פרוייקט מס' NVKP_16-1-2016-0017 ("תוכנית הלב הלאומית") יושמה בתמיכת הקרן הלאומית למחקר, פיתוח וחדשנות של הונגריה, במימון תוכנית המימון NVKP_16. המחקר מומן על ידי תוכנית המצוינות הנושאית (2020-4.1.1.1.-TKP2020) של המשרד לחדשנות וטכנולוגיה בהונגריה, במסגרת התוכניות הנושאיות לפיתוח טיפולי וביו-הדמיה של אוניברסיטת סמלווייס.

פרוטוקול זה פועל בהתאם להנחיות הוועדה האזורית והמוסדית של אוניברסיטת סמלווייס לאתיקה מדעית ומחקרית. הפרוטוקול הנוכחי חל על ספק מסוים. למרות שחלק מהצעדים נשארים תקפים ללא קשר למכונת האולטרסאונד ולתוכנה לאחר עיבוד, הבדלים חשובים עשויים להתקיים אם משתמשים בפתרונות של ספקים אחרים.
1. דרישות טכניות
<ol><li>השתמש במכונת אקוקרדיוגרפיה המסוגלת להדמיה תלת-ממדית.</li>
	<li>חבר מתמר מערך בשלבים תלת-ממדיים של אקו-תות-קרדיוגרפיה.</li>
	<li>החל את א.ק.ג. 3-עופרת מובנה של מערכת האולטרסאונד כדי לאפשר למערכת לסנכרן את ההקלטות והניתולים למחזור הלב.</li>
</ol>2. רכישת תמונות אקוקרדיוגרפיות תלת-ממדיות
<ol><li>מקם את המטופל בתנוחת דקוביטוס לרוחב שמאל (המטופל שוכב בצד שמאל עם הזרוע השמאלית מתוחה מעל הראש).</li>
	<li>ודא כי מעקב האק"ג על המסך הוא באיכות טובה. הערה: זהו תנאי מוקדם עבור לאחר עיבוד כמו התוכנה תזהה את הנקודות השונות של מחזור הלב בהתבסס על אות אק"ג.</li>
	<li>להפשיר את התמונה, ולהתחיל לבדוק את המטופל עם המתמר. דמיינו תצוגה אנבנציונלית של ארבעה תאים.</li>
	<li>מטב את איכות התמונה על-ידי התאמת רוחב הסקטור ל-LV, הורדת העומק כדי לחתוך את האטריום השמאלי ושימוש בגז-על קל. הערה: ודאו שכל ה- LV endo - וגם המשטח האפיקרדי גלוי.</li>
	<li>לחצו על הלחצן '4D ' כדי לעבור למצב תלת-ממד. הערה: על-ידי לחיצה על לחצן Multi-Slice... במסך המגע, ארבע אפשרויות יהיו זמינות (5, 7, 8, 12 פרוסות) כדי לסקור את ערכת הנתונים תלת-ממדית באמצעות חתכי ציר קצרים ותרוכים סטנדרטיים. במידת הצורך, ניתן לתקן מיקום מתמר כדי להבטיח את הכללת כל עובי קיר LV מאפסית לרמת שסתום מיטרלי לתוך ערכת הנתונים 3D פירמידלי. מומלץ להשתמש ב-12 פרוסות (עם תשע תצוגות מתכווננות לציר קצר).</li>
	<li>השגו תמונות תלת-ממד במצב ריבוי פעימות או פעימה בודדת .<ol>
<li>השתמש במצב Multi Beat כדי להשיג רזולוציה מרחבית וטמפורלית גבוהה יותר, שבו ערכת הנתונים תשוחזר מ- 2, 3, 4 או 6 מחזורי לב (ניתן להגדיר זאת על המסך) - אחיזת נשימה תפוגה של המטופל ומיצוב מתמר יציב הדרוש כדי למזער תפירת חפצים. הערה: רכישת ביט יחיד היא ברזולוציה מרחבית וטמפורלית נמוכה יותר; עם זאת, רוב המתמרים המודרניים יש איכות טובה יותר, ולכן, ניתן להשתמש בהם כדי לרכוש ערכות נתונים 3D נאותים ללא שחזור כדי לעבור ניתוח נוסף. כהמלצה כללית, מומלץ לנתח ניתוח נוסף את שיעורי הנפח מעל 15 כרכים בשנייה.</li>
		<li>כאשר אמצעי האחסון המלא משוחזר מ-subvolumes, וכל ה- LV גלוי, הקפיא את התמונה. באמצעות כפתורי בחירת מחזור ומספר מחזורים , בחר את מחזורי הלב הנרכשים האופטימליים ולחץ על חנות התמונות. הערה: תפירת חפצים הם subvolumes באופן מרחבי או זמני לא מיושר זה לצד זה. ערכות נתונים עם נשירה משמעותית של קירות LV או עם תפירת ממצאים בדרך כלל אינם מתאימים לניתוח נוסף. ניתן לבדוק פעמיים את האיכות של ערכת הנתונים תלת-ממדית שכבר נרכשה באמצעות המצב Multi-Slice.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. לאחר עיבוד לכימות מורפולוגיה ותפקוד LV
<ol><li>בחרו ערכת נתונים תלת-ממדית המתאימה לניתוח נוסף. הערה: חלק זה של הפרוטוקול דורש תמונות 3D באיכות טובה שנרכשו ונשמרו בעבר וניתן לבצע אותם במכונת האולטרסאונד ובתחנת עבודה נפרדת.</li>
	<li>לחץ על מדוד | עוצמת קול ולאחר מכן בחר LVQ אוטומטי 4D.</li>
	<li>על המסך הרביעי (שלוש תצוגות אפיות: תצוגות של ארבעה, שניים ושלושה תאים ותצוגה אחת עם ציר קצר, ניתן להתאים את השני על ידי מישור אופקי בתצוגות ציר ארוך), התוכנה מבקשת לשנות יישור של פרוסות אפיות לתצוגות סטנדרטיות. במידת הצורך, תקן את התצוגות האפוריות באופן ידני על-ידי הטיה וסיבוב כדי להציג את התצוגה הסטנדרטית המתאימה, ובכך לבטל את ההקדמה. הגדר הטיה כדי ליישר את הקליפר עם הציר הארוך של LV על-ידי גרירה והזזה של הקליפרים בתצוגות בעלות ציר ארוך. קבע סיבוב לפי הידיות המתאימות או של סובב את הכל במחשב או על-ידי התאמת הקליפרים בתמונה בעלת הציר הקצר. הערה: ניתן לאפס את המלצת התוכנה על-ידי לחיצה על לחצן ישר אוטומטית .</li>
	<li>לאחר סיום יישור התצוגה, לחץ על שלב EDV הבא. מסגרת הקצה-דיאסטולי (ED) מזוהה באופן אוטומטי באמצעות אות האק"ג, אך ניתן לתקן אותה באופן ידני במידת הצורך.</li>
	<li>זיהוי חצי אוטומטי של משטח אנדו-אפיארדי LV<ol><li>בחר שתי נקודות ציון דרך באופן ידני בכל תצוגות אפיות. ראשית, לזהות את פסגת LV ולאחר מכן את אמצע בסיס LV (רמת annulus מיטרלי) בכל תצוגה apical. האלגוריתם יתהה באופן אוטומטי את הגבול האנדוקרדי של כל LV. הערה: ישנן שתי אפשרויות נוספות: ידני, כלומר יש להגדיר שני ציון דרך בזאלי ואחד אפי בכל תצוגה אפית, ו - Auto Init, אשר יתווי באופן אוטומטי את LV ללא כל אינטראקציה עם המשתמש.</li>
		<li>בדוק את אמינות קווי המתאר בשלוש תצוגות אפיות, שלוש תצוגות קצרות ציר ברמות שונות וציר קצר בשליטת המשתמש הרביעי, כדי לאפשר אימות חזותי של המשטח שזוהה. תיקון קווי המתאר אפשרי על-ידי הוספה ידנית של נקודות שישולבו לאחר מכן בקו המתאר. הערה: עם ביטול, ניתן למחוק את הנקודה שנוספה בעבר. לחצן איפוס מאפס את קווי המתאר כדי להפעיל את המקטע כולו מההתחלה. ניתן לכוונן את הראות של קווי המתאר כדי לאפשר את ההערכה של משטח האנדוקרדי בתמונה בעלת קנה המידה האפור. קווי המתאר של אנדוקרדיאלי ואפיקרדיאל צריכים להתבצע בצורה מדויקת ועקבית. לקבלת המלצה מפורטת, עיין בהפניה הבאה6.</li>
		<li>בחר את השלב הבא, שהוא ה - ESV.</li>
		<li>חזור על אותו הליך (3.5.1-3.5.2) כפי שהוזכר בנקודות הקודמות כדי לזהות ולתקן את קווי המתאר האנדוקרדיים במסגרת הסיסטולית הקצה. הערה: מסגרת הקצה הסיסטולי (ES) מזוהה באופן אוטומטי באמצעות אות האק"ג, אך ניתן לתקן אותה באופן ידני במידת הצורך. ערכים של נפח דיאסטולי קצה (EDV), נפח סיסטולי קצה (ESV), שבר פליטה (EF), קצב לב (HR), נפח שבץ (SV), פלט לב (CO) ומדד כדוריות (SpI) כבר מוצגים על המסך.</li>
		<li>הקש על צורת גל של עוצמת קול עבור השלב הבא. התוכנה מציגה דגם תלת-ממדי דינמי של ה-LV וגם עקומת נפח זמן כשהיא עוקבת אחר פני השטח של אנדוקרדיאל לאורך מחזור הלב מסגרת אחר פריים (איור 1). הערה: כאן, קיימת אפשרות לערוך את הגבול אנדוקרדי בכל מסגרת.</li>
		<li>לשלב הבא, לחץ על LV Mass. התוכנה באופן אוטומטי קווי המתאר LV אפיארדיאלי על מסגרת דיאסטולי קצה ומחשב מסה LV (EDMass). הערה: במידת הצורך, ערוך את קווי המתאר של המשטח האפיקרדי על-ידי הוספת נקודות שיכללו (אותה שיטה כפי שתואר בעבר) בכל מישור קצר או ארוך ציר. ניתן לבחור איזה מתאר להתאים: אנדו, אפינפרין או אנדו + אפי.</li>
		<li>לחץ על ROI זן 4D לשלב הבא. התוכנה באופן אוטומטי קווי המתאר LV epicardial קווי המתאר על מסגרת סוף סיסטולי ומחשב LV סוף-מסה סיסטולית (ESMass). הערה: במידת הצורך, ערוך את קווי המתאר הסיסטוליים הקצה של המשטח האפיקרדי על-ידי הוספת נקודות שיכללו (אותה שיטה שתוארה בעבר) בכל מישור קצר או ארוך ציר. ESMass צריך להיות בעל ערך דומה מאשר EDMass. שלב זה חיוני לחישוב ערכי מאמץ תלת-ממדיים על-ידי מעקב כתמים.</li>
		<li>לחץ על תוצאות מאמץ 4D לשלב הבא. התוכנה מדמיינת את המעקב 3D שריר הלב על מישורים קצרים וארוכים מרובים וערכי המתח המתאימים של 17 מקטעי LV סטנדרטיים לאורך מחזור הלב, מסגרת אחר פריים. עקומות מאמץ זמן ועלילת עין שור מוצגים גם הם. הפרמטרים הבאים מחושבים וניתן להדגים: זן אורך, זן היקפי, זן רדיאלי, זן אזור, סיבוב ופיתון. הערה: קיימת אפשרות לא לכלול מקטע LV מסוים מניתוח אם הוא נחשב כבעל איכות מעקב נמוכה על ידי התבוננות חזותית בתמונות או בהתבסס על עקומת מאמץ הזמן. עם זאת, התוכנה ממליצה כברירת מחדל על אישור פלח שוק או דחייה. ניתן לדמיין ערכי מאמץ מקודדים בצבע במודל תלת-ממדי דינמי של ה-LV על-ידי שינוי ה"פריסה".</li>
	</ol></li>
	<li>כדי לסיים את הניתוח, הקש על אשר וצא.</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>

מדידות מורפולוגיות ותפקודיות של LV מייצגות אבני יסוד של אבחון, ניהול ומעקב אחר מחלות לב; יתר על כן, הם מנבאים חזקים של תוצאה. בדרך כלל, הערכה מבוססת אקו-קרדיוגרפיה 2D של LV מומלצת על ידי הנחיות התרגול הנוכחיות; עם זאת, אקוקרדיוגרפיה תלת-ממדית הוכחה כמדויקת יותר מכיוון שהיא נקייה מהנחות גיאומטר?...

הערכת המורפולוגיה והתפקוד של החדר השמאלי (LV) היא המטרה העיקרית של חקירות כלליות וספציפיות עוד יותר בקרדיולוגיה1. האקו-קרדיוגרפיה הטרנסתאורקטית הזמינה והלא פולשנית (TTE), שיכולה לספק כמויות צפופות של מידע, היא שיטת הבחירה להערכה נוחה, מהירה וחסכונית.
מדידת מסת LV, אמצעי אחסון ושבר פליטה עוקבת מחזיקה ערך אבחון משמעותי וגם פרוגנוסטי2. ככל שמדד נתון מדויק יותר, כך ערכו יהיה גבוה יותר. מתאם טוב יותר עם תהודה מגנטית לב סטנדרטית זהב (CMR) הדמיה נגזר ערכים הוא מרדף מתמשך לטכניקות אקוקרדיוגרפיות. בדרך כלל, הנחיות תרגול קליני ממליצות על השיטה של סימפסון הדו-כנפי לנפח LV ומדידת שבר פליטה3. עם זאת, LV הוא מבנה תלת מימדי (3D) עם צורה לא סדירה לעתים קרובות, ולכן, כמה מישורים טומוגרפיים ללא ספק ייכשלו בתרחישים קליניים מסוימים כדי לתאר במדויק מורפולוגיה LV ותפקוד. ההתקדמות האחרונה בטכנולוגיית חומרה ותוכנה קולית אפשרה פיתוח של הדמיה תלת-ממדית בזמן אמת, אשר מחוללת מהפכה בפרוטוקולים אקוקרדיוגרפיים.
יתר על כן, הצורך בגישה כמותית בנוגע לחריגות בתנועה בקיר הביא לעלייה של הדמיית עיוות4. ניתן לחשב פרמטרי מתח וקצב מאמץ על ידי מעקב כתמים באמצעות תמונות סטנדרטיות בקנה מידה אפור. אקוקרדיוגרפיה תלת-ממדית עשויה גם להתגבר על מספר חסרונות של הערכת זן דו-ממדית5. מכלי מדעי יקר, אקוקרדיוגרפיה תלת-ממדית החלה להפוך לטכניקה רבת עוצמה המשמשת בפרקטיקה קלינית יומיומית, וכימות ה- LV הוא בהחלט בשורה הראשונה בפריצת דרך זו.
המאמר הנוכחי נועד להנחות את הקורא באמצעות פרוטוקול תלת-ממד מפורט על ידי הצגת טיפים וטריקים וגם על ידי הדגשת המלכודות הפוטנציאליות כדי להקל על השימוש הנרחב אך הטכני בטכניקה חשובה זו בנוגע ל- LV.

<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

כימות תלת מימדי (תלת מימדי) של החדר השמאלי (LV) מספק ערך מוסף משמעותי מבחינת דיוק אבחון וריבוד סיכונים מדויק בהפרעות לב שונות. לאחרונה, אקוקרדיוגרפיה תלת-ממדית הפכה לזמינה בפרקטיקה שגרתית של קרדיולוגיה; עם זאת, רכישת תמונה באיכות גבוהה וניתוח מאוחר יותר יש עקומת למידה תלולה. המאמר הנוכחי נועד להנחות את הקורא באמצעות פרוטוקול תלת-ממד מפורט על ידי הצגת טיפים וטריקים וגם על ידי הדגשת המלכודות הפוטנציאליות כדי להקל על השימוש הנרחב אך הטכני בטכניקה חשובה זו בנוגע ל- LV. בראש ובראשונה, אנו מציגים רכישה של ערכת נתונים תלת-ממדית באיכות גבוהה עם רזולוציה מרחבית וטמפורלית אופטימלית. לאחר מכן, אנו מציגים את השלבים האנליטיים לקראת כימות מפורט של LV באמצעות אחת התוכנות המובנות הנפוצות ביותר. אנו לכמת נפחי LV, כדוריות, מסה וגם פונקציה סיסטולית על ידי מדידת שבר פליטה עיוות שריר הלב (זן אורך והיקף). אנו נדון ונספק דוגמאות קליניות לגבי התרחישים החיוניים שבהם מומלץ מאוד שהמעבר מגישה אקו-קרדיוגרפית קונבנציונלית לכימות מבוסס תלת-ממד.

ניתוח תלת מימדי של LV הוא אפשרי ברוב החולים. מקרה 1 הוא מתנדב בריא עם נפחים ותפקוד חדריים תקינים (איור 1). מקרה 2 (איור 2) הוא מטופל בן 64 עם קרדיומיופתיה מורחבת ומתחם QRS רחב (160 אלפיות שני) של מורפולוגיה של גוש ענף החבילה השמאלית. מידות CMR סטנדרטיות...

Watch this Scientific Journal Video about Evaluation of Left Ventricular Structure and Function using 3D Echocardiography at JoVE.com

Evaluation of Left Ventricular Structure and Function using 3D Echocardiography

במאמר זה, אנו מספקים פרוטוקול רכישה וניתוח שלב אחר שלב להערכה נפחית וניתוח מעקב כתמים של החדר השמאלי על ידי אקוקרדיוגרפיה תלת-ממדית, במיוחד תוך התמקדות בהיבטים מעשיים הממקסמים את ההיתכנות של טכניקה זו.

הערכה של מבנה ותפקוד חדרי שמאל באמצעות אקוקרדיוגרפיה תלת-ממדית

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

JoVE Journal

Bioengineering

3.8K Views.  Semmelweis University. במאמר זה, אנו מספקים פרוטוקול רכישה וניתוח שלב אחר שלב להערכה נפחית וניתוח מעקב כתמים של החדר השמאלי על ידי אקוקרדיוגרפיה תלת-ממדית, במיוחד תוך התמקדות בהיבטים מעשיים הממקסמים את ההיתכנות של טכניקה זו.

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.

אקו Transthoracic ב עכברים

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

Medicine

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.

הערכה אולטרה סאונד של מיקרו-מבנה שריר הלב

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.

הערכה של מבנה הנכון חדרית ותפקוד בעכבר הדגם של תעוקת עורק ריאה על ידי Transthoracic אקו

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.

גישות פרוטוקולים אקו לאפיון פנוטיפי מקיף של מסתמית מחלות לב בעכברים

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.

Transthoracic רבב מעקב אקו עבור הערכה כמותית של השמאל חדרית שריר הלב דפורמציה

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.

אקו Murine של השמאל אטריום, אבי העורקים, ו עורק הריאה

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.

שיטה אקו-קרדיוגרפית תלת מימדית להדמיה והערכה של פרמטרים ספציפיים של ורידים ריאתיים

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

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.

הערכת אקו-קרדיולוגית של אנטומיה ותפקוד בחולדות למבוגרים

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.

הערכה מורפולוגית ותפקודית של החדר הימני באמצעות אקוקרדיוגרפיה תלת-ממדית

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.