D.</li>
	<li>Aplique el ECG de 3 derivaciones incorporado del sistema de ultrasonido para permitir que el sistema sincronice las grabaciones y los análisis con el ciclo cardíaco.</li>
</ol>2. Adquisición de las imágenes ecocardiográficas 3D
<ol><li>Coloque al paciente en la posición de decúbito lateral izquierdo (paciente acostado sobre el lado izquierdo con el brazo izquierdo estirado por encima de la cabeza).</li>
	<li>Asegúrese de que el rastreo de ECG en la pantalla sea de buena calidad. NOTA: Este es un requisito previo para el postprocesamiento, ya que el software detectará los diferentes puntos del ciclo cardíaco en función de la señal de ECG.</li>
	<li>Descongele la imagen y comience a examinar al paciente con el transductor. Visualice una vista apical convencional de cuatro cámaras.</li>
	<li>Optimice la calidad de la imagen ajustando el ancho del sector a LV, bajando la profundidad para truncar la aurícula izquierda y utilizando un ligero sobregante. NOTA: Asegúrese de que toda la superficie endo-ENDO y también la superficie epicárdica sea visible.</li>
	<li>Presione el botón 4D para cambiar al modo 3D. NOTA: Al presionar el botón Multi-Slice... en la pantalla táctil, habrá cuatro opciones disponibles (5, 7, 8, 12 slices) para obtener una visión general del conjunto de datos 3D utilizando cortes estándar de ejes cortos y largos. Si es necesario, el posicionamiento del transductor se puede corregir para garantizar la inclusión de todo el espesor de la pared del VI desde el nivel apical hasta el nivel de la válvula mitral en el conjunto de datos 3D piramidal. Se recomienda el uso de 12 rebanadas (con nueve vistas ajustables de eje corto).</li>
	<li>Adquiere imágenes 3D usando el modo Multi Beat o Single Beat .<ol>
<li>Utilice el modo Multi Beat para lograr una mayor resolución espacial y temporal, donde el conjunto de datos se reconstruirá a partir de 2, 3, 4 o 6 ciclos cardíacos (esto se puede configurar en la pantalla): retención de la respiración al final de la espiración del paciente y posicionamiento estable del transductor necesario para minimizar los artefactos de costura. NOTA: La adquisición de Single Beat es de menor resolución espacial y temporal; sin embargo, la mayoría de los transductores modernos tienen una mejor calidad y, por lo tanto, se pueden utilizar para adquirir conjuntos de datos 3D adecuados sin reconstrucción para someterse a un análisis adicional. Como recomendación general, se recomiendan tasas de volumen superiores a 15 volúmenes por segundo para un análisis más detallado.</li>
		<li>Cuando el volumen completo se reconstruya a partir de los subvolúmenes, y todo el LV sea visible, congele la imagen. Usando las perillas Selección de ciclo y Número de ciclos , seleccione los ciclos cardíacos adquiridos óptimos y presione Almacén de imágenes. NOTA: Los artefactos de costura son subvolúmenes espacial o temporalmente desalineados uno al lado del otro. Los conjuntos de datos con una caída significativa de las paredes del VI o con artefactos de costura generalmente no son adecuados para un análisis posterior. La calidad del conjunto de datos 3D ya adquirido se puede verificar dos veces utilizando el modo Multi-Slice.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. Postprocesamiento para cuantificar la morfología y función del VI
<ol><li>Seleccione un conjunto de datos 3D apropiado para un análisis posterior. NOTA: Esta parte del protocolo requiere las imágenes 3D de buena calidad previamente adquiridas y guardadas y se puede realizar en la máquina de ultrasonido y en una estación de trabajo separada, ya sea.</li>
	<li>Haga clic en medir | Volumen y, a continuación, seleccione 4D Auto LVQ.</li>
	<li>En la pantalla cuádruple (tres vistas apicales: vistas de cuatro, dos y tres cámaras, y una vista de eje corto, esta última se puede ajustar mediante un plano horizontal en vistas de eje largo), el software solicita Modificar la alineación de las divisiones apicales a las vistas estándar. Si es necesario, corrija las vistas apicales manualmente inclinando y girando para mostrar la vista estándar correspondiente, eliminando así el escorzo. Establezca la inclinación para alinear la pinza con el eje largo del LV arrastrando y moviendo las pinzas en vistas de eje largo. Ajuste la rotación mediante las perillas correspondientes o Girar todas de la máquina o ajustando las pinzas en la imagen de eje corto. NOTA: La recomendación de software se puede restablecer presionando el botón Alineación automática .</li>
	<li>Después de terminar la alineación de la vista, haga clic en el siguiente paso EDV. La trama diastólica final (DE) se detecta automáticamente utilizando la señal de ECG, pero se puede corregir manualmente si es necesario.</li>
	<li>Detección semiautomática de la superficie endo y epicárdica del VI<ol><li>Seleccione dos puntos de referencia manualmente en cualquier vista apical. En primer lugar, identifique el ápice del VI y luego el centro de la base del VI (nivel del anillo mitral) en cualquier vista apical. El algoritmo contornará automáticamente el borde endocárdico de todo el VI. NOTA: Hay dos opciones más: Manual, lo que significa que se deben establecer dos puntos de referencia basales y uno apical en cada vista apical, y Auto Init, que contorneará automáticamente el LV sin ninguna interacción del usuario.</li>
		<li>Compruebe la credibilidad del contorno en tres vistas apicales, tres vistas de eje corto de diferentes niveles y un cuarto eje corto controlado por el usuario, para permitir la verificación visual de la superficie detectada. La corrección del contorno es posible agregando manualmente puntos que luego se incorporarán en la línea de contorno. NOTA: Con Deshacer, el punto agregado anteriormente se puede eliminar. El botón Restablecer restablece el contorno para iniciar toda la sección desde el principio. La visibilidad del contorno se puede ajustar para permitir la apreciación de la superficie endocárdica en la imagen en escala de grises. El contorno endocárdico y epicárdico debe realizarse de manera precisa y consistente. Para obtener una recomendación detallada, consulte la siguiente referencia6.</li>
		<li>Elija el siguiente paso, que es el ESV.</li>
		<li>Repita el mismo procedimiento (3.5.1-3.5.2) mencionado en los puntos anteriores para identificar y corregir el contorno endocárdico en el marco sistólico final. NOTA: La trama sistólica final (ES) se detecta automáticamente mediante la señal de ECG, pero se puede corregir manualmente si es necesario. Los valores de volumen diastólico final (EDV), volumen sistólico final (ESV), fracción de eyección (EF), frecuencia cardíaca (HR), volumen sistólico (SV), gasto cardíaco (CO) e índice de esfericidad (SpI) ya se muestran en la pantalla.</li>
		<li>Presione Forma de onda de volumen para el siguiente paso. El software muestra un modelo 3D dinámico del VI y también la curva tiempo-volumen a medida que traza la superficie endocárdica a lo largo del ciclo cardíaco fotograma a fotograma (Figura 1). NOTA: Aquí, existe la posibilidad de editar el borde endocárdico en cualquier marco.</li>
		<li>Para el siguiente paso, presione LV Mass. El software contornea automáticamente el contorno epicárdico del VI en el marco diastólico final y calcula la masa del VI (EDMass). NOTA: Si es necesario, edite el contorno de la superficie epicárdica agregando puntos para incluir (el mismo método que se describió anteriormente) en cualquier plano de eje corto o largo. Se puede seleccionar qué contorno ajustar: Endo, Epi o Endo + Epi.</li>
		<li>Presione 4D Strain ROI para el siguiente paso. El software contornea automáticamente el contorno epicárdico del VI en el marco sistólico final y calcula la masa sistólica final del VI (ESMass). NOTA: Si es necesario, edite el contorno sistólico final de la superficie epicárdica agregando puntos para incluir (el mismo método que se describió anteriormente) en cualquier plano de eje corto o largo. ESMass debe tener un valor similar al de EDMass. Este paso es esencial para calcular los valores de deformación 3D mediante el seguimiento de motas.</li>
		<li>Presione Resultados de la tensión 4D para el siguiente paso. El software visualiza el seguimiento miocárdico 3D en múltiples planos de eje corto y largo y los valores de deformación correspondientes de los 17 segmentos LV estándar a lo largo del ciclo cardíaco, fotograma a fotograma. También se muestran las curvas de tensión temporal y la gráfica de ojo de buey. Se calculan y se pueden demostrar los siguientes parámetros: deformación longitudinal, deformación circunferencial, deformación radial, deformación de área, rotación y torsión. NOTA: Existe la posibilidad de excluir un segmento de BT en particular del análisis si se considera que tiene una baja calidad de seguimiento mediante la observación visual de imágenes o en función de la curva de tiempo-deformación. Sin embargo, el software recomienda de forma predeterminada la aprobación o el rechazo del segmento. Los valores de deformación codificados por colores se pueden visualizar en un modelo 3D dinámico del LV cambiando el "Diseño".</li>
	</ol></li>
	<li>Para finalizar el análisis, pulse Aprobar y salir.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Guta, A. C., 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=Three-dimensional+echocardiography+to+assess+left+ventricular+geometry+and+function.">Three-dimensional echocardiography to assess left ventricular geometry and function.</a> Expert Review of Cardiovascular Therapy. 17 (11), 801-815 (2019).</li><li>Surkova, E., 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=Current+Clinical+Applications+of+Three-Dimensional+Echocardiography:+When+the+Technique+Makes+the+Difference.">Current Clinical Applications of Three-Dimensional Echocardiography: When the Technique Makes the Difference.</a> Current Cardiology Reports. 18 (11), 109 (2016).</li><li>Lang, R. M., 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=Recommendations+for+cardiac+chamber+quantification+by+echocardiography+in+adults:+an+update+from+the+American+Society+of+Echocardiography+and+the+European+Association+of+Cardiovascular+Imaging.">Recommendations for cardiac chamber quantification by echocardiography in adults: an update from the American Society of Echocardiography and the European Association of Cardiovascular Imaging.</a> Journal of the American Society of Echocardiography. 28 (1), 1-39 (2015).</li><li>Matyas, C., 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=Comparison+of+speckle-tracking+echocardiography+with+invasive+hemodynamics+for+the+detection+of+characteristic+cardiac+dysfunction+in+type-1+and+type-2+diabetic+rat+models.">Comparison of speckle-tracking echocardiography with invasive hemodynamics for the detection of characteristic cardiac dysfunction in type-1 and type-2 diabetic rat models.</a> Cardiovascular Diabetology. 17 (1), 13 (2018).</li><li>Kovacs, A., 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=Impact+of+hemodialysis,+left+ventricular+mass+and+FGF-23+on+myocardial+mechanics+in+end-stage+renal+disease:+a+three-dimensional+speckle+tracking+study.">Impact of hemodialysis, left ventricular mass and FGF-23 on myocardial mechanics in end-stage renal disease: a three-dimensional speckle tracking study.</a> International Journal of Cardiovascular Imaging. 30 (7), 1331-1337 (2014).</li><li>Muraru, 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=Comprehensive+analysis+of+left+ventricular+geometry+and+function+by+three-dimensional+echocardiography+in+healthy+adults.">Comprehensive analysis of left ventricular geometry and function by three-dimensional echocardiography in healthy adults.</a> Journal of the American Society of Echocardiography. 26 (6), 618-628 (2013).</li><li>Lakatos, B. 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=Relationship+between+Cardiac+Remodeling+and+Exercise+Capacity+in+Elite+Athletes:+Incremental+Value+of+Left+Atrial+Morphology+and+Function+Assessed+by+Three-Dimensional+Echocardiography.">Relationship between Cardiac Remodeling and Exercise Capacity in Elite Athletes: Incremental Value of Left Atrial Morphology and Function Assessed by Three-Dimensional Echocardiography.</a> Journal of the American Society of Echocardiography. 33 (1), 101-109 (2020).</li><li>Muraru, 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=Intervendor+Consistency+and+Accuracy+of+Left+Ventricular+Volume+Measurements+Using+Three-Dimensional+Echocardiography.">Intervendor Consistency and Accuracy of Left Ventricular Volume Measurements Using Three-Dimensional Echocardiography.</a> Journal of the American Society of Echocardiography. 31 (2), 158-168 (2018).</li><li>Kalam, K., Otahal, P., Marwick, T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prognostic+implications+of+global+LV+dysfunction:+a+systematic+review+and+meta-analysis+of+global+longitudinal+strain+and+ejection+fraction.">Prognostic implications of global LV dysfunction: a systematic review and meta-analysis of global longitudinal strain and ejection fraction.</a> Heart. 100 (21), 1673-1680 (2014).</li><li>Muraru, 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=Validation+of+a+novel+automated+border-detection+algorithm+for+rapid+and+accurate+quantitation+of+left+ventricular+volumes+based+on+three-dimensional+echocardiography.">Validation of a novel automated border-detection algorithm for rapid and accurate quantitation of left ventricular volumes based on three-dimensional echocardiography.</a> European Journal of Echocardiography. 11 (4), 359-368 (2010).</li><li>Doronina, A., 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=The+Female+Athlete's+Heart:+Comparison+of+Cardiac+Changes+Induced+by+Different+Types+of+Exercise+Training+Using+3D+Echocardiography.">The Female Athlete's Heart: Comparison of Cardiac Changes Induced by Different Types of Exercise Training Using 3D Echocardiography.</a> BioMed Research International. 2018, 3561962 (2018).</li><li>Takeuchi, M., 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=Measurement+of+left+ventricular+mass+by+real-time+three-dimensional+echocardiography:+validation+against+magnetic+resonance+and+comparison+with+two-dimensional+and+m-mode+measurements.">Measurement of left ventricular mass by real-time three-dimensional echocardiography: validation against magnetic resonance and comparison with two-dimensional and m-mode measurements.</a> Journal of the American Society of Echocardiography. 21 (9), 1001-1005 (2008).</li><li>Armstrong, A. C., 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=LV+mass+assessed+by+echocardiography+and+CMR,+cardiovascular+outcomes,+and+medical+practice.">LV mass assessed by echocardiography and CMR, cardiovascular outcomes, and medical practice.</a> JACC Cardiovasc Imaging. 5 (8), 837-848 (2012).</li><li>Olah, A., 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=Characterization+of+the+dynamic+changes+in+left+ventricular+morphology+and+function+induced+by+exercise+training+and+detraining.">Characterization of the dynamic changes in left ventricular morphology and function induced by exercise training and detraining.</a> International Journal of Cardiology. 277, 178-185 (2019).</li><li>Nagy, V. 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=Role+of+Right+Ventricular+Global+Longitudinal+Strain+in+Predicting+Early+and+Long-Term+Mortality+in+Cardiac+Resynchronization+Therapy+Patients.">Role of Right Ventricular Global Longitudinal Strain in Predicting Early and Long-Term Mortality in Cardiac Resynchronization Therapy Patients.</a> PLoS One. 10 (12), e0143907 (2015).</li><li>Kovacs, A., Lakatos, B., Tokodi, M., Merkely, B. <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+mechanical+pattern+in+health+and+disease:+beyond+longitudinal+shortening.">Right ventricular mechanical pattern in health and disease: beyond longitudinal shortening.</a> Heart Failure Reviews. 24 (4), 511-520 (2019).</li><li>Badano, L. P., 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=Use+of+three-dimensional+speckle+tracking+to+assess+left+ventricular+myocardial+mechanics:+inter-vendor+consistency+and+reproducibility+of+strain+measurements.">Use of three-dimensional speckle tracking to assess left ventricular myocardial mechanics: inter-vendor consistency and reproducibility of strain measurements.</a> European Heart Journal - Cardiovascular Imaging. 14 (3), 285-293 (2013).</li></ol>

Las mediciones morfológicas y funcionales del VI representan piedras angulares del diagnóstico, manejo y seguimiento de las enfermedades cardíacas; además, son poderosos predictores del resultado. En general, la evaluación basada en la ecocardiografía 2D del VI se recomienda en las guías de práctica actuales; sin embargo, se ha demostrado que la ecocardiografía 3D es más precisa, ya que está libre de suposiciones geométricas sobre la forma del VI7,8. ...

La evaluación de la morfología y función del ventrículo izquierdo (VI) es el propósito predominante de las investigaciones generales e incluso más específicas en cardiología1. La ecocardiografía transtorácica (TTE) ampliamente disponible y no invasiva, que puede proporcionar cantidades densas de información, es el método de elección para una evaluación conveniente, rápida y rentable.
La medición de la masa del VI, los volúmenes y la fracción de eyección posterior tiene un valor diagnóstico y también pronóstico significativo2. Cuanto más precisa sea una medida dada, mayor será su valor. Una mejor correlación con los valores derivados de imágenes de resonancia magnética cardíaca (CMR) estándar de oro es una búsqueda continua de técnicas ecocardiográficas. En general, las guías de práctica clínica recomiendan el método de Simpson biplano para la medición del volumen del VI y la fracción de eyección3. Sin embargo, el VI es una estructura tridimensional (3D) con una forma a menudo irregular y, por lo tanto, varios planos tomográficos sin duda fallarán en algunos escenarios clínicos para delinear con precisión la morfología y la función del VI. Los recientes avances en la tecnología de hardware y software ultrasónico permitieron el desarrollo de imágenes 3D en tiempo real, que revolucionan los protocolos ecocardiográficos.
Además, la necesidad de un enfoque cuantitativo sobre las anomalías del movimiento de la pared dio lugar al aumento de las imágenes de deformación4. Los parámetros de deformación y velocidad de deformación se pueden calcular mediante el seguimiento de motas utilizando imágenes estándar en escala de grises. La ecocardiografía 3D también puede superar varias deficiencias de una evaluación de la deformación bidimensional5. A partir de una costosa herramienta científica, la ecocardiografía 3D comenzó a convertirse en una técnica poderosa utilizada en la práctica clínica diaria, y la cuantificación del VI está ciertamente en la primera línea de este avance.
El presente artículo tiene como objetivo guiar al lector a través de un protocolo 3D detallado mediante la presentación de consejos y trucos y también destacando las posibles trampas para facilitar el uso generalizado pero técnicamente sólido de esta importante técnica relacionada con el VI.

<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 LVQ</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>

evaluation of left ventricular structure and function using 3d echocardiography

La cuantificación tridimensional (3D) del ventrículo izquierdo (VI) proporciona un valor añadido significativo en términos de exactitud diagnóstica y estratificación precisa del riesgo en diversos trastornos cardíacos. Recientemente, la ecocardiografía 3D estuvo disponible en la práctica rutinaria de cardiología; sin embargo, la adquisición de imágenes de alta calidad y el análisis posterior tienen una curva de aprendizaje empinada. El presente artículo tiene como objetivo guiar al lector a través de un protocolo 3D detallado mediante la presentación de consejos y trucos y también destacando las posibles trampas para facilitar el uso generalizado pero técnicamente sólido de esta importante técnica relacionada con el VI. En primer lugar, mostramos la adquisición de un conjunto de datos 3D de alta calidad con una resolución espacial y temporal óptima. A continuación, presentamos los pasos analíticos hacia una cuantificación detallada del LV mediante el uso de uno de los software incorporados más ampliamente aplicados. Cuantificaremos los volúmenes del VI, la esfericidad, la masa y también la función sistólica midiendo la fracción de eyección y la deformación miocárdica (deformación longitudinal y circunferencial). Discutiremos y proporcionaremos ejemplos clínicos sobre los escenarios esenciales donde la transición de un enfoque ecocardiográfico convencional a una cuantificación basada en 3D es muy recomendable.

El análisis 3D del VI es factible en la mayoría de los pacientes. El caso 1 es un voluntario sano con volúmenes y función ventricular normales (Figura 1). El caso 2 (Figura 2) es un paciente varón de 64 años con miocardiopatía dilatada y un amplio complejo QRS (160 ms) de morfología de bloqueo de rama izquierda. Las mediciones de CMR estándar de oro fueron las siguientes: volumen diastólico final: 243 ml, volumen sistó...

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Evaluation of Left Ventricular Structure and Function using 3D Echocardiography

En este artículo, proporcionamos un protocolo de adquisición y análisis paso a paso para la evaluación volumétrica y el análisis de seguimiento de motas del ventrículo izquierdo mediante ecocardiografía 3D, centrándose particularmente en aspectos prácticos que maximizan la viabilidad de esta técnica.

Evaluación de la estructura y función del ventrículo izquierdo mediante ecocardiografía 3D

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

evaluation-left-ventricular-structure-function-using-3d

Research

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Bioengineering

3.8K vistas.  Semmelweis University. En este artículo, proporcionamos un protocolo de adquisición y análisis paso a paso para la evaluación volumétrica y el análisis de seguimiento de motas del ventrículo izquierdo mediante ecocardiografía 3D, centrándose particularmente en aspectos prácticos que maximizan la viabilidad de esta técnica.

Video: Evaluation of Left Ventricular Structure and Function using 3D Echocardiography

Transthoracic Echocardiography in Mice

In recent years, murine models have become the primary avenue for studying the molecular mechanisms of cardiac dysfunction resulting from changes in gene expression. Transgenic and gene targeting methods can be used to generate mice with altered cardiac size and function,1-3 and as a result, in vivo techniques are needed to evaluate their cardiac phenotype. Transthoracic echocardiography, pulse wave Doppler (PWD), and tissue Doppler imaging (TDI) can be used to provide dimensional measurements of the mouse heart and to quantify the degree of cardiac systolic and diastolic performance. Two-dimensional imaging is used to detect abnormal anatomy or movements of the left ventricle, whereas M-mode echo is used for quantification of cardiac dimensions and contractility.4,5 In addition, PWD is used to quantify localized velocity of turbulent flow,6 whereas TDI is used to measure the velocity of myocardial motion.7 Thus, transthoracic echocardiography offers a comprehensive method for the noninvasive evaluation of cardiac function in mice.

Transthoracic echocardiography offers a noninvasive method for the evaluation of cardiac function in mice. A combination of ultrasound and Doppler imaging modalities can be used to obtain dimensional measurements of the heart and intracardiac blood flow, which together provide an assessment of cardiac systolic and diastolic performance.

Ecocardiografía transtorácica en ratones

In recent years, murine models have become the primary avenue for studying the molecular mechanisms of cardiac dysfunction resulting from changes in gene ...

Investigación

Medicina

Ultrasonic Assessment of Myocardial Microstructure

Echocardiography is a widely accessible imaging modality that is commonly used to noninvasively characterize and quantify changes in cardiac structure and function. Ultrasonic assessments of cardiac tissue can include analyses of backscatter signal intensity within a given region of interest. Previously established techniques have relied predominantly on the integrated or mean value of backscatter signal intensities, which may be susceptible to variability from aliased data from low frame rates and time delays for algorithms based on cyclic variation. Herein, we describe an ultrasound-based imaging algorithm that extends from previous methods, can be applied to a single image frame&#160;and accounts for the full distribution of signal intensity values derived from a given myocardial sample. When applied to representative mouse and human imaging data, the algorithm distinguishes between subjects with and without exposure to chronic afterload resistance. The algorithm offers an enhanced surrogate measure of myocardial microstructure and can be performed using open-access image analysis software.

Echocardiography is commonly used to noninvasively characterize and quantify changes in cardiac structure and function. We describe an ultrasound-based imaging algorithm that offers an enhanced surrogate measure of myocardial microstructure and can be performed using open-access image analysis software.

Evaluación ultrasónica de la microestructura miocárdica

Echocardiography is a widely accessible imaging modality that is commonly used to noninvasively characterize and quantify changes in cardiac structure and ...

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.

Evaluación del ventrículo derecho Estructura y función en modelo de ratón de la constricción de la arteria pulmonar mediante ecocardiografía transtorácica

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.

Enfoques y Protocolos para la Integral ecocardiográficos Caracterización fenotípica en las valvulopatías en ratones

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 ...

Transthoracic Speckle Tracking Echocardiography for the Quantitative Assessment of Left Ventricular Myocardial Deformation

The value of conventional echocardiography is limited by differences in inter-individual image interpretation and therefore largely dependent on the examiners&#39; expertise. Speckle tracking Echocardiography (STE) is a promising but technically challenging method that can be used to quantitatively assess regional and global systolic and diastolic myocardial performance. Myocardial strain and strain rate can be measured in all three dimensions&#160;&#8212; radial, circumferential, longitudinal &#8212; of myocardial deformation. Standard cross-sectional two-dimensional B-mode images are recorded and subsequently postprocessed by automated continuous frame-by-frame tracking and motion analysis of speckles within the myocardium. Images are recorded as digital loops and synchronized to a 3-lead EKG for timing purposes. Longitudinal deformation is assessed in the apical 4-, 3-, and 2-chamber views. Circumferential and radial deformation are measured in the parasternal short axis plane.
Optimal image quality and accurate tissue tracking are paramount for the correct determination of myocardial performance parameters. Utilizing transthoracic STE in a healthy volunteer, the present article is a detailed outline of the essential steps and potential pitfalls of quantitative echocardiographic myocardial deformation analysis.

Speckle tracking echocardiography is an emerging diagnostic imaging technique for the quantitative assessment of global and regional myocardial performance. Standard view echocardiographic motion images are recorded and deformation parameters are subsequently measured by automated continuous frame-by-frame tracking and motion analysis of speckles within the B-mode images of the myocardium.

Transtorácica Ecocardiografía moteado de seguimiento para la evaluación cuantitativa de la deformación miocárdica ventricular izquierda

The value of conventional echocardiography is limited by differences in inter-individual image interpretation and therefore largely dependent on the ...

Murine Echocardiography of Left Atrium, Aorta, and Pulmonary Artery

The present methodology teaches the investigator how to measure and use the LAV as a surrogate of chronic elevations in Left Ventricular diastolic pressure through echocardiography, as well as to obtain measurements of the Aorta and PA diameter in mice.
Mice older than 10 d of age can be analyzed using the present technique. The technique is composed of 3 main steps: set-up, image acquisition, and image analysis. The set-up step consists of getting the mouse anesthetized with 1% isoflurane, shaving it, and taping it in a supine position to a heated EKG board where the image acquisition will take place. The image acquisition step consists of learning to identify the cardiac structures and obtaining all the required images with its correspondent probe and axis in order to be able to calculate volumes and diameters. The image analysis step consists of measuring the previously acquired images with the aid of computer software.
Advantages of the proposed technique include a fast (15 min) procedure that would allow the researcher to evaluate interventions in a non-invasive, non-terminal approach and therefore follow the same mouse over time; each mouse can be used as its own control. This fact plus having the same operator perform all the acquisition and analysis for the entire experiment minimizes the limitation of operator-dependency. The present methodology is useful for mouse researchers in cardiovascular and pulmonary medicine.

The following protocol describes the methodology for the acquisition and analysis of echocardiographic images used to obtain the Left Atrial Volume (LAV), Aorta (Ao) diameter, and Pulmonary Artery (PA) diameter in mice. This technique is a non-invasive, non-terminal procedure that allows assessment of the cardiopulmonary function.

Murino de Ecocardiografía del atrio izquierdo, la aorta y arteria pulmonar

The present methodology teaches the investigator how to measure and use the LAV as a surrogate of chronic elevations in Left Ventricular diastolic ...

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.

Método ecocardiográfico tridimensional para la visualización y evaluación de parámetros específicos de las venas pulmonares

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

Bioingeniería

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.

Evaluación ecocardiográfica de la anatomía cardíaca y la función en ratas adultas

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

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

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 ventricular (RV) function has strong diagnostic and prognostic power in various cardiovascular disorders. Due to its complex morphology and function, assessment of the RV by conventional two-dimensional echocardiography is limited: the everyday clinical practice usually relies on simple linear dimensions and functional measures. Three-dimensional (3D) echocardiography overcame these limitations by providing volumetric quantification of the RV free of geometrical assumptions. Here, we offer a step-by-step guide to obtain and analyze 3D echocardiographic data of the RV using the leading commercially available software. We will quantify 3D RV volumes and ejection fraction. Several technical aspects may help to improve the quality of RV acquisition and analysis as well, which we present in a practical manner. We review the current opportunities and the limiting factors of this method and also highlight the potential applications of 3D RV assessment in current clinical practice.

Here, we provide a step-by-step acquisition and analysis protocol for the 3D volumetric assessment of the right ventricle, mainly focusing on the practical aspects that maximize the feasibility of this technique.

Evaluación morfológica y funcional del ventrículo derecho mediante ecocardiografía 3D

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 ...

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.