Application of Tornado-flow Fundamental Hydro- dynamic Theory to the Study of Blood Flow in the Heart -Further Development of Tornado-like Jet Technology

ABSTRACT It has been proved previously that the Tornado-like swirling flows have strictly ordered hydrodynamic structure which can be exhaustively described by using the exact solution of non-stationary Navier-Stokes and continuity equations for this class of flows The current study proposes a method of measurement and calculation of the flow structural parameters derived from the exact solution, using LV cavity casts morphometry in humans and dogs and Multislice computed tomography (MSCT) of LV in two patients without severe cardiac pathology. It has been shown that the dynamic expression of intracardiac trabeculae and instant shape of LV cavity within a complete cardiac cycle correspond closely to the stages of single Tornado-like jet evolution. Since the intraventricular trabeculae profile is streamlined continuously by the blood flow, it should determine the hydrodynamic flow structure as an ensemble of guiding vanes. Therefore it has been concluded that the intraventricular flow dynamics can be analyzed and quantified using the exact solution. Application of this analysis to the MSCT visualization of LV cavity dynamics has shown the validity of this approach, which may be used for clinical diagnostic purpose. A realistic mathematical model of intraventricular blood flow has been proposed and evaluated. The results showed a good agreement between the model and known cardiac anatomy and function

4D FLOW МРТ в оценке диастолического кровотока в левом желудочке у пациентов с гипертрофической кардиомиопатией

Objective. To assess phase-contrast MRI in the evaluation of left ventricular hemodynamics changes in various forms of hypertrophic cardiomyopathy.Materials and methods. 11 patients were examined: without pathology of the cardiovascular system (n = 3), with apical (n = 3), diffuse-septal (n = 2) and focal-basal (n = 3) types of hypertrophic cardiomyopathy. All patients underwent MRI of the heart with an additional phase-contrast sequence of the left ventricular area. Postprocessing carried out in the 4D FLOW application (Siemens).Results. Data were obtained on the geometry and dynamics of vortex diastolic flows in the left ventricular of all patients. In patients with hypertrophic cardiomyopathy, an increase in the distance to the center of the vortex and a decrease in the normalized area and peak velocity of the vortex is determined. The diffuse-septal type is characterized by a minimal vortex peak velocity; apical type - by the maximum vortex sphericity index. For patients with a focalbasal type of hypertrophic cardiomyopathy the maximum changes in blood flow are determined in late diastole (absence of vortexes).Conclusion. 4D FLOW Phase-contrast MRI allows identifying and assessing LV vortical flow. Quantitative analysis can be used to characterize the remodeling of LV blood flow of various types of hypertrophic cardiomyopathy.Цель исследования: оценить изменения гемодинамики левого желудочка с помощью фазово-контрастной МРТ у пациентов с различными формами гипертрофической кардиомиопатии.Материал и методы. Обследовано 11 пациентов: без патологии сердечно-сосудистой системы (n = 3), с апикальной (n = 3), диффузно-септальной (n = 2) и фокально-базальной (n = 3) формами гипертрофической кардиомиопатии. Всем пациентам выполнено МРТ-исследование сердца с дополнительной фазовоконтрастной последовательностью области левого желудочка. Постпроцессорная обработка проведена в приложении 4D FLOW (Siemens).Результаты. Получены данные о геометрии и динамике вихревых диастолических потоков в левом желудочке у всех пациентов. У пациентов определяется апикальное смещение вортекса, уменьшение нормализованной площади и пиковой скорости вортекса. Диффузно-септальная форма характеризуется минимальной скоростью вихревого потока, апикальная форма – максимальным индексом сферичности вортекса. Для пациентов с фокально-базальной формой максимальные изменения кровотока определяются в позднюю диастолу (отсутствие вортексов)Заключение. Метод 4D FLOW фазово-контрастной МРТ позволяет выявить и оценивать изменения диастолических вихревых потоков в левом желудочке. Количественный анализ данных можно использовать для характеристики ремоделирования кровотока в левом желудочке при различных типах гипертрофической кардиомиопатии

2020 Clinical guidelines for Atrial fibrillation and atrial flutter

Russian Society of Cardiology (RSC).With the participation of Russian Scientific Society of Clinical Electrophysiology, Arrhythmology and Cardiac Pacing, Russian Association of Cardiovascular Surgeons.Approved by the Scientific and Practical Council of the Russian Ministry of Health