Name: Ultraschall-basierte Pulswellengeschwindigkeit Auswertung bei Mäusen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-02-14T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 7 s
Description: Erfahren Sie, wie ein Bildverarbeitungsalgorithmus die Pulswellengeschwindigkeit bei Mäusen mithilfe von Ultraschallbildgebung berechnet. Diese nicht-invasive Methode ermöglicht die zuverlässige Bewertung der arteriellen Steifigkeit für kardiovaskuläre Forschung.

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Tierversuche wurden in Übereinstimmung mit der EU-Richtlinie (2010/63 / UE) und dem italienischen Gesetz (D.Lvo 26/2014) durchgeführt, und es folgte Prinzipien der Labortierhaltung. Die lokale ethischen Zulassung Gremium genehmigte die Studie. 1. Imaging Verfahren <ol><li> Platzieren Sie die Maus in einer Anästhesieinduktionskammer gefüllt mit 2,5% Isofluran in 1 l / min reinem Sauerstoff. Überprüfen Sie die Tiefe der Anästhesie durch Teilnahmslosigkeit bis Fuß Prise. </li><li> Legen Sie das Tier auf einer temperaturgeregelten Bord in Rückenlage. Befeuchten Sie die Augen des Tieres mit Augensalbe, um zu vermeiden, dass sie trocken läuft. Versorgen Anästhesiegasstrom (1,5% Isofluran) mit der Maus die Nase in der speziellen Nasenkegel platzieren. Falls nötig, den Prozentsatz von Isofluran von Fall zu Fall in Abhängigkeit von dem Tier untersucht. Befestigen Sie die Platinentemperatur bei 40 ° C. </li><li> Bestreichen Sie die vier Gliedmaßen des Tieres mit einer leitfähigen Paste und klebt sie auf den EKG-Elektroden in den eingebettetenTafel. Messen der Körpertemperatur mit einer rektalen Sonde mit Vaseline geschmiert. Überprüfen Sie, ob alle physiologischen Messungen (EKG und Atmungssignal sowie Temperatur) korrekt erfasst und angezeigt. </li><li> Entfernen Sie Haare chemisch aus dem Bauch mit Enthaarungscreme und streicht es mit akustischer Kopplung Gel. </li><li> Setzen Sie den (13-24 MHz) US-Sonde in dem mechanischen Arm. </li><li> Befestigen Sie die US-Sonde parallel zum Tier und stellen Sie ihre Position, um Längs Bilder der Bauchaorta mit der Region von Interesse in der Fokuszone zu erhalten. </li><li> Sammeln Sie anatomischen Informationen. <ol><li> Klicken Sie auf die Schaltfläche ermöglicht die hohe Bildrate EKG-getriggerte Akquisition 9, wählen Sie eine Bildrate Erwerb gleich 700 fps und die Übernahme starten. Anmerkung: Auf diese Weise anatomischer Bilder des Behälters zu einem einzigen Herzzyklus bezogen erworben werden. </li></ol></li><li> Sammeln Sie Strömungsgeschwindigkeit Informationen. &lt;/ Strong&gt; <ol><li> Mit dem gleichen Scan-Projektion, klicken Sie auf den PW-Doppler-Taste, legen Sie das Probenvolumen in der Mitte des Schiffes und Bilder aufzunehmen, um sicherzustellen, dass die Filmschleife nicht kürzer als 3 s ist. Erhalten diese Daten die Winkelkorrektur so klein wie möglich gehalten wird, es von Fall Einstellung erhalten auf der Basis des US Projektions zu Fall verschieden. </li></ol></li><li> Nehmen Sie das Tier von der Temperatur gesteuert Bord und warten auf vollständige Genesung. HINWEIS: Nach unserer Erfahrung dieses etwa 10 min dauert. verlassen und Tier nicht unbeaufsichtigt, bis es genügend Bewusstsein zu halten Brustlage wiedergewonnen hat. </li></ol> 2. Post-Processing <ol><li> Export B-Modus und PW-Doppler-Bilder als DICOM-Dateien und sie auf einem PC speichern. Trans PW-Doppler-DICOM-Dateien in TIFF-Bilder. </li><li> Verfahren B-Modus - Bilder. <ol><li> Importieren Sie die entsprechenden DICOM-Datei die dedizierte Graphical User Interface (GUI). </li><li> Um Konturen initialisieren, eine Linie in der Nähe der gegenüberliegenden Wand des Schiffes ziehen (Klick es für den Start und doppelklicken Sie zum Beenden it) und doppelklicken Sie nahe an der nahen Wand. Eine Linie, die parallel zu dieser nahe an der gegenüberliegenden Wand wird automatisch angezeigt. Wenden Sie den Algorithmus auf einem einzigen Frame mit der "Analyse" Taste drücken. </li><li> Überprüfen Sie das Ergebnis. Wenn die Kanten korrekt identifiziert wurden (dh., Die Entwicklung der initialisierten Punkte erkannt haben sowohl die hintere und die vordere Wand), wenden Sie den Algorithmus , der auf der ganzen cine-Schleife , indem Sie auf die Schaltfläche "GO" klicken. Wenn die Kanten nicht richtig erkannt werden, deaktivieren Sie sie auf "Clear Contour" durch Klicken und initialisieren sie wieder nach Punkt 2.2.2 zu wiederholen. HINWEIS: Der Algorithmus auf Flankendetektions und Konturverfolgungstechniken basieren und im Detail 10 zuvor beschrieben wurde. </li><li> Beziehen Sie das Endergebnis auf den "RECORD" Taste drücken und speichern Sie die korresponding .mat-Datei, die auf einem einzigen Herzzyklus im Zusammenhang mit Momentandurchmesserwerte enthält. </li></ol></li><li> Öffnen Sie die GUI für die lnD-V Schleife Umsetzung. </li><li> Klicken Sie auf die "Geschwindigkeit" Taste , um PW-Doppler - Bildverarbeitung zu beginnen , die zu einem einzigen Schlag führt Geschwindigkeitskurve bedeuten. <ol><li> Identifizieren Sie die PW-Doppler-Kurve und die Zeile auf einen Geschwindigkeitswert entspricht, gleich Null ist durch die "WHITE LINE" -Taste drücken. </li><li> Führen Geschwindigkeitskalibrierung und Zeitkalibrierung durch die "Geschwindigkeit" mit und "TIME" Tasten (im Kalibrier-Panel) sind. Durch Drücken auf diesen Tasten ermöglicht man eine Linie, deren Länge entspricht der Kalibrierungsfaktor eingefügt zu ziehen. </li><li> Manuell einen ROI wählen die physiologischen Signale mit dem "ROI PHYSIO" Button enthält. </li><li> Manuell einen ROI wählen Sie das PW-Doppler-Kurve durch Drücken der "ROI SIGNAL" Button enthält. </li><li> click auf der "Analyse" und prüfen Sie, ob der Umschlag identifiziert wird. Wenn das Ergebnis nicht zufriedenstellend ist, ändern die Schwelle (durch den neuen Wert in der "Geschwindigkeitsschwelle" editierbares Textfeld eingeben) und drücken Sie die "Analyse" -Taste erneut. Tune die Schwelle von Fall zu Fall in Abhängigkeit von der Qualität der Bilder. Drücken Sie die "AUSARBEITUNG" -Taste. </li><li> Suchen Sie die R-Zacken des EKG-Signals und teilen Sie die Geschwindigkeit Hüllkurvensignal entsprechend durch die Schaltfläche "Aktualisieren" klicken. Wählen Sie Beats, die durch Lärm nicht beschädigt sind oder in der Inspirationsphase befindet, indem Sie auf "Choose BEATS" klicken. Auf diese Weise erhalten ein Single-Beat Geschwindigkeitswellenform bedeuten. </li></ol></li><li> Verwenden Sie die Fast - Fourier - Transformation - Methode die ausgewählten Beats in der Frequenzdomäne zu interpolieren und sie alle die gleiche Anzahl von Punkten zusammengesetzt, wie in Referenz 11 beschrieben. Führen Sie diesen Vorgang automatisch, indem einfach die ret drückenUrne Taste auf der PC-Tastatur, sobald die Beats ausgewählt wurden. Wenn die "VELO MEAN" , um das einzelne Takt geprüft bedeuten Geschwindigkeitssignal durch Division der maximalen Geschwindigkeitskurve durch zwei erreicht wird, eine parabolische Geschwindigkeitsprofil hypothesizing 12. Drücken Sie die Taste "OK". </li><li> Klicken Sie auf den "Diameter" -Taste. Interpoliert die Single-Takt Durchmesser Wellenform in der Zeitdomäne, um einen einzigen Schlag Durchmessersignal mit der gleichen Abtastfrequenz wie die Single-Beat Geschwindigkeitssignal durch Drücken der "INTERPOLATE" Taste zu erhalten. Klicken Sie auf die Schaltfläche "OK". HINWEIS: Um die Single-Takt Durchmesser und Geschwindigkeitskurven mit der gleichen Samplefrequenz und die gleiche Anzahl von Datenpunkten bedeuten, sie in der Frequenzdomäne interpoliert werden. </li><li> Wählen Sie die "zweite Ableitung" Ansatz als Ausrichtungsmethode (über dem Diagramm die Darstellung der Durchmesser und die Geschwindigkeit Wellenformen) und klicken Sie auf den "UPDATE" button. Die beiden Kurven werden automatisch zeitlich ausgerichtet die zweite Ableitung Verfahren 14 verwendet wird . </li><li> Erstellen Sie die endgültige lnD-V-Schleife durch den natürlichen Logarithmus der einzelnen Schlag Durchmesserwerte gegenüber dem Einzelschlag Plotten Geschwindigkeitswerte bedeuten. Dies geschieht automatisch, wenn die beiden Wellenformen ausgerichtet sind. Anmerkung: Die Punkte zwischen 5% und 90% des Maximalwertes des Einzelschlag bedeuten Geschwindigkeitskurve eingeschlossen werden automatisch und in eine lineare Interpolation auf diese Punkte wird angewendet, um die Neigung des linearen Teils der Schleife zu bewerten. </li><li> Berechnen PWV gemäß der folgenden Gleichung 7 <img alt="Gleichung 1" src="/files/ftp_upload/54362/54362eq1.jpg"></li></ol>

<ol><li>Zaragoza, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Animal+Models+of+Cardiovascular+Diseases%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Animal Models of Cardiovascular Diseases.</a> J Biomed Biotechnol. 2011, 497-841 (2011).</li>
<li>Laurent, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Expert+consensus+document+on+arterial+stiffness%3A+methodological+issues+and+clinical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+Heart+J%22%5BJournal%5D)">Expert consensus document on arterial stiffness: methodological issues and clinical applications.</a> Eur Heart J. 27, 2588-2605 (2006).</li>
<li>Wang, Y. X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Increased+aortic+stiffness+assessed+by+pulse+wave+velocity+in+apolipoprotein+E-deficient+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Physiol.+Heart+Circ.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Increased aortic stiffness assessed by pulse wave velocity in apolipoprotein E-deficient mice.</a> Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 278, 428-434 (2000).</li>
<li>Mitchell, G. F., Pfeffer, M. A., Finn, P. V., Pfeffer, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+techniques+for+measuring+pulse-wave+velocity+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Physiol%22%5BJournal%5D)">Comparison of techniques for measuring pulse-wave velocity in the rat.</a> J Appl Physiol. 82 (1), 203-210 (1997).</li>
<li>Parczyk, M., Herold, V., Klug, G., Bauer, W. R., Rommel, E., Jakob, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regional+in+vivo+transit+time+measurements+of+aortic+pulse+wave+velocity+in+mice+with+high-field+CMR+at+17.6+Tesla%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cardiovasc+Magn+Reson%22%5BJournal%5D)">Regional in vivo transit time measurements of aortic pulse wave velocity in mice with high-field CMR at 17.6 Tesla.</a> J Cardiovasc Magn Reson. 12, 72(2010).</li>
<li>Hartley, C. J., Taffet, G. E., Michael, L. H., Pham, T. T., Entman, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noninvasive+determination+of+pulse-wave+velocity+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Noninvasive determination of pulse-wave velocity in mice.</a> Am J Physiol. 273 (1), Pt 2 494-500 (1997).</li>
<li>Feng, J., Khir, A. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determination+of+wave+speed+and+wave+separation+in+the+arteries+using+diameter+and+velocity%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomech%22%5BJournal%5D)">Determination of wave speed and wave separation in the arteries using diameter and velocity.</a> J Biomech. 43 (3), 455-462 (2010).</li>
<li>Borlotti, A., Khir, A. W., Rietzschel, E. R., De Buyzere, M. L., Vermeersch, S., Segers, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noninvasive+determination+of+local+pulse+wave+velocity+and+wave+intensity%3A+changes+with+age+and+gender+in+the+carotid+and+femoral+arteries+of+healthy+human%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Physiol%22%5BJournal%5D)">Noninvasive determination of local pulse wave velocity and wave intensity: changes with age and gender in the carotid and femoral arteries of healthy human.</a> J Appl Physiol. 113 (5), 727-735 (2012).</li>
<li>Chérin, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrahigh+frame+rate+retrospective+ultrasound+microimaging+and+blood+flow+visualization+in+mice+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrasound+Med+Biol%22%5BJournal%5D)">Ultrahigh frame rate retrospective ultrasound microimaging and blood flow visualization in mice in vivo.</a> Ultrasound Med Biol. 32 (5), 683-691 (2006).</li>
<li>Gemignani, V., Faita, F., Ghiadoni, L., Poggianti, E., Demi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+system+for+real-time+measurement+of+the+brachial+artery+diameter+in+B-mode+ultrasound+images%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans+Med+Imaging%22%5BJournal%5D)">A system for real-time measurement of the brachial artery diameter in B-mode ultrasound images.</a> IEEE Trans Med Imaging. 26 (3), 393-404 (2006).</li>
<li>Di Lascio, N., Stea, F., Kusmic, C., Sicari, R., Faita, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-invasive+assessment+of+pulse+wave+velocity+in+mice+by+means+of+ultrasound+images%5BTitle%5D)+AND+%22Atherosclerosis%22%5BJournal%5D)">Non-invasive assessment of pulse wave velocity in mice by means of ultrasound images.</a> Atherosclerosis. 237 (1), 31-37 (2014).</li>
<li>Nichols, W. W., O'Rourke, M. F. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aNichols%2C+WW+%22McDonald%27s+Blood+Flow+in+Arteries%3A+Theoretical%2C+Experimental%2C+and+Clinical+Principles%22">McDonald's Blood Flow in Arteries: Theoretical, Experimental, and Clinical Principles</a>. , Arnold. London. 215-358 (1998).</li>
<li>Williams, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noninvasive+ultrasonic+measurement+of+regional+and+local+pulse+wave+velocity+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrasound+Med+Biol%22%5BJournal%5D)">Noninvasive ultrasonic measurement of regional and local pulse wave velocity in mice.</a> Ultrasound Med Biol. 33 (9), 1368-1375 (2007).</li>
<li>Penny, D. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aortic+wave+intensity+of+ventricular-vascular+interaction+during+incremental+dobutamine+infusion+in+adult+sheep%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Heart+Circ+Physiol%22%5BJournal%5D)">Aortic wave intensity of ventricular-vascular interaction during incremental dobutamine infusion in adult sheep.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 294, 481-489 (2008).</li>
<li>Segers, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wave+reflection+leads+to+over-+and+underestimation+of+local+wave+speed+by+the+PU-+and+QA-loop+methods%3A+theoretical+basis+and+solution+to+the+problem%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol+Meas%22%5BJournal%5D)">Wave reflection leads to over- and underestimation of local wave speed by the PU- and QA-loop methods: theoretical basis and solution to the problem.</a> Physiol Meas. 35 (5), 847-861 (2014).</li>
</ol>

Die Autoren haben nichts zu offenbaren.

In dieser Studie Algorithmus eine Bildverarbeitung auf der Schleife lnD-V-Basis für PWV Beurteilung in Mäusen wurde im Detail beschrieben. Der vorgeschlagene Ansatz beruht auf der Verarbeitung von Bildern US basierend nur und somit 6 eine gültige Alternative zu bestehenden Techniken darstellen könnten, 13 zur Beurteilung der arteriellen Steifigkeit in Mausmodellen. In der Tat umgekehrt zu invasive Methoden 6 , die auf den Erwerb von intra...

Mausmodelle werden in zunehmendem Maße für die Untersuchung von Herz - Kreislauf - Erkrankungen (CVD) verwendet , und besonders in Langzeitstudien eingesetzt , die die Charakterisierung der verschiedenen Phasen der Krankheitsentwicklung 1 ermöglichen. Elastischen Eigenschaften von großen Arterien sind verschiedenen pathologischen Zuständen im Zusammenhang; Aus technischer Sicht kann arterielle Steifigkeit durch die Messung der Pulswellengeschwindigkeit (PWV) beurteilt werden, die die Geschwindigkeit , mit welcher repräsentiert reist die Pulswelle in einem Leitungsgefäß 2. Wegen seiner klinische Bedeutung, wird es zunehmend auch in vorklinischen kleinen Tiermodellen 3 gemessen. Verschiedene Techniken sind für PWV Beurteilung bei Mäusen. Invasive Ansätze basieren auf der Verwendung von Katheter-Spitze Drucksensoren basieren. PWV wird durch Erfassen von Drucksignalen an zwei unterschiedlichen Standorten arteriellen und Dividieren des Abstandes zwischen den beiden Mess s beurteiltites durch die Zeitverschiebung zwischen den Signalen 4. Der Hauptnachteil dieser Arten von Techniken verwandt ist, dass sie Tieropfer zur Auswertung des Abstandes zwischen den beiden Messstellen erfordern und kann somit nicht in Langzeitstudien verwendet werden. Um diese Einschränkung zu überwinden, nicht-invasive Ansätze, basierend auf verschiedenen bildgebenden Verfahren, sind entwickelt worden. Frühere Studien haben PWV Einschätzungen berichtet 6 bei Mäusen durch die Anwendung der Laufzeitverfahren auf Geschwindigkeit codierten Magnetresonanztomographie - Daten 5 und Pulsed-Doppler - Signale erhalten. Allerdings ist der PWV-Wert mit diesen Methoden erhalten eine regionale Auswertung der arteriellen Steifigkeit. Tatsächlich stellt es einen Mittelwert für verschiedene Arterien in Bezug auf Größe und elastischen Eigenschaften ausmachen. Darüber hinaus erfordern diese Arten von Auswertungen der Beurteilung der Abstand zwischen den beiden Messstellen, die eine Fehlerquelle ist, die inf könnteluence das Endergebnis. PWV kann mit dem Durchmesser-Geschwindigkeit (lnD-V) Schleife 7 beurteilt werden. Dieses Verfahren basiert auf der gleichzeitigen Auswertung des Durchmessers und Strömungsgeschwindigkeitswerte in einem ausgewählten Gefäß. Nach diesem Ansatz wird die lnD-V-Schleife durch Auftragen natürlichen Logarithmus Durchmesser erhaltenen Werte vs bedeuten Geschwindigkeitswerte und PWV wird durch Berechnung der Steigung des linearen Teils der erhaltenen Schleife entsprechend der frühen systolischen Phase geschätzt. Im Hinblick auf die praktische Umsetzung dieser Methode haben frühere Arbeiten bereits berichtet , Ergebnisse über seine Anwendung in einem in - vitro - Set-up - System 7 und dessen Verwendung für die Beurteilung sowohl der Karotis und Oberschenkel PWV beim Menschen 8. Das Hauptziel der vorliegenden Studie ist eine detaillierte Beschreibung eines Bildverarbeitungsalgorithmus zur Verfügung zu stellen, die eine nicht-invasive arterielle PWV Messung in Mäusen unter Verwendung von U liefertS-Bilder. Der vorgeschlagene Ansatz ermöglicht die Auswertung der lokalen Arteriensteifigkeit mittels der Verarbeitung von sowohl B-Mode- und Doppler Pulsed-Wave (PW-Doppler) Bilder und kann auf Arterien von entscheidender Bedeutung, wie beispielsweise der abdominalen Aorta eingesetzt werden.

<table><tbody><tr><td>VEVO2100</td><td>FUJIFILM VisualSonics Inc, Toronto, Kanada</td><td></td><td>Mikroultraschallgerät</td></tr><tr><td>MS250 Ultraschallsonde</td><td>FUJIFILM VisualSonics Inc, Toronto, Kanada</td><td></td><td>Mikroultraschallsonde</td></tr><tr><td>EKV Software</td><td>FUJIFILM VisualSonics Inc, Toronto, Kanada</td><td></td><td>Software</td></tr><tr><td>Matlab R2015a&nbsp;</td><td>MathWorks Inc, Natick, MA, USA</td><td></td><td>Software</td></tr><tr><td>Leitfähige Paste</td><td>Vom Betreiber</td><td></td> ausgewählt <td>Labormaterial</td></tr><tr><td>Vaseline</td><td>Vom Betreiber</td><td></td> ausgewählt <td>Labormaterial</td></tr><tr><td>Enthaarungscreme</td> Vom <td>Betreiber</td><td></td> ausgewählt <td>Labormaterial</td></tr><tr><td>Akustisches Kopplungsgel</td><td>Vom Betreiber</td><td></td> ausgewählt <td>Labormaterial</td></tr><tr><td>Entwickelte Matlab-Software</td><td></td><td></td><td>Die Autoren sind bereit, mit den an der Software interessierten Forschern zusammenzuarbeiten und die Software unter ihrer Aufsicht zur Verfügung zu stellen</td></tr></tbody></table>

ultraschall-basierte pulswellengeschwindigkeit auswertung bei mäusen

Ultrasound-based Pulse Wave Velocity Evaluation in Mice

Arterielle Steifigkeit kann durch Berechnung der Pulswellengeschwindigkeit (PWV) ausgewertet werden, das heißt, die Geschwindigkeit , mit der die Pulswelle in einer Leitung Gefäß bewegt. Dieser Parameter wird zunehmend in Kleintiermodellen untersucht, in dem sie für die Beurteilung der Veränderungen in der vaskulären Funktion auf bestimmte Genotypen / Behandlungen oder zur Charakterisierung von kardiovaskulären Krankheitsprogression Zusammenhang verwendet wird. Dieses Protokoll beschreibt Verarbeitungsalgorithmus ein Bild, das bei Mäusen nicht-invasiven arteriellen PWV-Messung führt unter Verwendung von Ultraschall (US) Bilder nur. Die vorgeschlagene Technik verwendet worden ist PWV abdominalen Aorta bei Mäusen zu bewerten und ihre altersbedingten Veränderungen zu bewerten. Abdominalen Aorta US Scans von Mäusen unter gasförmigem Anästhesie mit einer spezifischen US Gerät mit Hochfrequenz US Sonden ausgestattet ist. B-Modus und Pulse-Wave-Doppler (PW-Doppler) Bilder werden analysiert, um Durchmesser zu erhalten und die mittlere Geschwindigkeit Momentanwerte bzw.. Zu diesem Zweck Kantenerfassungs und Konturverfolgungstechniken verwendet werden. Die Single-beat mittlerer Durchmesser und Geschwindigkeitsverläufe sind zeitlich aufeinander abgestimmt und kombiniert, um den Durchmesser-Geschwindigkeit (lnD-V) Schleife zu erreichen. PWV Werte werden aus der Steigung des linearen Teils der Schleife erhalten wird, die der frühen systolischen Phase entspricht. Mit dem vorliegenden Ansatz, anatomische und funktionelle Informationen über die Maus kann Bauchaorta nicht-invasiv erreicht werden. nur die Verarbeitung von US Bilder erfordert, kann es ein nützliches Werkzeug für die nicht-invasive Charakterisierung verschiedener arteriellen Stellen in der Maus in Bezug auf die elastischen Eigenschaften repräsentieren. Die Anwendung der vorliegenden Technik kann leicht auf andere Gefäßbezirke ausgedehnt werden, wie der Arteria carotis, wodurch die Möglichkeit Bereitstellen eines Multi-Site-arterielle Steifigkeit Beurteilung zu erhalten.

Der vorgeschlagene Ansatz wurde an Mäuse abdominalen Aorta in einer früheren Studie 11 angewendet. Die folgenden Abbildungen zeigen die Ergebnisse der Anwendung der beschriebenen Ansatz auf realen Mäuse Bilder. Diese Daten stammen aus einem einzigen Tier (Wildtyp - Mäuse, 13 Wochen alt, Stamm: C57BL6, Gewicht: 33 g) Insbesondere Abbildung 1 zeigt das Ergebnis der Analyse der US - Bildern. Kantenerkennung und Konturverfolgungstechniken angewendet, ...

Arterielle Steifigkeit ist ein wichtiger Faktor bei der Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Pulswellengeschwindigkeit (PWV) als Surrogat-Index für die arterielle Steifigkeit berücksichtigt werden. Dieses Protokoll beschreibt Algorithmus eine Bildverarbeitung für die in Mäusen PWV Berechnung auf Ultraschallbildverarbeitung basieren, die an verschiedenen Standorten arteriellen anwendbar ist.

Ultraschall-basierte Pulswellengeschwindigkeit Auswertung bei Mäusen

Arterial stiffness can be evaluated by calculating pulse wave velocity (PWV), i.e., the speed with which the pulse wave travels in a conduit vessel. This ...

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, einen Bildverarbeitungsalgorithmus zur Beurteilung der arteriellen Steifigkeit bei Mäusen auf der Grundlage der Ultraschallbildgebung verschiedener arterieller Stellen bereitzustellen. Die arterielle Steifigkeit wird mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen in Verbindung gebracht und wird aufgrund ihres prognostischen Wertes zunehmend als therapeutisches Ziel eingesetzt. Nachdem Sie die entsprechenden Sedierungsstufen durch Zehenkneifen bestätigt haben, legen Sie das Tier in Rückenlage auf ein bei 40 Grad Celsius kontrolliertes Brett und befeuchten Sie die Augen des Tieres mit Salbe.Bestreichen Sie die vier Gliedmaßen des Tieres mit leitfähiger Paste und kleben Sie die Gliedmaßen auf die in die Platte eingelassenen EKG-Elektroden. Messen Sie die Körpertemperatur mit einer mit Vaseline geschmierten Rektalsode und bestätigen Sie, dass alle physiologischen Messungen korrekt angezeigt werden. Verwenden Sie anschließend eine Enthaarungscreme, um die Haare chemisch vom Bauch zu entfernen, und beschichten Sie die freiliegende Haut mit akustischem Kopplungsgel.Platzieren Sie eine Ultraschallsonde mit 13 bis 24 Megahertz in den mechanischen Arm und fixieren Sie die Sonde parallel zum Tier. Stellen Sie die Sonde so ein, dass die gewünschten Längsschnittbilder der abdominalen Aorta in der Fokuszone erhalten werden können, und wählen Sie bei der Aufnahme ein EKG-Gate mit hoher Bildrate mit einer Bildfrequenz von 700 Bildern pro Sekunde. Starten Sie die Erfassung, wählen Sie dann mit derselben Scanprojektion den Pulswellendoppler und verschieben Sie das Probenvolumen in die Mitte des Gefäßes.Erzielen Sie Bilder mit dem Cineloop von mindestens drei Sekunden und behalten Sie dabei eine möglichst geringe Winkelkorrektur bei. Nachdem alle Bilder aufgenommen wurden, nehmen Sie das Tier vom Brett und überwachen Sie es, bis es vollständig genesen ist. Für die Nachbearbeitung der Ultraschalldaten exportieren Sie zunächst die B-Modus- und Post-Wave-Doppler-Bilder als Dicom-Dateien.Konvertieren Sie nach dem Speichern der Dateien die Post-Wave-Doppler-Dicom-Dateien in TIF-Bilder. Initialisieren Sie anschließend mit der speziellen grafischen Benutzeroberfläche die Konturen, indem Sie eine Linie in der Nähe der hinteren Wand des Schiffes zeichnen und in der Nähe der nahen Wand doppelklicken. Es wird automatisch eine Linie parallel zur gezeichneten Linie angezeigt. Klicken Sie auf Analysieren, um den Algorithmus auf ein einzelnes Bild anzuwenden.Wenn die Kanten korrekt identifiziert wurden, klicken Sie auf "Go", um den Algorithmus auf den gesamten Cineloop anzuwenden. Klicken Sie dann auf "Aufzeichnen" und speichern Sie die entsprechende Mattendatei mit den Momentandurchmesserwerten für einen einzelnen Herzzyklus. Öffnen Sie für die Implementierung der Durchmessergeschwindigkeitsschleife die dedizierte grafische Benutzeroberfläche.Um die Bildverarbeitung des Pulswellendopplers zu starten, klicken Sie auf "Geschwindigkeit", um eine mittlere Geschwindigkeitskurve für einen einzelnen Schlag zu erzeugen. Nachdem Sie die Post-Wave-Doppler-Spur identifiziert haben, wählen Sie "weiße Linie", um die Linie zu suchen, die einem Geschwindigkeitswert gleich Null entspricht. Klicken Sie dann im Kalibrierungsfenster auf Geschwindigkeit", um Linien mit Längen zu zeichnen, die dem Kalibrierungsfaktor entsprechen.Wiederholen Sie den Vorgang für die Klickzeit der Zeitkalibrierung. Wählen Sie mit der Physio-Taste für den Interessenbereich manuell einen Interessenbereich aus, der die physiologischen Signale enthält, und klicken Sie dann auf das Signal für den Interessenbereich, um manuell einen Interessenbereich auszuwählen, der die Post-Wave-Doppler-Spur enthält. Wählen Sie "Analysieren", um zu überprüfen, ob der Umschlag identifiziert wurde.Wenn das Ergebnis nicht zufriedenstellend ist, geben Sie den neuen Wert in das bearbeitbare Textfeld für den Geschwindigkeitsschwellenwert ein und analysieren Sie die Hüllkurve erneut. Klicken Sie anschließend auf "Ausarbeitung" und prüfen Sie, ob Fehler in unserer Spitzenerkennung des EKG-Signals vorliegen. Ändern Sie den Wert für die minimale Gipfelentfernung und klicken Sie dann auf "Aktualisieren", um unsere Gipfel korrekt zu identifizieren.Klicken Sie auf "Beats auswählen" und wählen Sie alle Beats aus, die nicht durch Rauschen beeinträchtigt sind oder sich in der Inspirationsphase befinden. Drücken Sie die Return-Taste auf der Tastatur, um ausgewählte Beats neu zu sampeln und eine Wellenform für eine einzelne Beat-Velocity zu erhalten, aktivieren Sie dann das Kontrollkästchen für die mittlere Velocity-Geschwindigkeit eines einzelnen Beats, um ein mittleres Velocity-Signal für einen Beat zu erhalten, und klicken Sie auf OK. Klicken Sie nun auf "Durchmesser" und drücken Sie die Interpolationstaste auf der Tastatur, um ein Signal mit einem Schlagdurchmesser mit der gleichen Sample-Frequenz wie das Einzelschlag-Velocity-Signal zu erhalten.Klicken Sie auf OK, wählen Sie dann den zweiten abgeleiteten Ansatz als Ausrichtungsmethode aus und klicken Sie auf Aktualisieren. Die beiden Kurven werden mit der zweiten Ableitungsmethode automatisch zeitlich ausgerichtet. Der natürliche Logarithmus der Einzelschlagsdurchmesserwerte wird automatisch gegen die mittleren Geschwindigkeitswerte für Einzelschläge aufgetragen.Und der entsprechende Pulswellenwert wird bewertet. In diesem Bild wurden Kantenerkennungs- und Konturverfolgungstechniken auf B-Modus-Bilder angewendet, die mit einer hohen Bildrate und einer EKG-gesteuerten Modalität aufgenommen wurden, um die Wellenform des Durchmessers bereitzustellen. Die Identifizierung der Post-Wave-Doppler-Signalhüllkurve und des Durchschnitts der Daten aus verschiedenen Herzzyklen führt zur Bewertung der mittleren Geschwindigkeitskurve mit einem Schlag.Die Wellenformen des Einzelschlagdurchmessers und der mittleren Geschwindigkeit werden sowohl im Frequenz- als auch im Zeitbereich interpoliert und dann zeitlich ausgerichtet. Eine Durchmessergeschwindigkeitsschleife wird erhalten, indem die Durchmesserwerte des natürlichen Logarithmus gegen die mittleren Geschwindigkeitsmessungen aufgetragen werden, was eine Bewertung des Pulswellengeschwindigkeitswerts ermöglicht. Dies ist möglich, indem die Steigung des linearen Teils der Schleife berechnet wird, von der bekannt ist, dass sie der frühen systolischen Phase entspricht, wie sie beim Menschen mit einem ähnlichen Ansatz geschieht.zur nichtinvasiven Beurteilung der lokalen arteriellen Steifigkeit.

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Research

Forschung

JoVE Journal

Medicine

Medizin

Transthorakale Echokardiographie bietet eine nichtinvasive Methode zur Beurteilung der Herzfunktion bei Mäusen. Eine Kombination aus Ultraschall und Doppler bildgebenden Verfahren kann verwendet werden, um dreidimensionale Messungen der Herz-und intrakardialen Blutflusses, die zusammen eine Beurteilung der kardialen systolischen und diastolischen Leistung zu erzielen.

Transthorakale Echokardiographie in Mäuse

Dieses Video zeigt die Verwendung eines schienengebundenen Hochfrequenz-Ultraschall-Sonde zur Echokardiographie auf einer narkotisierten Maus durchführen. Die Methoden beschreiben sowohl herkömmliche zweidimensionale und M-Modus Messungen der Herzfunktion neben neuere, leistungsfähigere Werkzeuge wie Farb-Doppler-, Dehnungs-Analyse, sowie allgemeine und gezielte Kontrast-Bildgebung.

Murine Echokardiographie und Ultraschall-Bildgebung

Rechte Herzkammer (RV) Dysfunktion ist für die Pathogenese von Herz-Kreislauferkrankungen, noch begrenzt Methoden sind für die Auswertung zur Verfügung. Jüngste Fortschritte in der Ultraschall-Bildgebung eine nicht-invasive und präzise Möglichkeit zur Längs RV Studie. Hier haben wir ausführlich eine Schritt-für-Schritt-Verfahren, das eine Echokardiographie Mausmodell der RV Drucküberlastung.

Beurteilung der rechtsventrikulären Struktur und Funktion in Maus-Modell der Lungenarterie Verengung durch transthorakale Echokardiographie

Wir beschreiben eine Technik zur Messung der Aortensteifigkeit anhand ihrer Druck-Durchmesser-Beziehung in vivo bei Mäusen. Der Aortendurchmesser wird mittels Ultraschall erfasst und der Aortendruck invasiv mit einem Festkörperdruckkatheter gemessen. Der Blutdruck wird schrittweise verändert und der resultierende Durchmesser gemessen.

Mess aufsteigende Aorta Steifigkeit In-vivo- In Mäuse Mit Ultraschall

Die Koronare Flussreserve (CFR) ist nützlich für die Beurteilung des myokardialen Sauerstoffbedarfs und die Bewertung des kardiovaskulären Risikos. In dieser Studie wird eine schrittweise transthorakale Doppler-Echokardiographie (TTDE) Methode zur longitudinalen Überwachung der Veränderungen der CFR, gemessen an der Koronararterie bei Mäusen, unter der experimentellen Drucküberlastung des Aortenbandes etabliert.

Ultraschall Basierend Beurteilung der koronaren Herzfluss und koronare Flussreserve Mit der Drucküberlastung Modell an der Maus

Das Ziel dieses Protokolls ist es, nicht-invasiven Herz strukturelle und funktionelle Veränderungen in einem Mausmodell der Herzkrankheit durch Quer Aortakonstriktion geschaffen beurteilen zu können, unter Verwendung von B- und M-Mode-Echokardiographie und Farbe / Puls-Doppler-Bildgebung.

Beurteilung der Herz Morphologische und funktionelle Veränderungen in Maus-Modell der Quer Aortakonstriktion durch Echokardiographie

Dieses Protokoll bietet eine detaillierte Beschreibung des echokardiographischen Ansatzes für eine umfassende Phänotypisierung der Herz- und Herzklappenfunktion bei Mäusen.

Echokardiographische Ansätze und Protokolle für die umfassende phänotypischen Charakterisierung von Herzklappenerkrankungen bei Mäusen

Dieses Manuskript beschreibt ein detailliertes Protokoll für die Verwendung von hochfrequenter Ultraschall-Bildgebung zur Messung von Luminaldurchmesser, Pulsausbreitungsgeschwindigkeit, Distensibilität und radialer Belastung an einem Mausmodell des abdominalen Aortenaneurysmus.

Messung der Pulsausbreitungsgeschwindigkeit, Distensibilität und Dehnung in einem Abdominal Aortenaneurysm Mausmodell

Der ultraschnelle Dopplerultraschall (UFUS) mit hoher räumlicher Auflösung (100 μm) und Sensitivität stellt eine geeignete nichtinvasive Bildgebungsmodalität dar, um einen umfassenden qualitativen Überblick über das Lebergefäßsystem zu erhalten. UFUS erleichtert auch quantitative Messungen des Mikrovaskulatursystems und zielt darauf ab, unser Verständnis der Mechanismen von Gefäßerkrankungen zu verbessern.

Bildgebung und Quantifizierung des hepatischen Gefäßsystems von Mäusen mittels ultraschnellem Doppler-Ultraschall

Veränderungen des Blutflusses der Eierstöcke während der präovulatorischen Periode sind für den Eisprung unerlässlich. Die Doppler-Sonographie wurde bei Menschen und Großtieren eingesetzt, um die Hämodynamik und Perfusion der Eierstöcke zu beurteilen. Es wird ein Protokoll für die Anwendung der Doppler-Sonographie zur Beurteilung der ovariellen Hämodynamik während der präovulatorischen und periovulatorischen Phase bei Mäusen vorgestellt.

Doppler-Sonographie zur Live-Bildgebung und Quantifizierung der Gefäßfunktion der Eierstöcke bei Mäusen

Erfahren Sie, wie ein Bildverarbeitungsalgorithmus die Pulswellengeschwindigkeit bei Mäusen mithilfe von Ultraschallbildgebung berechnet. Diese nicht-invasive Methode ermöglicht die zuverlässige Bewertung der arteriellen Steifigkeit für kardiovaskuläre Forschung.

Ultraschall-basierte Pulswellengeschwindigkeit Auswertung bei Mäusen

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