Bookshelf

admin

Technique

LVEF can be calculated using various modalities, either subjectively by using visual estimation or objectively by quantitative methods. The preference is to employ quantitative measures to assess LVEF to minimize variability and favor more precision and accuracy in the measurement.

Non-invasive assessment modalities include:

  • Echocardiography
  • Magnetic resonance imaging (MRI)
  • Computed tomography (CT)
  • Gated equilibrium radionuclide angiography (multiple-gated acquisition scan)
  • Gated myocardial perfusion imaging with either single-photon emission computed tomography (SPECT) or positron emission tomography (PET)

Invasive assessment modalities include:

  • Left ventricular contrast ventriculography during invasive catheterization

Echocardiography: V současné době lze k měření LVEF pomocí echokardiografie použít různé metody. Používané metody se od sebe liší podle typu použitého echokardiografického obrazu (M-mód, dvourozměrný nebo trojrozměrný) a podle rovnic použitých ke stanovení objemu levé komory (LK). Získaná měření mohou být lineární (jednorozměrná), plošná (dvourozměrná) nebo objemová (trojrozměrná). Ve prospěch echokardiografie hraje absence ionizujícího záření. V současné době je k hodnocení LVEF doporučována dvojrozměrná metoda disků (modifikované Simpsonovo pravidlo). Ostatní níže uvedené metody, které jsou do značné míry založeny na geometrických předpokladech (tj. modifikované chinony, elipsoidní model, model polokoule-válec), se již v klinické praxi pro odhad LVEF nedoporučují.

M-režim a dvourozměrná echokardiografie:

  • Modifikovaná Simpsonova metoda (dvojplošná metoda disků) je metoda vyžadující plošné zobrazení dutiny LK. Americká echokardiografická společnost tuto metodu doporučuje pro měření LVEF. Tato metoda vyžaduje měření LVEF sledováním endokardiálního okraje v apikálním čtyřkomorovém i dvoukomorovém zobrazení na konci systoly a na konci diastoly. Toto trasování nakonec rozdělí dutinu LK na předem stanovený počet disků (obvykle 20). Objemy disků jsou založeny na trasováních získaných z této studie. Ve srovnání s modifikovanou Quinonesovou metodou je zapotřebí méně geometrických předpokladů o tvaru LK. Tato metoda přímo měří příspěvek podélné kontrakce. Protože se neprovádí celé trasování hranice dutiny LK, je třeba učinit některé geometrické předpoklady.
  • Modifikovaná Quinonesova metoda využívá lineární měření. Tato metoda využívá jednotlivá měření dutiny LK ve střední komoře na konci diastoly i na konci systoly a může být použita buď při použití M-módu, nebo dvourozměrného zobrazení. Výpočty objemu odvozené z lineárních měření mohou být nepřesné, protože se opírají o předpoklad pevného geometrického tvaru LK, jako je prolátovaný elipsoid, což u různých srdečních patologií neplatí. Quinonesova metoda výpočtu objemů LK z lineárních rozměrů LK se již pro klinické použití nedoporučuje.

Algoritmy, ze kterých lze vypočítat celkovou LVEF, EDV a ESV, jsou:

  1. Modifikované Simpsonovo pravidlo: Levá komora se považuje za součet válce (od báze srdce po mitrální chlopeň), zkráceného kužele (od úrovně mitrální chlopně po úroveň papilárních svalů) a dalšího kužele přiřazeného srdečnímu hrotu. Předpokládalo se, že tyto tři úseky mají stejnou výšku.
  2. Model elipsoidu s použitím dvouplošných dat: Dvě kolmé echo roviny (mitrální chlopeň a apikální pohled) byly nahrazeny dvěma angiografickými projekcemi. Menší osa apikální roviny (septální-posterolaterální) je odvozena z plochy obrazu a jeho nejdelší délky. Pro tento model se předpokládá, že mitrální rovina je uprostřed mezi bazí a apexem. Minoritní osa mitrální roviny je odvozena z plochy a septálně-posterolaterálního rozměru obrazu mitrálního ponechání.
  3. Elipsoidní model využívající data z jedné roviny: Plocha a délka z apikálního echokardiografického obrazu byly dosazeny do standardní rovnice plocha-délka v jedné rovině.
  4. Model polokoule-válec s použitím dvourovinných dat: Plocha průřezu v úrovni mitrální chlopně a dlouhá osa z apikálního zobrazení byly použity k řešení objemu válce uzavřeného na jednom konci polokoulí s plochou základny a výškou rovnou ploše válce.
  5. Modifikovaný elipsoidní model s použitím jednorozměrných dat: Rozměr septa a zadní stěny byl dosazen do vzorce popsaného Teichholzem na základě modelu elipsoidu, kde je hlavní osa proměnnou funkcí odvozenou z naměřené vedlejší osy D. 2(7,0/2,4+D)D. Tento vzorec má kompenzovat odchylku od elipsoidního modelu, která se projevuje u neobvykle velkých i malých komor. Teichholzova metoda výpočtu objemů LK z lineárních rozměrů LK se již pro klinické použití nedoporučuje.

Třírozměrná echokardiografie: Protože trojrozměrná echokardiografie nevyžaduje geometrické předpoklady, je považována za optimální způsob měření LVEF pomocí echokardiografie. LVEF odvozená z této modality by většinou vyžadovala získání údajů v průběhu několika srdečních tepů pomocí speciálních trojrozměrných zobrazovacích sond. Na rozdíl od ostatních M-mode a dvourozměrných echokardiografických technik poskytují trojrozměrné metody minimální vysvětlení o tvaru dutiny LK. Ve srovnání s ostatními echokardiografickými metodami je trojrozměrná modalita známá jako přesnější a mnohem méně variabilní, protože je detekována celá dutina LK.

MRI: LVEF lze získat pomocí MRI pomocí manuálních, poloautomatických nebo automatických metod. Simpsonova metoda diskové sumace využívá k získání LVEF snímky LV v krátké ose s ustáleným stavem volné precese (cine steady-state free precession images). Během fáze na konci systoly a na konci diastoly se získávají snímky v krátké ose. Hranice endokardu LK se ručně obkreslí na každém snímku v krátké ose, aby se získala plocha komorové dutiny pro každý řez. Vynásobením plochy trasování pro každý řez obrazu intervalem řezu (mezera mezi obrazy + tloušťka řezu) získáme objem řezu. Objem LK se pak získá součtem objemů jednotlivých řezů. Při této technice je třeba určit tvar LK, protože se sleduje celá dutina LK. Dobře definovanou hranici endokardu lze získat při použití vysokého kontrastu. Výpočet LVEF pomocí MRI nevyžaduje nutně použití ionizujícího záření nebo kontrastní látky.

CT: Nedostatek kontrastu má za následek špatné rozlišení na nekontrastních CT snímcích. V důsledku toho se používá jodovaný kontrast, který pomáhá rozlišit krevní a endokardiální hranice. Používají se automatické metody, které jsou závislé na měření Hounsfieldovy jednotky. Tato měření a kontrast hrají důležitou roli při odlišení dutiny LK od endokardu. LVEF lze vypočítat pomocí Simpsonovy metody. Ta spočívá v generování a sledování rekonstruovaných krátkoosých kinematografických snímků srdce. Určení tvaru LK je nezbytné, protože tato technika zahrnuje sledování celé dutiny LK pomocí Simpsonovy metody. Definice endokardiální hranice přímo souvisí s načasováním kontrastního bolusu. Na rozdíl od magnetické rezonance se snímky z CT získávají s jedním zadržením dechu. Při použití kontrastní látky je však třeba vzít v úvahu špatnou funkci ledvin pacienta a jeho alergii na kontrast, což může použití této modality omezovat.

Jaderné zobrazování srdce: Pro výpočet LVEF jsou k dispozici různé techniky. Dvěma nejčastěji používanými metodami nukleárního zobrazování srdce pro výpočet LVEF jsou gated equilibrium radionuklidová angiografie (multiple-gated acquisition scan) a gated perfuzní zobrazování myokardu buď pomocí jednofotonové emisní počítačové tomografie (SPECT), nebo pozitronové emisní tomografie (PET) radionuklidové angiografie.

Radionuklidová angiografie: Jedná se o techniku, při níž jsou červené krvinky pacienta označeny techneciem 99m pertechnetátem. Získávají se planární snímky levé srdeční komory. Lze však získat i snímky SPECT. Planární zobrazení pro výpočet výpočtu LVEF vyžaduje rozlišení levé a pravé komory pomocí levé přední šikmé projekce. Určí se oblast zájmu LK, po níž se analyzují počty radioaktivity v této oblasti. Analýza počtu radioaktivity v této určené oblasti je důležitá, protože tato technika studuje změny radioaktivity v levé komoře mezi koncovou systolickou fází a koncovou diastolickou fází namísto skutečného měření objemů levé komory. EKG navádění se používá jako brána pro získání obrazu během několika srdečních cyklů. Každý srdeční cyklus je později rozdělen na předem stanovený počet intervalů (16 nebo 32), které se vztahují k počtu snímků (obrazů) na jeden srdeční cyklus. Snímek s nejvyšším počtem představuje konec diastoly a snímek s nejnižším počtem představuje konec systoly.

LVEF lze vypočítat z následující rovnice: Čisté počty v enddiastolickém snímku – čisté počty v endsystolickém snímku/čisté počty v enddiastole. Čisté počty se stanoví odečtením počtů z oblasti zájmu na pozadí (vedle levé komory) od naměřených počtů LK. Tuto techniku lze provádět zejména u pacientů, jejichž tělesný habitus omezuje použití jiných modalit. Lze ji použít v průběhu kardiotoxické chemoterapie a/nebo po ozáření přední nebo levé části hrudníku, pokud echokardiografie nepomohla. Radionuklidová angiografie se doporučuje také v případech, kdy se echokardiografie ukázala jako nedostatečná (např. CHOPN, obezita) nebo v přítomnosti významných klidových abnormalit pohybu stěn nebo zkreslené geometrie. Pro tuto modalitu neexistují žádné kontraindikace.

Technika jednofotonové emisní počítačové tomografie a pozitronové emisní tomografie pro perfuzi myokardu: Pacientovi je zpočátku aplikována radioaktivně značená perfuzní látka myokardu, například sestamibi nebo tetrofosmin značený techneciem 99m. Jako zobrazovací látky lze použít amoniak, rubidium nebo fluorodeoxyglukózu. Spolu s perfuzní studií myokardu lze vypočítat LVEF. To pomáhá analyzovat funkci a perfuzi jedním testem. Zobrazovací látky vstupují do myokardu po injekčním podání pacientovi. Získávají se snímky řízené EKG. EKG gating pomáhá rozdělit srdeční cyklus na předem vypočítaný počet snímků (obrazů) v každém cyklu (může jich být 8 nebo 16). Automatický software pro detekci hran hraje důležitou roli při analýze rekonstruovaných trojrozměrných dat pro určení LVEF. Tato technika bude vyžadovat trojrozměrný soubor dat, v jehož důsledku je třeba určit předpoklady dutiny LK. Hranici mezi vysokým myokardem LK a početně chudou dutinou LK lze rozlišit pomocí softwaru použitého v této technice. EDV a ESV jsou dvě důležité proměnné, které lze získat výpočtem objemu dutiny LK během každého snímku srdečního cyklu.

Kontrastní ventrikulografie levé komory během invazivní katetrizace: Tato technika vyžaduje pigtailový katétr ke vstříknutí kontrastní látky do komorové dutiny. Tato poloha opacifikuje dutinu od bazální části až po apex, nepřekáží mitrálnímu subvalvulárnímu aparátu a způsobuje malou komorovou ektopickou aktivitu. Nejčastěji se používají zobrazení pod úhlem 30 stupňů šikmo vpravo a 60 stupňů šikmo vlevo vpředu. Pravé přední šikmé zobrazení je levnější a spotřebuje méně záření, a proto se používá častěji. Byly vyvinuty různé geometrické metody, které pomáhají při určování LVEF. Tyto metody jsou založeny na stanovení komorových objemů pomocí matematických modelů, které předpokládají, že komorová dutina je symetrická. Zpočátku se počítá ESV a EDV, což později pomáhá při určování LVEF. Nejčastěji používanými matematickými metodami jsou disková metoda (Simpsonovo pravidlo) a metoda Dodge-Sandler area-length. Metoda Dodge-Sandler area-length je nejčastěji používanou metodou, protože LV v 30° pravém předním šikmém pohledu a 60° levém předním šikmém pohledu připomíná elipsu. Díky tomu se podélná osa komorové dutiny shoduje s podélnou osou tohoto tvaru. Komorový objem se získá výpočtem objemu elipsoidu.