Name: 3D ultrason görüntüleme: hızlı ve uygun maliyetli morfometri kas-iskelet dokusunun (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-11-27T12:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 52 s
Description: Öğrenin, 3D ultrason görüntüleme ile kas hacmi ve fasikül uzunluğunu hızlı ve uygun maliyetli bir şekilde nasıl ölçebilirsiniz. Bu invaziv olmayan yöntem, sağlık ve spor alanlarında kas fonksiyonunun değerlendirilmesi için değerli bir araçtır.

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

Yazarlar çok Adam Shortland ve bu çalışmada kullanılan yazılım geliştirme için ilham edildi 2004'te 3 boyutlu ultrason için onların algoritmaları paylaşan Nicola Fry için minnettarız.

Yazarlar ifşa gerek yok.

Geçerli ve güvenilir 3DUS tekniği xarakteristikaları değişkenleri iskelet kas hızlı analiz için izin veren sunulur. 3DUS yaklaşımlar hala yaygın olarak kullanılır ancak farklı 3DUS yaklaşımlar yumuşak doku görüntüleme için yaklaşık bir on yıl42,43için mevcut olmuştur. MRI olduğunu bir 'altın standart' tahmini için in vivo kas birimlerin (örn.,16,17,18,19,20başvuruyor). MRI geçerliliği test ve hayaletler veya MRI tabanlı birim tahminleri44,45bilinen birimin kadavra organ karşılaştırma çalışmaları doğruladı. Ancak, araştırma için MRG kullanılabilirliği sınırlıdır ve inceden inceye gözden geçirmek zaman alıcı ve pahalı. Buna ek olarak, deneysel konu duruşlar geçişli tarafından sınırlı MRI skanerler ele geçirmek. Tipik Bay görüntüler değişkenleri kas geometri (fascicle uzunlukları ve açıları) ölçümleri gerçekleştirmek için yetersiz kontrast oluşturmak. Ancak, 3D kas geometri de MRI ek teknikleri, örneğin, DTI tekniği21kullanarak tespit edilebilir. MRI, ABD görüntüleme benzer dokuların yumuşak doku birimi değerlendirme1,30 geçerli bir yöntem sağlayan (Yani bizim içimizde görünür görüntüleri), farklı türleri arasında arabirimleri, yeterli ayrım sağlar ,44,46,47,48,49. MRI aksine, 3DUS resimler aynı ölçü birimi ve kas geometriye analiz gerçekleştirmek için yeterli kontrast vardır.
Buna ek olarak, sunulan tekniği daha büyük kas çalışması için bir dizi içine görüntüleri birden çok temizleyicileri birleştirme sağlar. Bu yeni 3DUS yöntem kas Morfoloji klinik değerlendirmesi için potansiyel bir araç sağlar. Bu yöntem de kas (örneğin, tendonlar, iç organlar, arterler) dışında yumuşak doku yapıları görüntüleme için kullanılabilir.
Değişiklikler çevrimdışı işleme süresini kısaltmak için:
Değişiklikler 3DUS yaklaşımın esas olarak işleme süresi iyileştirilmesi ve daha büyük kas ölçme amaçlı. Çevrimdışı işlem zamanı 3DUS görüntünün Voksel dizi ayarları, örnek sık sık oluş, yatırım Getirisi, süresi ve süpürme, sweeps sayısı ve kullanılan iş istasyonu hızına boyutuna bağlıdır. Daha önce bir yeniden yapılanma ≈ 2 h tek bir süpürme 750 ABD görüntüleri verimli yeniden inşa için gerekli zamanıydı (30 s 25 Hz'de)15,25,30. Mevcut 3DUS yöntemiyle aynı süpürme ('Çevrimdışı' işlem süresi 99 oranında artırma) sadece 50 s yeniden inşası sürüyor. Bu gelişme voxels çerçevelemek-yanında-çerçevelemek, piksel başına piksel ve artan rasgele erişim belleği (RAM) daha büyük Voksel dizileri oluşturmak için iş istasyonlarının yerine doldurmak için büyük vektör işlemleri kullanan Gelişmiş dolum algoritması tarafından açıklanabilir. Yeni 3DUS yaklaşımı ile 1 cm/s hızında 30 cm süpürme uzunluğunu temsil eden tipik bir yeniden yapılanma 0.2 x 0.2 x 0.2 mm bir hedef Voksel büyüklüğü ile3 ve 25 Hz örnekleme sıklığı yeniden oluşturmak için aşağıdaki zaman alır :
a. yaklaşık 10 s eşitleme darbe belirlemek ve ilgili ABD görüntüler'i seçin. b. yaklaşık 120 s kalibrasyon dönüştürme matrisi (PrTIm) belirlemek için. c. yaklaşık 10 s depo doldurma sahne için. boşluk doldurma adımları yürütmek için yaklaşık 30 s ö.
Adım b tek MoCap işaretleri sonda için sert bir bağlantı varsayarak bir kez yapılması gereken 170 s. not alma, toplam 50 bırakarak s tek bir tarama yeniden inşası için. İki tek süpürme birleştirerek Voksel dizileri alır yaklaşık 10 s yeniden.
Sınırlamalar ve kritik adımlar:
Dikkate alınması gereken birkaç 3DUS görüntüleme yönü vardır:
ı. ABD görüntü kalitesi: 2D ABD görüntülerin daha yüksek Uzaysal çözünürlük sağlamak içinde Voksel dizi yerleştirilmesi için daha fazla piksel. Bu azaltmak, voxel boyutları yüksek Voksel yoğunluk için önde gelen sağlayacak. Birkaç mevcut ultrason makineleri kayma bileşik daha iyi artifakı içermeyen bir ayrım dokuların arabirimleri için izin gürültülü taneli doku azaltmak için kullanın. Benek azaltmak için başka bir seçenek kenar geliştirme. Ancak, görüntü böylece arabirimleri doğru anatomik konumunu bozan ayrı arabirimleri oluşturma denemesi deforms beri bu yaklaşım arzu olmadığını belirtmek gerekir.
II. MoCap doğruluk: piksel sadece doğru bir şekilde yerleştirilebilir bir Voksel pozisyon sensörü doğru sonda koordinatlarını quantifies eğer. Görüntü çözünürlüğü bir artış ile MoCap doğruluğu daha önemli hale gelir. Sunulan 3DUS Kur ile bir Voksel boyut-0,2 0,2 0,1 mm, 3DUS Voksel dizi yeniden oluşturmak için yeterli doğruluk sağlayan bir hassasiyetle MoCap sistemiyle 0.2 mm3, x x in en iyi çalışır.
III. örnek frekans: ABD görüntü veya MoCap veri akışı en düşük zamansal çözünürlük örnek frekans belirler. Bu süpürme zaman veya voxel dizi ayarları etkiler. Örneğin, 25 örnek frekansı 50 Hz için iki katına yarı zamanda gerçekleştirilecek bir tarama sağlar. Alternatif olarak, tarama hızı değiştirmek değil, doldurulması gereken daha az boşluklar bırakarak ve böylece potansiyel Voksel dizi çözünürlük artan Voksel dizi doldurmak için daha çok resim sağlar. Ancak, Örnekleme frekansı artırmadan Voksel dizi çözünürlük artan hareket eserler potansiyelini artıracaktır daha yavaş bir tarama gerektirir.
IV. görüntü yeniden yapılanma zaman: hızlı rekonstrüksiyonu gerektiren yeterli kullanılabilir RAM ile güçlü bir iş istasyonu. Buna ek olarak, imar zaman Voksel dizi hacmi ve boşluk doldurma işleminin karmaşıklığını büyük ölçüde göre değişir.
v. deneysel protokol: deneysel protokol standardizasyonu için VL ve GM, mevcut çalışmada olarak morfolojik ölçümler (örneğin, fascicle uzunluğu, fascicle açı, kas göbek karşılaştırma için temel Uzunluk, tendon uzunluğu, aponeurosis uzunluğu) konular ve konularda uzunlamasına çalışmalar içinde izleme arasında. Ancak, istirahat değerlendirildi Morfoloji kas etkinleştirme sırasında değiştirebilir unutmayın. Örneğin, VL deneme için yüksek pennation açısı ve 60 ° diz fleksiyon, geri kalan50morfolojisi ile karşılaştırıldığında daha kısa fascicles diz ekstansiyon Morfoloji maksimal kasılma sırasında görülebilir. Belirli koşullarda (örn., Spastisite), Elektromiyografi (EMG) dinlenme kas aktivite düzeyine muayene sırasında doğrulamak için kullanılabilir.
VI. sonda basınç ve doku deformasyon: geniş ultrason jeli yatırım Getirisi üzerinde uygulanırsa, sonda ve deri arasında tam kişinin kalması için baskı miktarı sınırlıdır. Rehberlik gibi biz bir yatırım Getirisi tarama cilt hovering gibi hissetmeniz gerekir ve basınç sadece jel ile temas ve böylece cilt tutmak için uygulanması gerektiğini öneriyoruz. Ancak, hafif doku deformasyon bile bol miktarda ultrason jeli ile kaçınılmaz olabilir. Sonda boyutu ve kavisli bir yatırım Getirisi basınç veya kullanılan jel gerekli miktarda etkiler. Daha büyük prob boyutu ve bir daha eğimli yatırım Getirisi daha fazla basınç gerektirir ve/veya yatırım Getirisi daha fazla jel, daha küçük problar ile benzer bir daha kavisli. Başka bir olası ABD görüntülerin yankı (Yani cilt-temassız) bölge atmak için çözümdür. Buna ek olarak, doku deformasyon ilk doku katmanları, deri ve deri altı yağ dokusu tabakaları gibi gerçekleşmesi olabilir. Hiçbir deri altı yağ dokusu çok az olan bireylerde bu nedenle daha fazla basınç olumsuz etkilerini eğilimli olduğunu unutmayın. Buna ek olarak, doku deformasyon genellikle diğer piyango çakışma bölge değil sonda ortasındaki büyük olasılıkla oluşur.
VII. görüntüleme ve anatomik bilgi: herhangi bir görüntüleme yöntemi kullanarak diğer bir önemli faktör anatomi ve görüntüleme modality bilgi anlamlı yorum elde etmek için gerekli olmasıdır. Konular ve görüntü eserler arasında anatomik varyasyon tanınabilen ve anatomik yapıları tanımlama süreci dikkate alınıp gerekiyor. Farklı bileşenleri bir kas veya kas grupları51arasında ayırt etmek için anatomik bilgi gerektirdiğinden bile sağlıklı ve/veya gelişmiş kasları ile açık kimliği zor olabilir. Ancak, körelmiş kas (Yani yaşlı, patoloji veya bir kadavra durumunda), Açık kimlik daha küçük boyutları nedeniyle daha karmaşıktır ve görüntü kontrastı düşmüştür, ve bu nedenle daha az farklı doku (şekil 4 arabirimleri ). Ön anatomik bilgi olmadan, biz bu 3DUS yaklaşım tasarlama ve 3DUS ölçümleri yerine doğru yargılara yapımında sınırlı inanıyoruz. Örneğin, GM deneyler için farklı tabanla açıları mutlaka beklenen değişiklikler kas tendon karmaşık uzunlukları, ayak7içinde deformasyon nedeniyle neden olmaz. Ayrıca distal aponeurosis eğriliği ayrıntılı anatomik bilgi tüm konular38boyuna düzlemde yeterli bir seçim için gerekli.
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55943/55943fig4.jpg"> Şekil 4: değişim ve kalitesini yeniden kuadriseps kas uyluk yarı yolda anatomik kesit 3DUS görüntülerini. (A)bir erkek insan Kadavra gösterilmektedir bir görüntü körelmiş bir devletin ölüm (ölüm Yaş: 81 yıl). Kuadriseps kas bireysel başkanları sınırlarını tanımlaması zordur. Sedanter erkek (30 yaşında) (B) örneği. (C) bir erkek atlet kürekçi (30 yaşında) örneği. Ölçek için beyaz kareler 1 cm x 1 cm. temsil <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55943/55943fig4large.jpg" style="font-size: 14px;" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
Gelecekteki uygulamalar:
3DUS yaklaşım çeşitli amaçlar ve spor ve klinikler ayarları için kullanılan bir görüntüleme aracı sağlar. Klinik müdahaleler etkinliği için fiziksel uygunluk seviyesi52ilgilidir. 3DUS kullanarak kas kaybetme riski olan hastaların izlenmesi için kitle önemli (örneğin, başvurular53,54,55) ve potansiyel olarak tedavi uyum için sağlar. 3DUS diğer bir potansiyel uygulama kas yanıt olarak müdahale (eğitim) ve/veya yaralanma morfolojik uyarlaması izleme içinde yatıyor.
Bu iletişim kuralı bir maliyet ve zaman etkili yöntem serbest 3DUS piyango üzerinde dayalı insan vücudu yumuşak doku yapısı ölçme nitelendirdi. Ayrıca, m. vastus kasılmasına ve m. gastroknemius medialis anlamlı morfolojik parametrelerinin değerlendirilmesi geçerli ve güvenilir olduğu ortaya çıktı.

Sağlık ve spor, kas morfolojisi hakkında bilgi tedavi veya eğitim1sonra teşhis ve/veya izleme değerlendirme çok değerlidir. Ultrason (ABD) görüntüleme kas hastalıkları2, kritik hastalıklar3,4, kalp-damar hastalıkları5, nörolojik bozukluklar6yumuşak doku yapıların görselleştirme için yaygın olarak kullanılan bir araçtır, 7,8ve beden eğitimi6,9,10etkileri. ABD görüntüleme miktar kas boyutu, fascicle uzunluğu ve pennation açısı sağlar. Morfolojik bu değişkenler, kas gücü ve uzunluk dizi belirleyicileri efor11,12,13,14,15zorla önemlidir.
Şu anda, ABD görüntüleme ölçümleri çoğunlukla sınav seçimi ile 2D görüntülerde yapılan bir muhtemelen, uygun yönlendirme ve ultrason konumunu sonda. Faiz parametresi bu uçak içinde mevcut olmayabilir gibi 2D yöntemleri bir görüntü uçak, morfolojik ölçümler kısıtlayın. Morfolojik analiz 3D referans noktaları kullanarak uçak ölçümleri sağlayan bir 3D yaklaşım gerektirir. Böyle bir 3D morfolojik gösterimi yumuşak doku manyetik rezonans görüntüleme (MRG)16,17,18,19,20tarafından sağlanacak bilinir. Ancak, Mr pahalı ve her zaman mevcut değildir. Ayrıca, kas lifleri görselleştirme Difüzyon tensör görüntüleme (DTI)21gibi özel MRI sıralarını gerektirir. MRI bir düşük maliyetli 3D ultrason (3DUS) görüntüleme alternatiftir. 3DUS yaklaşım MRI teknikleri, örneğinçeşitli avantajlar sağlar, konu bir muayene sırasında konumlandırma için daha az alan kısıtlamaları dayatır. 3DUS görüntüleme sırayla 2D (B-mod ABD) görüntü yakalama ve onları bir birim öğe (voxel) dizi22,23,24konumlandırma bir tekniktir. 3DUS görüntü yeniden yapılanma sürecinin beş adımdan oluşur: (1) yakalayan bir dizi serbest çizim 2D ABD resmi; (2) bir hareket yakalama (MoCap) sistemi kullanarak ABD sonda konumunu izlemek için; (3) ABD görüntüleri ve MoCap pozisyon eşitleme; (4) konumunu ve yönünü ultrason referans kalibre edilmiş bir sistem kullanarak Voksel dizi içinde hesaplama; ve (5) yerleştirerek bu görüntüleri bu Voksel diziye.
3DUS yaklaşım Morfoloji iskelet kas15,25,26,27,28,29değerlendirilmesi için başarıyla uygulandı. Ancak, önceki yaklaşımlar7,15,25,30 kanıtladık hantal, zaman alıcı ve teknik olarak sınırlı sadece küçük parçaları büyük kas yeniden olabilir gibi.
3DUS yaklaşım geliştirmek için tam kasları yeniden inşası kısa bir süre içinde sağlar yeni bir 3DUS iletişim kuralı geliştirilmiştir. Bu iletişim kuralı makale için m. vastus kasılmasına (VL) ve m. gastroknemius medialis (GM) morfometri Imaging 3DUS kullanımını açıklar.

<table><tbody><tr><td>Ultrason cihazı (Technos MPX)</td><td>Esaote, İtalya</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>Lineer dizi probu (12,5 Mhz, 5 cm)</td><td>Esaote, İtalya</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>İş İstasyonu (HP Z440)</td><td>HP, ABD</td><td>http://www8.hp.com/us/en/workstations/z440.html</td><td></td></tr><tr><td>Framegrabber (Canopus, ADVC 300)</td><td>Canopus, Japonya</td><td>ADVC 300</td><td></td></tr><tr><td>Hareket Yakalama Sistemi (Certus)</td><td>NDI, Kanada</td><td>http://www.ndigital.com/msci/products/optotrak-certus/</td> Senkronizasyon cihazı VU, <td></td></tr><tr><td></td><td>NL</td><td>Sorumlu yazarla</td><td></td>iletişime geçin</tr><tr><td>Kalibrasyon çerçevesi</td><td>VU, NL</td><td>Sorumlu yazarla</td><td></td>iletişime geçin</tr><tr><td>Termometre</td><td>Greisinger, Germarny</td><td>GTH 175/PT</td><td></td></tr><tr><td>Muayene masası</td><td>NA</td><td>NA</td><td>Herhangi bir muayene masası</td></tr><tr><td>Eğim ölçer</td><td>Lafayette aleti, ABD</td><td>ACU001</td><td></td></tr><tr><td>Ayarlanabilir Ayak Plakası</td><td>VU, NL</td><td>Sorumlu yazarla</td><td></td>iletişime geçin</tr><tr><td>Tork anahtarı</td><td>VU, NL</td><td>Sorumlu yazarla</td><td></td>iletişime geçin</tr><tr><td>Uzatılabilir çubuk</td><td>VU, NL</td><td>Sorumlu yazarla</td><td></td>iletişime geçin</tr><tr><td>Gonyometre (Gollehon)</td><td>Lafayette aleti, ABD</td><td>1135</td><td></td></tr><tr><td>Üçgen şekilli kiriş</td><td>NA</td><td></td><td>NA Bir parça sert köpükten yapılmıştır</td></tr><tr><td>Bağlama kayışları</td><td>NA</td><td>NA</td><td>Herhangi bir bağlama kayışı</td></tr><tr><td>Cerrahi cilt işaretleyicisi</td><td>NA</td><td>NA</td><td>Herhangi bir cerrahi cilt işaretleyicisi</td></tr><tr><td>Ultrason iletim jeli</td><td>Servoson</td><td>NA</td><td>Yapışkan bir jel türü önerilir</td></tr></tbody></table>

3d ultrason görüntüleme: hızlı ve uygun maliyetli morfometri kas-iskelet dokusunun

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

3D ultrason (3DUS) görüntüleme gelişimsel 3D morfolojik ultrason çözümleme insan kas yapmak için bir modalite mühendisi hedefidir. 3DUS görüntüleri hangi Voksel diziye konumlandırılmış kalibre edilmiş serbest çizim 2D B-mod ultrason görüntüleri, inşa edilir. Ultrason (ABD) görüntüleme miktar kas boyutu, fascicle uzunluğu ve pennation açısı sağlar. Kuvvet efor, kas gücü ve uzunluğu aralığı önemli belirleyicileri bu morfolojik değişkenlerdir. Sunulan iletişim kuralı düzeyini ve fascicle m. vastus kasılmasına ve m. gastroknemius medialisbelirlemek için bir yaklaşım açıklar. 3DUS 3D anatomik başvuruları kullanma standardizasyon kolaylaştırır. Bu yaklaşım iskelet kasları 3D Morfoloji miktarının için hızlı ve uygun maliyetli bir yaklaşım sağlar. Sağlık ve spor, kas morfometri hakkında bilgi tedavi veya eğitim sonra teşhis ve/veya izleme değerlendirme çok değerlidir.

Açıklanan 3DUS tekniği kullanılan dört erkek insan Kadavra GM ve VL morfolojik verileri toplamayı, yaş ölüm 76,8 ± 7.9 yıl (± SD demek). Kadavra anatomi bölümü ve nörolojik Vrije Universiteit Tıp Merkezi (VUmc), Amsterdam, Hollanda bağış bilgisayar programı yolu ile elde edilmiştir. Cesetleri doku39morfolojik özelliklerini koruyarak amaçlı bir mumyalama yöntemini kullanarak korunduğu görülmüştür.
Diseksiyon önce 3DUS görüntü GM ve VL açıklanan metodoloji göre yapıldı. Diseksiyon sırasında deri, subkutan doku ve GM ve VL overlaying silmeli arşitrav kaldırıldı. Distal aponeurosis yönünü dikkate alarak orta boyuna bir bölümü kesildi. Bir kumpas kullanarak, fascicle uzunluğu ölçülen, kökeni ve kas göbek distal sonu arasında. Daha sonra tenotomy sonra kas göbek disseke ve kalibre edilmiş su sütununda sular altında. ImageJ kullanarak, birimleri ve kas göbek olmadan su sütunu fotoğraflarını üzerinde ölçüldü ve kas hacmi40fark hesaplamak yapıldı. Fascicle uzunluk ve hacim üç kez ölçüldü ve ortalama ve standart sapma değerleri hesaplanmıştır. Ölçüt geçerlilik 3DUS yöntemi ve diseksiyon ölçümleri arasında bir Pearson korelasyon ortalama fascicle uzunluğu ve kas birimi olarak kullanımı test edildi. Intra-Oylayıcısı güvenilirlik türetilmiş fascicle uzunluk ve hacim ölçümleri sayısal çift yönlü modeli sınıf içi korelasyon katsayısı (ICC3,3)41karışık kullanarak 3DUS yöntem ve verilerin Logaritmik dönüşüm sonra (CV) varyasyon katsayısı hesaplanır. Fascicle uzunluğu ve kas hacim ölçüleri geçerliliğini doğruladı tarafından önemli ve yüksek korelasyon (r = 0.998, p < 0,01 ve r 0.985, p = < 0,01, sırasıyla). 3DUS yönteminin içi Oylayıcısı güvenilirlik elde edilen fascicle uzunluk ölçümleri ve birim yüksek (ICC3,3 0.983, CV %7,3 ve ICC3,3 0.998, CV % 5,4, sırasıyla). Sunulan 3DUS yaklaşım insan VL ve GM (Tablo 1) birim ve fascicle uzunluğu değerlendirilmesi için geçerli ve güvenilir bir araç olduğunu sonucuna varılmıştır.
<img alt="Table 1" src="/files/ftp_upload/55943/55943table1.jpg"> Tablo 1: Kadavra doğrulama veri. C# kadavra sayıdır GM m. gastroknemius medialis, VL m. vastus kasılmasına. "Diseksiyon" kadavra diseksiyonu sonuçlarından ve "3DUS" 3DUS görüntü analizi sonuçlarını kadavraların gösterir.

(3DUS) düşsel 3D ultrason kas-iskelet dokuların hızlı ve uygun maliyetli morfometri sağlar. Biz kas hacmi ve fascicle uzunluğu 3DUS kullanarak ölçmek için bir iletişim kuralı mevcut.

3D ultrason görüntüleme: hızlı ve uygun maliyetli morfometri kas-iskelet dokusunun

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

Bu metodolojinin genel amacı, insan kas dokusunun ultrason analizi temelinde 3D in vivo morfolojik değerlendirme gerçekleştirmektir. Bu yöntem, sağlık hizmetleri ve spor alanında, tedavi ve eğitim sonrası kas fonksiyonlarının teşhisi ve takibine ilişkin temel soruları yanıtlamak için gelecek vaat eden bir tekniktir. Bu tekniğin avantajı, kasların 3D ultrason ile ölçülmesinin, manyetik rezonans görüntülemeye göre hızlı ve maliyet etkin bir alternatif olmasıdır.Bu 3D ultrason tekniği, iskelet kaslarının in vivo fizyolojik kesit alanındaki kas hacminin ve fasikül uzunluğunun belirlenmesi için non-invaziv bir yöntem sunmaktadır. 1980'den beri, önce insan kadavra kasları üzerinde çalışarak ve bu kasların matematiksel modellerini oluşturarak, ardından hayvan deneylerinde kasların form-fonksiyon ilişkisini araştırmaktayız. Geliştirilmiş ultrason tekniği ile artık insan kaslarını in vivo olarak inceleyebileceğiz.Gastrocnemius medialis kasını veya GM'yi değerlendirmek için, öncelikle deneklerin her iki ayağı masanın kenarından sarkacak şekilde bir muayene masasına yüzüstü yatırılmasını sağlayın. Alt bacağı yatay olarak hizalamak için tibia altına bir destek yerleştirin ve deney sırasında diz ekstansiyonunu önlemek için uyluğu destekli bağlama şeritleri ile muayene masasına sabitleyin. Taranacak bacağın ayağını özel yapım bir ayak plakasına yerleştirin ve ayak plakasına bağlı bir goniometre içeren özel yapım bir tork anahtarını bağlayın.Uygun dış uygulamalı torka karşılık gelen ayak plakası açısını bulun ve ayak plakasını ilgili uygun oryantasyonda sabitlemek için masaya bağlı uzatılabilir bir çubuk kullanın. Ardından, medial ve lateral femur epikondillerinin en belirgin dorsal yönlerini ve tibia ile fibula malleollerinin merkezlerini palpasyon yoluyla belirleyin ve konumlarını cerrahi bir cilt markörü ile işaretleyin. Ultrason kullanarak medial ve lateral femur kondillerinin en yüzeysel noktalarını belirleyin ve cerrahi bir cilt markörü ile işaretleyin.Deneklelele inceleme sırasında hareket etmemesi gerektiğini belirttikten sonra, ilgili bölgeye bol miktarda ultrason jeli uygulayın ve ölçüm bilgisayarındaki görüntü yakalama yazılımını açın. 3D ultrason görüntüsünde hareket artefaktlarını önlemek için hastanın ölçümler sırasında hareketsiz kalması esastır. Ultrason görüntüsünün alınmaya başlanması için Capture düğmesine tıklayın ve ardından hareket yakalama veri toplamasını başlatmak ve etkinleştirmek için senkronizasyon cihazındaki düğmeye basın.Ultrason probuna yakın konumlandırılan senkronizasyon cihazı, hareket yakalama başlatıldığında ultrason görüntüsünde belirgin bir artefakt oluşturacak şekilde aktive edilecektir. Görüntü kalitesini korurken minimum basınç uygulayarak, ultrason probunu uyluğun medial yönünde femur kondillerine proksimal olarak yerleştirin ve probu GM'nin medial sınırı boyunca proksimalden distale doğru sabit bir hızla kaydırın. Önceki taramadan kalan jeli kullanarak, tüm ilgi bölgesi taranana ve kasın medial sınırı tamamen görüntülenene kadar 0,5 santimetrelik ek örtüşen taramalar yapın. Ultrason görüntüleri alınırken, probun aşırı basınç uygulaması sonucunda oluşabilecek doku deformasyonunu önlemek için bol miktarda ultrason jeli uygulamak önemlidir.Tüm görüntüler elde edildiğinde, dizinin kutu doldurma (bin filling) ve boyama (in-painting) yöntemleri kullanılarak, belirli bir ilgi alanındaki tek bir taramadan tek bir 3D ultrason voksel dizisi oluşturmak için özel bir betik kullanın. Ardından, birden fazla taramayı birleştirmek için, tek bir daha geniş ilgi alanını kapsayan tüm bireysel taramaları yeniden oluşturmak amacıyla aynı voksel dizisi koordinat sistemini kullanın. Kas hacmini ölçmek için, önce ilgili 3D ultrason görüntüsünü medikal etkileşim araç kitine yükleyin.Dilimlemeyi Coupled crosshair rotation olarak ayarlayın ve kas karnının başlangıç, bitiş ve distal uç koordinatlarını kesin olarak elde etmek için ekseni kas veya kemik yapılarıyla hizalayın. Segmentasyon aracını açın ve kas karnının ortasındaki bir kesitte tanımlanan kas sınırlarını ana hatlarıyla belirleyen yeni bir segmentasyon oluşturun. Fare sol tuşuna tıklayıp imleci kas sınırları boyunca hareket ettirerek manuel bir segmentasyon eklemek için klavyeden A tuşuna basın.Yeni bir kesiti segmente etmek için, artı imleci kas gövdesi boyunca diğer kesitlere taşımak adına son seçilen moda göre A veya S düğmesine basın ve az önce gösterildiği gibi bir sonraki kas sınırını çizin. Tüm segmentler seçildiğinde, interpolasyonu etkin hale getirin ve kas gövdesi uzunluğu boyunca tüm kesitlerdeki önerilen kas sınırı segmentasyonlarını gözden geçirin. Tüm kas sınırları doğru şekilde segmente edildiğinde, tüm kesitler için Onayla düğmesine basın ve segmentasyonların yapıldığı düzlemi seçin.İkili hacmi Nearly Raw Raster Data dosyası olarak kaydedin ve etiketli hacim boyutunu hesaplamak için özel bir betik kullanın. Ardından, fasiküllerin tam uzunluğunu içeren kas gövdesinin orta-boylamsal fasikül düzleminin yönünü belirlemek için özel bir betik kullanın. Orta-boylamsal düzlemden, kas gövdesinin başlangıç noktası ile distal ucu arasında önceden tanımlanmış standart bir pozisyonda fasikül uzunluğunu ölçün ve kas sınırlarını segmentlere ayırın.İlgi bölgesinin ortasından bir çizgi çekin ve bu çizgiyi, altta yatan fasiküllerin yönüyle eşleşene kadar döndürün. Çizginin kas sınırlarıyla kesiştiği nokta, fasikül uzunluğu tahminini temsil edecektir. Erkek bir insan kadavrasına ait olan bu görüntü, ölüm anında uyluğun ortasında kuadriseps kasının atrofiye uğramış halini göstermektedir; bu durum, kuadriseps kasının ayrı başlarının sınırlarının belirlenmesini, hareketsiz 30 yaşında bir erkekte veya 30 yaşında bir erkek sporcuda belirlenenlere kıyasla zorlaştırmaktadır.Fasikül uzunluğunun ve kas hacminin geçerliliği, aynı dokular için fiziksel diseksiyon verileriyle karşılaştırıldığında 3D ultrason yöntemiyle anlamlı ve yüksek korelasyonlarla doğrulanmış olup, 3D ultrason yöntemiyle elde edilen ölçümler için yüksek değerlendirici sonrası güvenilirlik saptanmıştır. Bu durum, 3D ultrason yaklaşımının insan vastus lateralis ve gastrocnemius medialis kaslarının hacim ve fasikül uzunluğu değerlendirmesi için geçerli ve güvenilir bir araç olduğunu doğrulamaktadır. Bu prosedürün ardından, kas morfolojisi nicelleştirilebilir ve eklem hareket açıklığı ile fiziksel performansla ilişkilendirilebilir.Bu teknik artık nöromüsküler hastalıkları olan veya sarkopeniden muzdarip hastalarda kas fonksiyonlarının rutin bir değerlendirmesi olarak uygulanmaya hazırdır. Bu 3D ultrason görüntüleme tekniği, potansiyel olarak kemikler, tendonlar ve kan damarları gibi diğer dokuların morfolojisini ölçmek için de kullanılabilir. Bu tekniğin geliştirilmesi, nöromüsküler alanındaki araştırmacıların kas morfolojisinin mobiliteyi nasıl sınırladığını incelemelerine zemin hazırlamıştır.Ve egzersiz fizyolojisinde, sporcuların sprint ve dayanıklılık performanslarının morfolojik belirleyicilerini değerlendirmek için.

3d-ultrasound-imaging-fast-cost-effective-morphometry-musculoskeletal

Research

JoVE Journal

Medicine

Tıp

Biz dinamik faaliyetler sırasında alt milisaniyelik zamansal çözünürlüğe sahip kas kasılması hız, gerginlik ve gerilme hızını ölçmek için yeni bir ultrason tabanlı vektör doku Doppler görüntüleme tekniği açıklar. Bu yaklaşım, dinamik kas fonksiyonunun tamamlayıcı ölçümler sağlar ve kas-iskelet sistemi rahatsızlıklarının altında yatan mekanizmaların daha iyi anlaşılmasına yol açabilir.

Kas-iskelet Ultrason Görüntüleme Bir Roman Uygulama

Dört boyutlu bilgisayarlı tomografi verilerinden eklem kinematiği analiz ettik. Sıralı 3D-3D kayıt yöntemi, dört boyutlu bilgisayarlı tomografi verilerinden hareketli kemiğin özne kemiğine göre yarı otomatik olarak kinematiği sağlar.

Sıralı 3D-3D Kaydı Nı Kullanarak Dört Boyutlu CT Analizi

Bu çalışmada, kas fasikül uzunluğu ölçümleri yapmak amacıyla genişletilmiş görüş alanı ultrasonu (EFOV-US) yöntemi kullanılarak yüksek kaliteli kas-iskelet sistemi görüntülerinin nasıl elde edildiği açıklanmaktadır. Bu yöntemi, yaygın geleneksel ultrason (T-US) problarının görüş alanını geçen fasiküllü kaslara uyguluyoruz.

Kas Fasikül Uzunluğunu Ölçmek için İskelet Kasının Kaliteli Genişletilmiş Görüş Alanı Ultrason Görüntülerinin Elde Ediliyor

Bu protokol, robotik ultrason (ABD) geleneksel invaziv olmayan görüntü yöntemlerine pratik, uygun maliyetli ve hızlı bir alternatif olarak göstermektedir.

Fare Böbreklerinin In Vivo Analizi için 3D Robotik Ultrason Kullanımı

Ultrason görüntüleme, klinik ve araştırma ortamlarında daha erişilebilir hale gelmektedir ve tutarlı bir protokol, çalışmalar arasında karşılaştırma yapmak ve klinik yorumlar için faydalı olacaktır. Ultrason değerlendirmesi için bu protokol, sağlıklı, tendinopatik ve rüptüre tendonlarda Aşil tendonu morfolojisini değerlendirmek için geçerli ve güvenilir bir yöntemdir.

Sağlıklı ve Yaralı Triceps Surae Morfolojisinin Ölçülmesi

Üç boyutlu optik görüntüleme için ticari olarak mevcut çözümler aracılığıyla vücut boyutu, şekli ve kompozisyon değerlendirmesi prosedürleri, doğru ve tekrarlanabilir verilerin hızlı bir şekilde toplanmasını sağlar. Klinisyenler, sağlık durumlarını karakterize etmeye yardımcı olmak için hastaların rutin değerlendirmelerinde yenilikçi ve faydalı biyobelirteçlerin ("e-bant" ölçümleri) edinimini uygulayabilirler.

3 Boyutlu Optik Görüntülemeden Klinik Antropometri ve Vücut Kompozisyonu

Burada, çift yönlü eksenel transmisyon (BDAT) ultrasonik cihazının ölçüm protokolünü detaylı bir şekilde sunuyor ve 14 sağlıklı katılımcı ve 3 operatör göz önünde bulundurularak tekrarlanabilirlik çalışmasında test ediyoruz. Sınıf içi korelasyon katsayıları (ICC) ile ölçülen güvenilirlik, ilgilenilen dört parametre için iyiden mükemmele kadar idi.

Ultrasonik Kılavuzlu Dalgalar Kullanılarak Kortikal Kemik Değerlendirmesi: Sağlıklı Bir Popülasyonda Tekrarlanabilirlik Çalışması

Burada, farelerde kraniyomaksillofasiyal kemik gelişiminin mevcut yöntemlerle mümkün olandan daha iyi değerlendirilmesi için farelerde kraniyomaksillofasiyal kemiklerin 3D modellerini segmentlere ayırmak ve ölçmek için mikrobilgisayarlı tomografiye dayanan bir yöntemi derinlemesine açıklıyoruz.

Üç Boyutlu Mikrobilgisayarlı Tomografi Kullanılarak Farelerde Kraniyomaksillofasiyal Malformasyonların Analizi

Bu protokol, küçük hayvanlarda iskelet kası ve iç organ dokusu, yağ dokusu ve iskelet dokusu dahil olmak üzere yağsız kütlenin uygun maliyetli bir şekilde ölçülmesini sağlamak için mikro bilgisayarlı tomografi kullanır. Biyomedikal araştırmalar için, özellikle küçük hayvanlarda yapılan translasyonel araştırmalarda önemli avantajlar sunan yağsız ve yağ dokusu arasında ayrım yapar.

Mikro Bilgisayarlı Tomografi Kullanılarak Küçük Hayvanlarda Non-İnvaziv İskelet Kası Miktar Tayini

Bu video, bir anestezi fare ekokardiyografi yapmak için bir demiryolu monte edilmiş yüksek frekanslı ultrason probu kullanımını gösterir. Yöntemleri, Renkli Doppler, gerilme analizi, yanı sıra genel ve hedefli kontrast görüntüleme gibi daha yeni, daha güçlü araçlar için ek olarak iki geleneksel iki boyutlu ve M-mod ölçümleri kalp fonksiyonu açıklar.

Murin Ekokardiyografi ve Ultrasonik Görüntüleme

Öğrenin, 3D ultrason görüntüleme ile kas hacmi ve fasikül uzunluğunu hızlı ve uygun maliyetli bir şekilde nasıl ölçebilirsiniz. Bu invaziv olmayan yöntem, sağlık ve spor alanlarında kas fonksiyonunun değerlendirilmesi için değerli bir araçtır.

3D ultrason görüntüleme: hızlı ve uygun maliyetli morfometri kas-iskelet dokusunun

Daha fazla video keşfet