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 materialet er resultatet av arbeidet støttes og bruk av fasilitetene på Clement J. Zablocki Veterans Affairs Medical Center i Milwaukee, Wisconsin.

Institusjonelle gjennomgang styret av Clement J. Zablocki Veterans Affairs medisinske senter godkjent protokollene. Skriftlig samtykke ble frafalt fordi invasiv cardiac overvåking og TEE rutinemessig brukes i alle pasienter som gjennomgår kirurgi i våre institusjon. Pasienter med relativ eller absolutt kontraindikasjoner for TEE, de som gjennomgår gjenta median sternotomy eller akutt kirurgi, og de med atrial eller ventrikulær tachyarrhythmias ble ekskludert fra deltakelse.
1. anestesi
...

Gjeldende resultater viser at VFT kan måles pålitelig under kirurgi med TEE teknikkene som beskrives her. Tidligere beskrivelser av VFT brukt transthoracic echocardiography i bevisst fag, men denne tilnærmingen kan ikke brukes når brystet er åpen. Vi brukte intraoperativ TEE for å bestemme VFT bedøvet pasienter gjennomgår kirurgi der endringer i LV fylle dynamics er ofte møtte ischemia-reperfusion skade eller tiltak. Våre resultater indikerer at VFT mål gjenspeiler endringer i LV fylle effektiviteten produsert...

Væske mekanikk er en viktig men ofte underappreciated determinant av venstre ventrikkel (LV) fylling. En tredimensjonale rotasjons kroppen væske, kjent som en vortex ring, genereres når en væske passerer en orifice1,2,3. Denne virvelen ringen forbedrer effektiviteten av væske sammenlignet med en kontinuerlig lineær jet4. Bevegelse av blod gjennom mitral ventil under tidlig LV fylle forårsaker en vortex ring til5,6,7,8 og forenkler dens utbredelse i kammeret beholde væske momentum og kinetisk energi9. Disse handlingene forbedre LV fylle effektivitet,4,,10,,11,,12,,13. Ringen ikke bare hemmer blod flyte stasis i LV apex14,15,16,17 men også styrer flyten fortrinnsvis under fremre mitral pakningsvedlegget7, 18, som reduserer risikoen for apikale dannelse og tilrettelegge fylling av LV utstrømming spore19, henholdsvis. Kontrast echocardiography17, Doppler vektor flyt kartlegging6,20,21, magnetisk resonans imaging7og partikkel imaging velocimetry9,22 ,23,24 har blitt brukt til å demonstrere utseendet og virkemåten av trans-mitral vortex ringer under normal og patologiske forhold. Venstre atrial-LV trykkgradient, graden av diastolisk mitral ringformede utflukt, minimum LV trykket oppnådd under diastolen, og hastigheten og omfanget av LV er de fire store determinantene for varighet, størrelse, flyt intensitet og posisjon den trans-mitral ring2,12,25,26,27,28,29.
Vortex ring utvikling er oftest kvantifisert med en dimensjonsløs parameter (vortex formasjon tid; VFT) basert på flytende utstøting fra en stive rør3, hvor VFT defineres som produktet av gjennomsnittlige væske hastigheten og varigheten av utstøting delt orifice diameter. Den optimale størrelsen på en vortex ring oppnås når VFT er 4 i vitro fordi etterfølgende jets og energisk begrensninger hindre den fra å oppnå en større størrelse3,4. Mitral ventil VFT har vært tilnærmes med klinisk transthoracic echocardiography8,30,31. Basert på analyse av trans-mitral blod flyten hastighet og mitral ventil diameter (D), kan det være lett vist8 som VFT = 4 × (1-β) × EF × α3, hvor β = atrial fylling brøk, EF = LV utstøting brøk og α = EDV1/3/D, hvor EDV = ende-diastolisk volum. Utstøting brøkdel er forholdet mellom Slagvolum (SV) og EDV, slik at denne ligningen til forenkles til VFT = 4 × (1-β) × SV / (πD3). Fordi VFT dimensjonsløs (volum/volum), kan denne indeksen direkte sammenligning mellom pasienter av varierende størrelse uten justering for vekt eller kroppen areal8. Optimal VFT varierer mellom 3.3 og 5.5 i friske8, og resultatene er konsistente med regnskapsprinsippene innhentet i fluid dynamikk modeller3,32. VFT viste seg å være ≤ 2.0 hos pasienter med deprimert LV systolisk funksjon, funn som støttes også av teoretiske spådommer8. Reduksjoner i VFT spådd uavhengig sykelighet og dødelighet hos pasienter med hjertesvikt30. Forhøyet LV afterload33Alzheimers34, unormal diastolisk funksjonen19og utskifting av de innfødte mitral ventilen med en protese35 har også blitt vist å redusere VFT. Måling av VFT kan også være nyttig for å identifisere blodet flyt stasis eller blodpropp i pasienter med akutt hjerteinfarkt36,37.
Vår gruppe er interessert i faktorer som påvirker LV fylling effektivitet under kirurgi38,39,40,41. Vi bruker standard todimensjonal og Doppler transesophageal echocardiography (TEE) noninvasively utlede variablene som kreves til å beregne VFT. I denne rapporten vi beskrive denne metodikken i detalj og gjennomgå våre funn hittil.

<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 blodstrøm produserer en tredimensjonale rotasjons kroppen væske, kjent som en vortex ring, som forbedrer effektiviteten av venstre ventrikkel (LV) fylle sammenlignet med en kontinuerlig lineær jet. Vortex ring utvikling er oftest kvantifisert vortex formasjon tid (VFT), en dimensjonsløs parameter basert på flytende utstøting fra en stive rør. Vår gruppe er interessert i faktorer som påvirker LV fylling effektivitet under kirurgi. I denne rapporten beskriver vi hvordan du bruker standard todimensjonal (2D) og Doppler transesophageal echocardiography (TEE) noninvasively avlede variablene trengte å beregne VFT. Vi beregne atrial fylling brøkdel (β) fra hastighet / tid integraler av trans-mitral tidlig LV fylling og atrial Systolen blodet flyt hastighet bølgeformer målt i midt-esophageal fire-kammer TEE visningen. Slagvolum (SV) beregnes som produktet av diameteren på LV ut sporet målt i midt-esophageal lange aksen TEE visningen og hastighet-tiden integrert av blodstrøm gjennom utløp sporet fastsatt i dyp transgastric visningen med puls-bølge Doppler. Endelig bestemmes mitral ventil diameter (D) som gjennomsnittet av hovedversjoner og underordnede aksen lengder målt i ortogonale midt-esophageal bicommissural og lange aksen tenkelig fly, henholdsvis. VFT beregnes som 4 × (1-β) × SV / (πD3). Vi har brukt denne teknikken til å analysere VFT i flere grupper av pasienter med ulike kardial unormalt. Vi diskutere vår bruk av denne teknikken og mulige begrensninger og også se våre resultater. Noninvasiv måling av VFT bruker TEE er enkel i bedøvet pasienter som gjennomgår kirurgi. Teknikken kan gi cardiac anesthesiologists og kirurger for å vurdere effekten av patologiske forhold og tiltak på LV fylle effektivitet i sanntid.

Gjeldende teknikken tillot oss å måle pålitelig VFT under kirurgi under en rekke klinisk betingelser ved å skaffe hver determinant fra blodstrøm og dimensjonale opptakene i standard TEE tenkelig fly. En puls-bølge Doppler eksempel volumet ble plassert på tuppen av mitral løpesedler i visningen for midt-esophageal fire-kammer å få trans-mitral blodet flyt hastighet profilen må beregne atrial fylling brøkdel (β; Figur 1). Slagvolum identifiserte me...

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 protokoll for å måle vortex formasjon tid, en indeks av venstre ventrikkel fylling effektivitet, med standard transesophageal echocardiography teknikkene i pasienter som gjennomgår kirurgi. Vi bruker denne teknikken for å analysere vortex formasjonen i flere grupper av pasienter med ulike cardiac patologi.

Noninvasiv besluttsomhet Vortex formasjon tid ved hjelp av Transesophageal Echocardiography under kirurgi

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 metoden kan bidra til å svare på viktige spørsmål om venstre ventrikulær fylling effektivitet under hjertekirurgi. Den største fordelen med denne teknikken er at vortexformasjonstiden kan beregnes under hjertekirurgi ved hjelp av konvensjonelle transesophageal ekkokardiografiteknikker. For å utføre en omfattende transøsofageal ekkokardiografiundersøkelse eller TEE, sett forsiktig sonden inn i pasientens spiserør ved å løfte pasientens kjeve.Sonden skal ikke tvinges eller det kan oppstå personskader. Identifiser tidlig venstre ventrikkelfylling og atriesmaltole blodstrømbølgeformer av transmitral blodstrømhastighet og måle deres tilsvarende topphastigheter og hastighetstid integrert ved hjelp av den integrerte programvarepakken til ekkokardiografiutstyret. Mål maksimal diameter på venstre ventrikkel utstrømningskanal rett under aortaventilen i midten av esophageal aortaventil lang akse TEE-visning under midten av systole og beregne området av venstre ventrikkel utstrømningskanal.Få en dyp transgastrisk lang akse TEE-visning og plasser en pulsbølge Doppler prøvevolum i den distale venstre ventrikkelutstrømningskanalen for å registrere en blodstrømhastighetskonvolutt på samme nivå der diameteren ble målt. For å oppnå hastighetstiden integrert, bruk TEE-programvarepakken til å integrere bølgeformområdet. Multipliser den resulterende hastighetstiden integrert i venstre ventrikkelutstrømningshastighet bølgeform av utstrømningsområdet for å oppnå slagvolumet.Ta opp videoklippene av den midtsysofagus bi-commissural og venstre ventrikkel lang akse TEE bildeplan, tar vare på å inkludere flere hjertesykluser i hvert opptak. Kontroller deretter videoklippene manuelt etter ekkokardiografi-T-bølgen for å velge maksimal åpning av mitralventilbrosjyrene og bruk kaliperfunksjonen i ekkokardiografiutstyret for å måle avstanden mellom mitralbrosjyrene. For å beregne atriefyllingsfraksjonen, kan en pulsbølge Doppler-prøvevolum plasseres på tuppene av mitralbrosjyrene i midten av esophageal fire kammervisning for å oppnå den transmitrale blodstrømhastighetsprofilen.Den venstre ventrikkelutstrømningskanaldiameteren kan måles i midten av esophageal venstre ventrikkel lang aksevisning, mens blodstrømmen gjennom utstrømningskanalen kan bestemmes i det dype transgastriske kortaksebildeplanet. Den gjennomsnittlige mitralventildiameteren beregnes som gjennomsnittet av de store og mindre aksediameter målt i henholdsvis mellomesophageal bi-commissural og venstre ventrikkel lang akseplan. Eksponering for kardiopulmonal bypass reduserer vortexformasjonstiden hos pasienter som gjennomgår koronarkirurgi med vortexformasjonstiden som gjenoppretter til baselineverdier innen 60 minutter etter bypass.Det større atriebidraget til venstre ventrikkelfylling er først og fremst ansvarlig for nedgangen i vortexformasjonstid da slagvolumet og mitralventildiameteren forblir uendret. En reduksjon i vortexformasjonstid forekommer også hos pasienter med alvorlig aortaventilstenose og venstre ventrikkeltrykk overbelastning hypertrofi sammenlignet med de med normal venstre ventrikkel veggtykkelse. Moderat aortainsuffisiens ugyldiggjør bruken av vortexformasjonstid i nærvær av aortastenose.Videre er vortexformasjonstiden lavere hos octogenarians sammenlignet med yngre pasienter sammenfallende med et nedsatt avslapningsmønster av venstre ventrikkeldiastolisk dysfunksjon. Ikke-invasiv måling av vortexformasjonstid ved hjelp av standard todimensjonale og Doppler TEE-teknikker er grei og kan tillate vurdering av virkningen av patologiske forhold og kirurgiske inngrep på venstre ventrikulær fyllingseffektivitet i sanntid.

Research

JoVE Journal

Medicine

Direct Pressure Monitoring Accurately Predicts Pulmonary Vein Occlusion During Cryoballoon Ablation

Direkte Pressure Monitoring Spår Nøyaktig Pulmonal Vein Okklusjon Under Cryoballoon Ablasjon

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 utero Måling av puls i Mouse av invasiv M-modus 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 av Høyreventrikulært struktur og funksjon i Mouse Modell av lungearterie Innsnevring av 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

Noninvasive Vurdering av hjertefeil i Experimental Autoimmune Myokarditt ved Magnetic Resonance Mikros Imaging 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 hjertesvikt Ischemia modell i svin bruker en 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

En anatomisk studie av nerver risiko under minimal 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

Robotisert testing av kameraposisjoner for å bestemme ideell konfigurasjon for stereo 3D-visualisering av åpen 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 av hjertekontraktil dysfunksjon og Ca2+ transienter i gnagermyocytter

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

Funksjonell vurdering av donorhjertet under Ex Situ Perfusjon: Innsikt fra trykk-volumsløyfer og overflateekkokardiografi

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