Name: noninvasive determination of vortex formation time using transesophageal echocardiography during cardiac surgery
Uploaded: 2018-11-28T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Noninvasive Determination of Vortex Formation Time Using Transesophageal Echocardiography During Cardiac Surgery at JoVE.com

Dette materiale er et resultat af arbejde støttes med ressourcer og brug af faciliteterne på de Clement J. Zablocki veteraner anliggender Medical Center i Milwaukee, Wisconsin.

Den institutionelle Review Board af Clement J. Zablocki veteraner anliggender Medical Center godkendt protokollerne. Skriftlig informeret samtykke er frafaldet, fordi invasive hjerte overvågning og TEE er rutinemæssigt anvendes i alle patienter, der gennemgår hjertekirurgi i vores institution. Patienter med relative eller absolutte kontraindikationer for TEE, de gennemgår gentage median sternotomi eller akut kirurgi, og dem med atriale eller ventrikulære hjertebanken blev udelukket fra deltagelse.
<p class="jove...

De aktuelle resultater illustrerer, at VFT kan måles pålideligt i hjertekirurgi ved hjælp af TEE teknikker beskrevet her. Tidligere beskrivelser af VFT brugt transthoracic ekkokardiografi i bevidst fag, men denne fremgangsmåde kan ikke blive udnyttet, når brystet er åben. Vi brugte intraoperativ TEE til at bestemme VFT i de bedøvede patienter, der gennemgår hjertekirurgi, hvor ændringer i LV påfyldning dynamics er ofte stødt på grund af iskæmi-reperfusion skade eller kirurgiske indgreb. Vores resultater vise...

Fluid mekanik er en kritisk endnu ofte underappreciated determinant af venstre ventrikel (LV) påfyldning. En tre-dimensionel roterende legeme væske, kendt som en vortex ring, genereres, når en væske krydser en blænde1,2,3. Denne vortex ring forbedrer effektiviteten af flydende transport sammenlignet med en kontinuerlig lineær jet4. Flytning af blod gennem mitralklappen ved tidlig LV fyldning forårsager en vortex ring til at danne5,6,7,8 og letter sin udbredelse ind i kammeret ved at bevare væske momentum og kinetisk energi9. Disse foranstaltninger forbedrer LV påfyldning effektivitet4,10,11,12,13. Ringen ikke kun hæmmer blod flow stasis i LV apex14,15,16,17 , men også dirigerer flow fortrinsvis under den forreste mitral indlægsseddel7, 18, effekter, der mindsker risikoen for apikale blodprop dannelse og lette påfyldning af LV udstrømning spore19, henholdsvis. Kontrast ekkokardiografi17, Doppler vektor flow kortlægning6,20,21, magnetisk resonans imaging7og partikel imaging Velocimetri9,22 ,23,24 har været brugt til at påvise udseendet og funktionaliteten af trans-mitral vortex ringe under normale og patologiske betingelser. Den venstre atriale-LV trykgradient, graden af diastolisk mitral ringformede udflugt, den mindste LV tryk opnået under diastolen, samt hastigheden og omfanget af LV afslapning er de fire vigtige determinanter for varighed, størrelse, flow intensiteten og placeringen af trans-mitral ring2,12,25,26,27,28,29.
Vortex ring udvikling er oftest kvantificeres med en dimensionsløs parameter (vortex dannelsen tid; VFT) baseret på flydende udslyngning fra en rigid rør3, hvor VFT er defineret som et produkt af den tid i gennemsnit væske velocity og varigheden af udslyngning divideret med blænde diameter. Den optimale størrelse af en vortex ring er opnået, når VFT er 4 in vitro- fordi trailing jets og energiske begrænsninger forhindre det i at nå en større størrelse3,4. Mitralklap VFT har været tilnærmet klinisk ved hjælp af transthoracic ekkokardiografi8,30,31. Baseret på analyse af trans-mitral blod flow hastighed og mitralklap diameter (D), kan det være let vist8 at VFT = 4 × (1-β) × elementærfilen × α3, hvor β = atrieflimren påfyldning brøkdel, EF = LV uddrivningsfraktion og α = EDV1/3/d, hvor EDV = ende-diastoliske volumen. Uddrivningsfraktion er forholdet mellem slagtilfælde volumen (SV) og EDV, tillader denne ligning forenkles til VFT = 4 × (1-β) × SV / (πD3). Fordi VFT er dimensionsløs (volumen/bind), giver dette indeks direkte sammenligning mellem patienter af varierende størrelse uden justering for vægt eller kroppen overfladearealet8. Optimal VFT svinger mellem 3,3 og 5.5 i raske forsøgspersoner8, og resultaterne er i overensstemmelse med dem, der opnås i fluid dynamics modeller3,32. VFT viste sig at være ≤ 2,0 hos patienter med deprimeret LV systolisk funktion, resultater, der også understøttes af teoretiske forudsigelser8. Reduktioner i VFT forudsagt uafhængigt sygelighed og dødelighed hos patienter med hjertesvigt30. Forhøjede LV afterload33, Alzheimers sygdom34, unormal diastolisk funktion19og udskiftning af den indfødte mitralklap med en protese35 har også vist sig at mindske VFT. Måling af VFT kan også være nyttigt at identificere blod flow stasis eller trombose hos patienter med akut myokardieinfarkt36,37.
Vores gruppe er interesseret i faktorer, der påvirker LV påfyldning effektivitet under hjertekirurgi38,39,40,41. Vi bruger standard todimensionalt og Doppler transesophageal ekkokardiografi (TEE) at noninvasively udlede de variabler, der er nødvendige for at beregne VFT. I denne betænkning, vi beskriver denne metode i detaljer og gennemgå vores resultater til dato.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Echocardiography Machine</td>
			<td>Philips Ultrasound, Bothall, WA</td>
			<td>iE33</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transesophageal Echocardiography Probe</td>
			<td>Philips Ultrasound, Bothall, WA</td>
			<td>X7-2t</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Statistical Software</td>
			<td>AnalystSoft, Walnut, CA</td>
			<td>StatPlus:mac Pro</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

noninvasive determination of vortex formation time using transesophageal echocardiography during cardiac surgery

Trans-mitral blodgennemstrømning producerer en tre-dimensionel roterende legeme væske, kendt som en vortex ring, der forbedrer effektiviteten af venstre ventrikel (LV) fylde sammenlignet med en kontinuerlig lineær jet. Vortex ring udvikling er oftest kvantificeres med vortex dannelsen tid (VFT), en dimensionsløs parameter baseret på flydende udslyngning fra et stive rør. Vores gruppe er interesseret i faktorer, der påvirker LV påfyldning effektivitet under hjertekirurgi. I denne betænkning, vi beskriver, hvordan du bruger standard todimensionale (2D) og Doppler transesophageal ekkokardiografi (TEE) at noninvasively udlede variablerne, der kræves for at beregne VFT. Vi beregne atrieflimren påfyldning brøkdel (β) fra velocity-tid integraler trans-mitral tidlige LV påfyldning og atriale systole blod flow hastighed bølgeformer målt i midten af esophageal fire-kammer TEE visningen. Slagtilfælde volumen (SV) beregnes som produktet af diameteren af LV udstrømning spor målt i midten af esophageal længdeakse TEE visning og hastighed-integralet af blodgennemstrømningen gennem udstrømning spor bestemmes i den dybe transgastric visning ved hjælp af puls-bølge Doppler. Endelig bestemmes mitralklap diameter (D) som gennemsnittet af større og mindre akse længder målt i ortogonale midten af esophageal bicommissural og lange akse imaging fly, henholdsvis. VFT beregnes derefter som 4 × (1-β) × SV / (πD3). Vi har brugt denne teknik til at analysere VFT i flere grupper af patienter med forskellige hjerte abnormiteter. Vi diskutere vores anvendelse af denne teknik og dens potentielle begrænsninger og også gennemgå vores resultater til dato. Invasiv måling af VFT ved hjælp af TEE er ligetil i bedøvede patienter, der gennemgår hjertekirurgi. Teknikken kan tillade hjerte narkoselæger og kirurger til at vurdere virkningen af patologiske tilstande og kirurgiske indgreb på LV påfyldning effektivitet i realtid.

Den nuværende teknik tillod os at pålideligt måle VFT under hjertekirurgi under en række kliniske tilstande ved at opnå hver determinant fra blodgennemstrømning og dimensionelle optagelser i standard TEE imaging fly. En puls-bølge Doppler sample volumen var placeret på spidsen af mitral foldere i visningen midten af esophageal fire-kammer at opnå trans-mitral blod flow hastighed profil nødvendigt at beregne atrieflimren påfyldning brøkdel (β; Figur 1</str...

Watch this Scientific Journal Video about Noninvasive Determination of Vortex Formation Time Using Transesophageal Echocardiography During Cardiac Surgery at JoVE.com

Noninvasive Determination of Vortex Formation Time Using Transesophageal Echocardiography During Cardiac Surgery

Vi beskriver en protokol for at måle vortex dannelsen tid, et indeks af venstre ventrikel påfyldning effektivitet, ved hjælp af standard transesophageal ekkokardiografi teknikker i patienter, der gennemgår hjertekirurgi. Vi anvender denne teknik til at analysere vortex dannelsen tid i flere grupper af patienter med forskellige kardiale patologier.

Noninvasiv bestemmelse af Vortex dannelsen tid ved hjælp af Transesophageal ekkokardiografi under hjertekirurgi

Trans-mitral blood flow produces a three-dimensional rotational body of fluid, known as a vortex ring, that enhances the efficiency of left ventricular ...

Denne metode kan hjælpe med at besvare vigtige spørgsmål om venstre ventrikel påfyldning effektivitet under hjertekirurgi. Den største fordel ved denne teknik er, at vortex dannelse tid kan beregnes under hjertekirurgi ved hjælp af konventionelle transesophageal ekkokardiografi teknikker. For at udføre en omfattende Transesophageal Ekkokardiografi Undersøgelse eller TEE, forsigtigt indsætte sonden i patientens spiserøret ved at løfte patientens kæbe.Sonden må ikke tvinges, eller der kan forekomme personskade. Identificer den tidlige venstre ventrikel påfyldning og atriefektur blodgennemstrømning bølgeformer af overførende blodgennemstrømning hastighed og måle deres tilsvarende peak hastigheder og hastighed tid integraler ved hjælp af den integrerede software pakke af ekkokardiografi udstyr. Mål den maksimale diameter af venstre ventrikel udstrømningskanalen umiddelbart under aortaklappen i midten af esophageal aortaklappen lang akse TEE visning under midten af systole og beregne arealet af venstre ventrikel udstrømning tarmkanalen.Få en dyb transgastrisk lang akse TEE visning og placere en puls bølge Doppler prøve volumen i den distale venstre ventrikel udstrømning tarmkanalen til at registrere en blodgennemstrømning hastighed kuvert på samme niveau, hvor diameteren blev målt. For at opnå den hastighed tid integreret, skal du bruge TEE softwarepakke til at integrere det område af bølgeform. Multiplicer den resulterende hastighed tid integreret i venstre ventrile udstrømning tarmkanalen blodgennemstrømning hastighed bølgeform af det område af udstrømningskanalen for at opnå slagtilfælde volumen.Optag videoklip af midten af esophageal bi-commissural og venstre hjertekammer lang akse TEE billeddannelse fly, idet der skal være flere hjertecyklusser i hver optagelse. Derefter manuelt inspicere slowmotion billeder af videoklip efter ekkokardiografi T-bølge for at vælge den maksimale åbning af mitralklap foldere og bruge caliper funktion i ekkokardiografi udstyr til at måle afstanden mellem mitral foldere. For at beregne atriefyldning fraktion, en puls bølge Doppler prøve volumen kan placeres på spidsen af mitral foldere i midten af esophageal fire kammer visning for at opnå den transmitrale blodgennemstrømning hastighed profil.Den venstre ventrikel udstrømning tarmkanalen diameter kan måles i midten af esophageal venstre ventrikel lang akse opfattelse mens blodgennemstrømningen gennem udstrømningskanalen kan bestemmes i den dybe transgastriske kort akse billeddannelse plan. Den gennemsnitlige mitralventildiameter beregnes som gennemsnittet af de større og mindre aksediametre målt i henholdsvis mellemste og venstre langakseplaner. Eksponering for kardiopulmonal bypass reducerer vortex dannelse tid hos patienter, der gennemgår koronararteriekirurgi med vortex dannelse tid inddrive til baseline værdier inden for 60 minutter efter bypass.Den større atriebidrag til venstre ventrikel fyldning er primært ansvarlig for faldet i vortex dannelse tid som slagtilfælde volumen og mitralklap diameter forbliver uændret. Et fald i vortex dannelse tid forekommer også hos patienter med svær aortaklappen stenose og venstre ventrikel tryk overbelastning hypertrofi sammenlignet med dem med normal venstre ventrikel vægtykkelse. Moderat aorta insufficiens gør brugen af vortex dannelse tid i overværelse af aorta stenose.Yderligere, vortex dannelse tid er lavere i octogenarians sammenlignet med yngre patienter tilfældigvis med en nedsat afslapning mønster af venstre ventrikel diastolisk dysfunktion. Noninvasive måling af vortex dannelse tid ved hjælp af standard to-dimensionelle og Doppler TEE teknikker er ligetil og kan tillade vurdering af virkningen af patologiske tilstande og kirurgiske indgreb på venstre ventrikel påfyldning effektivitet i realtid.

Research

JoVE Journal

Medicine

Direct Pressure Monitoring Accurately Predicts Pulmonary Vein Occlusion During Cryoballoon Ablation

Direkte trykmålekomponenter nøjagtigt Forudsiger lungevene okklusion under Cryoballoon Ablation

Cryoballoon  ablation (CBA) is an established therapy for atrial fibrillation (AF).  Pulmonary vein (PV) occlusion is essential for achieving antral ...

In utero Measurement of Heart Rate in Mouse by Noninvasive M-mode Echocardiography

In utero Measurement of Heart Rate in Mouse by Noninvasive M-mode Echocardiography

I livmoderen Måling af Puls i mus ved Noninvasiv M-mode Ekkokardiografi

Congenital heart disease (CHD) is the most frequent noninfectious cause of death at birth. The incidence of CHD ranges from 4 to 50/1,000 births (Disease ...

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

Vurdering af Højre ventrikels struktur og funktion i musemodel med lungepulsåren Konstriktion af Transtorakal Ekkokardiografi

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

Noninvasive Assessment of Cardiac Abnormalities in Experimental Autoimmune Myocarditis by Magnetic Resonance Microscopy Imaging in the Mouse

Noninvasiv Vurdering af abnormaliteter i hjertet i Experimental Autoimmune myocarditis ved Magnetic Resonance Imaging Microscopy i mus

Myocarditis is an inflammation of the myocardium, but only ~10% of those affected show clinical manifestations of the disease. To study the immune events ...

A Chronic Cardiac Ischemia Model in Swine Using an Ameroid Constrictor

En kronisk hjerte iskæmi Model i svin ved hjælp af en Ameroid kvælerslange

Cardiovascular disease remains the number one cause of mortality in the United States. There are numerous approaches to treating these diseases, but ...

An Anatomical Study of Nerves at Risk During Minimally Invasive Hallux Valgus Surgery

En anatomisk undersøgelse af nerver i fare under minimalt invasiv Hallux Valgus kirurgi

The growing popularity of minimally invasive surgical (MIS) procedures makes it necessary that new anatomical references arise, to aid in tridimensional ...

Robotized Testing of Camera Positions to Determine Ideal Configuration for Stereo 3D Visualization of Open-Heart Surgery

Robotiseret test af kamerapositioner for at bestemme ideel konfiguration til stereo 3D-visualisering af åben hjertekirurgi

Stereo 3D video from surgical procedures can be highly valuable for medical education and improve clinical communication. But access to the operating room ...

Large-Animal Model of Donation after Circulatory Death and Normothermic Regional Perfusion for Cardiac Assessment

The increase in demand for cardiac transplantation throughout the years has fueled interest in donation after circulatory death (DCD) to expand the organ ...

Analysis of Cardiac Contractile Dysfunction and Ca2+ Transients in Rodent Myocytes

Analysis of Cardiac Contractile Dysfunction and Ca2+ Transients in Rodent Myocytes

Analyse af hjertekontraktil dysfunktion og Ca2+ forbigående i gnavermyocytter

Contractile dysfunction and Ca2+ transients are often analyzed at the cellular level as part of a comprehensive assessment of cardiac-induced injury ...

Functional Assessment of the Donor Heart During Ex Situ Perfusion: Insights from Pressure-Volume Loops and Surface Echocardiography

Functional Assessment of the Donor Heart During Ex Situ Perfusion: Insights from Pressure-Volume Loops and Surface Echocardiography

Funktionel vurdering af donorhjertet under ex situ perfusion: Indsigt fra trykvolumensløjfer og overfladeekkokardiografi

Heart transplantation remains the gold standard treatment for advanced heart failure. However, the current critical organ shortage has resulted in the ...