Overview
출처: 아멜리아 R. 아델스퍼거, 에반 H. 필립스, 크레이그 J. 괴르겐,용접대학교 생물의학 공학, 퍼듀 대학교, 웨스트 라파예트, 인디애나
고주파 초음파 시스템은 고해상도 이미지를 획득하는 데 사용됩니다. 여기서, 최첨단 시스템의 사용은 생쥐와 쥐에서 발견되는 작은 맥동 동맥과 정맥의 형태와 혈역학을 이미지화하기 위해 입증될 것이다. 초음파는 크고 작은 동물뿐만 아니라 인간의 혈관의 비 침습적 평가를위한 비교적 저렴하고 휴대가 편리하며 다재 다능한 방법입니다. 이들은 ultraound가 컴퓨터 단층 촬영 (CT), 자기 공명 화상 진찰 (MRI), 근적외선 형광 단층 촬영 (NIRF)와 같은 그밖 기술에 비교된 몇몇 중요한 이점입니다. CT는 방사선을 이온화해야 하며 MRI는 일부 시나리오에서 엄청나게 비싸고 비현실적일 수 있습니다. NIRF는, 한편으로, 형광 조영제에 흥분시키는 데 필요한 빛의 침투 깊이에 의해 제한됩니다.
초음파는 이미징 깊이의 측면에서 한계가 있습니다. 그러나 해상도를 희생하고 더 낮은 주파수 변환기를 사용하여 이를 극복할 수 있습니다. 복부 가스와 과도한 체중은 이미지 품질을 심각하게 감소시킬 수 있습니다. 첫 번째 경우, 음파의 전파는 제한되어 있으며, 후자의 경우 지방 및 결합 조직과 같은 과측 조직에 의해 감쇠됩니다. 그 결과, 대조적이거나 희미한 대조가 관찰되지 않을 수 있다. 마지막으로 초음파는 초음파가 해부학에 익숙하고 이미징 아티팩트의 출현이나 음향 간섭과 같은 문제를 해결할 수 있어야하므로 사용자 의존성이 높은 기술입니다.
Principles
초음파는 일반적인 임상 이미징 양식입니다. 초음파의 기본 원칙은 음향 파의 전파, 조직과의 상호 작용 및 반사 및 산란 된 파도기록 (즉, 에코)을 포함합니다. 최근에 개발 된 고주파 트랜스듀서는 약 13-70 MHz 사이의 음향 파를 방출 할 수 있습니다. 예를 들어 22~55MHz 사이의 주파수 범위를 가진 트랜스듀서는 40MHz의 중심 주파수를 갖는다. 이 범위는 초음파 빔 방향으로 50 μm의 순서에 대한 공간 해상도를 가능하게하여 밀리미터 척도의 이미징 구조에 적합합니다. 스캔을 위해 트랜스듀서가 먼저 어쿠스틱 웨이브 빔을 방출합니다. 이러한 파도 중 일부는 서로 다른 음향 임피던스를 가진 두 조직 사이의 경계와 충돌할 때 트랜스듀서에 다시 반영됩니다. 웨이브의 이동 시간(즉, 방출과 감지 사이의 시간)은 이미지의 개별 수평 선을 결정하는 데 사용됩니다. 음향 파의 산란, 즉 파장보다 훨씬 작은 구조와 상호 작용할 때 여러 방향으로 파도의 편향이 대부분의 초음파 이미지 정보를 담당합니다. 이 음향 파 산란의 일부는 트랜스듀서에 의해 기록되어 초음파 이미지 내에서 미세한 세부 사항을 제공합니다. 고주파 음향파는 조직에서 음이 더 많이 감쇠되어 심도 침투가 낮습니다. 이러한 이유로 고주파 트랜스듀서는 최대 15-30mm깊이까지 이미징에만 실용적입니다. 혈관 화상 진찰에서, 초음파 화상 대비는 혈관 벽을 따라 나타납니다. 적혈구와 혈소판은 또한 혈액 내의 반점 대비를 제공합니다. 속도(cm/s v)는 도플러 효과의 원리에 따라 측정할 수 있습니다.
v = c × δF / (2 × Fo × 코스피)
여기서 c = 조직의 소리 속도 (154cm /s); ΔF = 도플러 시프트 주파수(1/s); Fo = 전송 주파수 (1/s); 및 θ = 초음파 빔과 혈류 방향 사이의 각도. 혈관의 도플러 이미징은 건강하고 병들게 된 상태에서 혈류 역학을 평가하는 데 사용됩니다.
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Procedure
1. 이미지 설정
- 뒷면의 스위치를 사용하여 초음파 시스템을 켭니다. 모니터를 켭니다.
- 생리 모니터링 유닛을 연결하고 심박수 및 온도 모니터링을 켭니다. 젤워머를 켜고 빛이 켜져 있는지 확인합니다.
- 마취 기화기에서 이소플루란 수준을 확인하고 필요한 경우 리필하십시오.
- O2 탱크 또는 여과 된 공기 원을 켜고 기화기의 공기 흐름을 약 1 L /min로 조정합니다.
- 마우스 또는 쥐 단계를 연결한 다음 VGA 코드를 해당 단계에 연결합니다. 해당 노세콘을 제자리에 고정하고 이소플루란(black) 및 폐가스(blue) 튜브가 노세콘에 제대로 연결되어 있는지 확인합니다.
- 프로시저를 사용하여 이미징 시스템 아래의 "활성" 포트에 연결하는 트랜스듀서를 선택합니다. 프로브 마운트 위의 플라스틱 홀더를 통해 트랜스듀서 케이블을 실행하고 변환기를 클램프에 고정시하십시오. 이미지 방향을 결정하기 위해 각 트랜스듀서의 한쪽에 작은 상승 선이 있습니다.
- AVMA 지침에 따라 동물을 마취하고 이미징을 준비합니다. 안과 연고를 눈에 추가하고, 무대 전극에 발을 고정하고, 증조 크림을 사용하여 관심 영역에서 머리카락을 제거합니다. 따뜻하게 된 초음파 변환 젤로 이미지할 영역을 덮습니다.
2. 이미지 수집
- 시스템에서 새 연구 및 학습을선택하여 새 연구를 시작하거나 이전에 시작한 연구를 찾아 새 시리즈와 시리즈를선택합니다. 새 시리즈에서 한 번 메뉴에서 사용자를 선택하고 시리즈의 이름을 적절하게 지정합니다.
- 시리즈가 만들어지면 키보드에서 B 모드(밝기 모드)를 선택합니다. 모든 이미징 양식 키는 검은색 키보드의 맨 아래 줄에 있습니다.
- 트랜스듀서를 원하는 위치로 롤다운하여 동물에게 너무 많은 압력을 가하지 않도록 화면을 확인합니다. 너무 많은 압력이 RR이 떨어질 수 있기 때문에 화면에 나타나는 호흡 속도(RR)를확인하십시오.
- B 모드 이미지를 보면서 원하는 위치를 찾을 때까지 스테이지에서 찾아볼 때까지 스테이지에서 찾아볼 수 있는 x 축 노브와 y축 노브를 부드럽게 돌려 트랜스듀서의 배치를 조정합니다.
- 원하는 위치가 있으면 이미지 레이블을 누르기 전에 이미지 하단의 흰색 막대가 채워지도록 기다립니다. 이미지에 레이블을 지정할 때 양식 유형이 학습 관리 화면의 이미지 레이블 옆에 표시되므로 이미지 레이블에 이 것을 포함시킬 필요가 없습니다.
- M 모드 이미지의 경우 키보드에서 M 모드(모션 모드)를 선택합니다. SV 게이트를 사용하여 노란색 막대와 커서를 좁히거나 넓혀 원하는 위치에 막대를 정렬합니다. 올바르게 배치되면 M 모드를 다시 밀어 넣습니다. M 모드에서 막대의 배치가 조정될 수 있습니다.
- EKV 이미징의 경우 B 모드를 선택하고 적절한 위치에 있는지 확인합니다. 그런 다음 EKV를 선택하고 설정을 조정하고 스캔을 푸시합니다. EKV 양식은 여러 심장 주기동안 많은 B 모드 이미지를 평균합니다.
- 색상 도플러를 사용하려면 B 모드를선택하고 적절한 위치에 있는지 확인한 다음 색상을 선택합니다. 업데이트를 선택하고 커서를 위, 아래, 왼쪽 또는 오른쪽으로 이동하여 원하는 상자 크기를 달성하고 업데이트를 선택하여 잠급니다. 그런 다음 커서를 사용하여 상자를 원하는 위치로 이동할 수 있습니다. 속도 손잡이를 위로 돌리면 속도 임계값이 증가하고 배경 신호가 감소할 수 있습니다.
- 혈류 속도를 측정하기 위해 펄스 웨이브 도플러를 사용하려면 PW를누르기 전에 먼저 색상 도플러 모드에 있는 것이 도움이 된다. 두 개의 노란색, 각진 선이 나타납니다. 사용자는 빔 앵글을 조정하고 PW 앵글 노브를 돌리면 전방 및 후방 용기 벽과 평행하도록 더 짧고 점선된 선을 정렬해야 합니다. 두 선 사이의 각도가 너무 크면 점선노란색 선이 파란색으로 바뀝니다. 이 정렬이 완료되면 PW를 누릅니다.
- 3D 모드를 사용하려면 B 모드에서 시작하여 이미지하려는 구조의 중앙에 프로브를 정렬합니다. 심혈관 응용 프로그램에 호흡기 게이팅및 EKG 트리거를 사용하십시오. 3D를 누르고 원하는 스캔 거리와 스텝 크기를 설정합니다. 스캔이 완료되면 3D로 로드를 클릭하여 3D 데이터를 시각화합니다.
- 왼쪽에 있는 두 개의 단추 열의 오른쪽 상단에서 스터디 관리를 눌러 이미징 중에 획득한 이미지를 언제든지 볼 수 있습니다.
- 계열에서 이미지 수집이 완료되면 스터디 관리 화면에서 닫기 시리즈를 선택합니다. 이제 필요한 경우 연구 내에서 새 시리즈를 열 수 있습니다.
3. 데이터 전송 및 정리
- 분석을 위해 데이터를 전송하려면 스터디 관리 화면에서 복사하려는 스터디 또는 개별 계열을 선택합니다.
- 학습 관리 화면의 오른쪽 상단 모서리에서 복사를 클릭합니다. 원하는 파일 위치를 선택하고 확인을 누릅니다.
- 이제 anmial을 제거하고 복구하기 위해 해당 하우징으로 되돌릴 수 있습니다.
- 초음파 설정을 청소하려면 T 스프레이로 종이 타월을 뿌리고 가열 된 단계와 직장 프로브를 닦아냅니다. 소독제를 직접 무대에 뿌리지 마십시오.
- 트랜스듀서는 종이 타월에 70%의 에탄올로 닦아야 홀더에 다시 배치됩니다.
- 공기를 끄려면 O2 탱크 또는 여과 된 공기 소스를 차단하십시오. 기화기에 공기 흐름 비드가 천천히 0으로 떨어지는 것을 보아야 합니다.
- 시스템을 완료하면 오른쪽 상단 모서리에 있는 스터디 관리 화면의 전원 버튼을 클릭하고 모니터가 완전히 꺼지도록 합니다.
- 모니터가 완전히 꺼진 후에만 시스템 뒷면의 전원 버튼을 끕니다. 팬이 제대로 종료되면 팬이 중지되는 소리가 들리면 됩니다.
초음파는 임상 이미징 및 진단에서 일반적으로 사용되는 비침습적 이미징 기술입니다.
초음파는 음파를 방출하고 해부학 적 구조와 장기의 라이브 이미지를 생성하기 위해 반사를 측정합니다. CT, MRI 및 NIRF 스캔과 같은 다른 이미징 양식에 비해 상대적으로 저렴하고 휴대성이 뛰어나며 다재다능하며 조영제가 필요하지 않기 때문에 이점이 있습니다. 그러나 해상도 및 침투 깊이에는 제한이 있습니다.
이 비디오는 초음파 기술의 주요 원리를 설명하고, 설치류에서 혈관을 이미징하기위한 고주파 초음파 시스템의 유용성을 입증하고 초음파 이미징 응용 프로그램의 예를 제공합니다.
초음파 심이미지는 트랜스듀서에서 음향 파의 빔을 방출하고 파도가 신체의 유사 조직 사이의 경계에 반영될 때 생성된 에코를 기록하여 생성됩니다. 파도는 또한 굴절, 흡수, 또는 혈액 세포 같이 작은 객체에 의해 흩어질 수 있습니다.
반사 된 파도의 양은 조직 간의 음향 임피던스 의 차이에 비례합니다. 음향 임피던스, Z는 조직 밀도와 음파의 속도에 따라 달라집니다. 뼈와 같이 차이가 높으면 음파가 완전히 반사됩니다. 오르간과 마찬가지로 차이가 낮으면 음파가 부분적으로만 반사됩니다.
트랜스듀서에서 티슈터경계까지의 거리와 함께 트랜스듀서에서 수신된 반사된 파의 강도는 해부학적 이미지를 생성하는 데 사용된다. 이러한 거리는 초당 약 1540미터인 신체 조직을 통해 소리에 대한 평균 전파 속도를 사용하여 결정되며, 파도가 조직과 뒤로 전파되는 데 걸리는 시간이 다됩니다.
초음파는 독특한 응용 프로그램을 수용하는 특수 모드를 활용하여 다양한 유형의 이미지를 수집하는 데 사용할 수 있습니다. 가장 일반적인 모드는 밝기 또는 B 모드로, 2차원 조직의 음향 임피던스를 표시합니다. 대안적으로, 운동 또는 M 모드 화상 진찰은 심장 기능을 가진 것과 같은 조직에 있는 급속한 운동을 보세요. 마지막으로, 도플러 모드는 혈류를 평가하는 데 사용됩니다.
이제 초음파가 어떻게 작동하는지 논의했기 때문에 작은 동물과 함께 다른 초음파 이미징 모드를 사용하여 이미지를 캡처하는 방법을 살펴 보겠습니다.
먼저, 뒤쪽의 스위치를 사용하여 초음파 시스템을 켭니다. 그런 다음 시스템 왼쪽의 스위치를 사용하여 모니터와 컴퓨터를 켭니다. 다음으로 트랜스듀서를 시스템의 전용 활성 포트에 연결합니다. 그런 다음 프로브 마운트 위의 플라스틱 홀더를 통해 트랜스듀서 케이블을 실행합니다.
트랜스듀서의 한쪽에 있는 제기 된 선을 기록합니다. 모니터에 표시된 이미지를 참조할 때 참조 점으로 사용합니다. 이미지의 회색 스케일 막대 위에는 이미지 피사체를 나타내는 작은 원과 트랜스듀서의 상승 선을 나타내는 세로 선이 있습니다. 먼저 트랜스듀서는 클램프에 고정되어 동물에게 90도 에 배치해야 합니다.
생리적 모니터링 장치가 연결되어 있는지 확인하고 심박수 및 온도 버튼을 눌러 이러한 모니터를 켭니다. 다음으로, 젤 워머를 켜고 표시등이 켜져 있는지 확인합니다.
동물 마취의 경우 먼저 기화기의 이소플루란 수준을 확인하고 레벨이 빈 선 아래에 있는 경우 리필하십시오. 다음으로, 산소 탱크를 켜고 흐름계의 공기 흐름을 분당 약 1리터로 조정합니다.
이제 동물 스테이지를 연결하고 VGA 코드를 연결하여 심전도 및 호흡 신호를 수집합니다. 동물 코 콘을 제자리에 고정하고 검은 이소플루란 튜브와 파란색 폐기물 가스 튜브가 코 콘에 제대로 연결되어 있는지 확인하십시오. 동물은 이제 마취하고 화상 진찰을 위해 준비될 수 있습니다. 동물이 고정 마취실에 있으면 기화기 다이얼을 2~3%로 돌립니다.
동물이 심하게 마취되면 무대의 코 콘으로 이동하여 이소플루란의 흐름을 전환하십시오. 발가락 핀치를 수행하여 동물이 즉시 일어나지 않는지 확인한 다음 안과 연고를 눈에 적용합니다. 다음으로 접착제를 사용하여 스테이지 전극에 발을 고정하고 탈모 크림을 사용하여 복부 를 제거하십시오. 직장 프로브에 윤활유를 바르고 동물의 직장에 삽입하여 체온 측정을 합니다. 복부는 그 때 온난한 초음파 변환 젤로 덮여 있습니다.
시작하려면 소프트웨어를 열고 "새 연구"를 선택합니다. 새 시리즈에서 한 번 메뉴에서 사용자를 선택하고 시리즈의 이름을 적절하게 지정합니다. 시리즈가 만들어지면 키보드에서 밝기 모드를 의미하는 B 모드를 선택합니다. 모든 이미징 양식 키는 검은색 키보드의 맨 아래 줄에 있습니다.
이제 이미징을 시작할 준비가 되었습니다. 동물의 복부아래로 트랜스듀서를 굴려. 호흡 속도를 모니터링하려면 화면을 시청하십시오. 트랜스듀서가 동물에게 너무 많은 압력을 가하면 속도의 하락이 관찰됩니다. 스테이지의 X 축 노브를 부드럽게 돌려 트랜스듀서의 배치를 조정합니다. 복부 대자의 명확한 이미지가 발견 될 때까지 그렇게하십시오. 화면에 원하는 이미지가 있으면 이미지 레이블 버튼을 눌러 이미지를 저장하기 전에 이미지 하단의 흰색 막대가 채워지도록 기다립니다. 양식은 이미지 레이블과 함께 자동으로 저장되며 저장된 이름에 포함할 필요가 없습니다.
M 모드 또는 모션 모드 이미지를 캡처하려면 키보드를 사용하여 M 모드를 선택합니다. SV 걸음걸이를 조정하여 노란색 막대와 커서를 좁히거나 넓혀 복부 대동맥의 한 부분 위에 막대를 정렬합니다. 올바르게 배치되면 M 모드를 다시 밀어 넣습니다. M 모드에서 막대의 배치가 조정될 수 있습니다. B 모드와 마찬가지로 이미지 레이블 버튼을 누르기 전에 이미지 하단의 흰색 막대가 채워지도록 기다립니다.
EKV 또는 심전도 게이트 킬로헤르츠 시각화 이미징을 수행하려면 먼저 키보드의 B 모드를 선택하고, 복부 대동맥의 한 부분에 트랜스듀서를 배치하고 깨끗한 심전도 신호가 있는지 확인합니다. 그런 다음 EKV를 누르고 원하는 획득 유형, 선 밀도 및 프레임 속도를 선택하고 스캔을 시작합니다. 수집 후 이미지 데이터가 표시됩니다.
색상 도플러를 사용하려면 먼저 B 모드를 선택하고 트랜스듀서가 복부 대어타 위에 있는지 확인하고 색상을 선택합니다. 업데이트를 누르고 트랙볼을 이동하여 상자 크기를 스캔할 영역으로 조정한 다음 업데이트를 다시 눌러 크기를 잠급니다. 다음으로 커서를 사용하여 상자를 이동합니다. 속도 노브를 위로 돌려 속도 임계값을 높이고 배경 신호를 줄입니다.
혈류 속도를 정량화하기 위해 펄스 웨이브 도플러 모드가 사용됩니다. 색상 도플러 모드에서 시작한 다음 PW를 누릅니다. 화면에 두 개의 노란색 각진 선이 나타납니다. 빔 각도를 조정하고 PW 각도 노브를 돌려 앞쪽 및 후방 용기 벽에 평행하게 짧은 점선을 가져옵니다. 각도가 너무 멀리 설정되면 점선 노란색 선이 파란색으로 바뀝니다. 정렬이 완료되면 PW를 누운 다음 기준선, 속도 및 Doppler 게임 컨트롤을 조정하여 파형을 중앙화하고 밝게 합니다. 학습 관리를 누르고 원하는 이미지를 선택하여 이미징 중에 언제든지 이전에 획득한 이미지를 볼 수 있습니다.
시리즈에 필요한 모든 이미지를 획득한 후 스터디 관리 화면에서 닫기 시리즈를 선택합니다. 다른 컴퓨터에서 추가 분석을 위해 데이터를 전송하려면 학습 관리 화면으로 이동하여 스터디 또는 개별 시리즈의 확인란을 클릭합니다. 복사를 클릭하고 원하는 파일 위치를 선택하고 확인을 누릅니다. 마지막으로 기화기 다이얼을 0으로 돌리고 스테이지에서 동물을 제거하고 마취에서 복구할 수 있습니다.
각 절차 후 초음파 설정을 청소하고 동물 단계와 직장 프로브를 닦아냅니다. 소독제를 직접 무대에 뿌리지 마십시오. 트랜스듀서는 종이 타월에 70%의 에탄올로 닦아야 홀더에 다시 배치됩니다. 산소 탱크를 끄고 유량계에서 공기 흐름이 0으로 감소하도록 해야 합니다.
모든 이미징 및 내보내기가 완료되면 학습 관리 화면의 전원 버튼을 클리크하고 모니터와 컴퓨터가 종료될 때까지 기다립니다. 모니터가 완전히 꺼진 후 시스템 뒷면의 온-오프 버튼을 "끄기"로 전환합니다. 팬이 제대로 종료되면 중지 들을 수 있습니다.
이미징 세션이 완료되고 시스템이 종료된 후 결과를 분석할 수 있습니다.
이 절차로, 복부 대자의 해부학적 및 기능적 화상 진찰이 수행되었다. B 모드 스캔과 같은 일부 데이터는 데이터 수집 중에 또는 즉시 쉽게 분석되지만 다른 모드의 스캔은 소프트웨어분석을 위해 데이터를 복사한 후 가장 잘 분석됩니다.
2차원 B 모드 스캔은 대동맥 직경 또는 단면 면적 측정을 제공할 수 있습니다. 직경은 거리 측정 도구 이상의 길이 및 면적 측정 도구를 사용하여 영역 영역을 사용하여 측정할 수 있습니다. M 모드는 용기에 대한 경순환 변형을 결정하는 데 사용할 수 있습니다. 대어의 M 모드 스캔을 살펴보면 사용자는 밝은 선이 전방 및 후방 용기 벽에 해당하는 위치를 확인할 수 있습니다. 전방 벽은 후방 벽보다 더 많은 움직임을 나타낸다.
일주 순환 균주는 피크 시스톨, DS 및 끝 다이아스톨 동안 내부 대동맥 직경 값에서 결정되며, DD. 피크 시스톨은 대동맥이 가장 큰 크기로 확장될 때 발생하며, 크기가 작을 때 디스톨로를 종료한다. 따라서 이 수식을 사용하여 일주 순환 균주가 계산됩니다.
컬러 도플러는 혈류 방향과 속도를 결정하는 데 사용할 수 있습니다. 컬러 도플러 이미지는 사용자에게 혈액 역학의 질적 평가를 제공합니다. 빨간색과 파란색 의 눈금은 검출된 혈류의 속도의 방향과 크기를 나타냅니다. 빨간색은 트랜스듀서를 향한 흐름을 나타내고 파란색 흐름은 멀리 떨어져 있습니다. 어두운 색상은 낮은 속도 흐름과 밝은 색상 높은 속도 흐름을 나타냅니다.
이제 초음파 이미징에 대한 일반적인 원칙과 절차가 검토되었으므로이 이미징 양식이 사용되는 일부 응용 프로그램을 살펴 보겠습니다.
인간의 태반은 자궁에있는 동안 연구를 위해 높게 접근할 수 없습니다. 고주파 초음파는 배꼽 정맥 및 자궁 동맥을 시각화하는 데 사용할 수 있습니다. 이것은 태반의 양면에 혈관 직경 및 혈류의 최대 속도를 측정하기 위하여 수행됩니다. 이것은 태반의 모계 및 태아 측에서 수집된 혈액 샘플의 데이터와 결합되어 순환으로 방출되는 영양소와 물질의 동맥 농도를 계산합니다. 이 연구는 인간의 태반 기능에 대한 통찰력을 제공합니다.
두개골 초음파는 선천성 이상 또는 뇌 병변을 가진 신생아를위한 신뢰할 수있는 도구입니다. 이 방법은 비침습적이며 신생아 중환자실의 침대 옆에서 할 수 있습니다. 초음파 심상은 신생아 뇌의 시각화를 돕기 위해 관상 및 좌간 평면 모두에서 수집됩니다. 이 심상은 두뇌에 있는 어떤 병변든지 구상하는 것을 도울 수 있습니다. 색상 도플러 모드는 일반적으로 인트레이스 레브레롤 용기의 시각화에 사용됩니다. 횡방향 부비동이 이미지화되고 모든 혈전을 감지할 수 있습니다.
당신은 방금 초음파 이미징에 대한 JoVE의 소개를 보았습니다. 이제 초음파 이미징의 원리, 이미지 수집 및 분석을위한 일반적인 방법 및 여러 응용 프로그램을 이해해야합니다. 시청해 주셔서 감사합니다!
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Results
이 절차는 복부 대오르자의 해부학적 및 기능적 화상 진찰을 허용했습니다. B 모드, M 모드 및 도플러 초음파에 의해 짧은 축 및 긴 축에서 실시간 이미지를 획득하는 데는 적어도 30 분이 걸리므로 마취 된 동물의 주의 깊은 모니터링이 필요합니다. 일부 데이터는 2차원 B 모드 스캔(도 1)과 같은 즉석에서 쉽게 분석됩니다. 이러한 데이터는 대동맥 직경 또는 단면 면적 측정을 제공할 수 있습니다. 3차원 B모드(도 2), M-모드(도 3), 컬러 도플러(도4), PW 도플러 이미지(도 5)와 같은 다른 데이터는 대동맥 부피, 둘레 순환균주 및 혈류 속도를 결정하기 위해 오프라인으로 분석된다. 이러한 데이터 세트는 함께 3차원 형태뿐만 아니라 복부 대어장의 혈역학 및 맥동성에 대한 정량적 및 질적 정보를 제공합니다.
그림 1: 마우스에서 대동맥류를 해부합니다. 체강 동맥과 우수한 장간 동맥은 선박의 상단에서 분기 볼 수 있습니다. 마우스의 심전도 신호(녹색 선)와 호흡 신호(노란색 선)가 이미지 아래에 표시됩니다.
그림 2: 건강한 마우스로 수레날 대어의 동작 모드(M-모드) 추적. B 모드 정찰 이미지는 전방 방향으로 획득되는 1차원 M 모드 데이터 위에 표시됩니다. M 모드 데이터는 특히 전방 벽에서 맥동 모션을 보여줍니다. 이것은 선박 균주의 측정이 정상일 것이라는 점을 시사합니다.
그림 3: 마우스 수퍼레날 대동맥(왼쪽)이 있고(오른쪽) 해부복부 대동맥류의 볼륨 렌더링(시안 메쉬). 관상 비행기의 초음파 데이터가 표시되고 동물의 머리가 화면 의 상단을 향하고 있습니다. 동맥류는 왼쪽으로 확장되었으며 부피 및 최대 대동맥 직경은 확장 이전보다 특히 큽합니다.
그림 4: 건강한 수플레아날 대어장의 컬러 도플러 이미지. 마우스의 머리는 왼쪽에, 꼬리는 오른쪽에, 동물은 supine위치된다. 마우스의 EKG(녹색) 및 호흡기(노란색) 신호는 이미지 아래에 표시됩니다. 왼쪽의 축척은 혈액 흐름의 속도를 색상별로 정량화합니다. 빨간색 흐름은 트랜스듀서쪽으로, 파란색 흐름은 트랜스듀서에서 멀리 떨어져 있습니다. 오른쪽의 축척은 mm의 깊이를 나타냅니다.
그림 5: 건강한 수플레인 대어의 펄스 웨이브(PW) 이미지. 노란색 커서는 대오르타 중앙의 혈관 벽에 평행하게 배치됩니다. 색상 도플러 모드는 사용자가 강력한 신호를 선택할 위치를 결정하는 데 도움이 됩니다. 속도 파 형태는 이미지 아래에 표시됩니다. 봉우리 오른쪽에 있는 규모는 mm/s의 혈류 속도입니다. 날카로운 피크는 동맥 흐름을 나타냅니다.
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Applications and Summary
최근에 개발 된 고주파 초음파 트랜스듀서는 최대 3cm깊이의 작은 구조를 시각화하는 데 적합합니다. 여기서 작은 동물 초음파 시스템의 다재다능함은 마우스 대오르트의 역학의 생체 내 이미징 데이터를 획득하는 것이 입증되었다. 이 기술은 복부 그림자 및 Doppler 검사 정렬과 같은 일반적인 어려움의 연습 그리고 인식이 필요합니다. 이러한 제한에도 불구하고 비침습적 이미징 데이터를 신속하게 얻기위한 강력하고 다재 다능한 기술입니다. 중요한 것은, 이 기술은 질병 진행 또는 처리의 종방향 연구를 위한 동일 동물의 연쇄 화상 진찰에 잘 빌려준다.
작은 동물 고주파 초음파는 다양한 심혈관 응용 분야에서 사용될 수 있습니다. 혈관 응용 프로그램은 대동맥 질환 (대동맥류 및 해부와 같은) 선별, 죽상 경화성 플라크 검출, 말초 동맥 질환 환자의 혈류 측정을 포함한다. 경동맥, 일강 동맥 및 열등한 베나 카바는 초음파로 쉽게 이미지화 할 수 있습니다. 심장 화상 진찰은 또한 이 기술의 중요한 응용이고 마우스 또는 쥐 심혼의 심실및 심실을 시각화할 수 있는 이용됩니다. 심장 초음파 이미징은 해부학 적 치수, 수축도, 강성, 심장 출력, 흐름 패턴, 밸브 기능 및 /또는 혈전 형성을 포함하여 심장에 대한 많은 정보를 사용자에게 줄 수 있습니다. 초음파는 또한 생식 계통 화상 진찰 (자궁 과 자궁 경부와 같은) 또는 방광에 사용될 수 있습니다. 생식 시스템 이미징은 자궁, 자궁 경부 및 / 또는 질의 구조를보고 크기를 얻는 데 유용할 것입니다. 새끼는 또한 임신한 마우스 또는 쥐에서 시각화하고 측정될 수 있었습니다. 트랜스듀서 기술의 발전과 초음파 기술의 혁신으로 인해 이러한 응용 분야는 작은 동물에서 잘 작동하며 피상적 인 인간 이미징에 적용 할 수도 있습니다.
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