El ultrasonido basados en la onda de pulso Evaluación de velocidad en ratones
Summary
La rigidez arterial representa un factor clave en cardiovascular velocidad de la onda de la enfermedad y del pulso (VOP) puede ser considerado como un índice de sustituto de la rigidez arterial. Este protocolo describe un algoritmo de procesamiento de imágenes para calcular la VOP en ratones basados en el procesamiento de imágenes de ultrasonido que es aplicable en diferentes sitios arteriales.
Abstract
La rigidez arterial se puede evaluar mediante el cálculo de la velocidad de onda de pulso (VOP), es decir, la velocidad con la que la onda de pulso se desplaza en un recipiente de conducto. Este parámetro está siendo investigado cada vez más en modelos de roedores pequeños en los que se utiliza para evaluar alteraciones en la función vascular relacionada con genotipos particulares / tratamientos o para la caracterización de progresión de la enfermedad cardiovascular. Este protocolo describe un algoritmo de procesamiento de imágenes que lleva a la medición de la VOP arterial no invasiva en ratones usando sólo las imágenes de ultrasonido (US). La técnica propuesta se ha utilizado para evaluar la VOP aorta abdominal en ratones y evaluar sus cambios asociados con la edad.
aorta abdominal exploraciones estadounidenses se obtienen a partir de ratones bajo anestesia gaseosa utilizando un dispositivo específico de Estados Unidos equipados con sondas de alta frecuencia en Estados Unidos. B-mode y las imágenes de onda de pulso Doppler (PW-Doppler) se analizan con el fin de obtener el diámetro y la media de los valores instantáneos de velocidad, respectivamente. Para este propósito, se emplean técnicas de detección de bordes y de seguimiento del contorno. El único latido significa formas de onda de diámetro y velocidad son alineadas en el tiempo y en combinación con el fin de lograr el diámetro velocidad (lnD-V) de bucle. valores PWV se obtienen a partir de la pendiente de la parte lineal del bucle, que corresponde a la fase sistólica temprana.
Con el presente enfoque, anatómica y funcional de la información sobre el ratón aorta abdominal puede ser alcanzado de manera no invasiva. Requiera el procesamiento de imágenes de los Estados Unidos solamente, puede representar una herramienta útil para la caracterización no invasiva de diferentes sitios arteriales en el ratón en términos de propiedades elásticas. La aplicación de la presente técnica se puede ampliar fácilmente a otros distritos vasculares, tales como la arteria carótida, proporcionando así la posibilidad de obtener una evaluación de la rigidez arterial multi-sitio.
Introduction
Los modelos de ratón se utilizan cada vez más para la investigación de las enfermedades cardiovasculares (ECV) y en particular utilizadas en estudios longitudinales que permiten la caracterización de las diferentes fases del desarrollo de la enfermedad 1. propiedades elásticas de las arterias grandes se relacionan con diferentes condiciones patológicas; desde un punto de vista técnico, la rigidez arterial se puede evaluar mediante la medición de la velocidad de onda de pulso (VOP), que representa la velocidad con la que la onda de pulso se desplaza en un recipiente de conducto 2. Debido a su importancia clínica, se mide cada vez más pequeñas, incluso en modelos animales preclínicos 3.
Diferentes técnicas están disponibles para la evaluación de la VOP en ratones. invasivos se basan en el uso de transductores de presión de punta de catéter. VOP se evalúa mediante la adquisición de señales de presión en dos sitios diferentes arteriales y dividiendo la distancia entre los dos medición sitas por el desplazamiento de tiempo entre las señales 4. La principal desventaja en relación con este tipo de técnicas es que requieren el sacrificio de animales para la evaluación de la distancia entre los dos sitios de medición y, por lo tanto, no pueden ser utilizados en estudios longitudinales. Para superar esta limitación, procedimientos no invasivos, basados en diferentes técnicas de imagen, se han desarrollado. Estudios previos han informado evaluaciones VOP en ratones obtenidos mediante la aplicación del método de tiempo de tránsito en los datos de imagen de resonancia magnética de velocidad codificada 5 y señales de impulsos Doppler-6. Sin embargo, el valor de la VOP obtenida con estos métodos es una evaluación regional de la rigidez arterial. De hecho, representa un valor medio, lo que representa para diferentes arterias en términos de tamaño y propiedades elásticas. Además, este tipo de evaluaciones requieren la evaluación de la distancia entre los dos sitios de mediciones que es una fuente de error que podrían influence el resultado final.
VOP puede evaluarse usando el diámetro velocidad (lnD-V) de bucle 7. Este método se basa en la evaluación simultánea de valores de diámetro y de velocidad de flujo en un recipiente seleccionado. Según este enfoque, el bucle lnD-V se obtiene por valores de diámetro logaritmo natural de trazado vs valores de velocidad media y la VOP se estima mediante el cálculo de la pendiente de la parte lineal del lazo obtenido correspondiente a la fase sistólica temprana. Con respecto a la aplicación práctica de este método, trabajos previos ya han informado sobre los resultados de su aplicación en un sistema de puesta a punto 7 in vitro y su uso para la evaluación tanto de la carótida y femoral PWV en los seres humanos 8.
El objetivo principal del presente estudio es proporcionar una descripción detallada de un algoritmo de procesamiento de imágenes que proporciona una medición de la VOP arterial no invasiva en ratones usando US sólo imágenes. El enfoque propuesto permite la evaluación de la rigidez arterial local mediante los medios del tratamiento tanto de modo B y Doppler de onda pulsada-(PW-Doppler) imágenes y se puede aplicar sobre las arterias de importancia clave, tales como la aorta abdominal.
Protocol
Representative Results
Discussion
En este estudio, un algoritmo de procesamiento de imágenes basado en el bucle lnD-V para la evaluación de la VOP en ratones se ha descrito en detalle. El enfoque propuesto se basa en el procesamiento de imágenes de los Estados Unidos solamente y, por lo tanto, podría representar una alternativa válida a las técnicas existentes 6, 13 para la evaluación de la rigidez arterial en modelos de ratón. De hecho, por el contrario a los métodos invasivos <sup cla…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ninguna.
Materials
| VEVO2100 | FUJIFILM VisualSonics Inc, Toronto, Canada | micro-ultrasound equipment | |
| MS250 Ultrasound Probe | FUJIFILM VisualSonics Inc, Toronto, Canada | micro-ultrasound probe | |
| EKV Software | FUJIFILM VisualSonics Inc, Toronto, Canada | Software | |
| Matlab R2015a | MathWorks Inc, Natick, MA, USA | Software | |
| Conductive Paste | Chosen by the operator | Laboratory material | |
| Petroleum Jelly | Chosen by the operator | Laboratory material | |
| Depilatory Cream | Chosen by the operator | Laboratory material | |
| Acoustic Coupling Gel | Chosen by the operator | Laboratory material | |
| Developed Matlab Software | The authors are willing to collaborate with those researchers who are interested in the software and to make the software available under their supervision |
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