Name: Küçük Kalpler Yarı-otomatik Optik Heartbeat Analizi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2009-09-16T13:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 10 s
Description: Öğrenin, Drosophila, zebrafish ve embriyonik fare kalplerinde yarı-otomatik optik kalp atışı analizi (SOHA) yöntemiyle kalp morfolojisi ve kontraktilite parametrelerini nasıl ölçeceğinizi. Bu yöntem, kardiyovasküler fizyoloji araştırmalarında yüksek hızlı görüntüleme verilerinin verimli analizini sağlar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

KO ve AC, Amerikan Kalp Birliği hibe ve bir burs tarafından desteklenmektedir. SIB ve RB NIH hibe ile desteklenmektedir.

<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/1435/SOHA_overview.pdf">Yarı otomatik kalp atışı analizi (Soha) prosedürünün bir bakış görmek için buraya tıklayın.</a> Yarı-otomatik optik kalp atışı analizi 1. Önişlem - Bu adım, diyastolik ve sistolik kalp çapları hakkında bilgi sağlar. Kalp kenarları maksimum diyastol ve sistol sırasında tespit ve işaretlenir. Optik kayıtları bile düşük hızlarda ve maksimal kalp kasılma ve gevşeme meydana gelen kare kesin kimlik sağlayan bir zamanda bir kare ileri olabilir. Bir çift, sistolik kenarları tespit diyastolik kenarları ve bir çift tespit işaretleri yapılır. Marks kalp boyunca farklı yatay noktada iki nüsha halinde de yapılabilir. Bu adımda elde edilen kalp çapları aynı zamanda kalp kontraktilite bir tahmin sağlar ek bir ölçüm hesaplamak için kullanılır. Bu tedbir, yüzde fraksiyonel kısalma (FS) ve kalp bir daralma sırasında kenarları birbirine doğru hareket ölçüde temsil eder. % FS hesaplamak için kullanılan formül: (((Diyastolik çapı sistolik çapı) / diyastolik çap) x 100) Not - Bu sette tespit noktaları sadece çap ve fraksiyonel kısalma ölçümleri için kullanılır ve hareket algılama için kullanılmaz. Örnek: (. Cammarato, ve ark 2008) Drosophila olarak nokta mutasyonlarının miyozin ağır zincir en transdüser etki alanı bilinen bir bölgedir motorun enzimatik aktivite, onlar miyozin Kullanıcı ATPaz aktivitesi bastırmak veya geliştirmek olmadığını sırasında bağlı dilate veya kısıtlı olan kalpleri neden modüle için . Bu tür ölçümler bu manikür ve yağ ile kalp tüp tüm uzunluk boyunca kalp kenarları belirlemek için genellikle mümkün değildir. Olarak (wild tip karşılaştırmak, D45 ve Mhc5 &quot;M-mod M-modları, bozulmamış sinekler yapılmış olması değil. normal kalp çevreleyen aşağıdaki Şekil). Sağlam sinekler kalp görselleştirme diğer yaygın istihdam yöntemleri ile yapılan ölçümler genellikle kalbin en ön kısmı, konik odasına bölge sınırlıdır. Bu sabit dokusunda bu dinamik ölçüm elde etmek de mümkün değildir. 2. Hareket Algılama Bu adım, program tarafından otomatik olarak yapılır ve her film hareketini analiz etmek için iki farklı algoritmalar kullanır. Kısaca, ilk algoritma, &quot;Ortalama Kare Darkness&quot; algoritması çerçeve yaklaşımı ile bir çerçeve kullanır. Bu algoritma ortalamaları bütün bir film karesi için karanlık yoğunluğu, 0 ile 1 arasında bir aralık değeri normalleştirir ve araziler zamanla filmdeki her kare için ortalama normalize. İkinci yaklaşım, &quot;Pixel Pixel&quot; algoritması, bir kare diğerine bireysel piksel karanlıkta değişim analiz eder. Önceden ayarlanmış bir eşiğin üzerinde yoğunluk değişiklikleri sergiler Piksel her kare için toplanır ve zamanla film her çerçeve çizilmiştir. 3. Aralıkları-Check Iki hareket algılama algoritmaları çıktı, çıktı penceresinde &quot;piksel piksel&quot; üzerinde bir pencerede görüntülenen &quot;Ortalama Darkness&quot; çıkışı ile bu modül görüntülenir. Algılama aralıkları biz doğrudan algoritması çıkış pencereleri altında analiz edilen karelerden oluşan bir kenar izleme veya M-mod görüntüler gerçek film hareketi ile kabul emin olmak için. M-mod, dijital kalp yoluyla film her çerçeve dilim bir piksel genişliğinde kesme ve zamanla kalp kenar hareketlerin bir anlık sağlamak için yatay hizalama yapılır. Piksel piksel &quot;pencere&quot; olarak tanımlanan diyastolik aralıklarla bu aralık doğrudan yukarıda katkıda kare sayısı ile yatay bir yeşil çizgi ile gösterilir. Sistolik aralıklarla birbirini izleyen iki diastoles arasındaki zaman aralığı olarak tanımlanır. Dikey bir mavi çizgi ile M-mod belirtilen bir sistol başında ve sonunda dikey bir kırmızı çizgi ile gösterilir. Bu ekran sayesinde algoritma çıkışı gerçek kalp hareketleri ile aynı fikirde olmadığını görmek için nispeten kolaydır. Hareket algılama otomatik olarak gerçekleştirilir rağmen çıkış doğruluğu kontrol edilmelidir. Bunun birkaç nedeni vardır; biri, çoğu zaman altta yatan bir kalp hareketi ile ilgili ışık düzeyleri, yavaş dalga dalgalanma olmasıdır. Bu genellikle dahili bir yüksek geçiren filtre kullanımı ile ortadan kaldırılabilir. Ikinci bir nedeni yaklaşım &quot;piksel piksel&quot; hassasiyeti ile ilgisi var. Bu algoritma çıktısı genellikle bir kasılma hareketi için ve gevşeme hareketleri için bir iki hareket izleri. Büyük sinekler ve bazı mutantlar süresini bu iki hareket arasında<html> nispeten uzun olur ve program iki ayrı vuruş olarak iki hareket yorumlamaya çalışır. Bu, &quot;Use karanlığa&quot; kutusunu tıklatarak, Ortalama Kare Darkness algoritması ile Pixel Pixel algoritma ile çıktı karşılaştırmak için program sorarak düzeltilebilir. Örnek (Video bakınız): 5 ila 7 hafta içinde sistolik aralıklarla genellikle genç sinekler daha uzun uçar. Bu uzun aralıklarla başlangıçta kısa bir diyastol tarafından ayrılmış iki ayrı kasılmaları olarak algılanır. Bu &quot;Kullanım karanlık&quot; onay kutusunu seçerek düzeltilebilir. Bu durumda program Ortalama Kare Darkness çıkışı ile Pixel Pixel algoritma ile belirlenen diyastolik aralığı karşılaştırmak gerekecektir. Ortalama Kare Darkness çıkış, pozitif bir değer varsa, daha sonra diyastolik aralığı Pixel Pixel algoritma ile belirlenen herhangi bir ihmal ve aralıklarla doğru belirtilmiş olacaktır. Tüm film, 10 saniyelik segmentlerinde taranır ve kabul edilen (&quot;Tamam Verileri&quot; tıklayın) veya (&quot;Veri Çıkart&quot; tıklayın) reddedilmiş olabilir. Hi ve Lo pass filtre hassasiyetleri Darkness algoritması istihdam daralma aralıkları tanımlamak daha doğru bir şekilde yardımcı olmak için elle ayarlanabilir. 4. Çıkış İstatistikleri Belirli bir film için çıkış kabul edildikten sonra program otomatik olarak bir parametre sayısını hesaplamak için bu bilgileri kullanacağız. Bunlar sistolik ve diyastolik aralığı, kalp süresi ve kalp hızı, yönü ve daralma dalgası, kalp çapları ve% FS hızı. Buna ek olarak, program, üniform olmayan daralma ve gevşeme döngüsü (Fink ve ark, 2009) yansıtan arrhythmicity ölçülmesi için birden çok yöntem vardır. Istatistik çıktı ve ayrı ayrı her film için ve Microsoft Excel gibi elektronik tablo programları açılabilir virgülle ayrılmış değer (csv) dosyası şeklinde tüm veri sağlanmaktadır. Tablo 1 - <img src="/files/ftp_upload/1435/1435table1.jpg" alt="tablo1" /> Yarı-otomatik Optik Kalp Analizi programı tarafından oluşturulan çıktı bir örnek. 5. Güncelleme Histogramlar- Programın bu bölümü histogram formatında bir veri kümesi için kalp aralıklarla tüm verileri görüntüler. Kalp hızları değişken olduğundan histogram çıkış verileri normalize. Ancak, dağıtım aralıkları etrafında simetrik değildir çünkü normalleşmesi için ortanca aralık değeri kullanmak demek. Örnek (Video bakınız): KCNQ potasyum kanal için mutant Sinekler, son derece düzensiz diyastolik ve sistolik aralıklarla göstermektedir . Genellikle sistolik aralıkları çok daha uzun ve yaş eşleştirilmiş wild tip sinekler daha düzensiz. Bu açıkça (Ocorr ve ark ayrıca bkz 2007) histogram formatında verileri görüntülemek tarafından görülebilir. 6. M-mod- Bu modül, M-modları film çerçeve içinde kalp boyunca herhangi bir pozisyonda yapılabilir üretir. M-mod uzunluğu da belirtilebilir. M-mod da kalbinde bir film yaptığını niteliksel olarak göstermek için yararlıdır. Örnek (Video bakınız): 3 günlük eski bir M-mod oluşturmak için kullanılan ön ventrikül gösteren bir Zebra balığı larva kalp Film. Elektronik, her bir film karesinden eksize olacak piksel dikey dilim kırmızı bir çizgi ile gösterilir. M-mod Şekil: Drosophila ve zebrafish M modları örnekleri. Hızlı kalp kısıtlama enzim kinetiği ve bazen bir iletim bloğu ile bir moleküler motor Süreç Öncesi adım sonuçları tartışılmıştır miyozin mutasyonlar biri. Her iki parametre de niteliksel M-modları kullanılarak gösterilebilir. <img src="/files/ftp_upload/1435/1435fig1.jpg" alt="M-modları örnekleri" /> Wild tip ve mutant sinekler hem de kalbin aynı kısmında yapılan M-modları açıkça MHC 5 mutant ve dilate çap ve (depresif enzim kinetiği ile miyozin ifade) D45 mutant aritmik daralma çevrimleri kısıtlı fenotip gösterebilir (modifiye Cammarato ve arkadaşları, 2008). Ön ventrikül (aynı kalp film, gösteri, Fink ve diğerleri 2009 gösterildiği gibi) gösteren bir Zebra balığı larva kalp yapılan M-mod. 7. Red Dot Film Bu modül, otomatik kırmızı değişen olarak tanımlanan tüm pikselleri gösteren bir analiz film yavaşlamış bir (1:4), 20 ikinci versiyonu üretir. Bu özellik, esas gösterim amaçlı kullanılır. Film 1 - kırmızı program algoritmaları ile karanlık yoğunluğunu değiştirir olarak tanımlanır piksel gösteren bir &quot;kırmızı nokta film&quot;. 4 faktör orijinal film hızı yavaşlamıştır. w.jove.com/files/ftp_upload/1435/redmove.avi &quot;&gt; Movie 1 indirmek için buraya tıklayın. 8. Ek Uygulamalar Biz genellikle geleneksel metodoloji kullanılarak analiz etmek zor küçük kalpleri ile diğer modelleri yüksek hızlı filmler için bu analitik sistemi uygulamaya başladı. Biz başarıyla Zebra balığı larva kalpleri ve embriyonik fare kalpleri (Fink ve ark, 2009) hem de bu analizi uyguladık. Film 2 - Fare kalbi film artı veri çıkışı ile kontrol aralıkları ile rakam. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/1435/Mouse%20heart%20clip%201.avi">Movie 2 indirmek için buraya tıklayın.</a> <img src="/files/ftp_upload/1435/1435fig2.jpg" alt="Fare Kalp Aralıkları kontrol edin" />

<ol><li>Cammarato, A., Dambacher, C. M., Reedy, M. C., Knowles, A. F., Kronert, W. A., Bodmer, R., Ocorr, K., Bernstein, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Myosin+Transducer+mutations+differentially+affect+motor+function%2C+myofibril+structure%2C+and+the+performance+of+skeletal+and+cardiac+muscles%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Biol+Cell%22%5BJournal%5D)">Myosin Transducer mutations differentially affect motor function, myofibril structure, and the performance of skeletal and cardiac muscles.</a> Mol Biol Cell. 19 (2), 553-562 (2008).</li>
<li>Ocorr, K., Reeves, N., Wessells, R. J., Fink, M., Chen, H. -S. V., Akasaka, T., Yasuda, S., Metzger, J., Giles, W., Posakony, J. W., Bodmer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((KCNQ+potassium+channel+mutations+cause+cardiac+arrhythmias+in+Drosophila+that+mimic+the+effects+of+aging%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">KCNQ potassium channel mutations cause cardiac arrhythmias in Drosophila that mimic the effects of aging.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 104, 3943-3948 (2007).</li>
<li>Fink, M., Callol-Massot, C., Chu, A., Ruiz-Lozano, P., Izpisua Belmonte, J. C., Giles, W., Bodmer, R., Ocorr, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+method+for+the+detection+and+quantification+of+heartbeat+parameters+in+Drosophila%2C+zebrafish+and+embryonic+mouse+hearts%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechniques%22%5BJournal%5D)">A new method for the detection and quantification of heartbeat parameters in Drosophila, zebrafish and embryonic mouse hearts.</a> Biotechniques. 46, 101-113 (2009).</li>
</ol>

Yazarların beyan edecek herhangi bir çıkar çatışması yoktur.

Drosophila modeli embriyolojik gelişim öğrenme ve hafıza arasında değişen çeşitli bilimsel soruları gidermek için kullanılan güçlü bir genetik bir araç olduğu kanıtlanmıştır. Son zamanlarda bu çok yönlü bir model organizmanın genetik kalp fonksiyonlarının araştırmak için kullanılmaktadır. Yetişkin Drosophila kalp fizyolojisi ölçmek için bir dizi girişimi sağlam sineklerin karın manikür yoluyla yapılan gözlemlere dayanıyordu. Bu yaklaşımların çoğu, tek bir parametre, kalp hızı ölçmek için karın üzerinden iletilen ışık şi...

<table><tbody><tr><td>MatLab yazılımı</td><td>Mathworks</td><td></td><td>Analiz yazılımı için gerekli ortam.</td></tr><tr><td>EM-CCD dijital kamera</td><td>Hamamatsu Corp.</td><td>9100 veya 9300</td><td>Diğer yüksek hızlı dijital kameralar da kullanılabilir.</td></tr><tr><td>HC görüntü veri yakalama yazılımı</td><td>Hamamatsu Corp.</td><td></td><td>avi formatında filmler üreten diğer görüntü yakalama yazılımları da kullanılabilir.</td></tr><tr><td>10x objektifli Işık Mikroskobu</td><td>Leica Microsystems</td><td></td><td>Hava-su arayüzünü ortadan kaldıran bir daldırma lensi çözünürlüğü önemli ölçüde artırır</td></tr></tbody></table>

küçük kalpler yarı-otomatik optik heartbeat analizi

Semi-automated Optical Heartbeat Analysis of Small Hearts

Biz yüksek hızlı optik kayıtları analiz etmek için bir yöntem geliştirdi.<em&gt; Drosophila</em&gt; Zebrafish ve embriyonik fare kalpleri (Fink, et al, 2009). Yarı-otomatik Optik Heartbeat Analizi (Soha), bireysel kasılma ve gevşeme olayları ile ilişkili kalp hareketleri algılamak için bir roman hareket algılama algoritması kullanır. Program bir dizi fizyolojik sistolik ve diyastolik aralıklarla, kalp hızı, kalp atışı arrhythmicity yanı sıra kalitatif ve kantitatif tedbirler de dahil olmak üzere ilgili okuma sağlar. Program ayrıca, fraksiyonel kısalma ve fraksiyonel alan değişiklikleri hesaplanır diyastol ve sistol sırasında kalp çap ölçümleri hesaplar. Çıkış, çoğu elektronik tablo programları ile uyumlu bir dijital dosya olarak verilmiştir. Ölçümler, her kalp atışı için rekor bir istatistik çıktı gücünün artırılması yapılır. Biz her kullanıcı girişi için gerekli olan adımları göstermek ve her üç genetik olarak izlenebilir kalp modelleri kalp fonksiyonlarının analizi metodolojisi uygulama göstermektedir.

Biz yüksek hızlı optik kayıtları analiz etmek için geliştirilen bir Yarı-otomatik Optik Heartbeat Analiz yöntemi (Soha)<em&gt; Drosophila</em&gt; Zebrafish ve embriyonik fare kalpleri. Biz meyve sineği ve embriyonik fare kalpleri kalp fonksiyonu analizi metodolojisi uygulama göstermektedir.

Küçük Kalpler Yarı-otomatik Optik Heartbeat Analizi

Drosophila, zebra balığı ve embriyonik fare kalplerinden alınan yüksek hızlı optik kayıtların analizi için bir yöntem geliştirdik (Fink, et. al., 2009). Bizim...

Merhaba, ben Karen er. Merhaba, ben Anthony Kado; Burnham Tıbbi Araştırmalar Enstitüsü'ndeki Gelişim ve Yaşlanma programının bir parçasıyız. Küçük kalplere sahip model sistemlerde kalp atışı parametrelerini anlamak ve nicelendirmek için kullandığımız yarı otomatik kalp atışı analiz programımızı tanıtacağız.Bu, atan bir meyve sineği kalbinin yüksek hızlı görüntüsüdür. Kalp morfolojisi ve kontraktilitesi hakkında bilgiler, kasılma ve gevşeme döngüleri sırasında kalp çapları ölçülerek elde edilebilir. Bunu yapmak için, kalbin kenarlarının maksimum diyastol ve sistol sırasında belirlenmesi ve işaretlenmesi gerekir.Ön işlem penceresinde, incelemek istediğiniz videoyu veya videoları seçin. Az önce izlediğiniz genç bir sineğin kalbine ait videoyu seçeceğiz. Optik kayıtlar, kalbin maksimum kasılma ve gevşeme anlarının gerçekleştiği karelerin kesin olarak tanımlanabilmesi için düşük hızlarda ve hatta kare kare ilerletilebilir.Bu kenarları belirlemek için bir çift işaret koyun. Videoyu kalbin maksimum düzeyde kasıldığı bir kareye ilerletin. Sistolik kenarları belirlemek için başka bir çift işaret koyun.İşaretlemeler, farklı yatay konumlarda çift kopya şeklinde yapılabilir. Kalp boyunca burad

semi-automated-optical-heartbeat-analysis-of-small-hearts

Research

JoVE Journal

Biology

Biyoloji

Bu makale, potansiyometrik boya kullanarak (di-8-ANEPPS) Langendorff perfüze sıçan kalpleri yüzeyinde optik görüntü aksiyon potansiyeli hareketi yüksek bir zamansal ve mekansal çözünürlükte tekniği açıklar.

Langendorff perfüze sıçan Kalpler Optik Haritalama

Bu makale, panoramik görüntüleme sistemi kullanılarak Langendorff perfüze tavşan kalbinde, optik haritalama deneylerini için temel prosedürleri ve ikili (voltaj ve kalsiyum) görüntüleme yöntemidir.

Çok parametreli Langendorff perfüze Tavşan Kalp Optik Haritalama

Bu kağıt sağlam izole Langendorff transmembran potansiyeli (Vm) ve geçici hücre içi kalsiyum (CAT) optik haritalama sırasında diseksiyon prosedürü, enstrümantal kurulum ve deneysel koşullar fare kalpleri perfüze.

Fare Kalp Aksiyon Potansiyelleri ve Kalsiyum Geçici Optik Haritalama

kalbinde, moleküler olaylar organın elektrik ve kasılma fonksiyonunu koordine ederler. Burada sunulan yerel alan floresan mikroskopi teknikleri bir dizi sağlam kalplerinde hücresel değişkenlerin kaydedilmesini sağlar. kalp fonksiyonlarını tanımlayan mekanizmaları belirleme kalp patolojik durumlar altında nasıl çalıştığını anlamada önemlidir.

Yerel Alan Floresan Mikroskopi: Bozulmamış Kalpler Hücresel Sinyalleri Görüntüleme

Burada, kalp duvarında emici spektroskopisi gerçekleştirmek için perfkullanılmış kalplerinde intra ventrikül optik kateter kullanmanın bir yöntemini tanıtıyoruz. Elde edilen veriler, doku oksijen geriliminin yanı sıra substrat kullanımı ve membran potansiyeli ile aynı anda bu her yerde yapılan hazırlıkta kardiyak performans önlemleri ile ilgili güçlü bilgiler sağlar.

Perfkullanılmış Mammalin kalpleri transmural absorbance spektroskopisi kullanarak hücresel metabolizmayı Izleme için kalp içi yan ateş ışık kateter

Bu çalışmanın amacı, kardiyak dinamiği n çevirisel bir hayvan modeli kullanarak araştırmak için bir yöntem oluşturmaktır. Açıklanan deneysel yaklaşım, izole, bozulmamış bir domuz kalp modelindeki elektriksel aktiviteyi değerlendirmek için elektrofizyolojik bir çalışma ile birlikte çift emisyonlu optokardiografi içerir.

Ex Vivo Langendorff perfüzyonlu Kalplerin Optokardiyografi ve Elektrofizyoloji Çalışmaları

Doku transformasyonu ve boyamadaki yeni gelişmeleri eksenel olarak taranmış bir ışık tabakası mikroskobunun geliştirilmesiyle birleştirerek tüm fare kalbinin mezoskopik rekonstrüksiyonu için bir yöntem sunuyoruz.

Tüm Fare Kalbinin Mezoskopik Optik Görüntülenmesi

Bu protokol, yüksek zamansal ve uzamsal çözünürlüğe sahip transmembran voltajının ve hücre içi Ca2+ geçici akımlarının elektrofizyolojik ölçümleri de dahil olmak üzere, katekolaminerjik polimorfik ventriküler taşikardiden etkilenen vahşi tip ve knock-in hayvanlardan elde edilen fare kalplerinin çift boyutlu optik haritalamasını sunar.

Katekolaminerjik Polimorfik Ventriküler Taşikardi RyR2R2474S Knock-In Farelerinden Kalplerin Çift Boyutlu Optik Haritalaması

Protokol, kemirgen kalplerindeki karmaşık kardiyak yapıları araştırmak için uyarlanmış doku temizleme yöntemleriyle birlikte gelişmiş ışık tabakası mikroskobunu kullanır ve kardiyak morfogenezin anlaşılması ve yeniden şekillenmesi için büyük bir potansiyele sahiptir.

Kemirgen kalplerinde kalp yapısını ortaya çıkarmak için ışıklı tabaka görüntüleme

Bu protokol, mikroskobik ve makroskopik ölçekleri kapsayan insan kalplerinden elde edilen örnekleri analiz etmek için kapsamlı bir boru hattı sunar.

İnsan Kalbinin Çok Ölçekli Üç Boyutlu Anatomik Çalışması için Boru Hattı

Öğrenin, Drosophila, zebrafish ve embriyonik fare kalplerinde yarı-otomatik optik kalp atışı analizi (SOHA) yöntemiyle kalp morfolojisi ve kontraktilite parametrelerini nasıl ölçeceğinizi. Bu yöntem, kardiyovasküler fizyoloji araştırmalarında yüksek hızlı görüntüleme verilerinin verimli analizini sağlar.

Küçük Kalpler Yarı-otomatik Optik Heartbeat Analizi

Daha fazla video keşfet