Name: 3 차원 초음파 영상: 골격 조직의 신속 하 고 비용 효율적인 Morphometry (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-11-27T12:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 52 s
Description: 학습하세요 3D 초음파 영상을 활용한 근육 형태학 평가 방법을. MRI보다 빠르고 비용 효율적인 이 비침습적 기술로 근육 부피와 근섬유 길이를 정확히 측정하여 임상 및 스포츠 의학 연구에 활용할 수 있습니다.

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저자는 매우 아담 트랜드와 2004 년,이 연구에 사용 된 소프트웨어의 개발에 대 한 영감을 했다 3 차원 초음파에 대 한 그들의 알고리즘을 공유 니콜라 프라이에 감사.

저자는 공개 없다.

유효 하 고 신뢰할 수 있는 3DUS 기술은 골격 근육의 형태학 변수 빠른 분석에 대 한 수 있도록 제공 됩니다. 그러나 3DUS 접근은 아직 사용 하지 일반적으로 부드러운 조직 이미징에 대 한 다른 3DUS 접근 약 10 년42,43, 사용할 수 있다. MRI는 vivo에서 근육 볼륨의 추정에 대 한 ' 금 표준 ' (예.,16,17,18,,1920참조). MRI 유효성 테스트 되었고 유령 또는 MRI 기반 볼륨 견적44,45알려진된 볼륨의 시체 장기 비교 연구에서 확인. 그러나, 연구에 대 한 MRI 가용성 제한 되며 검사는 시간과 비용이 많이 드는. 또한, 자세는 보어에 의해 제한 된다 실험 주제 MRI 스캐너의 점유. 전형적인 미스터 이미지 생성 부족 대비 근육 형상 (잘라냅니다 길이 및 각도)의 변수 측정을 수행 합니다. 그러나, 3D 근육 형상 또한 MRI를 사용 하 여 추가 기술, 예를 들면, DTI 기술21을 사용 하 여 평가 될 수 있습니다. MRI, 미국 이미지와 마찬가지로 적절 한 구분 인터페이스에서 다른 유형의 조직 (즉 우리 안에 보이는 이미지), 부드러운 조직 볼륨 평가1,30 는 유효한 형식을 제공 제공 44,,4647,,4849. MRI, 달리 3DUS 이미지는 동일한 측정에서 볼륨 및 근육 형상에 분석을 수행 하기 위해 충분 한 대비를 있다.
또한, 발표 기법 큰 근육의 연구에 대 한 하나의 배열로 여러 스윕의 이미지를 결합 수 있습니다. 이 새로운 3DUS 방법 근육 형태학의 임상 평가 대 한 잠재적인 도구를 제공합니다. 이 방법은 근육 (예를 들어, 힘 줄, 내부 장기, 동맥) 이외의 소프트-조직 구조 이미징에 대 한 또한 사용할 수 있습니다.
오프 라인 처리 시간에 대 한 수정:
3DUS 접근의 수정 처리 시간을 개선 하 고 더 큰 근육을 측정 목표로 주로 했다. 3DUS 이미지의 오프 라인 처리 시간 복 배열 설정, 샘플링 주파수, 투자 수익, 기간 및 스윕, 스윕의 수 및 사용된 워크스테이션의 속도의 크기에 따라 달라 집니다. 이전, 재구성 시간 ≈ 2 h의 750 미국 이미지를 생성 한 스윕 재구성을 위해 필요 했다 (30 25 Hz에서 s)15,,2530. 현재 3DUS 방법으로 동일한 청소 시간이 50 s 재건 (99% '오프 라인' 처리 시간을 향상). 이 개선 복 프레임-의해-프레임 채우기, 픽셀 픽셀 및 증가 랜덤 액세스 메모리 (RAM) 큰 복 어레이 구성 하는 워크스테이션의 대신에 큰 벡터 작업을 활용 하 여 향상 된 충전 알고리즘에 의해 설명 될 수 있다. 새로운 3DUS 방식으로 1 cm/s의 속도로 30 cm의 청소 길이 나타내는 일반적인 개조 대상 복 크기 0.2 x 0.2 x 0.2 m m의3 및 25 Hz의 샘플링 주파수 다음 시간이 걸립니다 재구성 하 :
a. 약 10의 동기화 펄스를 식별 하 고 관련 미국 이미지를 선택 하. b. 약 120의 보정 변환 매트릭스 (홍보T임)을 확인 하. c. 약 10의 빈 작성 단계에 대 한. 4. 약 30의 갭 채우기 단계를 실행 하기 위한.
총 170 s. 참고, 단계 b 유일한 요구는 프로브에 MoCap 마커의 엄밀한 연결을 가정 하 고 한 번 수행할 수 복용 떠나는 50 단일 스위프의 재건에 대 한 s. 두 개의 단일 스위프 결합 복 배열 소요 약 10 s 재건.
제한 사항 및 중요 한 단계:
여러 3DUS 이미징 측면을 고려 수 있습니다.
i. 미국 이미지 품질: 복 배열 내에서 배치 될 더 많은 픽셀을 제공 하는 2D 미국 이미지의 높은 해상도. 이 더 높은 복 밀도로 이어지는 복 크기 감소를 허락할 것 이다. 몇몇 현재 사용할 수 있는 초음파 기계 조직 인터페이스의 더 나은 유물 없는 구별에 대 한 수 있도록 시끄러운 세부적인 질감을 줄이기 위해 공간 다중을 사용 합니다. 가장자리 향상 얼룩을 줄일 수 있다입니다. 그러나,는이 방법은 바람직하지 않다, 때문에 그것은 독특한 인터페이스, 인터페이스의 진정한 해 부 위치를 왜곡 함으로써 만들려는 시도에서 이미지를 변형 주목 한다.
ii. MoCap 정확도: 픽셀 수만 정확 하 게 배치를 복으로 위치 센서는 정확 하 게 조사의 좌표를 수량화 하는 경우. 이미지 해상도의 증가와 MoCap 정확도 더 중요 해 집니다. 제시 3DUS 0.2 x 0.2 x 0.2 m m3, 3DUS 복 어레이 재구성 하기 위해 충분 한 정확도 제공 하는 0.1 m m의 정확도로 MoCap 시스템을 사용 하 여의 복 치수와 함께 최고의 작품을 설치.
iii. 샘플링 주파수: 미국 이미지 또는 데이터 스트림 MoCap 최저 시간적 해상도 샘플 주파수를 결정 합니다. 이 청소 시간 또는 복 배열 설정을 영향을 줍니다. 예를 들어, 50 Hz로 25에서 샘플 주파수를 두 배로 청소를 시간을 반으로 수행할 수 있습니다. 또는, 스윕 속도 변경 하지 복 배열, 적은 간격 채워질 것을 떠나와 그로 인하여 잠재적으로 복 배열 해상도 증가 채우기 위해 더 많은 이미지를 제공 합니다. 그러나, 샘플링 주파수를 증가 없이 복 배열 해상도 증가 운동 유물의 잠재력을 증가할 것 이다 느린 검사 필요.
iv. 재건 시간 이미지: 빠른 복원 필요 충분 한 사용 가능한 RAM과 강력한 워크스테이션. 또한, 재구성 시간 크게 복 배열 볼륨 및 갭 채우기 프로세스의 복잡성에 따라 다릅니다.
v. 실험 프로토콜: 실험 프로토콜의 표준화 VL 및 GM, 현재 연구에서 exemplified 형태학 측정 (예:잘라냅니다 길이, 잘라냅니다 각도, 아랫 배 근육의 비교를 위해 필수적 이다 길이, 힘 줄 길이, aponeurosis 길이) 과목 및 경도 연구 과목 내 모니터링 사이. 그러나, note 근육을 활성화 하는 동안 나머지에서 평가 하는 형태를 변경할 수 있습니다. 예를 들어 VL 실험에 대 한 최대한 수축 하는 동안 무릎 신 근 형태 높은 pennation 각도 60 ° 무릎 굴곡, 나머지50형태에 비해 짧은 성숙기 보여줄 수 있습니다. 특정 조건에서 (예., spasticity), 전도 (EMG) 검사 하는 동안 휴식 근육 활동 레벨을 확인 하는 데 사용할 수 있습니다.
6. 프로브 압력 및 조직 변형: ROI에 충분 한 초음파 젤을 적용 하는 경우 프로브와 피부 사이 전체 접촉 대 한 유지 하는 압력의 양을 제한 됩니다. 지침 서는 투자 수익을 스캔을 느끼게 한다 피부, 유혹과 압력 유지 젤 접촉 및 그로 인하여 피부에만 적용 해야 하는 것이 좋습니다. 그러나, 약간의 조직 변형 초음파 젤의 관대 한 금액으로도 피할 수 없을 수도 있습니다. 프로브 크기와 곡선된 ROI 압력 또는 사용 하는 젤의 필요한 금액을 영향을 줍니다. 큰 프로브 크기와 더 많은 곡선된 투자 수익 더 많은 압력을 필요로 하거나 비슷한 함께 작은 프로브 보다 더 많은 젤 투자 수익 곡선. 또 다른 가능한 해결책 미국 이미지의 반향 (즉, 비-피부-접촉) 영역을 삭제 하는 것입니다. 또한, 조직 변형 피부와 피하 지방 조직 층 첫 번째 조직 계층에서 발생할 가능성이 가장입니다. Note 아무 피하 지방 조직에 거의 주제는 따라서 압력의 부작용에 더 수 그리 다. 또한, 조직 개 악은 일반적으로 다른 청소와 오버랩의 지역 조사의 센터에서 대부분 발생 합니다.
7. 이미징 및 해 부 지식: 어떤 이미징 양식 적임을 사용 하 여 또 다른 중요 한 고려 사항은 이다 해부학 및 이미징 모달의 지식 의미 있는 해석의 얻을 것이 필수적입니다. 주제와 이미지 유물 사이 해 부 변화 인식 하 고 해 부 구조의 식별 과정에서 고려 될 필요가 있다. 한 근육의 다른 구성 요소 또는 근육 그룹51차별화 해 부 지식을 요구 하기 때문에 건강 한 그리고/또한 잘 발달 된 근육으로도 명확한 id는 어려운 수 있습니다. 그러나, 위축된 근육 (즉, 노인, 병 리, 또는 한 시신), 명확한 식별은 더 작은 크기 때문에 훨씬 더 복잡 한 이미지 대비를 감소 및 따라서 덜 뚜렷한 조직 인터페이스 (그림 4 ). 우리가 믿을 이전 해 부 지식 없이 우리 3DUS 이렇게 설계 및 3DUS 측정에서 올바른 판단을 만들기에서 제한 되어. 예를 들어 GM 실험에 대 한 다른 footplate 각도 발생 하지 않습니다 반드시 예상된 변화 근육에 힘 줄 복잡 한 길이, 발7변형 때문. 또한 원심 aponeurosis의 곡률에 대 한 자세한 해부학 정보 모든 과목38중반 경도 비행기의 적절 한 선택이 필수적 이었다.
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55943/55943fig4.jpg"> 그림 4: 변화와 품질의 허벅지를 따라 중간 quadriceps 근육의 해 부 단면 3DUS 이미지 재건. (A) 남성 인간의 시체의 예제 위축 상태의 이미지 죽음 (죽음 나이: 81 년). 허벅지 근육 근육의 개별 머리의 경계 식별은 어렵습니다. 앉아 있는 남성 (세 30 년)의 (B) 예. 남자 선수 노 젓는 사람 (세 30 년)의 (C) 예. 규모에 대 한 흰색 사각형 대표 1 cm × 1 cm. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55943/55943fig4large.jpg" style="font-size: 14px;" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
미래의 응용 프로그램:
3DUS 방법은 다양 한 목적 및 스포츠 클리닉에서 설정을 사용할 수 있는 이미징 도구를 제공 합니다. 임상 내정간섭에서 효과 체력 레벨52관련이 있습니다. 3DUS를 사용 하 여 근육을 잃는의 위험에 환자를 모니터링 하기 위한 중요 한 (예를 들어, 참조53,54,55)은 질량과 잠재적으로 치료의 조정에 대 한 수 있습니다. 3DUS의 다른 잠재적인 응용 프로그램 모니터링 개입 (훈련) 및 부상에 대 한 응답에서 근육의 형태학 상 적응에 있다.
이 프로토콜 자유 3DUS 스윕 기반 인체의 부드러운 조직 구조를 측정 하는 비용 및 시간 효과적인 방법 설명. 또한, m. vastus lateralis m. gastrocnemius medialis 의 의미 있는 형태소 매개 변수 평가 유효 하 고 신뢰할 수 있는 것으로 판명.

건강 관리, 스포츠, 근육의 형태에 대 한 정보에서는 진단 및 후속 평가에 매우 중요 한 치료 또는 훈련1후입니다. 초음파 (미국) 상상 하는 근육 질환2, 중요 한 질병3,4, 심혈 관 질환5, 신경 장애6, 부드러운 조직 구조의 시각화를 위한 일반적으로 사용 되는 도구 7,8및 신체 훈련6,,910의 효과. 미국 영상 정량화를 근육 크기, 잘라냅니다 길이, 및 pennation의 각도 수 있습니다. 이러한 형태학 변수는 중요 한 결정 요인의 근육 힘 및 길이 범위의 강제 노력11,12,13,,1415.
현재, 미국 이미징 측정 주로 2D 이미지, 그 선택에서 수행 되는 아마도, 적당 한 방향 및 위치는 초음파의 조사. 이러한 2D 방법 관심의 매개 변수는이 비행기 내에서 존재 하지 않을 수 있습니다 하는 동안 하나의 이미지 평면 형태 측정을 제한 합니다. 형태소 분석에는 비행기 밖으로 측정 3D 참조 포인트를 사용 하 여 3D 접근이 필요 합니다. 부드러운 조직의 이러한 3D 형태 표현 자기 공명 영상 (MRI)16,17,18,,1920에 의해 제공 알려져 있다. 그러나 MRI는 비싸고 항상 사용할 수 없습니다. 또한, 근육 섬유의 시각화 확산 텐서 영상 (DTI)21등 특수 MRI 시퀀스를 필요합니다. MRI에 대 한 비용 효율적인 대안 3D 초음파 (3DUS) 영상입니다. 3DUS 접근 MRI 기술, 예를 들어에 비해 몇 가지 장점이, 그것은 주제를 검사 하는 동안 위치 지정을 위해 적은 공간 한계를 부과. 3DUS 이미징 순차적으로 2D (B 모드 미국) 이미지를 캡처하고 볼륨 요소 (복) 배열22,,2324에 위치 하는 기술 이다. 3DUS 이미지 재건의 과정의 5 단계 구성: (1) 캡처 일련의 자유 2D 미국 이미지; (2) 모션 캡쳐 (MoCap) 시스템;를 사용 하 여 미국 탐사선의 위치를 추적 (3) 동기화 MoCap 위치와 미국 이미지; (4) 위치와 방향을 참조;의 보정된 시스템을 사용 하 여 복 배열 내에서 초음파 이미지의 계산 그리고 (5)이 복 배열에 이러한 이미지를 삽입.
3DUS 접근은 골격 근육15,25,26,27,,2829의 형태학의 평가 대 한 성공적으로 적용 되었다. 그러나, 이전 접근7,15,,2530 입증 했습니다, 많은 시간이 소요 복잡 하 고 기술적으로 제한 하 고, 큰 근육의 작은 세그먼트를 개축 될 수 있는 대로.
3DUS 접근을 개선 하기 위해 새로운 3DUS 프로토콜은 시간의 짧은 기간 내에 완벽 한 근육의 재건 수 있도록 개발 되었습니다. 이 프로토콜 문서 이미징 m. vastus lateralis (VL) 및 m. gastrocnemius medialis (GM)의 morphometry를 위한 3DUS의 사용을 설명 합니다.

<table><tbody><tr><td>초음파 장치 (Technos MPX)</td><td>Esaote, Italy</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>선형 어레이 프로브 (12.5 Mhz, 5 cm)</td><td>Esaote, 이탈리아</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>워크스테이션 (HP Z440)</td><td>HP, 미국</td><td>http://www8.hp.com/us/en/workstations/z440.html</td><td></td></tr><tr><td>Framegrabber (Canopus, ADVC 300)</td><td>Canopus, Japan</td><td>ADVC 300</td><td></td></tr><tr><td>모션 캡처 시스템 (Certus)</td><td>NDI, Canada</td><td>http://www.ndigital.com/msci/products/optotrak-certus/</td><td></td></tr> <tr><td>Synchronisation device</td><td>VU, NL</td><td>Contact 교신저자</td><td></td></tr><tr><td>Calibration frame</td><td>VU, NL</td><td>Contact 교신저자</td><td></td></tr><tr><td>Thermometer</td><td>Greisinger, Germarny</td><td>GTH 175/PT</td><td></td></tr><tr><td>Examination table</td><td>NA</td><td></td><td>NA Any examination table</td></tr><tr><td>Inclinometer</td><td>Lafayette instrument, USA</td><td>ACU001</td><td></td></tr><tr><td>Adjustable Footplate</td><td>VU, NL</td><td>Contact 교신저자</td><td></td></tr><tr><td>Torque wrench</td><td>VU, NL</td><td>Contact</td> 교신저자 <td></td></tr><tr><td>Extendable rod</td><td>VU, NL</td><td>Contact 교신저자</td><td></td></tr><tr><td>Goniometer (Gollehon)</td><td>Lafayette instrument, USA</td><td>1135</td><td></td></tr><tr><td>삼각형 모양의 빔</td><td>NA</td><td>NA</td><td>뻣뻣한 폼 조각을 만들었습니다</td></tr><tr><td>래싱 스트랩</td><td>NA</td><td>NA</td><td>모든 래싱 스트랩</td></tr> 수술 <tr><td>용 스킨 마커</td><td>NA</td><td>NA</td><td>모든 수술 스킨 마커</td></tr><tr><td>초음파 투과 젤</td><td>서보 NA</td><td></td><td>끈적 끈적한 젤 타입을 권장합니다</td></tr></tbody></table>

3 차원 초음파 영상: 골격 조직의 신속 하 고 비용 효율적인 morphometry

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

3D 초음파 이미징 (3DUS)의 발달 목표를 인간의 근육의 3 차원 형태소 초음파 분석을 수행 하는 형식입니다. 3DUS 이미지 보정된 자유형 2D B 모드 초음파 이미지, 복 배열에 배치 되는에서 건설 한다. 초음파 (미국) 이미징 근육 크기, 잘라냅니다 길이, 및 pennation의 각도의 정량화를 허용 한다. 이러한 형태학 변수는 힘 분 발의 근육 힘 및 길이 범위의 중요 한 결정 요인입니다. 제시 프로토콜 m. vastus lateralis m. gastrocnemius medialis의 볼륨과 잘라냅니다 길이 결정 하는 방법을 설명 합니다. 3DUS 3D 해 부 참조를 사용 하 여 표준화를 촉진 한다. 이 방법은 골격 근육에서 3D 형태 측정을 위한 신속 하 고 비용 효율적인 접근을 제공 합니다. 건강 및 스포츠, 근육의는 morphometry에 정보는 치료 또는 훈련 후 진단 및 후속 평가에 매우 유용한.

설명된 3DUS 기술은 4 명의 남성 인간의 시신에서 GM과 VL의 형태학 상 데이터를 수집, 살에 죽음 76.8 ± 7.9 (평균 ± SD) 사용 되었다. 시신 부의 해부학 및 신경 과학 Vrije 대학교 의료 센터 (VUmc), 암스테르담, 네덜란드의 기부 프로그램을 통해 획득 했다. 시체 방부 방법 조직39의 형태학 적 특징을 유지 하기 위한 보존 되었다.
해 부, 이전 3DUS 이미지 GM과 VL의 설명 된 방법론에 따라 만들어졌습니다. 해 부, 동안 피부, 피하 조직, 그리고 GM과 VL overlaying fasciae 제거 되었습니다. 계정에 원심 aponeurosis의 방향을 복용 중간 경도 섹션 삭감 되었다. 캘리퍼스를 사용 하 여 잘라냅니다 길이 측정, 기원과 근육 배꼽의 원심 끝에 중간 이었다. 그 후, tenotomy, 후 근육 배 해 부 되었고 보정된 물 열에 빠져들. ImageJ를 사용 하 여 볼륨, 근육 배 없이 물 란의 사진에 측정 되었다 그리고 근육 볼륨 차이40에서 계산 했다. 잘라냅니다 길이 볼륨 세 번 측정 하 고 평균 및 표준 편차 값을 계산 했다. 3DUS 메서드 및 해 부 측정 사이 기준 유효 평균 잘라냅니다 길이 근육 볼륨 Pearson의 상관 관계를 사용 하 여 테스트를 했다. 파생된 잘라냅니다 길이 볼륨 측정을 사용 하 여 양방향 모델 내부 클래스 상관 계수 (ICC3, 3)41, 혼합 계량은 3DUS 메서드는 데이터의 로그 변환 후 내 평가자 신뢰도 편차 (CV)의 계수 계산 했다. 잘라냅니다 길이 근육 볼륨 측정의 타당성은 중요 하 고 높은 상관 관계에 의해 확인 되었다 (r = 0.998, p < 0.01와 r = 0.985, p < 0.01, 각각). 3DUS 메서드의 내부 평가자 신뢰성 파생 잘라냅니다 길이 측정 및 볼륨 높았다 (ICC3, 3 0.983, 이력서 7.3%, 및 ICC3, 3 0.998, 이력서 5.4%, 각각). 그것은 3DUS 접근 제시 VL 인간과 GM (표 1)의 볼륨과 잘라냅니다 길이 평가 대 한 유효 하 고 신뢰할 수 있는 도구는 결론을 내렸다.
<img alt="Table 1" src="/files/ftp_upload/55943/55943table1.jpg"> 표 1: 시신 유효성 검사 데이터. C#은 시신 수, GM은 m. gastrocnemius medialis, VL는 m. vastus lateralis. "해 부" 표시 결과 시신 해 부를 하 고 "3DUS"는 시신을 3DUS 이미지 분석에서 결과 보여줍니다.

3D 초음파 (3DUS) 이미징 골격 조직의 신속 하 고 비용 효율적인 morphometry 수 있습니다. 우리는 3DUS를 사용 하 여 근육 볼륨 및 잘라냅니다 길이 측정 하는 프로토콜을 제시.

3 차원 초음파 영상: 골격 조직의 신속 하 고 비용 효율적인 Morphometry

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

본 방법론의 전반적인 목표는 인체 근육 조직의 초음파 분석을 기반으로 3D in vivo 형태학적 평가를 수행하는 것입니다. 이 방법은 치료 및 훈련 후 근육 기능의 진단과 추적 관찰에 관한 보건 의료 및 스포츠 분야의 핵심 질문에 답할 수 있는 유망한 기술입니다. 이 기술의 장점은 3D 초음파를 통해 근육을 측정하는 것이 자기공명영상(MRI)에 비해 빠르고 비용 효율적인 대안이라는 점입니다.이 3D 초음파 기술은 생체 내 골격근의 근육 부피, 근속 길이 및 생리학적 횡단면적을 결정할 수 있는 비침습적 방법을 제공합니다. 1980년부터 당사는 근육의 형태-기능 관계를 연구해 왔으며, 처음에는 인체 카다버 근육을 대상으로 연구하여 해당 근육의 수학적 모델을 구축하였고, 이후 동물 실험을 진행하였습니다. 향상된 초음파 기술을 통해 이제 생체 내에서 인간의 근육을 연구할 수 있게 되었습니다.내측 비복근(gastrocnemius medialis, GM)을 평가하려면, 먼저 피험자가 양발을 검사대 가장자리 너머로 둔 상태로 검사대 위에 엎드리게 합니다. 하퇴가 수평이 되도록 경골 아래에 지지대를 놓고, 실험 중 무릎이 펴지는 것을 방지하기 위해 패드가 부착된 고정 스트랩으로 허벅지를 검사대에 고정합니다. 스캔할 다리의 발을 맞춤 제작된 풋 플레이트에 맞추고, 각도계가 부착된 맞춤 제작 토크 렌치를 풋 플레이트에 연결합니다.적절하게 외부에서 가해진 토크에 해당하는 풋 플레이트 각도를 찾고, 테이블에 연결된 확장 가능한 로드를 사용하여 풋 플레이트를 해당 적절한 방향으로 고정하십시오. 그다지 내측 및 외측 대퇴골 상과의 가장 돌출된 배측면과 경골 및 비골 복사뼈의 중심을 촉진하여 확인한 후, 외과용 피부 마커로 그 위치를 표시하십시오. 초음파를 사용하여 내측 및 외측 대퇴골 과의 가장 표면적인 지점을 확인하고 외과용 피부 마커로 표시하십시오.피검자에게 검사 동안 움직이지 않도록 안내한 후, 관심 영역에 초음파 젤을 충분히 도포하고 측정용 컴퓨터에서 프레임 그래버 소프트웨어를 실행합니다. 3D 초음파 영상의 움직임 아티팩트를 방지하기 위해서는 측정 중에 환자가 정지 상태를 유지하는 것이 필수적입니다. Capture를 클릭하여 초음파 영상 획득을 시작하고, 이어서 동기화 장치의 버튼을 눌러 모션 캡처 데이터 획득을 개시 및 활성화합니다.초음파 프로브 근처에 위치한 동기화 장치를 활성화하면 모션 캡처 시작 시 초음파 영상에 뚜렷한 아티팩트가 생성됩니다. 영상 품질을 유지하면서 최소한의 압력을 가해 초음파 프로브를 대퇴골 과부 근위측 허벅지 내측면에 배치하고, GM의 내측 경계를 따라 근위-원위 방향으로 일정한 속도로 프로브를 스캔합니다. 이전 스캔 시 사용한 겔을 이용하여, 관심 영역 전체가 스캔되고 근육의 내측 경계가 완전히 영상화될 때까지 0.5cm씩 겹쳐서 추가 스캔을 수행합니다. 초음파 영상을 얻는 동안 프로브 압력을 과도하게 가해 조직이 변형되는 것을 방지하기 위해 충분한 양의 초음파 겔을 도포하는 것이 중요합니다.모든 이미지 획득이 완료되면, 사용자 정의 스크립트를 사용하여 빈 채우기(bin filling) 및 인페인팅(in-painting) 기법을 통해 특정 관심 영역에 대한 개별 스윕(sweep)으로부터 단일 3D 초음파 복셀 배열을 재구성합니다. 그다음, 동일한 복셀 배열 좌표계를 사용하여 하나의 더 큰 관심 영역을 포함하는 모든 개별 스윕을 재구성함으로써 여러 스윕을 병합합니다. 근육 부피를 측정하려면, 먼저 의료 상호작용 툴킷(medical interaction tool kit)에 해당 3D 초음파 이미지를 로드하십시오.슬라이싱 설정을 Coupled crosshair rotation으로 설정하고, 근육이나 골격 구조에 맞춰 축을 정렬하여 근육의 기시점, 정지점 및 근복 말단의 좌표를 정확하게 추출합니다. 세그멘테이션 도구를 열고 근복 중간 지점의 횡단면에서 확인된 근육 경계를 따라 새로운 세그멘테이션을 생성합니다. 키보드의 A를 누르고 마우스 왼쪽 버튼을 클릭한 채 커서를 근육 경계를 따라 이동시켜 수동 세그멘테이션을 추가합니다.새로운 횡단면을 분할하려면, 마지막으로 선택한 모드에 따라 A 또는 S 버튼을 눌러 근복을 따라 다른 횡단면으로 십자선을 이동시킨 후, 방금 시연한 것과 같이 다음 근육 경계를 추적하십시오. 모든 분할 영역이 선택되면 보간법을 활성화로 설정하고, 근복 길이를 따라 모든 횡단면에서 제안된 근육 경계 분할 상태를 검토하십시오. 모든 근육 경계가 올바르게 분할되었다면, 모든 슬라이스에 대해 확인을 누르고 분할이 수행된 평면을 선택하십시오.이진 볼륨을 Nearly Raw Raster Data 파일로 저장하고, 커스텀 스크립트를 사용하여 라벨링된 볼륨 크기를 계산합니다. 그다음, 커스텀 스크립트를 사용하여 근복의 전체 근섬유 길이를 포함하는 근복 중앙 종단 근섬유 평면의 방향을 찾습니다. 중앙 종단 평면에서, 근복의 기점과 원위단 사이의 미리 정의된 표준 위치에서 근섬유 길이를 측정하고 근육 경계를 분할합니다.관심 영역의 중간 지점에 선을 긋고, 하부 근속(fascicles)의 방향과 일치할 때까지 선을 회전시킵니다. 근육 경계와 이 선이 만나는 지점이 근속 길이의 추정치가 됩니다. 남성 인체 사체의 이 이미지는 사망 당시 허벅지 중간 지점에서 대퇴사두근의 위축 상태를 보여주며, 이는 좌식 생활을 하는 30세 남성이나 30세 남성 운동선수의 대퇴사두근에서 확인되는 것과 비교했을 때 대퇴사두근의 개별 근두 경계를 식별하기 어렵게 만듭니다.3D 초음파법을 통해 측정한 근속 길이와 근육 부피의 타당성을 동일 조직의 물리적 해부 데이터와 비교한 결과, 유의미하고 높은 상관관계가 확인되었으며 3D 초음파법 유래 측정값에 대한 평가자 간 신뢰도 또한 높게 나타났습니다. 이는 3D 초음파 접근법이 인간의 외측광근 및 내측비복근의 부피와 근속 길이를 평가하는 타당하고 신뢰할 수 있는 도구임을 입증합니다. 이 절차를 통해 근육 형태를 정량화하고 이를 관절 가동 범위 및 신체 능력과 연관 지어 분석할 수 있습니다.이 기술은 이제 신경근 질환 환자 또는 근감소증을 앓고 있는 환자의 근육 기능을 정기적으로 평가하는 방법으로 적용될 준비가 되었습니다. 이 3D 초음파 영상 기술은 뼈, 건, 혈관과 같은 다른 조직의 형태를 측정하는 데에도 잠재적으로 활용될 수 있습니다. 이 기술의 개발은 신경근 분야의 연구자들이 근육의 형태가 어떻게 가동성을 제한하는지 조사할 수 있는 길을 열어주었습니다.그리고 운동 생리학에서는 선수들의 스프린트 및 지구력 성능의 형태학적 결정 요인을 평가하기 위해 사용됩니다.

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Medicine

의학

우리는 역동적 인 활동을하는 동안 밀리 초 이하의 시간 분해능을 가진 근육의 수축 속도, 변형 및 변형 속도를 측정하는 새로운 초음파 기반의 벡터 조직 도플러 영상 기술에 대해 설명합니다. 이 방법은 동적 인 근육 기능의 보완적인 측정을 제공하고 근골격계 질환을 기본 메커니즘에 대한 이해로 이어질 수 있습니다.

근골격계 초음파 이미징의 소설 응용 프로그램

우리는 4차원 컴퓨터 단층 촬영 데이터에서 관절 운동학을 분석했습니다. 순차적 3D-3D 등록 방법은 4차원 컴퓨터 단층 촬영 데이터로부터 피사체 뼈에 대하여 움직이는 뼈의 운동학을 반자동으로 제공한다.

순차적 3D-3D 등록을 이용한 4차원 CT 분석

이 연구는 근육 근막 길이 측정을 목적으로 확장 된 시야 초음파 (EFOV-US) 방법을 사용하여 고품질 근골격계 이미지를 얻는 방법을 설명합니다. 우리는 일반적인 전통적인 초음파 (T-US) 프로브의 시야를 지나서 확장하는 매심을 가진 근육에 이 방법을 적용합니다.

근육 근막 길이를 측정하기 위해 골격 근육의 품질 확장 된 시야 초음파 이미지 획득

이 프로토콜은 기존의 비침습적 이미지 양식에 대한 실용적이고 비용 효율적이며 빠른 대안으로 로봇 초음파 (미국)를 보여줍니다.

마우스 신장의 생체 내 분석을 위한 3D 로봇 초음파 사용

초음파 영상은 임상 및 연구 환경에서 점점 더 접근성이 높아지고 있으며, 일관된 프로토콜은 연구 간 비교 및 임상 해석에 도움이 될 것입니다. 초음파 평가를 위한 이 프로토콜은 건강한 건병증성 힘줄 및 파열된 힘줄에서 아킬레스건 형태를 평가하는 유효하고 신뢰할 수 있는 방법입니다.

건강한 삼두근과 부상당한 삼두근 수래 형태 측정

3차원 광학 이미징을 위한 상용 솔루션을 통한 신체 크기, 모양 및 구성 평가 절차를 통해 정확하고 재현 가능한 데이터를 신속하게 수집할 수 있습니다. 임상의는 환자의 일상적인 평가에서 혁신적이고 유용한 바이오마커("e-tape" 측정)를 획득하여 환자의 건강 상태를 특성화하는 데 도움을 줄 수 있습니다.

Clinical Anthropometrics and Body Composition from 3-Dimensional Optical Imaging(3차원 광학 이미징을 통한 임상 인체 측정 및 신체 구성)

여기에서는 양방향 축방향 투과(BDAT) 초음파 장치의 측정 프로토콜을 자세히 제시하고 14명의 건강한 참가자와 3명의 작업자를 고려하여 재현성 연구에서 테스트합니다. ICC(IntraClass Correlation Coefficients)로 측정한 신뢰도는 4개의 관심 매개변수에 대해 양호하거나 우수했습니다.

초음파 유도파를 사용한 피질 뼈 평가: 건강한 인구 집단의 재현성 연구

여기에서는 마이크로컴퓨터 단층촬영을 기반으로 하는 방법을 자세히 설명하여 마우스의 두개악안면뼈의 3D 모델을 분할하고 측정하여 현재 방법으로 가능한 것보다 마우스의 두개악안면뼈 발달을 더 잘 평가할 수 있습니다.

3차원 마이크로컴퓨터 단층촬영을 사용한 마우스의 두개악안면 기형 분석

이 프로토콜은 마이크로 컴퓨터 단층촬영을 사용하여 작은 동물의 골격근 및 내장 조직, 지방 조직 및 골격 조직을 포함한 제지방량을 비용 효율적으로 정량화할 수 있습니다. 이는 제지방 조직과 지방 조직을 구분하며, 이는 생물 의학 연구, 특히 작은 동물을 대상으로 한 중개 연구에 상당한 이점을 제공합니다.

Micro-Computed Tomography를 사용한 소형 동물의 비침습적 골격근 정량화

이 동영상은 anesthetized 마우스 echocardiography을 수행하는 레일 마운트 고주파 초음파 프로브의 사용을 보여줍니다. 방법은 컬러 도플러, 스트레인 분석뿐만 아니라 일반 목표 대비 이미징과 같은 새로운,보다 강력한 도구 이외에도 심장 기능을 모두 종래의 2 차원 및 M 모드 측정을 설명합니다.

Murine Echocardiography 및 초음파 이미징

학습하세요 3D 초음파 영상을 활용한 근육 형태학 평가 방법을. MRI보다 빠르고 비용 효율적인 이 비침습적 기술로 근육 부피와 근섬유 길이를 정확히 측정하여 임상 및 스포츠 의학 연구에 활용할 수 있습니다.

3 차원 초음파 영상: 골격 조직의 신속 하 고 비용 효율적인 Morphometry

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