Obtaining the biomechanical behavior of ascending aortic aneurysm by using novel speckle tracking echocardiography

Abstract

Introduction: Ex vivo measurement of ascending aortic biomechanical properties may help in the process of estimating the risk for rupture or dissection of dilated ascending aortas. A validated in vivo method that can predict aortic biomechanics does not exist. Speckle tracking transesophageal echocardiography (TEE) has been used to measure ventricular stiffness; we sought to determine if speckle-tracking echocardiography could be adopted to estimate aortic stiffness in vivo and compare these findings to those obtained by ex vivo tissue measurements.Methods: 17 patients undergoing ascending aortic resection were recruited to be part of the study with the mean aortic diameter of 56.16 ± 15 mm. Intra-operative speckle tracking echocardiographic analysis was used to calculate aortic stiffness index using the following equation:β2= ln⁡〖(SBP⁄(DBP))〗⁄AoS (β2 stiffness index; SBP: Systolic BP; DBP: Diastolic BP, AoS: circumferential strain). Ex vivo stiffness was obtained by mechanical tissue testing according to previously described methods. The aortic ring at the pulmonary trunk was divided into four equal quadrantsResults: the mean aortic diameter was. The in vivo stiffness index for the inner curvature, anterior wall, outer curvature and posterior wall were 0.0544 ± 0.0490, 0.0295± 0.0199, 0.0411± 0.0328 and 0.0502± 0.0320 respectively. The mean ex vivo 25% apparent stiffness for inner curvature, anterior wall, outer curvature and posterior wall were 0.0616 ±0.0758 MPa, 0.0352± 0.00992 MPa, 0.0405± 0.0199 MPa and 0.0327± 0.0106 MPa respectively. The patient matched ex vivo 25% apparent stiffness and in vivo stiffness index were not significantly different (p=0.8617, two way ANOVA with repeated measures). Conclusion: The use of speckle tracking TEE appears to be a promising technique to estimate ex vivo mechanical properties of the ascending aortic tissue.Introduction: Déterminer les propriétés biomécaniques ex vivo de l'aorte ascendante pourrait aider à obtenir de meilleures estimations de risques de ruptures et dissections du tissu dans le cas de dilatations. Aucune méthode permettant la prédiction du comportement mécanique du tissu aortique in vivo n'a encore été validée.L'échographie transoesophagienne de suivi des marqueurs acoustique est utilisée pour mesurer la rigidité du ventricule ; dans le cadre de cette étude, nous avons cherché à déterminer si une telle technique pouvait également être utilisée dans l'estimation de la rigidité de l'aorte in vivo en comparant les résultats mesurés à des données obtenues au préalable en ex vivo.Méthodes: 17 patients ayant subi une ablation de l'aorte ascendante avec un diamètre moyen de 56.16 ± 15 mm ont fait parti de l'étude. L'analyse de l'échographie transoesophagienne preopératoire de suivi des marqueurs acoustique a permis le calcul de la rigidité aortique en utilisant l'équation suivante β2= ln⁡〖(SBP⁄(DBP))〗⁄AoS, (β2 rigidité; SBP: Pression systolique; DBP: Pression diastolique, AoS: Déformations circonférentielles). La rigidité du tissu a été obtenue ex vivo par des tests mécaniques en suivant des méthodes décrites dans de précédentes études. Enfin, l'anneau aortique au tronc pulmonaire fut divisé en quatre quadrants de tailles égales.Résultats: Les rigidités in vivo de la courbure intérieure, paroi antérieure, courbure extérieure et paroi postérieure étaient de 0.0544 ± 0.0490, 0.0295± 0.0199, 0.0411± 0.0328 et 0.0502± 0.0320. Tandis que les moyennes ex vivo de la rigidité mesurée à 25% pour la courbure intérieure, paroi antérieure, courbure extérieure et paroi postérieure étaient de 0.0616 ±0.0758 MPa, 0.0352± 0.00992 MPa, 0.0405± 0.0199 MPa et 0.0327± 0.0106 MPa. Des résultats similaires ont été trouvés chez les patients entre les rigidités ex vivo (mesurées à 25%) et in vivo avec une différence non significative (p=0.8617, analyse ANOVA double avec des mesures répétées).Conclusion: L'utilisation de l'échographie transoesophagienne de suivi des marqueurs acoustique semble donc être une technique prometteuse permettant l'estimation de propriétés mécaniques du tissu de l'aorte ascendante in vivo