심근 미세 구조의 초음파 평가

이 절차의 전반적인 목표는 초음파 기반 이미징 알고리즘과 오픈 액세스 이미지 분석 소프트웨어를 사용하여 심근 미세 구조의 대리 측정을 제공하는 것입니다. 이는 먼저 디지털 심초음파 이미지를 선택하고 형식을 지정하여 수행됩니다. 두 번째 단계는 관심 있는 심근 영역과 심낭 참조 영역을 선택하는 것입니다.

다음으로, 데이터는 Image J 소프트웨어 프로그램을 사용하여 알고리즘을 적용하여 처리됩니다. 마지막 단계는 최종 값을 처리하고 심근 대 심낭 비율의 형태로 출력을 생성하는 것입니다. 궁극적으로, 선택된 관심 심초음파 영역의 초음파 신호는 조직 미세 구조의 대리 측정에 관한 정보를 제공하는 심근 밀도 측정을 생성하기 위해 처리됩니다.

심장 구조에 대한 전통적, 선형 또는 2차원 초음파 기반 평가와 같은 기존 방법에 비해 이 기술의 주요 장점은 거시적 심장 매개변수의 정량화 외에도 심근 조직 미세 구조의 정량화를 포함하는 심초음파 분석을 수행할 수 있다는 것입니다. 또한, 오픈 소스 소프트웨어를 활용하여 해양 또는 인간 심초음파 B 모드 이미지를 얻은 후 흉골 주위 장축 보기에서 이미지를 얻습니다. 이미지 J를 사용하여 분석할 이미지의 DICOM 파일을 열고 파일을 8비트 이미지 파일로 변환합니다.

하측 좌심실 벽은 프레임 바닥에 나타나야 하고, 프레임은 좌심실 심근 전체를 표시해야 하며, 심낭 해상도는 심낭 경계, 심근 벽 및 좌심실의 심내막 경계를 구분할 수 있을 만큼 충분히 높아야 합니다. 과도한 드롭아웃 또는 이미지 아티팩트가 있는 이미지는 모두 폐기합니다. ECG 추적의 R 파를 사용하여 심장 주기의 연속된 프레임을 스크롤하여 말단 이완기에 가장 가까운 프레임을 식별합니다.

그런 다음 좌심실의 최대 내부 치수를 가장 잘 포착하는 단일 프레임을 식별합니다. 이 단일 프레임, 즉 끝 이완기 프레임을 고려하십시오. 다음으로, 심낭 조직의 이질성을 포착하는 것을 목표로 관심 있는 심낭 영역을 선택합니다.

이를 위해 전체 심낭의 그레이 스케일 범위와 일관성을 평가하고 이러한 속성을 대표하는 관심 영역을 선택합니다. 필요에 따라 관심 영역 선택에 대한 이미지, 밝기 및 대비를 조정합니다. 이미지 j의 사각형 그리기 도구를 사용하여 기저 하측 심낭 벽의 중간 3분의 1에 가까운 길이의 사각형을 선택합니다.

ROI 크기 조정 도구를 사용하여 관심 영역의 크기를 조정하여 심낭의 너비에 걸쳐 조정합니다. 다음으로, 이미지 J의 회전 도구를 사용하여 관심 영역을 심낭 영역 내에 있도록 회전합니다. 필요한 경우 수동 조정 도구를 선택하여 조정이 완료되면 관심 심낭 영역의 모서리를 조정합니다.

관심 심낭 영역은 심낭 벽의 중간 1/3 내에 있어야 하며 심근 또는 심장 부위로 확장되는 심낭 벽의 너비를 포함해야 합니다. 주어진 연구에서 이루어진 모든 측정에 대해 전체 심낭 면적의 동일한 상대적 위치와 백분율을 캡처하는 것을 목표로 합니다. 명암 값의 히스토그램을 생성하려면 get histogram values라는 이미지 J 히스토그램 매크로를 설치합니다.

Do text run 히스토그램 매크로를 사용하여 선택한 관심 심낭 영역 내의 신호 강도 값 분포를 미리 봅니다. 매크로는 관심 영역과 징후 및 강도 값을 가장 어두운 단위의 0 단위에서 가장 밝은 단위의 255 단위까지 기록 하여 선택 영역 내의 각 픽셀에 대한 신호 강도 분포를 생성합니다. 매크로 보고서는 분포에 대한 20번째, 50번째 및 80번째 백분위수를 보고합니다.

관심 있는 심근 영역을 선택할 때, 또한 기저 하외측 심근 벽의 중간 3분의 1 이내에 있는 심근 조직의 이질성을 포착하는 것을 목표로 합니다. 이전과 마찬가지로 필요에 따라 이미지, 밝기 및 대비를 조정합니다. 심내막과 외심내막을 제외한 심근 벽의 너비에 걸쳐 있는 사각형을 선택합니다.

선택 영역 내에 유두 근육 영역을 포함하지 마십시오. 관심 영역의 위치는 사용자에 따라 크게 달라집니다. 성공을 보장하기 위해 사용자는 주요 경계를 추정하고, 심근 관심 영역을 회전하여 심낭 선택에 인접하고 평행하게 놓여야 합니다.

관심 심근 영역의 모서리를 필요에 따라 조정하고, 심근 벽의 중간 1/3 내에 있는 최종 관심 영역을 분리하고, 앞서 표시된 것처럼 심낭 또는 내강 영역으로 확장되지 않고 벽의 너비를 캡처합니다. 이미지 J 히스토그램 매크로를 사용하여 관심 심근 영역 내의 신호 강도 값의 분포를 미리 볼 수 있습니다. 다음 단계는 이전에 얻은 심낭 참조 데이터를 사용하여 심근 강도를 정규화하는 것으로, 먼저 강도의 심근 백분위수 값을 해당 심낭 백분위수로 나누는 것으로 시작합니다.

intensity 값은 20번째 백분위수, 50번째 백분위수 및 80번째 백분위수 값에 대한 정규화된 심근 값을 심낭 값으로 보고합니다. 이 분석을 DICOM 파일의 연속된 프레임을 통해 심근 선택에 적용하고 수축기 프레임을 끝내고 이완기 프레임을 끝내는 데 특별한 주의를 기울입니다. 초음파 신호 강도는 대조군 마우스의 경우 여기에서 볼 수 있듯이 심장 주기 전반에 걸쳐 변화하며, 주기적 변동성은 3개의 절단 지점, 20번째 백분위수, 50번째 백분위수 및 80번째 백분위수를 사용하여 평가되었습니다.

주기적 변동성은 유출 저항을 증가시키기 위해 대동맥 주위에 밴드를 배치한 마우스에서 더 두드러집니다. 상대적 순환 변동성은 80번째 백분위수 값이 낮은 절단점 값보다 더 높습니다. 이 히스토그램은 가짜 수술 후 7주에 대조군 마우스의 심근에서 파생된 신호 강도의 분포를 표시합니다.

파란색 세로선은 20번째 백분위수, 50번째 백분위수 및 80번째 백분위수 값을 나타냅니다. 신호 강도의 분포는 수술 후 7주에 대동맥 밴드 마우스에서 오른쪽에서 더 높은 강도를 보여줍니다. 정상적인 집중 환자와 고혈압 환자의 신호 강도는 마우스와 인간 모두에서 나타납니다.

신호 강도의 분포는 우측 이동이며 만성 후부하 스트레스가 있는 피험자에 대한 범위가 더 크며, 여기에 표시된 대조군과 비교하여 가짜 수술 마우스와 대동맥 밴드 마우스, 정상 혈압 및 고혈압 인간 간의 비교입니다. 심근 대 심낭 신호 강도 비율은 세 가지 분석 방법을 사용하여 결정되었습니다. 20번째 백분위수 값의 비율, 50번째 백분위수 값의 비율 및 80번째 백분위수 값의 비율입니다.

제어 항목과 하중 후 응력 사례 간의 가장 큰 차이점은 신호 강도의 80번째 백분위수 값의 비율을 사용하여 입증됩니다. 다음은 가짜 수술을 받은 마우스와 대동맥 밴딩을 받은 마우스에 대한 수술 후 7주 시점의 좌심실의 Masson의 트라이 크롬 염색 섹션입니다. 상당한 콜라겐 침착 및 간질성 섬유증은 대동맥 줄무늬 마우스의 심실에서 볼 수 있습니다.일단 숙달되고 적절하게 수행되면 이 기술은 파일당 5-10분 안에 완료할 수 있습니다.