Assessing Intracardiac Vortices with High Frame-Rate Echocardiography-Derived Blood Speckle Imaging(신생아의 높은 프레임 속도 심장 초음파 유래 혈액 스페클 영상)을 사용한 심장 내 소용돌이 평가

요약

본 프로토콜은 심장 초음파 유래 혈액 스페클 이미징 기술을 사용하여 신생아의 심장 내 혈류역학을 시각화합니다. 이 기술의 임상적 유용성을 탐구하고, 좌심실 내 유체의 회전체(소용돌이로 알려짐)에 접근하고, 이질학을 이해하는 데 있어 그 중요성을 결정합니다.

초록

좌심실(LV)은 독특한 혈류역학적 충전 패턴을 가지고 있습니다. 이완기 동안, 소용돌이로 알려진 회전체 또는 유체 고리는 심장의 카이랄 기하학적 구조로 인해 형성됩니다. 소용돌이는 LV로 들어가는 혈류의 운동 에너지를 보존하는 역할을하는 것으로보고되었습니다. 최근 연구에 따르면 LV 소용돌이는 신생아, 소아 및 성인 인구의 휴식 시 이완기 기능을 설명하는 데 예후 가치가 있을 수 있으며 조기 무증상 개입에 도움이 될 수 있습니다. 그러나 소용돌이의 시각화 및 특성화는 최소한으로 탐구된 상태로 남아 있습니다. 심장 내 혈류 패턴과 소용돌이 고리를 시각화하고 설명하기 위해 다양한 이미징 양식이 활용되었습니다. 이 기사에서는 BSI(blood speckle imaging)로 알려진 기술에 특히 관심이 있습니다. BSI는 높은 프레임 속도의 컬러 도플러 심초음파에서 파생되었으며 다른 양식에 비해 몇 가지 이점을 제공합니다. 즉, BSI는 조영제나 광범위한 수학적 가정에 의존하지 않는 저렴하고 비침습적인 침상 도구입니다. 이 연구는 우리 실험실에서 사용되는 BSI 방법론의 상세한 단계별 적용을 제시합니다. BSI의 임상적 유용성은 아직 초기 단계에 있지만, 소아 및 신생아 인구 내에서 용적 과부하 심장의 이완기 기능을 설명할 수 있는 가능성을 보여주었습니다. 따라서 이 연구의 두 번째 목표는 이 이미징 기술에 대한 최근 및 미래의 임상 작업에 대해 논의하는 것입니다.

서문

심장 내 혈류 패턴은 태아의 형태 형성에서 시작하여 평생 동안 계속되는 심장 발달에 중요한 역할을 합니다¹. 혈역학적 전단 응력은 특정 유전자 ^2,3의 활성화를 통해 심실 성장 및 구조를 자극하는 데 중추적인 역할을 합니다. 이는 자궁 내 단계와 생애 초기에 모두 발생하며, 따라서 초기 심장 발달과 성인기로의 이월에 대한 혈역학적 영향의 중요성을 강조한다³.

유체 역학 법칙에 따르면 혈관 벽을 따라 흐르는 혈액은 벽에 가까울 때 느리게 움직이고 저항이 낮은 혈관 중앙에 있을 때 더 빠르게 움직입니다. 이 현상은 전형적인 도플러 속도 시간 적분 엔벨로프⁴로 맥파 도플러를 갖는 모든 대형 선박에서 입증 될 수 있습니다. 혈액이 심장과 같은 더 큰 구멍으로 들어가면 심내막 표면에서 가장 멀리 떨어진 혈액은 해당 표면에 가장 가까운 혈액에 비해 속도를 계속 증가시키고 소용돌이라고 하는 유체의 회전체를 생성합니다. 일단 생성되면 소용돌이는 일반적으로 음압 구배를 통해 주변 유체를 끌어들이는....

프로토콜

인간 참가자를 대상으로 한 연구에서 수행된 모든 절차는 기관 및/또는 국가 연구 위원회의 윤리 기준과 1964년 헬싱키 선언 및 이후 개정안 또는 이에 준하는 윤리 기준에 따랐다. 연구에 포함된 모든 개별 참가자의 가족으로부터 정보에 입각한 동의를 얻었습니다. 모든 이미지와 비디오 클립은 인수 후 식별이 해제되었습니다.

1. 환자 준비

1. 환자의 유아용 침대에 인접한 초음파 기계를 설치하고 3리드 심전도를 연결합니다( 자료표 참조).
2. 환자 코드와 몸길이 및 체중과 같은 관련 세부 정보를 입력하고 앞서 설명한 표준¹²에 따라 심장 초음파를 수행합니다.

2. 이미지 취득

1. 특히 BSI의 경우 좁은 섹터 폭으로 정점 4챔버 보기에서 LV를 얕게 볼 수 있으므로 400-600Hz 사이의 획득 프레임 속도를 허용합니다.
2. 좌심실강 위의 색상 상자를 열고 승모판막에서 심내막 정점까지, 중격 심내막 경계에서 외벽 심내막 경계까지의 영역만 포함하도록 최대한 좁힙니다.
3. 얼룩덜룩할 정도로....

토론

심장 내 소용돌이를 시각화하고 이해하는 것의 중요성
높은 프레임 속도의 심장 초음파 검사 파생 와류 영상의 가능한 임상 응용 분야는 많습니다. 심장 내 흐름 역학에 대한 귀중한 통찰력을 제공하는 능력은 최근 연구의 관심사였습니다¹⁶. 또한, 와류 영상은 신생아의 LV 구조 및 기능에서 증상 전 변화를 감지할 수 있게 할 수 있으며, 이는 성인기로의 장기적인 ?.......

자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
Tomtec Imaging Systems GmbH	Phillips	GmbH Corporation	Offline ultrasound image processing tool, used for calculating all vortex measurements
Vivid E95	General Electrics	NA	Cardiac Ultrasound device used to capture Echocardiography-derived Blood Speckle Imaging