Ultraschall-basierte Pulswellengeschwindigkeit Auswertung bei Mäusen
Summary
Arterielle Steifigkeit ist ein wichtiger Faktor bei der Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Pulswellengeschwindigkeit (PWV) als Surrogat-Index für die arterielle Steifigkeit berücksichtigt werden. Dieses Protokoll beschreibt Algorithmus eine Bildverarbeitung für die in Mäusen PWV Berechnung auf Ultraschallbildverarbeitung basieren, die an verschiedenen Standorten arteriellen anwendbar ist.
Abstract
Arterielle Steifigkeit kann durch Berechnung der Pulswellengeschwindigkeit (PWV) ausgewertet werden, das heißt, die Geschwindigkeit , mit der die Pulswelle in einer Leitung Gefäß bewegt. Dieser Parameter wird zunehmend in Kleintiermodellen untersucht, in dem sie für die Beurteilung der Veränderungen in der vaskulären Funktion auf bestimmte Genotypen / Behandlungen oder zur Charakterisierung von kardiovaskulären Krankheitsprogression Zusammenhang verwendet wird. Dieses Protokoll beschreibt Verarbeitungsalgorithmus ein Bild, das bei Mäusen nicht-invasiven arteriellen PWV-Messung führt unter Verwendung von Ultraschall (US) Bilder nur. Die vorgeschlagene Technik verwendet worden ist PWV abdominalen Aorta bei Mäusen zu bewerten und ihre altersbedingten Veränderungen zu bewerten.
Abdominalen Aorta US Scans von Mäusen unter gasförmigem Anästhesie mit einer spezifischen US Gerät mit Hochfrequenz US Sonden ausgestattet ist. B-Modus und Pulse-Wave-Doppler (PW-Doppler) Bilder werden analysiert, um Durchmesser zu erhalten und die mittlere Geschwindigkeit Momentanwerte bzw.. Zu diesem Zweck Kantenerfassungs und Konturverfolgungstechniken verwendet werden. Die Single-beat mittlerer Durchmesser und Geschwindigkeitsverläufe sind zeitlich aufeinander abgestimmt und kombiniert, um den Durchmesser-Geschwindigkeit (lnD-V) Schleife zu erreichen. PWV Werte werden aus der Steigung des linearen Teils der Schleife erhalten wird, die der frühen systolischen Phase entspricht.
Mit dem vorliegenden Ansatz, anatomische und funktionelle Informationen über die Maus kann Bauchaorta nicht-invasiv erreicht werden. nur die Verarbeitung von US Bilder erfordert, kann es ein nützliches Werkzeug für die nicht-invasive Charakterisierung verschiedener arteriellen Stellen in der Maus in Bezug auf die elastischen Eigenschaften repräsentieren. Die Anwendung der vorliegenden Technik kann leicht auf andere Gefäßbezirke ausgedehnt werden, wie der Arteria carotis, wodurch die Möglichkeit Bereitstellen eines Multi-Site-arterielle Steifigkeit Beurteilung zu erhalten.
Introduction
Mausmodelle werden in zunehmendem Maße für die Untersuchung von Herz – Kreislauf – Erkrankungen (CVD) verwendet , und besonders in Langzeitstudien eingesetzt , die die Charakterisierung der verschiedenen Phasen der Krankheitsentwicklung 1 ermöglichen. Elastischen Eigenschaften von großen Arterien sind verschiedenen pathologischen Zuständen im Zusammenhang; Aus technischer Sicht kann arterielle Steifigkeit durch die Messung der Pulswellengeschwindigkeit (PWV) beurteilt werden, die die Geschwindigkeit , mit welcher repräsentiert reist die Pulswelle in einem Leitungsgefäß 2. Wegen seiner klinische Bedeutung, wird es zunehmend auch in vorklinischen kleinen Tiermodellen 3 gemessen.
Verschiedene Techniken sind für PWV Beurteilung bei Mäusen. Invasive Ansätze basieren auf der Verwendung von Katheter-Spitze Drucksensoren basieren. PWV wird durch Erfassen von Drucksignalen an zwei unterschiedlichen Standorten arteriellen und Dividieren des Abstandes zwischen den beiden Mess s beurteiltites durch die Zeitverschiebung zwischen den Signalen 4. Der Hauptnachteil dieser Arten von Techniken verwandt ist, dass sie Tieropfer zur Auswertung des Abstandes zwischen den beiden Messstellen erfordern und kann somit nicht in Langzeitstudien verwendet werden. Um diese Einschränkung zu überwinden, nicht-invasive Ansätze, basierend auf verschiedenen bildgebenden Verfahren, sind entwickelt worden. Frühere Studien haben PWV Einschätzungen berichtet 6 bei Mäusen durch die Anwendung der Laufzeitverfahren auf Geschwindigkeit codierten Magnetresonanztomographie – Daten 5 und Pulsed-Doppler – Signale erhalten. Allerdings ist der PWV-Wert mit diesen Methoden erhalten eine regionale Auswertung der arteriellen Steifigkeit. Tatsächlich stellt es einen Mittelwert für verschiedene Arterien in Bezug auf Größe und elastischen Eigenschaften ausmachen. Darüber hinaus erfordern diese Arten von Auswertungen der Beurteilung der Abstand zwischen den beiden Messstellen, die eine Fehlerquelle ist, die inf könnteluence das Endergebnis.
PWV kann mit dem Durchmesser-Geschwindigkeit (lnD-V) Schleife 7 beurteilt werden. Dieses Verfahren basiert auf der gleichzeitigen Auswertung des Durchmessers und Strömungsgeschwindigkeitswerte in einem ausgewählten Gefäß. Nach diesem Ansatz wird die lnD-V-Schleife durch Auftragen natürlichen Logarithmus Durchmesser erhaltenen Werte vs bedeuten Geschwindigkeitswerte und PWV wird durch Berechnung der Steigung des linearen Teils der erhaltenen Schleife entsprechend der frühen systolischen Phase geschätzt. Im Hinblick auf die praktische Umsetzung dieser Methode haben frühere Arbeiten bereits berichtet , Ergebnisse über seine Anwendung in einem di – vitro – Set-up – System 7 und dessen Verwendung für die Beurteilung sowohl der Karotis und Oberschenkel PWV beim Menschen 8.
Das Hauptziel der vorliegenden Studie ist eine detaillierte Beschreibung eines Bildverarbeitungsalgorithmus zur Verfügung zu stellen, die eine nicht-invasive arterielle PWV Messung in Mäusen unter Verwendung von U liefertS-Bilder. Der vorgeschlagene Ansatz ermöglicht die Auswertung der lokalen Arteriensteifigkeit mittels der Verarbeitung von sowohl B-Mode- und Doppler Pulsed-Wave (PW-Doppler) Bilder und kann auf Arterien von entscheidender Bedeutung, wie beispielsweise der abdominalen Aorta eingesetzt werden.
Protocol
Representative Results
Discussion
In dieser Studie Algorithmus eine Bildverarbeitung auf der Schleife lnD-V-Basis für PWV Beurteilung in Mäusen wurde im Detail beschrieben. Der vorgeschlagene Ansatz beruht auf der Verarbeitung von Bildern US basierend nur und somit 6 eine gültige Alternative zu bestehenden Techniken darstellen könnten, 13 zur Beurteilung der arteriellen Steifigkeit in Mausmodellen. In der Tat umgekehrt zu invasive Methoden 6 , die auf den Erwerb von i…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Keiner.
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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