Name: three-dimensional echocardiographic method for the visualization and assessment of specific parameters of the pulmonary veins
Uploaded: 2020-10-28T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Three-Dimensional Echocardiographic Method for the Visualization and Assessment of Specific Parameters of the Pulmonary Veins at JoVE.com

Diese Arbeit wurde vom Forschungsfonds der ungarischen Regierung finanziert [GINOP-2.3.2-15-2016-00043, Szív- és érkutatási kiválóságközpont (IRONHEART)].

Alle Patienten unterzeichneten vor der Untersuchung eine Einverständniserklärung gemäß der Genehmigung der lokalen Ethikkommission (OGYÉI/12743/2018).
1. Vorbereitung
<ol><li>Beginnen Sie die Untersuchung mit der Patientenvorbereitung: Sicherstellung eines mindestens 4-stündigen Fastenstatus, Fragebogen zu Schluckproblemen und bekannten Erkrankungen des oberen Magen-Darm-Bereichs.</li>
	<li>Stellen Sie sicher, dass die schriftliche Einverständniserklärung gelesen und unterzeichnet wi...

<ol>
	<li>Altinkaynak, D., Koktener, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+pulmonary+venous+variations+in+a+large+cohort:+Multidetector+computed+tomography+study+with+new+variations.">Evaluation of pulmonary venous variations in a large cohort: Multidetector computed tomography study with new variations.</a> Wiener klinische Wochenschrift. 131 (19-20), 475-484 (2019).</li><li>Haissaguerre, 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=Spontaneous+initiation+of+atrial+fibrillation+by+ectopic+beats+originating+in+the+pulmonary+veins.">Spontaneous initiation of atrial fibrillation by ectopic beats originating in the pulmonary veins.</a> New England Journal of Medicine. 339 (10), 659-666 (1998).</li><li>Nault, I., 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=Drugs+vs.+ablation+for+the+treatment+of+atrial+fibrillation:+the+evidence+supporting+catheter+ablation.">Drugs vs. ablation for the treatment of atrial fibrillation: the evidence supporting catheter ablation.</a> European Heart Journal. 31 (9), 1046-1054 (2010).</li><li>Calkins, H., 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=HRS/EHRA/ECAS+expert+consensus+statement+on+catheter+and+surgical+ablation+of+atrial+fibrillation:+recommendations+for+patient+selection,+procedural+techniques,+patient+management+and+follow-up,+definitions,+endpoints,+and+research+trial+design:+a+report+of+the+Heart+Rhythm+Society+(HRS)+Task+Force+on+Catheter+and+Surgical+Ablation+of+Atrial+Fibrillation.">HRS/EHRA/ECAS expert consensus statement on catheter and surgical ablation of atrial fibrillation: recommendations for patient selection, procedural techniques, patient management and follow-up, definitions, endpoints, and research trial design: a report of the Heart Rhythm Society (HRS) Task Force on Catheter and Surgical Ablation of Atrial Fibrillation.</a> Heart Rhythm. 9 (4), 632-696 (2012).</li><li>Kojodjojo, 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=Pulmonary+venous+isolation+by+antral+ablation+with+a+large+cryoballoon+for+treatment+of+paroxysmal+and+persistent+atrial+fibrillation:+medium-term+outcomes+and+non-randomised+comparison+with+pulmonary+venous+isolation+by+radiofrequency+ablation.">Pulmonary venous isolation by antral ablation with a large cryoballoon for treatment of paroxysmal and persistent atrial fibrillation: medium-term outcomes and non-randomised comparison with pulmonary venous isolation by radiofrequency ablation.</a> Heart. 96 (17), 1379-1384 (2010).</li><li>Packer, D. L., 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=Cryoballoon+ablation+of+pulmonary+veins+for+paroxysmal+atrial+fibrillation:+first+results+of+the+North+American+Arctic+Front+(STOP+AF)+pivotal+trial.">Cryoballoon ablation of pulmonary veins for paroxysmal atrial fibrillation: first results of the North American Arctic Front (STOP AF) pivotal trial.</a> Journal of the American College of Cardiology. 61 (16), 1713-1723 (2013).</li><li>Kuck, K., Brugada, J., Albenque, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cryoballoon+or+Radiofrequency+Ablation+for+Atrial+Fibrillation.">Cryoballoon or Radiofrequency Ablation for Atrial Fibrillation.</a> New England Journal of Medicine. 375 (11), 1100-1101 (2016).</li><li>Knecht, S., 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=Anatomical+predictors+for+acute+and+mid-term+success+of+cryoballoon+ablation+of+atrial+fibrillation+using+the+28+mm+balloon.">Anatomical predictors for acute and mid-term success of cryoballoon ablation of atrial fibrillation using the 28 mm balloon.</a> Journal of Cardiovascular Electrophysiology. 24 (2), 132-138 (2013).</li><li>Cabrera, J. A., Ho, S. Y., Climent, V., Sanchez-Quintana, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+architecture+of+the+left+lateral+atrial+wall:+a+particular+anatomic+region+with+implications+for+ablation+of+atrial+fibrillation.">The architecture of the left lateral atrial wall: a particular anatomic region with implications for ablation of atrial fibrillation.</a> European Heart Journal. 29 (3), 356-362 (2008).</li><li>Kubala, 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=Normal+pulmonary+veins+anatomy+is+associated+with+better+AF-free+survival+after+cryoablation+as+compared+to+atypical+anatomy+with+common+left+pulmonary+vein.">Normal pulmonary veins anatomy is associated with better AF-free survival after cryoablation as compared to atypical anatomy with common left pulmonary vein.</a> Pacing and Clinical Electrophysiology. 34 (7), 837-843 (2011).</li><li>Guler, 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=Effect+of+Pulmonary+Vein+Anatomy+and+Pulmonary+Vein+Diameters+on+Outcome+of+Cryoballoon+Catheter+Ablation+for+Atrial+Fibrillation.">Effect of Pulmonary Vein Anatomy and Pulmonary Vein Diameters on Outcome of Cryoballoon Catheter Ablation for Atrial Fibrillation.</a> Pacing and Clinical Electrophysiology. 38 (8), 989-996 (2015).</li><li>Baran, J., 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+pulmonary+vein+ostia+anatomy+on+efficacy+of+cryoballoon+ablation+for+atrial+fibrillation.">Impact of pulmonary vein ostia anatomy on efficacy of cryoballoon ablation for atrial fibrillation.</a> Heart Beat Journal. 1, 65-70 (2017).</li><li>Sorgente, 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=Pulmonary+vein+ostium+shape+and+orientation+as+possible+predictors+of+occlusion+in+patients+with+drug-refractory+paroxysmal+atrial+fibrillation+undergoing+cryoballoon+ablation.">Pulmonary vein ostium shape and orientation as possible predictors of occlusion in patients with drug-refractory paroxysmal atrial fibrillation undergoing cryoballoon ablation.</a> Europace. 13 (2), 205-212 (2011).</li><li>Chun, K. R., 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+'single+big+cryoballoon'+technique+for+acute+pulmonary+vein+isolation+in+patients+with+paroxysmal+atrial+fibrillation:+a+prospective+observational+single+centre+study.">The 'single big cryoballoon' technique for acute pulmonary vein isolation in patients with paroxysmal atrial fibrillation: a prospective observational single centre study.</a> European Heart Journal. 30 (6), 699-709 (2009).</li><li>Cabrera, J. 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=Morphological+evidence+of+muscular+connections+between+contiguous+pulmonary+venous+orifices:+relevance+of+the+interpulmonary+isthmus+for+catheter+ablation+in+atrial+fibrillation.">Morphological evidence of muscular connections between contiguous pulmonary venous orifices: relevance of the interpulmonary isthmus for catheter ablation in atrial fibrillation.</a> Heart Rhythm. 6 (8), 1192-1198 (2009).</li><li>McLellan, A. J., 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=Pulmonary+vein+isolation:+the+impact+of+pulmonary+venous+anatomy+on+long-term+outcome+of+catheter+ablation+for+paroxysmal+atrial+fibrillation.">Pulmonary vein isolation: the impact of pulmonary venous anatomy on long-term outcome of catheter ablation for paroxysmal atrial fibrillation.</a> Heart Rhythm. 11 (4), 549-556 (2014).</li><li>Mansour, 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=Three-dimensional+anatomy+of+the+left+atrium+by+magnetic+resonance+angiography:+implications+for+catheter+ablation+for+atrial+fibrillation.">Three-dimensional anatomy of the left atrium by magnetic resonance angiography: implications for catheter ablation for atrial fibrillation.</a> Journal of Cardiovascular Electrophysiology. 17 (7), 719-723 (2006).</li><li>Ottaviano, L., 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=Cryoballoon+ablation+for+atrial+fibrillation+guided+by+real-time+three-dimensional+transoesophageal+echocardiography:+a+feasibility+study.">Cryoballoon ablation for atrial fibrillation guided by real-time three-dimensional transoesophageal echocardiography: a feasibility study.</a> Europace. 15 (7), 944-950 (2013).</li><li>Faletra, F. F., Regoli, F., Acena, M., Auricchio, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Value+of+real-time+transesophageal+3-dimensional+echocardiography+in+guiding+ablation+of+isthmus-dependent+atrial+flutter+and+pulmonary+vein+isolation.">Value of real-time transesophageal 3-dimensional echocardiography in guiding ablation of isthmus-dependent atrial flutter and pulmonary vein isolation.</a> Circulation Journal. 76 (1), 5-14 (2012).</li><li>Coulombe, N., Paulin, J., Su, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+in+vivo+performance+of+second-generation+cryoballoon+for+pulmonary+vein+isolation.">Improved in vivo performance of second-generation cryoballoon for pulmonary vein isolation.</a> Journal of Cardiovascular Electrophysiology. 24 (8), 919-925 (2013).</li></ol>

Hier demonstrieren wir eine Schritt-für-Schritt-Methodik, um die PVs, ihre umgebenden Strukturen und anatomischen Eigenschaften mit 3D-Echokardiographie zu untersuchen. Die oben beschriebene Methode zur 3D-Bildgebung der PVs ist eine leicht standardisierbare Methode, die bei den meisten Patienten qualitativ hochwertige 3D-Bilder liefert, die für präzise Messungen geeignet sind. Optimale Qualität und Ausrichtung der aufgenommenen Bilder sind für die sachgerechte Beurteilung der PV-Anatomie von größter Bedeutung. Di...

Das Drainagemuster der Lungenvenen (PV) ist mit 56,5% Variation in der durchschnittlichen Bevölkerung sehr variabel1. Die Bewertung des PV-Entwässerungsmusters ist entscheidend für die Planung der PV-Isolierung (PVI), die heutzutage die häufigste interventionelle Behandlung von Vorhofflimmern ist2,3,4. Obwohl die hochfrequente Katheterablation die Standardtechnologie zum Erreichen von PVI war, ist die kryoballonbasierte (CB) Ablationstechnologie (CA) eine alternative Methode, die weniger Verfahrenszeit erfordert. Die Technik ist im Vergleich zur Hochfrequenzablation weniger kompliziert5,6, während die Wirksamkeit und Sicherheit von CA denen der Hochfrequenzablation ähneln7.
Die Rate der prozeduralen PV-Okklusion durch die CB und die kontinuierliche umfangsübergreifende Ausdehnung der Gewebeverletzung im PV-Ostium bestimmen den dauerhaften Erfolg der PVI nach CA. Eine der Hauptdeterminanten der PV-Okklusion ist die Variation der PV-Anatomie. In neueren, computertomographischen (CT) und kardialen MRT-basierten Studien wurden mehrere PV-Parameter mit prädiktiven Werten für kurz- und langfristige Erfolgsraten nach CA identifiziert. Diese Parameter umfassten Variationen sowohl der PV-Anatomie (linke gemeinsame PV, überzählige PVs8,9,10, ostiale Fläche, Ovalitätsindex8,11,12,13) als auch ihrer Umgebung (intervenöser Kamm8,14,15,16, Dicke des linken seitlichen Kamms8,9,17).
Obwohl die konventionelle 2D-Echokardiographie nicht für die Darstellung und Messung der meisten der oben genannten Parameter geeignet ist, scheint die dreidimensionale transösophageale Echokardiographie (3D TEE) ein alternatives Werkzeug zur Visualisierung der PVs zu sein, wie in früheren Literaturdaten gezeigt18,19.
Darüber hinaus bringt 3D TEE vor der PVI einen Mehrwert gegenüber CT oder MRT, da es nicht nur Daten zu PV-Eigenschaften für das Verfahrensdesign liefert, sondern auch klärt, ob ein Thrombus im linken Vorhofanhang (LAA) vorhanden ist. Diese Untersuchung ist vor PVI besonders wichtig. Gleichzeitig benötigt 3D TEE weniger Zeit, seine Verfahrenskosten sind niedrig und setzen den Patienten und das medizinische Personal keiner Strahlung aus.
In der Vergangenheit gab es mehrere Arten von CBs mit unterschiedlichen Größen, was es schwierig machte zu extrapolieren, wie die verschiedenen Parameter der PVs die Erfolgsrate von CA beeinflussen. Heute wird die neu eingeführte CB der zweiten Generation für CA verwendet, die nur in einer Größe existiert. Dank seines verbesserten Kühleffekts bietet der CB der zweiten Generation eine viel höhere Leistung im Vergleich zum CB20 der ersten Generation, was die Bedeutung der PV-Anatomie und der Interventionsplanung vor PVI weiter unterstreicht.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>4D Cardio-view 3 software</td>
			<td>Tomtec Imaging Systems GmbH</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Epiq 7G scanner</td>
			<td>Philips</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Q-Lab Software</td>
			<td>Philips</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>X5-1 transducer</td>
			<td>Philips</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

three-dimensional echocardiographic method for the visualization and assessment of specific parameters of the pulmonary veins

Die Abmessungen der Lungenvenen sind wichtige Parameter bei der Planung der Lungenvenenisolation (PVI), insbesondere bei der Kryoballonablationstechnik. Die Anerkennung der Dimensionen und anatomischen Variationen der Lungenvenen (PVs) kann das Ergebnis der Intervention verbessern. Die konventionelle transösophageale 2D-Echokardiographie kann nur begrenzte Daten über die Abmessungen der PVs liefern; Die 3D-Echokardiographie kann jedoch relevante Durchmesser und Flächen der PVs sowie deren räumliche Beziehung zu umgebenden Strukturen weiter bewerten. In früheren Literaturdaten wurden bereits Parameter identifiziert, die die Erfolgsrate von PVI beeinflussen. Dies sind der linke Seitenkamm, der intervenöse Grat, der ostiale Bereich der PVs und der Ovalitätsindex des Ostiums. Die richtige Abbildung der PVs mittels 3D-Echokardiographie ist eine technisch anspruchsvolle Methode. Ein entscheidender Schritt ist das Sammeln von Bildern. Drei individuelle Wandlerpositionen sind notwendig, um die wichtigen Strukturen zu visualisieren; dies sind der linke Seitenkamm, das Ostium der PVs und der dazwischenliegende Kamm der linken und rechten PVs. Als nächstes werden 3D-Bilder aufgenommen und als digitale Schleifen gespeichert. Diese Datasets werden abgeschnitten, was dazu führt, dass die en-face-Ansichten räumliche Beziehungen anzeigen. Dieser Schritt kann auch verwendet werden, um die anatomischen Variationen der PVs zu bestimmen. Schließlich werden multiplanare Rekonstruktionen erstellt, um jeden einzelnen Parameter der PVs zu messen.
Optimale Qualität und Ausrichtung der aufgenommenen Bilder sind für die sachgerechte Beurteilung der PV-Anatomie von größter Bedeutung. In der vorliegenden Arbeit untersuchten wir die 3D-Sichtbarkeit der PVs und die Eignung der oben genannten Methode bei 80 Patienten. Ziel war es, einen detaillierten Überblick über die wesentlichen Schritte und potenziellen Fallstricke der PV-Visualisierung und -Bewertung mit 3D-Echokardiographie zu geben.

Unter Verwendung des oben beschriebenen Bildaufnahmeprotokolls besteht der erste Schritt darin, das linke Vorhofanhängsel (LAA) mittels 2D-Erfassung zu visualisieren (Abbildung 1). Die Sonde befindet sich in der oberen (oder mittleren) transösophagealen Position bei 20-45°. Das Bild zeigt die LAA. Der linke seitenförmige Grat und der linke obere PV werden bei 60-80° angezeigt (Abbildung 2), und dann wird der 3D-Datensatz erfasst und durch Zuschneiden des Da...

Watch this Scientific Journal Video about Three-Dimensional Echocardiographic Method for the Visualization and Assessment of Specific Parameters of the Pulmonary Veins at JoVE.com

Three-Dimensional Echocardiographic Method for the Visualization and Assessment of Specific Parameters of the Pulmonary Veins

Die Abmessungen der Lungenvenen (PV) sind wichtige Parameter bei der Planung der Lungenvenenisolation. Die transösophageale 2D-Echokardiographie kann nur begrenzte Daten über die PVs liefern; Die 3D-Echokardiographie kann jedoch relevante Durchmesser und Flächen der PVs sowie deren räumliche Beziehung zu umgebenden Strukturen bewerten.

Dreidimensionale echokardiographische Methode zur Visualisierung und Beurteilung spezifischer Parameter der Lungenvenen

The dimensions of the pulmonary veins are important parameters when planning pulmonary vein isolation (PVI), especially with the cryoballoon ablation ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Alginate Hydrogels for Three-Dimensional Organ Culture of Ovaries and Oviducts

Alginat Hydrogele für Three-Dimensional Organ Culture der Eierstöcke und Eileitern

Ovarian cancer is the fifth leading cause of cancer deaths in women and has a 63% mortality rate in the United States1. The cell type of origin for ...

Forschung

Biotechnik

The Three-Dimensional Human Skin Reconstruct Model: a Tool to Study Normal  Skin and Melanoma Progression

Die dreidimensionalen humanen Haut Rekonstruieren Modell: ein Tool für normale Haut und Melanom Progression Study

Most in vitro studies in experimental skin biology have been done in 2-dimensional (2D) monocultures, while accumulating evidence suggests that cells ...

Planar and Three-Dimensional Printing of Conductive Inks

Planar-und Drei-Dimensional Printing von Leitfähige Druckfarben

Printed electronics rely on low-cost, large-area fabrication routes to create flexible or multidimensional electronic, optoelectronic, and biomedical ...

Three-dimensional Cell Culture Model for Measuring the Effects of Interstitial Fluid Flow on Tumor Cell Invasion

Dreidimensionale Zellkultur-Modell zur Messung der Auswirkungen der interstitiellen Flüssigkeit Flow auf Tumorzellinvasion

The growth and progression of most solid tumors depend on the initial transformation of the cancer cells and their response to stroma-associated signaling ...

Patient-specific Modeling of the Heart: Estimation of Ventricular Fiber Orientations

Patienten-spezifischer Modellierung des Herz: Schätzung der Ventrikuläre Faserorientierungen

Patient-specific  simulations of heart (dys)function aimed at personalizing cardiac therapy are hampered  by the absence of in vivo imaging technology for ...

Investigating the Three-dimensional Flow Separation Induced by a Model Vocal Fold Polyp

Untersuchung der dreidimensionalen Strömungstrennung, die durch ein Modell Vocal Fold Polyp induziert wird

The fluid-structure energy exchange process for normal speech has been studied extensively, but it is not well understood for pathological conditions. ...

Human Cartilage Tissue Fabrication Using Three-dimensional Inkjet Printing Technology

Menschliches Knorpelgewebe Herstellung unter Verwendung von dreidimensionalen Inkjet-Drucktechnologie

Bioprinting, which is based on thermal inkjet printing, is one of the most attractive enabling technologies in the field of tissue engineering and ...

Analysis of Cell Migration within a Three-dimensional Collagen Matrix

Analyse der Zellmigration in eine dreidimensionale Kollagenmatrix

The ability to migrate is a hallmark of various cell types and plays a crucial role in several physiological processes, including&#160;embryonic ...

Generation of a Three-dimensional Full Thickness Skin Equivalent and Automated Wounding

Erzeugung eines dreidimensionalen Vollhaut Equivalent und automatisierte Verwundung

In vitro models are a cost effective and ethical alternative to study cutaneous wound healing processes. Moreover, by using human cells, these models ...

Studying Protein Function and the Role of Altered Protein Expression by Antibody Interference and Three-dimensional Reconstructions

Das Studium von Proteinfunktionen und die Rolle der Altered Protein Expression von Antikörper-Interferenz und Dreidimensionale Rekonstruktionen

A strict management of protein expression is not only essential to every organism alive, but also an important strategy to investigate protein functions ...