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Cardiac kinematic parameters computed from video of in situ beating heart.
Fassina, Lorenzo; Rozzi, Giacomo; Rossi, Stefano; Scacchi, Simone; Galetti, Maricla; Lo Muzio, Francesco Paolo; Del Bianco, Fabrizio; Colli Franzone, Piero; Petrilli, Giuseppe; Faggian, Giuseppe; Miragoli, Michele.
Afiliação
  • Fassina L; Dipartimento di Ingegneria Industriale e dell'Informazione, Università degli Studi di Pavia, Via Ferrata 1, 27100 Pavia, Italy.
  • Rozzi G; Centre for Health Technologies (C.H.T.), Università degli Studi di Pavia, Via Ferrata 1, 27100 Pavia, Italy.
  • Rossi S; Dipartimento di Medicina e Chirurgia, Università degli Studi di Parma, Via Gramsci 14, 43124 Parma, Italy.
  • Scacchi S; Dipartimento di Cardiochirurgia, Università degli Studi di Verona, Ospedale Borgo Trento, P.le Stefani 1, 37126 Verona, Italy.
  • Galetti M; Dipartimento di Medicina e Chirurgia, Università degli Studi di Parma, Via Gramsci 14, 43124 Parma, Italy.
  • Lo Muzio FP; CERT, Centro di Eccellenza per la Ricerca Tossicologica, INAIL-exISPESL, Università degli Studi di Parma, Via Gramsci 14, 43124 Parma, Italy.
  • Del Bianco F; Dipartimento di Matematica, Università degli Studi di Milano, Via Saldini 50, 20133 Milano, Italy.
  • Colli Franzone P; CERT, Centro di Eccellenza per la Ricerca Tossicologica, INAIL-exISPESL, Università degli Studi di Parma, Via Gramsci 14, 43124 Parma, Italy.
  • Petrilli G; Dipartimento di Medicina e Chirurgia, Università degli Studi di Parma, Via Gramsci 14, 43124 Parma, Italy.
  • Faggian G; Dipartimento di Ingegneria Industriale e dell'Informazione, Università degli Studi di Pavia, Via Ferrata 1, 27100 Pavia, Italy.
  • Miragoli M; Centre for Health Technologies (C.H.T.), Università degli Studi di Pavia, Via Ferrata 1, 27100 Pavia, Italy.
Sci Rep ; 7: 46143, 2017 04 11.
Article em En | MEDLINE | ID: mdl-28397830
ABSTRACT
Mechanical function of the heart during open-chest cardiac surgery is exclusively monitored by echocardiographic techniques. However, little is known about local kinematics, particularly for the reperfused regions after ischemic events. We report a novel imaging modality, which extracts local and global kinematic parameters from videos of in situ beating hearts, displaying live video cardiograms of the contraction events. A custom algorithm tracked the movement of a video marker positioned ad hoc onto a selected area and analyzed, during the entire recording, the contraction trajectory, displacement, velocity, acceleration, kinetic energy and force. Moreover, global epicardial velocity and vorticity were analyzed by means of Particle Image Velocimetry tool. We validated our new technique by i) computational modeling of cardiac ischemia, ii) video recordings of ischemic/reperfused rat hearts, iii) videos of beating human hearts before and after coronary artery bypass graft, and iv) local Frank-Starling effect. In rats, we observed a decrement of kinematic parameters during acute ischemia and a significant increment in the same region after reperfusion. We detected similar behavior in operated patients. This modality adds important functional values on cardiac outcomes and supports the intervention in a contact-free and non-invasive mode. Moreover, it does not require particular operator-dependent skills.
Assuntos

Texto completo: 1 Coleções: 01-internacional Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Gravação em Vídeo / Coração Tipo de estudo: Prognostic_studies Limite: Animals / Female / Humans / Male Idioma: En Ano de publicação: 2017 Tipo de documento: Article

Texto completo: 1 Coleções: 01-internacional Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Gravação em Vídeo / Coração Tipo de estudo: Prognostic_studies Limite: Animals / Female / Humans / Male Idioma: En Ano de publicação: 2017 Tipo de documento: Article