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

Este material é o resultado de trabalho apoiado com recursos e o uso das instalações da Clemente J. Zablocki veteranos assuntos Medical Center em Milwaukee, Wisconsin.

O Conselho de revisão institucional de Clemente J. Zablocki veteranos Assuntos centro médico aprovados os protocolos. Consentimento escrito foi dispensado porque cardíaca invasiva monitorização e TEE são usados rotineiramente em todos os pacientes submetidos a cirurgia cardíaca em nossa instituição. Pacientes com contra-indicações relativos ou absolutos para TEE, aqueles submetidos a esternotomia mediana repetição ou cirurgia de emergência e aqueles com batimentos atriais ou ventriculares taquiarritmias for...

Os resultados atuais ilustram que VFT pode ser fiavelmente mensurado durante cirurgia cardíaca, usando as técnicas TEE descritas aqui. Descrições anteriores de VFT usado ecocardiografia transtorácica em indivíduos conscientes, mas esta abordagem não pode ser utilizada quando o peito está aberto. Costumávamos TEE intra-operatória para determinar VFT nos pacientes anestesiados submetidos à cirurgia cardíaca, durante os quais mudanças na dinâmica de enchimento de LV são frequentemente encontradas em consequê...

Mecânica dos fluidos é um determinante crítico ainda frequentemente subvalorizado de enchimento de (LV) ventricular esquerdo. Um corpo de rotação tridimensional de líquido, conhecido como um anel de vórtice, é gerado sempre que um fluido atravessa um orifício1,2,3. Este anel de vórtice melhora a eficiência do transporte de fluidos em comparação com um jato contínuo linear4. Circulação de sangue através da válvula mitral durante o enchimento de LV precoce faz com que um anel de vórtice formar5,6,7,8 e facilita a sua propagação na câmara por preservar a dinâmica de fluidos e energia cinética9. Essas ações aumentar LV enchimento eficiência4,10,11,12,13. O anel não só inibe a estagnação do fluxo de sangue no ápice do LV14,15,16,17 , mas também direciona o fluxo preferencialmente abaixo o folheto mitral anterior7, 18, efeitos que diminuem o risco de formação de trombo apical e facilitam o enchimento da vazão LV faixa19, respectivamente. Ecocardiografia de contraste17, vetor Doppler fluxo mapeamento6,20,21, ressonância magnética7e particle imaging Velocimetria9,22 ,23,24 têm sido utilizados para demonstrar a aparência e comportamento de anéis de vórtice trans-mitral sob condições normais e patológicas. O gradiente de pressão de LV atrial esquerdo, o grau de excursão anular mitral diastólica, a pressão mínima de LV alcançada durante a diástole e a taxa e a extensão do relaxamento LV são os quatro principais determinantes da duração, tamanho, intensidade de fluxo e posição de o anel mitral trans2,12,25,26,,27,28,29.
Desenvolvimento de anel de vórtice é geralmente quantificado com um parâmetro adimensional (tempo de formação do vórtice; VFT) baseado no fluido ejeção de um tubo rígido3, onde VFT é definido como o produto da velocidade do fluido em média o tempo e a duração da ejeção dividida pelo diâmetro do orifício. O tamanho ideal de um anel de vórtice é alcançado quando VFT é 4 em vitro , porque no final de jatos e limitações energéticas impedem-lo de atingir um tamanho maior de3,4. Válvula mitral VFT tem sido aproximada usando clinicamente ecocardiografia transtorácica8,30,31. Com base na análise da velocidade de fluxo de sangue trans-mitral e válvula mitral diâmetro (D), pode ser facilmente mostrado8 que VFT = 4 × (1-β) × EF × α3, onde β = fração de enchimento atrial, EF = fração de ejeção de LV e α = EDV1/3/d, onde EDV = volume final diastólico. Fração de ejeção é a proporção do volume de curso (SV) e EDV, permitindo que esta equação ser simplificado para VFT = 4 × do × (1-β) SV / (πD3). Porque VFT é adimensional (volumétrica), este índice permite a comparação direta entre pacientes de tamanho variável, sem ajuste para a área de superfície de peso ou corpo8. Optimal VFT varia entre 3.3 e 5.5 em indivíduos saudáveis,8e os resultados é consistentes com os obtidos em modelos de dinâmica dos fluidos3,32. VFT foi mostrada para ser ≤ 2.0 em pacientes com função sistólica deprimida do LV, as conclusões que também são compatíveis com predições teóricas8. Reduções em VFT independentemente previram a morbidade e mortalidade em pacientes com insuficiência cardíaca30. Também foi mostrados para diminuir VFT elevada pós-carga33LV, a doença de Alzheimer34, função diastólica anormal19e substituição da válvula mitral nativa com uma prótese de35 . Medição de VFT pode também ser útil para identificar a estagnação do fluxo de sangue ou trombose em pacientes com infarto agudo do miocárdio36,37.
Nosso grupo está interessado em fatores que afetam a LV eficiência de enchimento durante cirurgia cardíaca38,39,40,41. Nós usamos o padrão bidimensional e Doppler transesofágico (ETE) para derivar canaliza as variáveis necessárias para calcular VFT. Neste relatório, descrevemos esta metodologia em detalhes e rever nossos resultados até à data.

<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

Fluxo de sangue trans-mitral produz um corpo rotacional tridimensional de líquido, conhecido como um anel de vórtice, o que aumenta a eficiência do ventrículo esquerdo (LV) enchimento comparado com um jato contínuo e linear. Desenvolvimento de anel de vórtice é geralmente quantificado com o tempo de formação de vórtice (VFT), um parâmetro adimensional baseado no fluido ejeção de um tubo rígido. Nosso grupo está interessado em fatores que afetam a LV eficiência de enchimento durante a cirurgia cardíaca. Neste relatório, descrevemos como usar padrão bidimensional (2D) e Doppler ecocardiografia transesofágica (ETE) para derivar canaliza as variáveis necessárias para calcular VFT. Podemos calcular a fração de enchimento atrial (β) de integrais de velocidade-tempo de enchimento de LV cedo trans-mitral e sístole atrial sangue fluxo velocidade formas de onda medidas na exibição de meados-esofágico TEE de quatro câmaras. Volume de curso (SV) é calculada como o produto do diâmetro da faixa de vazão de LV na exibição TEE meados-esofágico eixo longo e determina a integral velocidade-tempo do fluxo de sangue através da pista de saída no modo de exibição transgastric profunda usando onda de pulso Doppler. Finalmente, o diâmetro da válvula mitral (D) é determinado como a média dos comprimentos de eixo maior e menor medida em bicommissural meados-esofágico ortogonal e aviões da imagem latente do eixo longo, respectivamente. VFT é então calculada como 4 × do × (1-β) SV / (πD3). Usamos essa técnica para analisar VFT em vários grupos de pacientes com anormalidades cardíacas diferentes. Discutimos a nossa aplicação desta técnica e suas possíveis limitações e também rever nossos resultados até à data. Medição não invasiva da VFT usando TEE é simples em pacientes anestesiados submetidos a cirurgia cardíaca. A técnica pode permitir cardíacas anestesiologistas e cirurgiões avaliar o impacto de condições patológicas e intervenções cirúrgicas no LV enchimento eficiência em tempo real.

A técnica atual nos permitiu confiável medir VFT durante cirurgia cardíaca sob uma variedade de condições clínicas, obtendo cada determinante de fluxo sanguíneo e gravações tridimensionais em planos de geração de imagens padrão TEE. Uma onda de pulso-volume de amostra Doppler foi colocada nas pontas dos folhetos mitral na exibição de quatro câmaras de meados-esofágico para obter o perfil de velocidade de fluxo de sangue trans-mitral necessário para calcular a fração de ...

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

Descreveremos um protocolo para medir o tempo de formação do vórtice, um índice de eficiência de enchimento ventricular esquerdo, usando técnicas de ecocardiografia transesofágica padrão em pacientes submetidos à cirurgia cardíaca. Podemos aplicar esta técnica para analisar o tempo de formação do vórtice em vários grupos de pacientes com diferentes patologias cardíacas.

Determinação não-invasiva de tempo de formação do vórtice usando ecocardiografia transesofágica durante cirurgia cardíaca

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

Este método pode ajudar a responder a perguntas-chave sobre a eficiência do preenchimento ventricular esquerdo durante a cirurgia cardíaca. A principal vantagem dessa técnica é que o tempo de formação do vórtice pode ser calculado durante a cirurgia cardíaca usando técnicas convencionais de ecocardiografia transesofágica. Para realizar um exame de ecocardiografia transesofágica abrangente ou TEE, insira suavemente a sonda no esôfago do paciente levantando a mandíbula do paciente.A sonda não deve ser forçada ou pode ocorrer ferimentos. Identifique o enchimento do ventrículo esquerdo precoce e as formas de onda de fluxo sanguíneo atrial da velocidade do fluxo sanguíneo transmissor e meça suas velocidades de pico correspondentes e integrais de tempo de velocidade usando o pacote de software integrado do equipamento de ecocardiografia. Meça o diâmetro máximo do trecho de saída do ventrículo esquerdo imediatamente abaixo da válvula aórtica na visão do eixo de longo eixo do eixo aórtico do esôfago médio durante a sístole média e calcule a área do trato de saída do ventrículo esquerdo.Obtenha uma visão tee de eixo longo transgástrico profundo e coloque um volume amostral do doppler de onda de pulso no trato de saída do ventrículo esquerdo distal para registrar um envelope de velocidade de fluxo sanguíneo no mesmo nível onde o diâmetro foi medido. Para obter o tempo de velocidade integral, use o pacote de software TEE para integrar a área da forma de onda. Multiplique o tempo de velocidade resultante integral do fluxo sanguíneo do fluxo sanguíneo do ventrículo esquerdo forma de onda de fluxo sanguíneo pela área do trato de saída para obter o volume de derrame.Grave os clipes de vídeo do bi-comissural médio esofágico e do ventrículo esquerdo de longo eixo tee, tomando o cuidado de incluir vários ciclos cardíacos em cada gravação. Em seguida, inspecione manualmente as imagens em câmera lenta dos clipes de vídeo após a onda T de ecocardiografia para selecionar a abertura máxima dos folhetos da válvula mitral e use a função de pinça no equipamento de ecocardiografia para medir a distância entre os folhetos mitral. Para calcular a fração de enchimento atrial, um volume amostral doppler de onda de pulso pode ser colocado nas pontas dos folhetos mitral na visão de quatro câmaras do esôfago médio para obter o perfil de velocidade de fluxo sanguíneo transmissor.O diâmetro do trato de saída do ventrículo esquerdo pode ser medido na visão do eixo longo do ventrículo esquerdo do esôfago médio, enquanto o fluxo sanguíneo através do trato de saída pode ser determinado no plano de imagem do eixo curto transgástrico profundo. O diâmetro médio da válvula mitral é calculado como a média dos diâmetros dos eixos maiores e menores medidos nos planos de eixo longo bi-comissural e ventrículo esquerdo médio, respectivamente. A exposição ao bypass cardiopulmonar reduz o tempo de formação do vórtice em pacientes submetidos à cirurgia arterial coronariana com o tempo de formação do vórtice se recuperando aos valores básicos dentro de 60 minutos após o bypass.A maior contribuição atrial para o enchimento do ventrículo esquerdo é a principal responsável pelo declínio do tempo de formação do vórtice, uma vez que o volume do traçado e o diâmetro da válvula mitral permanecem inalterados. A diminuição do tempo de formação do vórtice também ocorre em pacientes com estenose da válvula aórtica grave e hipertrofia de sobrecarga de pressão ventrículo esquerda em comparação com aqueles com espessura normal da parede do ventrículo esquerdo. Insuficiência aórtica moderada invalida o uso de tempo de formação de vórtice na presença de estenose aórtica.Além disso, o tempo de formação do vórtice é menor em octogenários em comparação com pacientes mais jovens coincidentes com um padrão de relaxamento prejudicado da disfunção diastólica ventrículo esquerdo. A medição não invasiva do tempo de formação do vórtice utilizando técnicas padrão bidimensionais e doppler TEE é simples e pode permitir a avaliação do impacto das condições patológicas e intervenções cirúrgicas na eficiência do preenchimento ventricular esquerdo em tempo real.

Research

JoVE Journal

Medicine

Direct Pressure Monitoring Accurately Predicts Pulmonary Vein Occlusion During Cryoballoon Ablation

Monitorização da Pressão direta é capaz de predizer oclusão da veia pulmonar durante ablação Cryoballoon

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

Medicina

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

Na medição utero da frequência cardíaca em rato por não invasiva em modo M Ecocardiografia

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

Avaliação da Estrutura e Função do Ventrículo Direito em modelo de camundongo Pulmonary Artery constrição por Ecocardiografia transtorácica

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

Avaliação não invasiva da Cardiac Anormalidades em Experimental Auto-imune Miocardite por Ressonância Magnética Microscopia de imagem no Rato

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

Um modelo de isquemia cardíaca crônica em suínos, usando um 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

Um estudo anatômico dos nervos em risco durante a cirurgia valgo do hálux minimamente invasiva

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

Teste robotizado de posições da câmera para determinar configuração ideal para visualização estéreo 3D de cirurgia de coração aberto

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

Análise da disfunção contrátil cardíaca e dos transientes de Ca2+ em miócitos de roedores

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

Avaliação funcional do coração do doador durante a perfusão ex situ : insights de alças de pressão-volume e ecocardiografia de superfície

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