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

Dieses Material ist das Ergebnis der Arbeit mit Ressourcen und die Nutzung der Einrichtungen, die Clemens J. Zablocki Veterans Affairs Medical Center in Milwaukee, Wisconsin unterstützt.

Institutional Review Board von der Clement J. Zablocki Veterans Affairs Medical Center genehmigt die Protokolle. Schriftliche Einwilligung wurde verzichtet, da invasive kardiologische Überwachung und TEE routinemäßig bei allen Patienten nach herzchirurgischen Eingriffen in unserer Einrichtung verwendet werden. Patienten mit relativen oder absoluten Kontraindikationen für TEE, die Wiederholung mediane Sternotomie oder Notoperation und solche mit Vorhofflimmern oder ventrikuläre Tachyarrhythmien wurden von der Teilnah...

Die aktuellen Ergebnisse zeigen, dass VFT während der Herzchirurgie mit den TEE-Techniken beschrieben hier verlässlich bewertet werden kann. Frühere Beschreibungen der VFT transthorakalen Echokardiographie in bewusste Themen verwendet, aber dieser Ansatz kann nicht genutzt werden, wenn die Brust geöffnet ist. Wir zur intraoperativen TEE Ermittlung VFT bei narkotisierten Patienten, Herzchirurgie, während die Änderungen im LV füllen Dynamik oft als Folge der Ischämie-Reperfusion Verletzungen oder chirurgischen Eing...

Strömungsmechanik ist eine kritische und doch oft unterschätztes Determinante der linken Herzkammer (LV) Füllung. Eine dreidimensionale Rotationskörper Flüssigkeit, ist bekannt als Vortex Ring, dann generiert, wenn eine Flüssigkeit durchläuft eine Blende1,2,3. Dieser Vortex Ring verbessert die Effizienz des Fluidtransport im Vergleich mit einem kontinuierlichen linearen Jet4. Bewegung des Blutes durch die Mitralklappe während der frühen LV-Füllung verursacht einen Vortex Ring,5,6,7,8 zu bilden und seine Ausbreitung in die Kammer durch die Erhaltung der flüssigen Dynamik erleichtert und kinetische Energie9. Diese Maßnahmen erhöhen LV füllen Effizienz4,10,11,12,13. Der Ring nicht nur hemmt Fluss Blutstau in den LV Apex14,15,16,17 , sondern leitet auch Strömung bevorzugt unterhalb der vorderen mitral Merkblatt7, 18, Auswirkungen, die Füllung der LV Abfluss erleichtern und verringern das Risiko von apikalen Thrombusbildung verfolgen19, beziehungsweise. Kontrast-Echokardiographie-17, Doppler Vektor Flow Mapping6,20,21, Magnet-Resonanz-Tomographie7und Particle imaging Velocimetry9,22 ,23,24 wurden verwendet, um das Aussehen und Verhalten der Trans-mitral Wirbel Ringe unter normalen und pathologischen Bedingungen unter Beweis stellen. Der linken atrial LV Druckgradient, der Grad der diastolische Mitralinsuffizienz ringförmigen Ausflug, der LV-Mindestdruck erreicht während der Diastole, und die Rate und das Ausmaß der LV Entspannung sind die vier wichtigsten Determinanten von Dauer, Größe, Flow Intensität und Position der die Trans-mitral Ring2,12,25,26,27,28,29.
Vortex Ring Entwicklung ist in den meisten Fällen mit einem dimensionslose Parameter (Wirbel Bildung Zeit; quantifiziert. VFT) basierend auf flüssige Auswurf aus einem starren Rohr3, wo VFT als das Produkt aus der Zeit gemittelt Fluidgeschwindigkeit und die Dauer der Auswurf dividiert durch den Durchmesser der Öffnung definiert ist. Die optimale Größe einer Vortex Ring wird erreicht, wenn VFT 4 in-vitro- weil nachgestellte Düsen und energetischen Einschränkungen verhindern, dass es eine größere Größe3,4zu erreichen. Mitralklappe VFT hat klinisch mit transthorakalen Echokardiographie8,30,31angeglichen worden. Basierend auf der Analyse von Trans-mitral Blut Strömungsgeschwindigkeit und Mitralklappe Durchmesser (D), es lässt sich leicht gezeigt8 , VFT = 4 × (1-β) × EF × α3, wo β = atriale Füllung Bruchteil, EF = LV Auswurffraktion und α = EDV1/3/d, wo EDV = End-diastolischen Volumen. Auswurffraktion ist das Verhältnis von Schlagvolumen (SV) und EDV, so dass diese Gleichung vereinfacht werden, VFT = 4 × (1-β) × SV / (πD3). Da VFT dimensionslose (Volumen/Volumen) ist, ermöglicht dieser Index den direkten Vergleich zwischen Patienten unterschiedlicher Größe ohne Anpassung für Gewicht oder Fläche8. Optimale VFT reicht von 3,3 bis 5,5 in gesunden Probanden8und Ergebnisse stehen im Einklang mit denen, die in Fluid Dynamics Modelle3,32. VFT zeigte ≤ 2,0 bei Patienten mit depressiven LV systolischen Funktion, Erkenntnisse, die auch vom theoretischen Vorhersagen8unterstützt werden. Reduzierung der VFT vorhergesagt unabhängig Morbidität und Mortalität bei Patienten mit Herzinsuffizienz30. Erhöhte LV-Nachlast33, Alzheimer-Krankheit34, abnorme diastolische Funktion19und Ersatz der native Mitralklappe mit einer Prothese35 haben auch gezeigt, um VFT zu verringern. Messung der VFT kann auch nützlich, um die Strömung Blutstau oder Thrombosen bei Patienten mit akutem Myokardinfarkt36,37zu identifizieren sein.
Unsere Gruppe interessiert sich Faktoren, die beeinflussen LV füllen Effizienz während der Herzchirurgie38,39,40,41. Wir verwenden standard Doppler und zweidimensionalen transösophagealen Echokardiographie (TEE), um nicht-invasiv die Variablen zur Berechnung der VFT abzuleiten. In diesem Bericht haben wir diese Methodik im Detail zu beschreiben und unsere bisherigen Ergebnisse zu überprüfen.

<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 Durchblutung erzeugt eine dreidimensionale Rotationskörper Flüssigkeit, bekannt als Vortex Ring, das erhöht die Effizienz der linken Herzkammer (LV) füllen im Vergleich mit einem kontinuierlichen linearen Jet. Vortex Ring Entwicklung wird in den meisten Fällen mit Wirbel Bildung Zeit (VFT), eine dimensionslose Parameter basierend auf flüssige Auswurf aus einem starren Rohr quantifiziert. Unsere Gruppe interessiert sich Faktoren, die beeinflussen LV füllen Effizienz während der Herzchirurgie. In diesem Bericht beschreiben wir gewusst wie: verwenden Sie standard-zweidimensionale (2D) und Doppler transösophagealen Echokardiographie (TEE), nicht-invasiv die Variablen abzuleiten VFT berechnen musste. Wir berechnen Vorhofflimmern Füllung Bruchteil (β) von Geschwindigkeit-Zeit-integrale der Trans-mitral frühen LV-Füllung und atriale Systole Blut fließen Geschwindigkeit Wellenformen gemessen in der Mitte-und Speiseröhrenkrebs Vierkammer-TEE-Ansicht. Schlagvolumen (SV) wird berechnet, wie das Produkt des Durchmessers der LV-Abfluss-Strecke in der Mitte-und Speiseröhrenkrebs Längsachse TEE Ansicht gemessen und das Geschwindigkeit-Zeit-Integral des Blutflusses durch den Abfluss Track bestimmt in der Tiefe Transgastric Ansicht mit Puls-Welle Doppler. Schließlich wird als Durchschnitt der Haupt- und Nebenversionen Achslängen gemessen in orthogonalen Mitte esophageal Bicommissural und Längsachse bildgebenden Flugzeuge, bzw. Mitral Ventil Durchmesser (D) bestimmt. VFT errechnet sich dann als 4 × (1-β) × SV / (πD3). Wir haben diese Technik verwendet, um VFT in mehrere Gruppen von Patienten mit unterschiedlichen kardiale Anomalien zu analysieren. Wir besprechen unsere Anwendung dieser Technik und ihre möglichen Grenzen und auch unsere bisherigen Ergebnisse zu überprüfen. Nicht-invasive Messung der VFT mit TEE ist einfach bei narkotisierten Patienten nach herzchirurgischen Eingriffen. Die Technik kann kardiale Anästhesisten und Chirurgen zur Bewertung der Auswirkungen von pathologischen Zuständen und chirurgische Eingriffe am LV Effizienz in Echtzeit zu füllen.

Die aktuelle Technik erlaubt uns, VFT während der Herzchirurgie unter einer Vielzahl von klinischen Bedingungen zuverlässig zu messen, indem jede Determinante von Blutfluss und dreidimensionale Aufnahmen in standard TEE bildgebenden Flugzeuge erhalten. Eine Pulswelle Doppler Probenvolumen stellte sich an den Spitzen der Mitral-Flugblätter in der Mitte-und Speiseröhrenkrebs Vierkammer-Blick auf das Trans-mitral Blut fließen Geschwindigkeitsprofil notwendig, Vorhofflimmern Füllung Bru...

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

Wir beschreiben ein Protokoll, um Wirbel Bildung Zeit, einen Index der linken ventricular Füllung Effizienz messen mit standard transösophagealen Echokardiographie Techniken bei Patienten nach herzchirurgischen Eingriffen. Wir wenden diese Technik um Wirbel Bildung Zeit in mehreren Gruppen von Patienten mit unterschiedlichen kardiale Pathologien zu analysieren.

Nicht-invasive Zeitbestimmung Vortex Formation mit transösophagealen Echokardiographie bei Herzchirurgie

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

Diese Methode kann helfen, wichtige Fragen über die effizienz der linksventrikulären Füllung während der Herzchirurgie zu beantworten. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass die Wirbelbildungszeit während der Herzchirurgie mit herkömmlichen transösophagealen Echokardiographietechniken berechnet werden kann. Um eine umfassende transösophageale Echokardiographie-Untersuchung oder TEE durchzuführen, legen Sie die Sonde vorsichtig in die Speiseröhre des Patienten ein, indem Sie den Kiefer des Patienten anheben.Die Sonde sollte nicht erzwungen werden oder Verletzungen auftreten. Identifizieren Sie die frühe linke Ventrikelfüllung und die Vorhofsystole-Blutflusswellenformen der transprekulralen Durchflussgeschwindigkeit und messen Sie ihre entsprechenden Spitzengeschwindigkeiten und Geschwindigkeitszeitintegrale mit dem integrierten Softwarepaket der Echokardiographie-Geräte. Messen Sie den maximalen Durchmesser des linken Ventrikelabflusstraktes direkt unterhalb der Aortenklappe in der mittelössophagealen Aortenklappe-Lange-Achse TEE-Ansicht während der Mitte der Systole und berechnen Sie die Fläche des linken Ventrikel-Abflusstraktes.Erhalten Sie eine tiefe transgastrische Langachse TEE-Ansicht und platzieren Sie ein Pulswellen-Doppler-Probenvolumen im distalen linken Ventrikel-Abflusstrakt, um eine Durchflussgeschwindigkeitshülle auf derselben Ebene aufzuzeichnen, auf der der Durchmesser gemessen wurde. Um das Velocity Time Integral zu erhalten, verwenden Sie das TEE-Softwarepaket, um den Bereich der Wellenform zu integrieren. Multiplizieren Sie das resultierende Geschwindigkeitszeitintegral des linken Ventrikelabflusstraktes Blutflussgeschwindigkeitswellenform mit dem Bereich des Abflusstraktes, um das Hubvolumen zu erhalten.Nehmen Sie die Videoclips der mittelössophagealen bi-commissural und der linken Herzkammer lange Achse TEE Bildgebung Ebenen, wobei darauf geachtet, mehrere Herzzyklen in jeder Aufnahme enthalten. Dann überprüfen Sie manuell die Zeitlupenbilder der Videoclips nach der Echokardiographie T-Welle, um die maximale Öffnung der Mitralklappenblätter auszuwählen und die Bremssattelfunktion in der Echokardiographie-Ausrüstung zu verwenden, um den Abstand zwischen den Mitralbroschüren zu messen. Zur Berechnung der Vorhoffüllungsfraktion kann an den Spitzen der Mitralblätter in der mittleren Ösophage-Vierkammeransicht ein Pulswellen-Doppler-Probenvolumen platziert werden, um das transmissionrale Blutflussgeschwindigkeitsprofil zu erhalten.Der Durchmesser des linken Ventrikelabflusstraktes kann in der mittleren ösophagealen linken Ventrikel-Langachsenansicht gemessen werden, während der Blutfluss durch den Abflusstrakt in der tiefen transgastrischen Kurzachsen-Bildebene bestimmt werden kann. Der durchschnittliche Mitralventildurchmesser wird als Mittelwert der Haupt- und Nebenachsendurchmesser berechnet, die in den mittelössophagealen bi-kommissarischen bzw. linken Ventrikel-Langachsenebenen gemessen werden. Die Exposition gegenüber einem kardiopulmonalen Bypass reduziert die Wirbelbildungszeit bei Patienten, die sich einer koronaren Herzkranzoperation unterziehen, wobei sich die Wirbelbildungszeit innerhalb von 60 Minuten nach dem Bypass auf Basiswerte erholt.Der größere Vorhofbeitrag zur linken Ventrikelfüllung ist in erster Linie für den Rückgang der Wirbelbildungszeit verantwortlich, da das Hubvolumen und der Mitralklappendurchmesser unverändert bleiben. Eine Abnahme der Wirbelbildungszeit tritt auch bei Patienten mit schwerer Aortenklappenstenose und linker Ventrikeldrucküberlasthypertrophie im Vergleich zu Patienten mit normaler linker Ventrikelwanddicke auf. Mäßige Aorteninsuffizienz entkräftet die Verwendung von Wirbelbildungszeit in Gegenwart von Aortenstenose.Darüber hinaus ist die Wirbelbildungszeit bei Oktogenariern niedriger als bei jüngeren Patienten, die mit einem gestörten Entspannungsmuster der linken Ventrikeldiastoldysfunktion zusammenfallen. Die nichtinvasive Messung der Wirbelbildungszeit mit standard zweidimensionalen und Doppler TEE-Techniken ist einfach und kann die Beurteilung der Auswirkungen pathologischer Bedingungen und chirurgischer Eingriffe auf die linksventrikuläre Fülleffizienz in Echtzeit ermöglichen.

Research

JoVE Journal

Medicine

Direct Pressure Monitoring Accurately Predicts Pulmonary Vein Occlusion During Cryoballoon Ablation

Direkte Pressure Monitoring genau vorhersagt Pulmonary Vein Occlusion Während Kryoballon Ablation

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

Forschung

Medizin

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

In utero Messung der Herzfrequenz in Mouse von Nichtinvasive M-Mode-Echokardiographie

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

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

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

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

Nicht-invasive Beurteilung der Herzfehlbildungen in experimentellen autoimmunen Myokarditis von Magnetic Resonance Imaging Microscopy in der Maus

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

Ein chronischer kardialer Ischämie-Modell bei Schweinen, die mit einem Ameroid Constrictor

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

Eine anatomische Untersuchung der Nerven gefährdet während minimalinvasiver Hallux Valgus Operation

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

Robotisiertes Testen von Kamerapositionen zur Bestimmung der idealen Konfiguration für die Stereo-3D-Visualisierung von Operationen am offenen Herzen

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 der kardialen kontraktilen Dysfunktion und Ca2+ Transienten in Nagetiermyozyten

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

Funktionsbeurteilung des Spenderherzens während der Ex-situ-Perfusion : Erkenntnisse aus Druck-Volumen-Schleifen und Oberflächenechokardiographie

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