Name: evaluation of left ventricular structure and function using 3d echocardiography
Uploaded: 2020-10-28T12:30:00
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Projekt-Nr. NVKP_16-1-2016-0017 ("Nationales Herzprogramm") wurde mit Unterstützung des Nationalen Forschungs-, Entwicklungs- und Innovationsfonds Ungarns durchgeführt, der im Rahmen des NVKP_16 Finanziert wird. Die Forschung wurde durch das thematische Exzellenzprogramm (2020-4.1.1.-TKP2020) des Ministeriums für Innovation und Technologie in Ungarn im Rahmen der thematischen Programme Therapeutische Entwicklung und Bioimaging der Semmelweis-Universität finanziert.

Dieses Protokoll folgt den Richtlinien des Regionalen und Institutionellen Ausschusses für Wissenschafts- und Forschungsethik der Semmelweis-Universität. Das vorliegende Protokoll gilt für einen bestimmten Anbieter. Obwohl einige Schritte unabhängig vom Ultraschallgerät und der Nachbearbeitungssoftware gültig bleiben, können wichtige Unterschiede bestehen, wenn Die Lösungen anderer Anbieter verwendet werden.
1. Technische Voraussetzungen
<ol><li>Verwenden Sie ein Echokardiographieger...

<ol>
	<li>Guta, A. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+echocardiography+to+assess+left+ventricular+geometry+and+function.">Three-dimensional echocardiography to assess left ventricular geometry and function.</a> Expert Review of Cardiovascular Therapy. 17 (11), 801-815 (2019).</li><li>Surkova, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current+Clinical+Applications+of+Three-Dimensional+Echocardiography:+When+the+Technique+Makes+the+Difference.">Current Clinical Applications of Three-Dimensional Echocardiography: When the Technique Makes the Difference.</a> Current Cardiology Reports. 18 (11), 109 (2016).</li><li>Lang, R. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recommendations+for+cardiac+chamber+quantification+by+echocardiography+in+adults:+an+update+from+the+American+Society+of+Echocardiography+and+the+European+Association+of+Cardiovascular+Imaging.">Recommendations for cardiac chamber quantification by echocardiography in adults: an update from the American Society of Echocardiography and the European Association of Cardiovascular Imaging.</a> Journal of the American Society of Echocardiography. 28 (1), 1-39 (2015).</li><li>Matyas, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+speckle-tracking+echocardiography+with+invasive+hemodynamics+for+the+detection+of+characteristic+cardiac+dysfunction+in+type-1+and+type-2+diabetic+rat+models.">Comparison of speckle-tracking echocardiography with invasive hemodynamics for the detection of characteristic cardiac dysfunction in type-1 and type-2 diabetic rat models.</a> Cardiovascular Diabetology. 17 (1), 13 (2018).</li><li>Kovacs, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+hemodialysis,+left+ventricular+mass+and+FGF-23+on+myocardial+mechanics+in+end-stage+renal+disease:+a+three-dimensional+speckle+tracking+study.">Impact of hemodialysis, left ventricular mass and FGF-23 on myocardial mechanics in end-stage renal disease: a three-dimensional speckle tracking study.</a> International Journal of Cardiovascular Imaging. 30 (7), 1331-1337 (2014).</li><li>Muraru, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comprehensive+analysis+of+left+ventricular+geometry+and+function+by+three-dimensional+echocardiography+in+healthy+adults.">Comprehensive analysis of left ventricular geometry and function by three-dimensional echocardiography in healthy adults.</a> Journal of the American Society of Echocardiography. 26 (6), 618-628 (2013).</li><li>Lakatos, B. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relationship+between+Cardiac+Remodeling+and+Exercise+Capacity+in+Elite+Athletes:+Incremental+Value+of+Left+Atrial+Morphology+and+Function+Assessed+by+Three-Dimensional+Echocardiography.">Relationship between Cardiac Remodeling and Exercise Capacity in Elite Athletes: Incremental Value of Left Atrial Morphology and Function Assessed by Three-Dimensional Echocardiography.</a> Journal of the American Society of Echocardiography. 33 (1), 101-109 (2020).</li><li>Muraru, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intervendor+Consistency+and+Accuracy+of+Left+Ventricular+Volume+Measurements+Using+Three-Dimensional+Echocardiography.">Intervendor Consistency and Accuracy of Left Ventricular Volume Measurements Using Three-Dimensional Echocardiography.</a> Journal of the American Society of Echocardiography. 31 (2), 158-168 (2018).</li><li>Kalam, K., Otahal, P., Marwick, T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prognostic+implications+of+global+LV+dysfunction:+a+systematic+review+and+meta-analysis+of+global+longitudinal+strain+and+ejection+fraction.">Prognostic implications of global LV dysfunction: a systematic review and meta-analysis of global longitudinal strain and ejection fraction.</a> Heart. 100 (21), 1673-1680 (2014).</li><li>Muraru, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Validation+of+a+novel+automated+border-detection+algorithm+for+rapid+and+accurate+quantitation+of+left+ventricular+volumes+based+on+three-dimensional+echocardiography.">Validation of a novel automated border-detection algorithm for rapid and accurate quantitation of left ventricular volumes based on three-dimensional echocardiography.</a> European Journal of Echocardiography. 11 (4), 359-368 (2010).</li><li>Doronina, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Female+Athlete's+Heart:+Comparison+of+Cardiac+Changes+Induced+by+Different+Types+of+Exercise+Training+Using+3D+Echocardiography.">The Female Athlete's Heart: Comparison of Cardiac Changes Induced by Different Types of Exercise Training Using 3D Echocardiography.</a> BioMed Research International. 2018, 3561962 (2018).</li><li>Takeuchi, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+left+ventricular+mass+by+real-time+three-dimensional+echocardiography:+validation+against+magnetic+resonance+and+comparison+with+two-dimensional+and+m-mode+measurements.">Measurement of left ventricular mass by real-time three-dimensional echocardiography: validation against magnetic resonance and comparison with two-dimensional and m-mode measurements.</a> Journal of the American Society of Echocardiography. 21 (9), 1001-1005 (2008).</li><li>Armstrong, A. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=LV+mass+assessed+by+echocardiography+and+CMR,+cardiovascular+outcomes,+and+medical+practice.">LV mass assessed by echocardiography and CMR, cardiovascular outcomes, and medical practice.</a> JACC Cardiovasc Imaging. 5 (8), 837-848 (2012).</li><li>Olah, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+the+dynamic+changes+in+left+ventricular+morphology+and+function+induced+by+exercise+training+and+detraining.">Characterization of the dynamic changes in left ventricular morphology and function induced by exercise training and detraining.</a> International Journal of Cardiology. 277, 178-185 (2019).</li><li>Nagy, V. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+Right+Ventricular+Global+Longitudinal+Strain+in+Predicting+Early+and+Long-Term+Mortality+in+Cardiac+Resynchronization+Therapy+Patients.">Role of Right Ventricular Global Longitudinal Strain in Predicting Early and Long-Term Mortality in Cardiac Resynchronization Therapy Patients.</a> PLoS One. 10 (12), e0143907 (2015).</li><li>Kovacs, A., Lakatos, B., Tokodi, M., Merkely, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Right+ventricular+mechanical+pattern+in+health+and+disease:+beyond+longitudinal+shortening.">Right ventricular mechanical pattern in health and disease: beyond longitudinal shortening.</a> Heart Failure Reviews. 24 (4), 511-520 (2019).</li><li>Badano, L. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+three-dimensional+speckle+tracking+to+assess+left+ventricular+myocardial+mechanics:+inter-vendor+consistency+and+reproducibility+of+strain+measurements.">Use of three-dimensional speckle tracking to assess left ventricular myocardial mechanics: inter-vendor consistency and reproducibility of strain measurements.</a> European Heart Journal - Cardiovascular Imaging. 14 (3), 285-293 (2013).</li></ol>

Morphologische und funktionelle Messungen der LV stellen Eckpfeiler der Diagnose, des Managements und der Nachsorge von Herzerkrankungen dar. Darüber hinaus sind sie starke Prädiktoren für das Ergebnis. Im Allgemeinen wird die 2D-Echokardiographie-basierte Bewertung des LV durch aktuelle Praxisrichtlinien empfohlen; Die 3D-Echokardiographie hat sich jedoch als genauer erwiesen, da sie frei von geometrischen Annahmen über die LV-Form ist7,8. Die Deformationsbi...

Die Beurteilung der linksventrikulären (LV) Morphologie und Funktion ist der vorherrschende Zweck allgemeiner und noch spezifischerer Untersuchungen in der Kardiologie1. Die weit verbreitete und nichtinvasive transthorakale Echokardiographie (TTE), die dichte Informationsmengen liefern kann, ist die Methode der Wahl für eine bequeme, schnelle und kostengünstige Bewertung.
Die Messung der LV-Masse, des Volumens und der anschließenden Auswurffraktion hat einen signifikanten diagnostischen und auch prognostischen Wert2. Je genauer ein bestimmtes Maß ist, desto höher ist sein Wert. Eine bessere Korrelation mit den von der Goldstandard-Bildgebung der kardialen Magnetresonanz (CMR) abgeleiteten Werte ist eine anhaltende Jagd nach echokardiographischen Techniken. Im Allgemeinen empfehlen die Richtlinien für die klinische Praxis die Simpson-Methode des Doppeldeckers zur Messung des LV-Volumens und der Auswurffraktion3. Die LV ist jedoch eine dreidimensionale (3D) Struktur mit einer oft unregelmäßigen Form, und daher werden mehrere tomographische Ebenen in einigen klinischen Szenarien zweifellos daran scheitern, die Morphologie und Funktion der LV genau abzugrenzen. Jüngste Fortschritte in der Ultraschall-Hardware- und Softwaretechnologie ermöglichten die Entwicklung der Echtzeit-3D-Bildgebung, die echokardiographische Protokolle revolutioniert.
Darüber hinaus führte die Notwendigkeit eines quantitativen Ansatzes in Bezug auf Wandbewegungsanomalien zu einem Anstieg der Deformationsbildgebung4. Dehnungs- und Dehnungsratenparameter können durch Speckle-Tracking unter Verwendung von Standard-Graustufenbildern berechnet werden. Die 3D-Echokardiographie kann auch mehrere Mängel einer zweidimensionalen Dehnungsbeurteilung überwinden5. Von einem teuren wissenschaftlichen Werkzeug wurde die 3D-Echokardiographie zu einer leistungsstarken Technik, die in der täglichen klinischen Praxis verwendet wird, und die Quantifizierung des LV steht bei diesem Durchbruch sicherlich an erster Stelle.
Der vorliegende Artikel zielt darauf ab, den Leser durch ein detailliertes 3D-Protokoll zu führen, indem er Tipps und Tricks präsentiert und auch die potenziellen Fallstricke hervorhebt, um den weit verbreiteten, aber technisch fundierten Einsatz dieser wichtigen Technik in Bezug auf die LV zu erleichtern.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>3V-D/4V-D/4Vc-D</td>
			<td>General Electric</td>
			<td>n.a.</td>
			<td>ultrasound probe</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4D Auto LVQ</td>
			<td>General Electric</td>
			<td>n.a.</td>
			<td>software for analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>E9/E95</td>
			<td>General Electric</td>
			<td>n.a.</td>
			<td>ultrasound machine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EchoPac v203</td>
			<td>General Electric</td>
			<td>n.a.</td>
			<td>software for analysis</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

evaluation of left ventricular structure and function using 3d echocardiography

Die dreidimensionale (3D) Quantifizierung des linken Ventrikels (LV) bietet einen signifikanten Mehrwert in Bezug auf diagnostische Genauigkeit und präzise Risikostratifizierung bei verschiedenen Herzerkrankungen. Vor kurzem wurde die 3D-Echokardiographie in der kardiologischen Routinepraxis verfügbar; Eine qualitativ hochwertige Bilderfassung und anschließende Analyse haben jedoch eine steile Lernkurve. Der vorliegende Artikel zielt darauf ab, den Leser durch ein detailliertes 3D-Protokoll zu führen, indem er Tipps und Tricks präsentiert und auch die potenziellen Fallstricke hervorhebt, um den weit verbreiteten, aber technisch fundierten Einsatz dieser wichtigen Technik in Bezug auf die LV zu erleichtern. In erster Linie zeigen wir die Erfassung eines hochwertigen 3D-Datensatzes mit optimaler räumlicher und zeitlicher Auflösung. Anschließend stellen wir die analytischen Schritte zu einer detaillierten Quantifizierung des LV unter Verwendung einer der am weitesten verbreiteten integrierten Software vor. Wir werden LV-Volumen, Sphäroizität, Masse und auch systolische Funktion quantifizieren, indem wir die Ejektionsfraktion und die Myokarddeformation (Längs- und Umfangsdehnung) messen. Wir werden klinische Beispiele über die wesentlichen Szenarien diskutieren und liefern, in denen der Übergang von einem konventionellen echokardiographischen Ansatz zu einer 3D-basierten Quantifizierung dringend empfohlen wird.

Eine 3D-Analyse des LV ist bei der Mehrzahl der Patienten durchführbar. Fall 1 ist ein gesunder Freiwilliger mit normalem ventrikulärem Volumen und Normalfunktion (Abbildung 1). Fall 2 (Abbildung 2) ist ein 64-jähriger männlicher Patient mit dilatativer Kardiomyopathie und einem breiten QRS-Komplex (160 ms) der Linken-Bündel-Astblockmorphologie. Goldstandard-CMR-Messungen waren die folgenden: enddiastolisches Volumen: 243 ml...

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Evaluation of Left Ventricular Structure and Function using 3D Echocardiography

In diesem Artikel stellen wir ein Schritt-für-Schritt-Erfassungs- und Analyseprotokoll für die volumetrische Beurteilung und Speckle-Tracking-Analyse des linken Ventrikels mittels 3D-Echokardiographie vor, wobei wir uns insbesondere auf praktische Aspekte konzentrieren, die die Machbarkeit dieser Technik maximieren.

Bewertung der linksventrikulären Struktur und Funktion mittels 3D-Echokardiographie

Three-dimensional (3D) quantification of the left ventricle (LV) provides significant added value in terms of diagnostic accuracy and precise risk ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Measuring Left Ventricular Pressure in Late Embryonic and Neonatal Mice

Die Messung linksventrikulärer Druck in der späten embryonalen und neugeborenen Mäusen

Blood pressure increases significantly during embryonic and postnatal development in vertebrate animals. In the mouse, blood flow is first detectable ...

Forschung

Biotechnik

In Vivo Quantitative Assessment of Myocardial Structure, Function, Perfusion and Viability Using Cardiac Micro-computed Tomography

In Vivo Quantitative Assessment of Myocardial Structure, Function, Perfusion and Viability Using Cardiac Micro-computed Tomography

In Vivo quantitative Bewertung der myokardialen Struktur, Funktion, Perfusion und Lebensfähigkeit Mit Herz Micro-Computertomographie

The use of Micro-Computed Tomography (MicroCT) for in vivo studies of small animals as models of human disease has risen tremendously due to the fact that ...

Improving 2D and 3D Skin In Vitro Models Using Macromolecular Crowding

Improving 2D and 3D Skin In Vitro Models Using Macromolecular Crowding

Die Verbesserung der 2D- und 3D-Haut<em&gt; In Vitro</em&gt; Modellen mithilfe von Macromolecular Crowding

The glycoprotein family of collagens represents the main structural proteins in the human body, and are key components of biomaterials used in modern ...

Bioprinting of Cartilage and Skin Tissue Analogs Utilizing a Novel Passive Mixing Unit Technique for Bioink Precellularization

Bioprinting von Knorpel und Haut-Gewebe-Analoga nutzen eine neuartige Passive Einheit Mischtechnik für Bioink Precellularization

Bioprinting is a powerful technique for the rapid and reproducible fabrication of constructs for tissue engineering applications. In this study, both ...

Purification and Analytics of a Monoclonal Antibody from Chinese Hamster Ovary Cells Using an Automated Microbioreactor System

Reinigung und Analyse eines monoklonalen Antikörpers aus chinesischen Hamster-Ovarialzellen mit einem automatisierten Mikrobioreaktorsystem

Monoclonal antibodies (mAbs) are one of the most popular and well-characterized biological products manufactured today. Most commonly produced using ...

Four-Dimensional CT Analysis Using Sequential 3D-3D Registration

Vierdimensionale CT-Analyse mit sequenzieller 3D-3D-Registrierung

Four-dimensional computed tomography (4DCT) provides a series of volume data and visualizes joint motions. However, numerical analysis of 4DCT data ...

Optical Imaging of Isolated Murine Ventricular Myocytes

Optische Bildgebung von isolierten ventrikulären Myozyten

The ability to isolate adult cardiac myocytes has permitted researchers to study a variety of cardiac pathologies at the single cell level. While advances ...

Primary Clarification of CHO Harvested Cell Culture Fluid using an Acoustic Separator

Primärklärung der CHO geernteten Zellkulturflüssigkeit mittels eines akustischen Separators

Primary clarification is an essential step in a biomanufacturing process for the initial removal of cells from therapeutic products within the harvested ...

Measuring 3D In-vivo Shoulder Kinematics using Biplanar Videoradiography

Messung der 3D-In-vivo-Schulterkinematik mittels biplanarer Videoradiographie

The shoulder is one of the human body's most complex joint systems, with motion occurring through the coordinated actions of four individual joints, ...

Quantification of Mouse Heart Left Ventricular Function, Myocardial Strain, and Hemodynamic Forces by Cardiovascular Magnetic Resonance Imaging

Quantifizierung der linksventrikulären Funktion des Mausherzens, des Myokardstamms und der hämodynamischen Kräfte durch kardiovaskuläre Magnetresonanztomographie

Mouse models have contributed significantly to understanding genetic and physiological factors involved in healthy cardiac function, how perturbations ...