Name: Ecografia 3D: veloce e conveniente morfometria del tessuto muscolo-scheletrico (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-11-27T12:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 52 s
Description: Impara la morfometria 3D del tessuto muscolo-scheletrico con ecografia in vivo. Questo metodo non invasivo misura volume muscolare e lunghezza del fascio in modo rapido ed economico per applicazioni cliniche e sportive.

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Gli autori sono molto grati a Adam Shortland e Nicola Fry che hanno condiviso i loro algoritmi per l'ecografia 3-dimensionale nel 2004, che sono stati l'ispirazione per lo sviluppo del software utilizzato in questo studio.

Gli autori non hanno nulla a rivelare.

Una tecnica valida e affidabile 3DUS è presentata che permette l'analisi veloce di variabili morfometriche dei muscoli scheletrici. 3DUS diversi approcci per l'imaging dei tessuti molli sono stati disponibili per circa un decennio42,43, tuttavia gli approcci di 3DUS non sono ancora usati comunemente. MRI è il 'gold standard' per la stima di in vivo volumi muscolari (ad es., fa riferimento a16,17,18,19,20). Validità di MRI è stato testato e confermato in studi di confronto tra fantasmi o organi cadaverici di volume noto al volume basati su MRI stime44,45. Tuttavia, la disponibilità di MRI per la ricerca è limitata e scansioni sono lungo e costoso. Inoltre, soggetto sperimentale posture sono limitate dal foro di impadronirsi degli scanner MRI. Immagini tipiche del signor generano contrasto insufficiente per eseguire misure di variabili della geometria del muscolo (fascicle lunghezze ed angoli). Tuttavia, geometria 3D muscolare può essere valutato anche usando MRI utilizzando tecniche aggiuntive, ad esempio, DTI tecnica21. Simile a imaging MRI, US fornisce adeguata distinzione alle interfacce tra i diversi tipi di tessuti (cioè visibile in noi immagini), fornendo una modalità valida per tessuti molli volume valutazione1,30 ,44,46,47,48,49. In contrasto con MRI, 3DUS immagini hanno un contrasto sufficiente per eseguire l'analisi sulla geometria sia il volume che il muscolo dalla misura stessa.
Inoltre, la tecnica presentata permette la combinazione di immagini di spazza multipli in un'unica matrice, per lo studio dei muscoli più grandi. Questo nuovo metodo 3DUS fornisce un potenziale strumento per la valutazione clinica della morfologia del muscolo. Questo metodo può essere utilizzato anche per l'imaging del morbido-tessuto strutture diverse da muscolo (ad es., tendini, organi interni, arterie).
Modifiche per migliorare il tempo di elaborazione Offline:
Modifiche dell'approccio 3DUS erano principalmente volti a migliorare il tempo di elaborazione e muscoli più grandi di misura. Il tempo di elaborazione offline di un'immagine di 3DUS dipende dalle impostazioni dell'array del voxel, frequenza di campionamento, dimensione di ROI, durata e velocità di sweep, numero di indagini a tappeto e la workstation usata. In precedenza, era necessario per ricostruire solo uno sweep producendo 750 US immagini un tempo di ricostruzione di ≈ 2 h (30 s a 25 Hz)15,25,30. Con il presente metodo di 3DUS, lo stesso sweep prende solo 50 s tempo di ricostruzione (migliorando il tempo di elaborazione 'offline' 99%). Questo miglioramento si spiega con l'algoritmo di riempimento avanzata che utilizza le operazioni vettoriali di grandi dimensioni per riempire i voxel frame-by-frame, invece di pixel per pixel e maggiore accesso casuale memoria (RAM) di workstation per costruire matrici di voxel più grandi. Con il nuovo approccio di 3DUS, una ricostruzione tipica che rappresenta una lunghezza di spazzata di 30 cm ad una velocità di 1 cm/s, con una dimensione del voxel di destinazione di 0,2 x 0,2 x 0,2 mm3 e una frequenza di campionamento di 25 Hz, prende il seguente tempo di ricostruire :
a. circa 10 s per identificare l'impulso di sincronizzazione e selezionare immagini pertinenti di US. b. circa 120 s per determinare la matrice di trasformazione di calibrazione (PrTIm). c. circa 10 s per la fase di riempimento bin. Circa 30 s. d. per l'esecuzione la procedura di riempimento.
In totale, prendendo nota s. 170, passaggio b ha solo bisogno di essere eseguito una volta, supponendo che un collegamento rigido dei marcatori MoCap alla sonda, lasciando 50 s per la ricostruzione di una singola spazzata. Combinando due sweep unico ricostruito voxel matrici prende circa 10 s.
Limitazioni e fasi critiche:
Ci sono diversi aspetti di imaging 3DUS che dovrebbero essere presi in considerazione:
i. qualità dell'immagine US: maggiore risoluzione spaziale delle immagini 2D US fornire più pixel per essere collocato all'interno della matrice di voxel. In questo modo le dimensioni del voxel diminuire, portando a maggiore densità di voxel. Diverse macchine ad ultrasuoni attualmente disponibili utilizzano compounding spaziale per ridurre la struttura granulare rumorosa, permettendo per meglio priva di artefatti distinzione delle interfacce dei tessuti. Un'altra opzione per ridurre la macchiolina è aumento del bordo. Tuttavia, dovrebbe essere notato che questo approccio non è desiderabile, poiché si deforma l'immagine nel tentativo di creare interfacce distinte, distorcendo così la vera posizione anatomica delle interfacce.
II. MoCap precisione: pixel può essere accuratamente inserito in un voxel, se il sensore di posizione quantifica con precisione le coordinate della sonda. Con un aumento di risoluzione dell'immagine, MoCap precisione diventa più importante. Il 3DUS presentato installazione funziona meglio con una dimensione del voxel di 0,2 x 0,2 x 0,2 mm3, utilizzando un sistema di Motion Capture con una precisione di 0,1 mm, fornendo un ampio precisione per ricostruire la matrice di voxel 3DUS.
III. frequenza di esempio: la più bassa risoluzione temporale del US immagini o del flusso di dati di Motion Capture determina la frequenza di campionamento. Questo problema riguarda il tempo di sweep o le impostazioni di matrice di voxel. Per esempio, raddoppiando la frequenza di campione da 25 a 50 Hz permette una spazzata da eseguirsi in metà del tempo. In alternativa, non cambiando la velocità di scansione, fornisce più immagini per riempire la matrice di voxel, lasciando meno lacune da colmare e quindi potenzialmente aumentare la risoluzione di matrice di voxel. Tuttavia, aumentare la risoluzione di matrice di voxel, senza aumentare la frequenza di campionamento, richiede una scansione più lenta, che consentirà di aumentare il potenziale di artefatti di movimento.
IV. tempo di ricostruzione di immagine: veloce ricostruzioni richiedono una potente workstation con sufficiente memoria RAM disponibile. Inoltre, il tempo di ricostruzione varia in gran parte basato sul volume di matrice voxel e complessità del processo di riempimento.
v. protocollo sperimentale: standardizzazione del protocollo sperimentale, come esemplificato nello studio presente per il VL e GM, è essenziale per il confronto delle misurazioni morfologiche (ad es., fascicle lunghezza, angolo di fascio, pancia del muscolo lunghezza, lunghezza del tendine, aponeurosi lunghezza) tra i soggetti e monitoraggio all'interno negli studi longitudinali. Si noti tuttavia che la morfologia valutata a riposo può alterare durante l'attivazione muscolare. Ad esempio, per l'esperimento di VL, la morfologia dell'estensore del ginocchio durante la contrazione massima può dimostrare un angolo di alta pennation e più brevi fasci in flessione del ginocchio di 60°, in confronto con morfologia a riposo50. In determinate condizioni (ad es., spasticità), elettromiografia (EMG) può essere utilizzato per verificare i livelli di attività del muscolo che riposa durante l'esame.
vi. sonda pressione e tessuto deformazione: se viene applicato gel ultrasuoni ampio sul ROI, la quantità di pressione rimanga per pieno contatto tra la sonda e la pelle è limitata. Come guida, consigliamo un ROI di scansione dovrebbe sentire come si libra sopra la pelle, e di pressione deve essere applicata solo per mantenere in contatto con il gel e quindi la pelle. Tuttavia, la deformazione del tessuto leggero può essere inevitabile, anche con una generosa quantità di gel per ultrasuoni. Dimensioni sonda e un ROI curvo influenzano la quantità necessaria di pressione o gel utilizzato. Dimensioni sonda e un ROI più curvo richiedono più pressione e/o gel di più, di più piccole sonde con una simile curvo ROI. Un'altra possibile soluzione è di disfarsi della regione di riverbero (cioè senza pelle-contatto) delle immagini US. Inoltre, la deformazione del tessuto è più probabile che si verificano nei primi strati del tessuto, come ad esempio la cute e gli strati di tessuto adiposo sottocutaneo. Si noti che soggetti con poco o nessun tessuto adiposo sottocutaneo sono quindi più inclini agli effetti negativi della pressione. Inoltre, la deformazione del tessuto si verifica molto probabilmente al centro della sonda, che non è in genere la regione di sovrapposizione con altri spazza.
VII. conoscenza anatomica e Imaging: un'altra considerazione importante utilizzando qualsiasi modalità di formazione immagine è che la conoscenza sia l'anatomia e la modalità di formazione immagine è essenziale per ottenere l'interpretazione significativa. Variazione anatomica fra gli oggetti e artefatti dell'immagine ha bisogno di essere riconosciuti e presi in considerazione nel processo di identificazione delle strutture anatomiche. Anche con i muscoli ben sviluppati e/o sani, chiara identificazione può essere difficile perché richiede conoscenza anatomica per distinguere tra le varie componenti di un muscolo o tra gruppi di muscolo51. Tuttavia, nel muscolo atrofizzato (cioè anziani, nel caso di patologia, o un cadavere), l'individuazione chiara è ancora più complicato a causa di una dimensione più piccola e diminuito il contrasto dell'immagine, e quindi meno distinto tessuto interfacce (Figura 4 ). Noi crediamo che senza una preventiva conoscenza anatomica, ci sarebbe sono stati limitati a dare giudizi corretti nella progettazione di questo approccio di 3DUS e nell'eseguire le misure di 3DUS. Ad esempio, per gli esperimenti di GM, angoli pedana diversi non necessariamente causano cambiamenti attesi nel muscolo lunghezze complesso tendine, dovuto alla deformazione all'interno i piedi7. Inoltre dettagliate informazioni anatomiche sulla curvatura del aponeurosis distale erano essenziale per un'adeguata selezione del piano metà longitudinale in tutti i soggetti38.
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55943/55943fig4.jpg"> Figura 4: variazione e qualità di ricostruite immagini anatomiche 3DUS a sezione trasversale del muscolo quadricipite a metà strada lungo la coscia. (A) esempio di un cadavere umano maschio Mostra l'immagine di uno stato atrofizzato alla morte (età di morte: 81 anni). È difficile identificare i confini dei singoli capi del muscolo quadricipite. (B) esempio di un uomo sedentario (30 anni). (C) esempio di un vogatore di atleti di sesso maschile (età compresa tra 30 anni). I quadratini bianchi per scala rappresentano 1 cm x 1 cm. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55943/55943fig4large.jpg" style="font-size: 14px;" target="_blank">per favore clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
Future applicazioni:
L'approccio di 3DUS fornisce uno strumento di formazione immagine che può essere utilizzato per vari scopi e impostazioni negli sport e nelle cliniche. In interventi clinici efficacia è legata al livello di forma fisica52. Utilizzando 3DUS per il monitoraggio di pazienti a rischio di perdere muscolo massa è importante (ad esempio, riferimenti53,54,55) e potenzialmente permette la regolazione del trattamento. Un'altra potenziale applicazione di 3DUS si trova nel monitorare l'adattamento morfologico del muscolo in risposta all'intervento (formazione) e/o lesioni.
Questo protocollo descrive un metodo di costo e tempo efficace della struttura dei tessuti molli del corpo umano basato su freehand 3DUS spazza di misura. Inoltre, valutazione dei parametri morfologici significativi di lateralis vastus m. e m. gastrocnemio mediale ha dimostrato di essere valido e affidabile.

Nel settore sanitario e sportivo, informazioni sulla morfologia dei muscoli sono molto utile nella diagnostica e/o valutazioni di seguito dopo il trattamento o formazione1. Ecografia (US) è uno strumento comunemente utilizzato per la visualizzazione delle strutture dei tessuti molli nel muscolo malattie2, malattie critiche3,4, malattie cardiovascolari5, disturbi neurologici6, 7,8e gli effetti di allenamento fisico6,9,10. Imaging US consente la quantificazione della massa muscolare, fascicle lunghezza e angolo di pennation. Queste variabili morfologiche sono importanti determinanti della gamma di lunghezza e forza muscolare di forzare lo sforzo11,12,13,14,15.
Attualmente, misure imaging US sono principalmente realizzate in immagini 2D, con la scelta di esaminatore un presumibilmente, orientamento adatto e la posizione degli ultrasuoni sonda. Tali metodi 2D limitano misurazioni morfologiche al piano una sola immagine, mentre il parametro di interesse non può essere presente all'interno di questo piano. Analisi morfologica richiede un approccio 3D, fornendo misurazioni fuori-di-piano utilizzando punti di riferimento 3D. Una rappresentazione 3D morfologica dei tessuti molli è noto per essere fornito da formazione immagine a risonanza magnetica (MRI)16,17,18,19,20. Tuttavia, MRI è costoso e non sempre disponibile. Inoltre, la visualizzazione delle fibre muscolari richiede speciali sequenze di MRI, quali diffusion tensor imaging (DTI)21. Un'alternativa conveniente a MRI è formazione immagine di ultrasuono 3D (3DUS). L'approccio di 3DUS fornisce diversi vantaggi rispetto alle tecniche di MRI, per esempio, essa impone meno limitazioni di spazio per il posizionamento del soggetto durante l'esame. 3DUS imaging è una tecnica in modo sequenziale catturando immagini 2D (US B-mode) e posizionandoli in un volume (voxel) elemento matrice22,23,24. Il processo di ricostruzione dell'immagine 3DUS è costituito da cinque passaggi: (1) l'acquisizione di una serie di immagini 2D a mano libera di US; (2) tracciamento della posizione della sonda US, utilizzando un sistema di Motion Capture (MoCap); (3) la sincronizzazione la posizione di Motion Capture e immagini US; (4) calcolo della posizione e dell'orientamento delle immagini ad ultrasuoni all'interno della matrice di voxel utilizzando un sistema calibrato di riferimento; e (5) inserimento di queste immagini in questa matrice di voxel.
L'approccio di 3DUS è stato applicato con successo per la valutazione della morfologia del muscolo scheletrico15,25,26,27,28,29. Tuttavia, precedenti approcci7,15,25,30 rivelano ingombrante, richiede tempo e tecnicamente limitato, come potrebbero essere ricostruite solo piccoli segmenti di grandi muscoli.
Per migliorare l'approccio di 3DUS, un nuovo protocollo di 3DUS è stato sviluppato che consente la ricostruzione dei muscoli completi entro un breve periodo di tempo. Protocollo viene descritto l'utilizzo di 3DUS di imaging per la morfometria del m. lateralis vastus (VL) e m. gastrocnemio mediale (GM).

<table><tbody><tr><td>Dispositivo a ultrasuoni (Technos MPX)</td><td>Esaote, Italia</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>Sonda lineare array (12,5 Mhz, 5 cm)</td><td>Esaote, Italia</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>Workstation (HP Z440)</td><td>HP, USA</td><td>http://www8.hp.com/us/en/workstations/z440.html</td><td></td></tr><tr><td>Framegrabber (Canopus, ADVC 300)</td><td>Canopus, Giappone</td><td>ADVC 300</td><td></td></tr><tr><td>Motion Capture System (Certus)</td><td>NDI, Canada</td><td>http://www.ndigital.com/msci/products/optotrak-certus/</td><td></td></tr> <tr><td>Dispositivo di sincronizzazione</td><td>VU, NL</td><td>Contattare l'autore</td><td></td>corrispondente</tr><tr><td>Telaio di calibrazione</td><td>VU, NL</td><td>Contattare l'autore</td><td></td>corrispondente</tr><tr><td>Termometro</td><td>Greisinger, Germarny</td><td>GTH 175/PT</td><td></td></tr><tr><td>Lettino da visita</td><td>NA</td><td>NA</td><td>Qualsiasi tavolo</td></tr> <tr>da visita<td>Inclinometro</td><td>Strumento Lafayette, USA</td><td>ACU001</td><td></td></tr><tr><td>Pedana regolabile</td><td>VU, NL</td><td>Contatta l'autore</td><td></td>corrispondente</tr><tr><td>Chiave dinamometrica</td><td>VU, NL</td><td>Contatta l'autore</td><td></td>corrispondente</tr><tr><td>Asta estensibile</td><td>VU, NL</td><td>Contatta l'autore</td><td></td>corrispondente</tr><tr><td>Goniometro (Gollehon)</td><td>Strumento Lafayette, USA</td><td>1135</td><td></td></tr><tr><td>Trave di forma triangolare</td><td>NA</td><td>NA</td><td>Realizzato con un pezzo di schiuma rigida Cinghie di</td></tr><tr><td>ancoraggio</td><td>NA</td><td>NA Qualsiasi</td><td>cinghia di ancoraggio</td></tr><tr><td>Marcatore cutaneo chirurgico</td><td>NA</td><td>NA</td><td>Qualsiasi marcatore cutaneo chirurgico Gel</td></tr> di trasmissione degli <tr><td>ultrasuoni</td><td>Servoson</td><td>NA</td><td>Si consiglia un tipo di gel appiccicoso</td></tr></tbody></table>

ecografia 3d: veloce e conveniente morfometria del tessuto muscolo-scheletrico

3D Ultrasound Imaging: Fast and Cost-effective Morphometry of Musculoskeletal Tissue

L'obiettivo dello sviluppo di ecografia 3D imaging (3DUS) è quello di progettare una modalità per eseguire analisi 3D ecografia morfologica dei muscoli umani. Immagini di 3DUS sono costruiti da calibrato a mano libera B-modalità ultrasuoni immagini 2D, che è posizionato in una matrice di voxel. Imaging ad ultrasuoni (US) permette la quantificazione della massa muscolare, fascicle lunghezza e angolo di pennation. Queste variabili morfologiche sono importanti determinanti della gamma di sforzo di forza forza e lunghezza del muscolo. Il protocollo presentato descrive un metodo per determinare la lunghezza di volume e fascicolo di lateralis vastus m. e m. gastrocnemio mediale. 3DUS facilita la standardizzazione utilizzando riferimenti anatomici 3D. Questo approccio fornisce un approccio veloce e conveniente per quantificare la morfologia 3D nei muscoli scheletrici. Nel settore sanitario e sportivo, informazioni sulla morfometria dei muscoli sono molto utile nella diagnostica e/o valutazioni di seguito dopo il trattamento o formazione.

La tecnica descritta 3DUS è stata utilizzata per raccogliere dati morfologici del GM e VL in quattro cadaveri umani maschii, età alla morte 76,8 ± 7,9 anni (media ± DS). I cadaveri sono stati ottenuti tramite il programma di donazione del dipartimento di anatomia e neuroscienze della Vrije Universiteit Medical Center (VUmc), Amsterdam, Paesi Bassi. I corpi sono stati conservati utilizzando un metodo di imbalsamazione finalizzato a mantenere le caratteristiche morfologiche del tessuto39.
Prima della dissezione, un'immagine di 3DUS è stata fatta del GM e VL secondo la metodologia descritta. Durante la dissezione, pelle, tessuto sottocutaneo e delle fasce sovrapponendo il GM e VL sono stati rimossi. Una sezione metà longitudinale è stata tagliata, prendendo l'orientamento del aponeurosis distale in considerazione. Utilizzando una pinza, la lunghezza di fascicle è stato misurato, a metà strada tra l'origine e l'estremità distale del ventre muscolare. Successivamente, dopo tenotomy, il ventre muscolare è stato dissecato e sommerso in una colonna d'acqua calibrato. Usando ImageJ, i volumi sono stati misurati sulle fotografie della colonna d'acqua con e senza il ventre muscolare e volume muscolare era calcolare dalla differenza40. Volume e lunghezza del fascicolo sono stati misurati tre volte e sono stati calcolati i valori di media e deviazione standard. Validità di criterio tra le misurazioni di dissezione e metodo di 3DUS è stato testato utilizzando la correlazione di Pearson, una per fascicle media lunghezza e il volume muscolare. Affidabilità intra-rater del metodo 3DUS misure di lunghezza e volume di fascicle derivata è stato quantificato utilizzando un bidirezionale misto modello intra-classe coefficiente di correlazione (ICC3,3)41e dopo la trasformazione logaritmica dei dati, la è stato calcolato il coefficiente di variazione (CV). La validità delle misurazioni del volume lunghezza e muscolo del fascicolo sono stati confermati da correlazioni significative e alte (r = 0.998, p < 0.01 e r = 0.985, p < 0.01, rispettivamente). Affidabilità intra-rater del metodo 3DUS derivato misurazioni di lunghezza fascicle ed il volume era alta (ICC3,3 0,983, CV CV 7,3% e ICC3,3 0.998, 5,4%, rispettivamente). È concluso che l'approccio di 3DUS presentato è uno strumento valido e affidabile per la valutazione del volume e fascicolo lunghezza di umano VL e GM (tabella 1).
<img alt="Table 1" src="/files/ftp_upload/55943/55943table1.jpg"> Tabella 1: Dati di convalida cadaver. C# è il numero di cadavere, GM è m. gastrocnemio mediale, VL è m. lateralis vastus. "Dissezione" Mostra i risultati dalla dissezione del cadavere, e "3DUS" vengono illustrati i risultati dell'analisi di immagine di 3DUS dei cadaveri.

Ecografia 3D imaging (3DUS) permette rapida e conveniente morfometria dei tessuti muscolo-scheletrici. Vi presentiamo un protocollo per misurare la lunghezza di volume e fascicolo muscolare utilizzando 3DUS.

Ecografia 3D: veloce e conveniente morfometria del tessuto muscolo-scheletrico

The developmental goal of 3D ultrasound imaging (3DUS) is to engineer a modality to perform 3D morphological ultrasound analysis of human muscles. 3DUS ...

L'obiettivo generale di questa metodologia è eseguire una valutazione morfologica tridimensionale in vivo basata su un'analisi ecografica del tessuto muscolare umano. Il metodo rappresenta una tecnica promettente per rispondere a domande fondamentali nel settore sanitario e sportivo riguardo alla diagnosi e al monitoraggio della funzionalità muscolare dopo trattamenti e allenamenti. I vantaggi di questa tecnica consistono nel fatto che la misurazione dei muscoli mediante ecografia 3D è un'alternativa rapida ed economica alla risonanza magnetica.Questa tecnica ecografica tridimensionale fornisce un metodo non invasivo per la determinazione del volume muscolare e della lunghezza delle fibre all'interno di un'area fisiologica trasversale dei muscoli scheletrici in vivo. Dal 1980, abbiamo studiato attivamente la relazione tra forma e funzione dei muscoli, inizialmente nei muscoli di cadavere umano e sviluppando modelli matematici di tali muscoli, e successivamente mediante esperimenti sugli animali. Con il miglioramento della tecnica ecografica, ora saremo in grado di studiare i muscoli umani in vivo.Per valutare il muscolo gastrocnemio mediale, o GM, posizionare prima il soggetto in posizione prona su un tavolo di esame con entrambi i piedi oltre il bordo del tavolo. Posizionare un supporto sotto la tibia per allineare orizzontalmente la gamba e fissare la coscia al tavolo di esame mediante fasce imbottite per impedire l'estensione del ginocchio durante l'esperimento. Inserire il piede dell'arto da esaminare in una piastra per il piede su misura e collegare una chiave dinamometrica su misura munita di goniometro alla piastra del piede.Trovare l'angolo della piastra plantare corrispondente al momento torcento esterno appropriato e utilizzare un'asta estensibile collegata al tavolo per fissare la piastra plantare nell'orientamento appropriato corrispondente. Successivamente, identificare mediante palpazione le parti dorsali più prominenti degli epicondili mediale e laterale del femore e i centri delle malleoli della tibia e della fibula, e segnarne le posizioni con un pennarello chirurgico per la cute. Identificare i punti più superficiali dei condili mediale e laterale del femore mediante ultrasuoni e segnarli con un pennarello chirurgico per la cute.Chiedere al soggetto di non muoversi durante l'esame, applicare abbondante gel ecografico sulla regione di interesse e aprire il software del frame grabber sul computer di misurazione. È essenziale che il paziente rimanga immobile durante le misurazioni per evitare artefatti di movimento nell'immagine ecografica 3D. Fare clic su Acquisisci per iniziare l'acquisizione dell'immagine ecografica e successivamente premere il pulsante sul dispositivo di sincronizzazione per avviare e attivare l'acquisizione dei dati di motion capture.Il dispositivo di sincronizzazione, posizionato vicino alla sonda ecografica, verrà attivato creando un artefatto distinto nell'immagine ecografica al momento dell'avvio dell'acquisizione del movimento. Applicando una pressione minima pur mantenendo la qualità dell'immagine, posizionare la sonda ecografica in prossimità dei condili del femore sulla faccia mediale della coscia e spostare la sonda a velocità costante in direzione prossimale-distale lungo il margine mediale del GM. Utilizzando il gel dell'acquisizione precedente, eseguire ulteriori scansioni sovrapposte di 0,5 centimetri fino a quando l'intera regione di interesse è stata esaminata e il margine mediale del muscolo è completamente visualizzato. È importante applicare una quantità adeguata di gel ecografico per evitare deformazioni del tessuto a causa di una pressione eccessiva esercitata dalla sonda durante l'acquisizione delle immagini ecografiche.Una volta acquisite tutte le immagini, utilizzare uno script personalizzato per ricostruire un singolo array voxel di ultrasuoni 3D a partire da una singola scansione su una specifica regione di interesse, mediante riempimento dei bin e in-painting dell'array. Successivamente, utilizzare lo stesso sistema di coordinate dell'array voxel per ricostruire tutte le singole scansioni che coprono una regione di interesse più ampia, al fine di unire più scansioni. Per misurare il volume muscolare, caricare innanzitutto l'immagine ecografica 3D di interesse nel medical interaction tool kit.Impostare il taglio su Rotazione del mirino accoppiata e allineare l'asse con le strutture muscolari o ossee per recuperare con precisione le coordinate dell'origine, dell'inserzione e dell'estremit&agrave; distale del ventre muscolare. Aprire lo strumento di segmentazione e creare una nuova segmentazione delineando i confini del muscolo identificati in una sezione trasversale a met&agrave; del ventre muscolare. Premere A sulla tastiera per aggiungere una segmentazione manuale, facendo clic con il pulsante sinistro del mouse e spostando il cursore lungo i confini del muscolo.Per segmentare una nuova sezione trasversale, premere il pulsante A o S in base alla modalità selezionata in precedenza per spostare il mirino su altre sezioni trasversali lungo il ventre muscolare e tracciare il successivo contorno muscolare come appena dimostrato. Quando tutte le segmentazioni sono state selezionate, attivare l'interpolazione e verificare le segmentazioni proposte dei contorni muscolari in tutte le sezioni trasversali lungo la lunghezza del ventre muscolare. Quando tutti i contorni muscolari sono stati segmentati correttamente, premere Conferma per tutte le fette e selezionare il piano in cui sono state effettuate le segmentazioni.Salvare il volume binario come file Nearly Raw Raster Data e utilizzare uno script personalizzato per calcolare la dimensione del volume etichettato. Successivamente, utilizzare uno script personalizzato per individuare l'orientamento del piano fascicolare medio-longitudinale della massa muscolare che contiene l'intera lunghezza dei fascicoli. A partire dal piano medio-longitudinale, misurare la lunghezza del fascicolo in una posizione standardizzata predefinita compresa tra l'origine e l'estremit&agrave; distale della massa muscolare e delimitare i confini del muscolo.Posizionare una linea a metà della regione di interesse e ruotare la linea fino a quando non corrisponde alla direzione dei fascicoli sottostanti. L'intersezione della linea con i confini muscolari rappresenterà la stima della lunghezza del fascicolo. Questa immagine di un cadavere umano maschile illustra uno stato atrofico del muscolo quadricipite a metà della coscia al momento della morte, rendendo difficile l'identificazione dei confini delle singole capo del muscolo quadricipite rispetto a quelli identificati nel muscolo quadricipite di un uomo sedentario di 30 anni o di un atleta maschio di 30 anni.Le validità della lunghezza delle fascicolazioni e del volume muscolare sono state confermate mediante significative e alte correlazioni ottenute con il metodo ecografico 3D, confrontandole con i dati ottenuti dalla dissezione fisica degli stessi tessuti, mostrando un'elevata affidabilità interosservatore per le misurazioni derivate dal metodo ecografico 3D. Questo conferma che l'approccio ecografico 3D è uno strumento valido e affidabile per la valutazione del volume e della lunghezza delle fascicolazioni dei muscoli vasto laterale e gastrocnemio mediale umani. Seguendo questa procedura, la morfologia muscolare può essere quantificata e correlata all'escursione articolare e alla prestazione fisica.Questa tecnica è ora pronta per essere implementata come valutazione di routine della funzione muscolare in pazienti affetti da malattie neuromuscolari o da sarcopenia. Questa tecnica di imaging ecografico 3D potrebbe inoltre essere utilizzata per misurare la morfologia di altri tessuti, come ossa, tendini e vasi sanguigni. Lo sviluppo di questa tecnica ha aperto la strada ai ricercatori nel campo neuromuscolare per indagare in che modo la morfologia muscolare limiti la mobilità.E in fisiologia dell'esercizio, per valutare i determinanti morfologici delle prestazioni nello sprint e nell'endurance negli atleti.

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Analisi delle malformazioni craniomaxillo-facciali nei topi mediante tomografia microcomputerizzata tridimensionale

Questo protocollo utilizza la micro-tomografia computerizzata per consentire la quantificazione economica della massa magra, compresi il muscolo scheletrico e il tessuto viscerale, il tessuto adiposo e il tessuto scheletrico nei piccoli animali. Distingue tra tessuto magro e adiposo, il che offre vantaggi significativi per la ricerca biomedica, in particolare nella ricerca traslazionale nei piccoli animali.

Quantificazione non invasiva del muscolo scheletrico in piccoli animali mediante microtomografia computerizzata

Questo video dimostra l'uso di un rotaie ad alta frequenza sonda ad ultrasuoni per eseguire ecocardiografia di un mouse anestetizzato. I metodi di descrivere sia le misure convenzionali bidimensionale e M-mode della funzione cardiaca, oltre alle nuove, gli strumenti più potenti come il color Doppler, analisi ceppo, così come l'imaging contrasto generale e mirata.

L&#39;ecocardiografia murini e imaging a ultrasuoni

Impara la morfometria 3D del tessuto muscolo-scheletrico con ecografia in vivo. Questo metodo non invasivo misura volume muscolare e lunghezza del fascio in modo rapido ed economico per applicazioni cliniche e sportive.

Ecografia 3D: veloce e conveniente morfometria del tessuto muscolo-scheletrico

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