Ultrasound-basé onde de pouls d'évaluation Velocity chez la souris
Summary
La rigidité artérielle représente un facteur clé dans la maladie et la vitesse d'impulsion vague cardiovasculaires (VOP) peut être considéré comme un indice de substitution pour la rigidité artérielle. Ce protocole décrit un algorithme de traitement d'image pour le calcul de la VOP chez les souris basées sur l'échographie de traitement d'image qui est applicable à différents sites artériels.
Abstract
La rigidité artérielle peut être évaluée en calculant la vitesse d'onde de pouls (PWV), à savoir la vitesse à laquelle l'onde d'impulsion se déplace dans un récipient de type conduit. Ce paramètre est de plus en plus étudié dans des modèles de rongeurs petits dans lesquels elle est utilisée pour évaluer les altérations de la fonction vasculaire liée à des traitements particuliers génotypes / ou pour caractériser la progression de la maladie cardio-vasculaire. Ce protocole décrit un algorithme de traitement d'image ce qui conduit à une mesure VOP artérielle non invasive chez la souris en utilisant des ultrasons (US) uniquement à des images. La technique proposée a été utilisée pour évaluer l'aorte abdominale VOP chez la souris et d'évaluer ses changements liés à l'âge.
aorte abdominale scans américains sont obtenus à partir des souris sous anesthésie gazeuse en utilisant un dispositif US spécifique équipé de haute fréquence des sondes américaines. B-mode et images Pulse-Wave Doppler (PW-Doppler) sont analysés afin d'obtenir le diamètre et la vitesse moyenne des valeurs instantanées, respectivement. A cet effet, les techniques de détection des bords et le suivi des contours sont employés. L'unique battement de diamètre moyen et de la vitesse des formes d'onde sont alignés temporellement et combinés afin d'obtenir le diamètre vitesse (lnD-V) boucle. Les valeurs VOP sont obtenues à partir de la pente de la partie linéaire de la boucle, ce qui correspond à la phase systolique précoce.
Avec l'approche actuelle, anatomique et fonctionnelle des informations à propos de la souris aorte abdominale peut être non invasive réalisée. Exiger le traitement des images américaines seulement, il peut représenter un outil utile pour la caractérisation non-invasive des différents sites artériels chez la souris en termes de propriétés élastiques. L'application de la présente technique peut être facilement étendu à d'autres régions vasculaires, tels que l'artère carotide, offrant ainsi la possibilité d'obtenir une évaluation de la rigidité artérielle multisite.
Introduction
Des modèles de souris sont de plus en plus utilisés pour l'étude des maladies cardiovasculaires (MCV) et plus particulièrement utilisés dans les études longitudinales qui permettent la caractérisation des différentes phases de développement de la maladie 1. Les propriétés élastiques des grandes artères sont liées à différents états pathologiques; à partir d' un point de vue technique, la rigidité artérielle peut être évaluée en mesurant la vitesse de l' onde de pouls (VOP), qui représente la vitesse avec laquelle l'onde de pouls se déplace dans un vaisseau conduit 2. En raison de son importance clinique, il est de plus en mesure , même dans des modèles animaux précliniques 3 petits.
Différentes techniques sont disponibles pour l'évaluation de la VOP chez la souris. des approches invasives sont basées sur l'utilisation de capteurs de pression cathéter à pointe. VOP est évaluée par l'acquisition des signaux de pression à deux sites différents artérielles et en divisant la distance entre les deux mesures deites par le décalage temporel entre les signaux 4. Le principal inconvénient lié à ce genre de techniques est qu'elles nécessitent le sacrifice des animaux pour l'évaluation de la distance entre les deux points de mesure et, par conséquent, ne peuvent pas être utilisés dans des études longitudinales. Pour surmonter cette limitation, les approches de non-invasive, en fonction de différentes techniques d'imagerie, ont été développés. Des études antérieures ont rapporté des évaluations de VOP chez les souris obtenues en appliquant la méthode du temps de transit sur la résonance magnétique des données d'imagerie de vitesse codées 5 et signaux pulsés-Doppler 6. Toutefois, la valeur de la VOP obtenue avec ces méthodes est une évaluation régionale de la rigidité artérielle. En effet, elle représente une valeur moyenne, ce qui représente pour différentes artères en termes de taille et des propriétés élastiques. En outre, ces types d'évaluation nécessitent l'évaluation de la distance entre les deux sites de mesures qui est une source d'erreur qui pourrait influence du résultat final.
VOP peut être évaluée en utilisant le diamètre-vitesse (lnD-V) boucle 7. Cette méthode est basée sur l'évaluation simultanée des valeurs du diamètre et de la vitesse d'écoulement dans un récipient sélectionné. Selon cette approche, la boucle lnD-V est obtenue en traçant les valeurs de logarithme naturel de diamètre vs valeurs moyennes de vitesse et de VOP est estimée en calculant la pente de la partie linéaire de la boucle obtenue correspondant à la phase systolique précoce. En ce qui concerne la mise en œuvre pratique de cette méthode, les travaux précédents ont déjà rapporté des résultats quant à son application dans un in vitro set-up système 7 et son utilisation pour l'évaluation des deux carotides et VOP fémorale chez l' homme 8.
Le but principal de la présente étude est de fournir une description détaillée d'un algorithme de traitement d'image qui fournit une mesure de la VOP artérielle non invasive chez la souris à l'aide de US images seulement. L'approche proposée permet l'évaluation de la rigidité artérielle locale au moyen du traitement des deux B-mode et Pulsed-Wave Doppler (PW-Doppler) images et peut être appliqué sur les artères d'une importance capitale, comme l'aorte abdominale.
Protocol
Representative Results
Discussion
Dans cette étude, un algorithme de traitement d'image sur la base de la boucle lnD-V pour l'évaluation VOP chez la souris a été décrite en détail. L'approche proposée est basée sur le traitement des images américaines seulement et, par conséquent, pourrait représenter une alternative valable aux techniques existantes 6, 13 pour l'évaluation de la rigidité artérielle dans les modèles de souris. En effet, à l' inverse des procé…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Aucun.
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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