Evaluación ultrasónica de la microestructura miocárdica
Summary
La ecocardiografía se utiliza comúnmente para caracterizar y cuantificar de forma no invasiva los cambios en la estructura y función cardíaca. Describimos un algoritmo de imagen ultrasonido-basado que ofrece una medida sustituta mejorada de microestructura del miocardio y se puede realizar usando el software de análisis de imagen de acceso abierto.
Abstract
La ecocardiografía es una modalidad ampliamente accesible de la proyección de imagen que se utiliza comúnmente para caracterizar y para cuantificar no invasor cambios en estructura y la función cardiacas. Las evaluaciones ultrasónicas del tejido cardíaco pueden incluir análisis de la intensidad de la señal de retrospersión dentro de una región determinada de interés. Las técnicas previamente establecidas se han basado predominantemente en el valor integrado o medio de las intensidades de la señal de retrospersión, que pueden ser susceptibles a la variabilidad de los datos con alias de velocidades de fotogramas bajas y los retrasos de tiempo para los algoritmos basados en la variación cíclica. Adjunto, describimos un algoritmo ultrasonido-basado de la proyección de imagen que extiende de métodos anteriores, se puede aplicar a un solo marco de la imagen y explica la distribución completa de los valores de la intensidad de la señal derivados de una muestra del miocardio dada. Cuando se aplica a datos representativos de imágenes de ratones y humanos, el algoritmo distingue entre sujetos con y sin exposición a la resistencia crónica a la poscarga. El algoritmo ofrece una medida sustituta mejorada de la microestructura miocárdica y se puede realizar utilizando un software de análisis de imágenes de acceso abierto.
Introduction
La ecocardiografía es una modalidad ampliamente accesible de la proyección de imagen que se utiliza comúnmente para caracterizar y para cuantificar no invasor cambios en estructura y la función cardiacas. Las evaluaciones ultrasónicas del tejido cardíaco pueden incluir análisis de la intensidad de la señal de retrospersión dentro de una región dada de interés en un solo punto en el tiempo, así como a lo largo del ciclo cardíaco. Estudios previos han sugerido que las medidas de intensidad de la señal sonográfica pueden identificar la presencia subyacente de desorden de la fibra miocárdica, tejido miocárdico viable versus no viable, y fibrosis intersticial1-3. Nos referimos a la ‘microestructura’ miocárdica como la arquitectura tisular que se puede caracterizar, mediante análisis sonográfico, más allá de las mediciones lineales de tamaño bruto y morfología. En consecuencia, se han utilizado análisis de la intensidad de la señal sonográfica para evaluar las alteraciones microestructurales del tejido miocárdico en el contexto de la miocardiopatía hipertrófica y dilatada4,5,la enfermedad arterial coronaria crónica6,7y la cardiopatía hipertensiva8,9. Sin embargo, las técnicas previamente establecidas se han basado predominantemente en el valor integrado o medio de las intensidades de la señal de retrospersión, que pueden ser susceptibles a la variabilidad del ruido aleatorio5,los datos con alias de velocidades de fotogramas bajas10,y los retrasos de tiempo para los algoritmos basados en la variación cíclica11.
Adjunto, describimos el método de usar un algoritmo ultrasonido-basado del análisis de la imagen que extienda de métodos anteriores; este algoritmo se centra en un único marco diastólico final para el análisis de imágenes y explica la distribución completa de los valores de intensidad de la señal derivados de una muestra miocárdica dada. Mediante el uso del pericardio como referencia en el marco12,13,el algoritmo cuantifica de forma reproducible la variación en las distribuciones de intensidad de la señal sonográfica y ofrece una medida sustitutiva mejorada de la microestructura miocárdica. En un protocolo paso a paso, describimos métodos para preparar imágenes para su uso, muestrear regiones de interés y procesar datos dentro de regiones seleccionadas de interés. También mostramos resultados representativos de la aplicación del algoritmo a imágenes ecocardiográficas adquiridas de ratones y seres humanos con exposición variable a la tensión de poscarga en el ventrículo izquierdo.
Protocol
Representative Results
Discussion
Describimos el protocolo para un algoritmo del análisis de la imagen que cuantifique la distribución sonográfica de la intensidad de la señal y, a su vez, ofrezca una medida sustituta de la microestructura del miocardio. Las características estandarizadas del protocolo, incluida la selección, el tamaño y el posicionamiento del ROI y la región de referencia, sirven para minimizar la variabilidad basada en el usuario y el sujeto. Se demuestra que cuando se aplica a las imágenes ecocardiográficas de un solo marco …
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Estamos agradecidos por los recursos proporcionados por la Escuela de Medicina de Harvard / Brigham and Women’s Hospital Cardiovascular Physiology Core Laboratory. Este trabajo fue apoyado en parte por el financiamiento de las subvenciones hl088533, HL071775, HL093148 y HL099073 (RL) de los Institutos Nacionales de Salud. MB recibió un premio de beca postdoctoral afiliado a la Asociación Americana del Corazón. KU ha recibido un premio de beca postdoctoral afiliado a los fundadores de la Asociación Americana del Corazón. SC fue apoyado por un premio de la Fundación Ellison.
Materials
| ImageJ v 1.46 | NIH (Bethesda, MD) | open access software | |
| Power ShowCase | Trillium Technology (Ann Arbor, MI) | commercial software |
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