Name: noninvasive determination of vortex formation time using transesophageal echocardiography during cardiac surgery
Uploaded: 2018-11-28T12:30:00
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Este material es el resultado del trabajo apoyado con recursos y el uso de las instalaciones en el Clement J. Zablocki veteranos asuntos Medical Center en Milwaukee, Wisconsin.

La Junta de revisión institucional de la Clemente J. Zablocki veteranos asuntos centro médico había aprobado los protocolos. Consentimiento de informado escrita fue renunciado porque Monitoreo cardíaco invasivo y t se utilizan habitualmente en los pacientes sometidos a cirugía cardiaca en nuestra institución. Pacientes con contraindicaciones relativas o absolutas para TEE, los sometidos a repetición sternotomy mediano o cirugía de la emergencia y aquellos con taquiarritmias auriculares o ventriculares fueron excl...

Los resultados actuales ilustran VFT puede ser medido con fiabilidad durante la cirugía cardíaca utilizando las técnicas de t que se describe aquí. Descripciones anteriores de VFT utilizan la ecocardiografía transtorácica en sujetos conscientes, pero este enfoque no puede ser utilizado cuando el pecho está abierto. Utilizamos ETE intraoperatoria para determinar VFT en los pacientes anestesiados, sometidos a cirugía cardiaca durante el cual cambios en el LV dinámica de llenado se encuentran a menudo como resultad...

Mecánica de fluidos es un determinante crítico pero a menudo infravalorado de relleno ventricular izquierdo de (LV). Un cuerpo de rotación tridimensional de líquido, conocido como un anillo de vórtice, se genera siempre que un fluido atraviesa un orificio1,2,3. Este anillo de vórtice mejora la eficiencia de transporte de fluidos en comparación con un chorro lineal continuo4. Movimiento de la sangre a través de la válvula mitral durante el llenado del LV temprana causa un anillo de vórtice formar5,6,7,8 y facilita su propagación en la cámara mediante la conservación de ímpetu fluido y energía cinética9. Estas acciones mejoran LV relleno eficiencia4,10,11,12,13. El anillo no sólo inhibe la estasis del flujo de sangre en el ápice del LV14,15,16,17 sino también dirige el flujo preferencial bajo el prospecto mitral anterior7, 18, efectos que disminuyen el riesgo de formación de trombo apical y facilitan el llenado de la salida de LV pista19, respectivamente. Ecocardiografía de contraste17, vector Doppler flujo asignación6,20,21, proyección de imagen de resonancia magnética7y partícula imaging velocimetry9,22 ,23,24 se han utilizado para demostrar el aspecto y comportamiento de anillos de vórtice trans-mitral bajo condiciones normales y patológicas. El gradiente de presión de LV atrial izquierdo, el grado de excursión anular mitral diastólica, la presión de LV mínima alcanzada durante la diástole y la velocidad y extensión de la relajación LV son los cuatro principales determinantes de la duración, tamaño, intensidad de la corriente y posición de el anillo mitral trans2,12,25,26,27,28,29.
Desarrollo del anillo de vórtice más a menudo se cuantifica con un parámetro adimensional (tiempo de formación de vórtice; VFT) basada en la expulsión de líquido de un tubo rígido3, donde VFT se define como el producto de la velocidad del fluido tiempo promedio y la duración de la eyección dividida por el diámetro del orificio. El tamaño óptimo de un anillo de vórtice se logra cuando VFT es 4 en vitro ya que se arrastra chorros y energéticas limitaciones le impiden alcanzar un mayor tamaño3,4. Válvula mitral VFT ha sido aproximada clínicamente mediante ecocardiografía transtorácica8,30,31. Basado en el análisis de la velocidad de flujo de la sangre trans-mitral y diámetro de la válvula mitral (D), puede ser fácilmente demostrado8 eso VFT = 4 × (1-β) × EF × α3, donde β = fracción de llenado auricular, fe = fracción de eyección del LV y α = EDV1/3/D, donde EDV = volumen telediastólico. Fracción de eyección es la proporción de volumen de movimiento (SV) y EDV, permitiendo esta ecuación simplificarse a VFT = 4 × del × (1-β) SV / (πD3). Porque VFT es adimensional (volumen/volumen), este índice permite la comparación directa entre pacientes de diferente tamaño sin ajuste para peso o cuerpo superficie8. Óptima oscila VFT entre 3,3 y 5,5 en sujetos sanos8y los resultados es consistente con los obtenidos en los modelos de dinámica de fluidos3,32. VFT fue demostrado para ser ≤ 2.0 en pacientes con función sistólica del VI deprimida, resultados que también son compatibles con las predicciones teóricas8. Reducciones en VFT independientemente predecían morbilidad y mortalidad en pacientes con insuficiencia cardíaca30. Elevada poscarga33de LV, la enfermedad de Alzheimer34, función diastólica anormal19y reemplazo de la válvula nativa mitral con una prótesis35 también han demostrado disminuir VFT. Medida de VFT también puede ser útil para identificar la estasis del flujo de sangre o trombosis en pacientes con infarto agudo de miocardio36,37.
Nuestro grupo está interesado en los factores que afectan LV eficiencia de llenado durante cirugía cardiaca38,39,40,41. Utilizamos el estándar bidimensional y Doppler transesofágica (ETE) para derivar de forma no invasiva las variables requeridas para calcular VFT. En este informe, describimos a esta metodología en detalle y revisión de nuestros resultados hasta la fecha.

<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

Flujo sanguíneo trans-mitral produce un cuerpo rotacional tridimensional de líquido, conocido como un anillo de vórtice, que mejora la eficiencia del ventrículo izquierdo (LV) relleno en comparación con un chorro lineal continuo. Desarrollo del anillo de vórtice se cuantifica más a menudo con el tiempo de formación de vórtice (VFT), un parámetro sin dimensiones basado en la expulsión de líquido de un tubo rígido. Nuestro grupo está interesado en los factores que afectan LV eficiencia de llenado durante la cirugía cardíaca. En este informe, describimos el uso estándar bidimensional (2D) y Doppler la ecocardiografía transesophageal (te) para derivar de forma no invasiva las variables necesarias para calcular VFT. Calculamos la fracción de llenado auricular (β) de las integrales de velocidad-tiempo de trans-mitral temprano relleno de LV y sístole atrial sangre flujo velocidad formas de onda medidos en el punto de vista TEE cuatro-compartimiento mediados de-del esófago. Volumen sistólico (SV) se calcula como el producto del diámetro de la pista de salida de LV medido en el punto de vista de eje largo del mediados de-esófago TEE y la integral velocidad tiempo del flujo de sangre a través de la pista de salida determinado en la vista de transgastric profunda mediante ondas de pulso Doppler. Por último, diámetro de la válvula mitral (D) se determina como el promedio de longitudes de eje mayor y menor medida en ortogonal bicomisural mediados de-del esófago y planos imágenes de eje largo, respectivamente. VFT se calcula entonces como 4 × del × (1-β) SV / (πD3). Hemos utilizado esta técnica para analizar VFT en varios grupos de pacientes con anormalidades cardiacas diferentes. Discutir la aplicación de esta técnica y sus posibles limitaciones y también revisar nuestros resultados hasta la fecha. Medición no invasiva de VFT utilizando TEE es sencilla en pacientes anestesiados, sometidos a cirugía cardíaca. La técnica puede permitir que cirujanos y anestesiólogos cardiacos evaluar el impacto de las condiciones patológicas y las intervenciones quirúrgicas en LV relleno eficiencia en tiempo real.

La técnica actual nos permite medir fiablemente VFT durante la cirugía cardíaca bajo una variedad de condiciones clínicas por obtener cada determinante del flujo sanguíneo y grabaciones dimensionales en los planos de imagen estándar de TEE. Una onda de pulso volumen de la muestra Doppler se colocó en las puntas de las valvas de la mitrales en la mediados de-del esófago vista de cuatro cámaras para obtener el perfil de velocidad de flujo mitral trans sangre necesario para calcular...

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

Se describe un protocolo para medir el tiempo de formación de vórtice, un índice de eficiencia de llenado ventricular izquierdo, usando técnicas de ecocardiografía de transesophageal estándar en pacientes sometidos a cirugía cardíaca. Aplicamos esta técnica para analizar el tiempo de formación de vórtice en varios grupos de pacientes con diferentes patologías cardíacas.

Determinación no invasiva del tiempo de formación de vórtice mediante ecocardiograma transesofágico durante la cirugía 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 puede ayudar a responder preguntas clave sobre la eficiencia de llenado ventricular izquierdo durante la cirugía cardíaca. La principal ventaja de esta técnica es que el tiempo de formación del vórtice se puede calcular durante la cirugía cardíaca utilizando técnicas convencionales de ecocardiografía transesofágica. Para realizar un examen completo de ecocardiografía transesofágica o TEE, inserte suavemente la sonda en el esófago del paciente levantando la mandíbula del paciente.La sonda no debe ser forzada o puede ocurrir una lesión. Identifique el llenado temprano del ventrículo izquierdo y las formas de onda del flujo sanguíneo del sistema auricular de la velocidad del flujo sanguíneo transmitral y mida sus correspondientes velocidades máximas e integrales de tiempo de velocidad utilizando el paquete de software integrado del equipo de ecocardiografía. Mida el diámetro máximo del tracto de salida del ventrículo izquierdo inmediatamente debajo de la válvula aórtica en la vista TEE del eje largo de la válvula aórtica del medio esofágico durante el medio del sistematólico y calcule el área del tracto de salida del ventrículo izquierdo.Obtenga una vista TEE transgástrica profunda del eje largo y coloque un volumen de muestra Doppler de onda de pulso en el tracto de salida del ventrículo izquierdo distal para registrar una envolvente de velocidad del flujo sanguíneo al mismo nivel donde se midió el diámetro. Para obtener la integral del tiempo de velocidad, utilice el paquete de software TEE para integrar el área de la forma de onda. Multiplique la parte integral del tiempo de velocidad resultante de la forma de onda de velocidad del flujo sanguíneo del tracto de salida del ventrículo izquierdo por el área del tracto de salida para obtener el volumen del trazo.Grabe los clips de vídeo de los planos de imagen TEE del eje largo del medio esofágico y del ventrículo izquierdo, teniendo cuidado de incluir varios ciclos cardíacos en cada grabación. A continuación, inspeccione manualmente las imágenes a cámara lenta de los clips de vídeo después de la onda T de ecocardiografía para seleccionar la apertura máxima de los foliolos de la válvula mitral y utilice la función de pinza en el equipo de ecocardiografía para medir la distancia entre los foliolos mitrales. Para calcular la fracción de llenado auricular, se puede colocar un volumen de muestra Doppler de onda de pulso en las puntas de los foliolos mitrales en la vista de cuatro cámaras del esófago medio para obtener el perfil de velocidad del flujo sanguíneo transmitral.El diámetro del tracto de salida del ventrículo izquierdo se puede medir en la vista del eje largo del ventrículo izquierdo del esófago medio, mientras que el flujo sanguíneo a través del tracto de salida se puede determinar en el plano de imágenes de eje corto transgástrico profundo. El diámetro medio de la válvula mitral se calcula como el promedio de los diámetros de los ejes mayor y menor medidos en los planos del eje largo del ventrículo medio-esofágico y del ventrículo izquierdo, respectivamente. La exposición al bypass cardiopulmonar reduce el tiempo de formación del vórtice en pacientes sometidos a cirugía de arteria coronaria con el tiempo de formación del vórtice recuperándose a los valores basales dentro de los 60 minutos posteriores al bypass.La mayor contribución auricular al llenado del ventrículo izquierdo es la principal responsable de la disminución del tiempo de formación de vórtice, ya que el volumen de la carrera y el diámetro de la válvula mitral permanecen inalterados. También se produce una disminución en el tiempo de formación de vórtice en pacientes con estenosis grave de la válvula aórtica y hipertrofia de sobrecarga de presión del ventrículo izquierdo en comparación con aquellos con espesor normal de la pared del ventrículo izquierdo. La insuficiencia aórtica moderada invalida el uso del tiempo de formación de vórtice en presencia de estenosis aórtica.Además, el tiempo de formación del vórtice es menor en octogenarios en comparación con los pacientes más jóvenes coincidentes con un patrón de relajación deteriorado de la disfunción diastólica del ventrículo izquierdo. La medición no invasiva del tiempo de formación de vórtice utilizando técnicas estándar de TEE bidimensional y Doppler es sencilla y puede permitir la evaluación del impacto de las condiciones patológicas y las intervenciones quirúrgicas en la eficiencia de llenado ventricular izquierdo en tiempo real.

Research

JoVE Journal

Medicine

Direct Pressure Monitoring Accurately Predicts Pulmonary Vein Occlusion During Cryoballoon Ablation

Monitoreo de la Presión de Oclusión predice con precisión las venas pulmonares durante la ablación Cryoballoon

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

Investigación

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

En el útero de medición de la frecuencia cardíaca en el ratón por no invasiva Ecocardiografía en modo M

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

Evaluación del ventrículo derecho Estructura y función en modelo de ratón de la constricción de la arteria pulmonar mediante ecocardiografía 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

Evaluación no invasiva de la cardiaca Anomalías en la miocarditis autoinmune experimental por Resonancia Magnética de imágenes de microscopía en el ratón

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

Un modelo de isquemia cardíaca crónica en cerdos usando un Constrictor Ameroid

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

Un estudio anatómico de los nervios en riesgo durante la cirugía de mínimamente invasiva de Hallux Valgus

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

Pruebas robotizadas de las posiciones de la cámara para determinar la configuración ideal para la visualización estéreo en 3D de la cirugía a corazón abierto

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

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Análisis de disfunción contráctil cardíaca y transitorios de Ca2+ en miocitos 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

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Evaluación funcional del corazón donante durante la perfusión ex situ : perspectivas de los bucles de presión-volumen y la ecocardiografía de superficie

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