Ekkokardiografi er almindeligt anvendt til ikke-invasivt karakterisere og kvantificere ændringer i hjerte struktur og funktion. Vi beskriver en ultralydsbaseret billedalgoritme, der tilbyder et forbedret surrogatmål for myokardiemikrostruktur og kan udføres ved hjælp af open-access billedanalysesoftware.
Ekkokardiografi er en bredt tilgængelig billedbehandling modalitet, der er almindeligt anvendt til ikke-invasivt karakterisere og kvantificere ændringer i hjerte struktur og funktion. Ultralydvurderinger af hjertevæv kan omfatte analyser af baggrundsspredersignalintensitet inden for en given region af interesse. Tidligere etablerede teknikker har hovedsageligt været baseret på den integrerede eller gennemsnitlige værdi af backscatter signalintensiteter, som kan være modtagelige for variation fra aliaserede data fra lave billedhastigheder og tidsforsinkelser for algoritmer baseret på cyklisk variation. Heri beskriver vi en ultralydsbaseret billedalgoritme, der strækker sig fra tidligere metoder, kan anvendes på en enkelt billedramme og tegner sig for den fulde fordeling af signalintensitetsværdier afledt af en given myokardieprøve. Når algoritmen anvendes på repræsentative muse- og humane billeddata, skelner den mellem forsøgspersoner med og uden udsættelse for kronisk efterbelastningsresistens. Algoritmen tilbyder en forbedret surrogat måling af myokardie mikrostruktur og kan udføres ved hjælp af open-access billedanalyse software.
Ekkokardiografi er en bredt tilgængelig billedbehandling modalitet, der er almindeligt anvendt til ikke-invasivt karakterisere og kvantificere ændringer i hjerte struktur og funktion. Ultralydvurderinger af hjertevæv kan omfatte analyser af backscatter signalintensitet inden for en given region af interesse på et enkelt tidspunkt, såvel som i løbet af hjertecyklussen. Tidligere undersøgelser har antydet, at målinger af sonografisk signalintensitet kan identificere den underliggende tilstedeværelse af myokardiefiber disarray, levedygtig versus ikke-misundelsesværdigt myokardievæv og interstitiel fibrose1-3. Vi henviser til myokardie ‘mikrostruktur’ som vævsarkitekturen, der ved hjælp af sonografisk analyse kan karakteriseres ud over lineære målinger af bruttostørrelse og morfologi. Derfor er analyser af sonografisk signalintensitet blevet brugt til at evaluere mikrostrukturelle ændringer af myokardievæv i indstillingen af hypertrofisk og udvidet kardiomyopati4,5, kronisk koronararteriesygdom6,7og hypertensive hjertesygdom8,9. Tidligere etablerede teknikker har imidlertid overvejende været baseret på den integrerede eller gennemsnitlige værdi af backscatter signalintensiteter, som kan være modtagelige for variabilitet fra tilfældig støj5, aliaserede data fra lave billedhastigheder10og tidsforsinkelser for algoritmer baseret på cyklisk variation11.
Heri beskriver vi metoden til at bruge en ultralydsbaseret billedanalysealgoritme, der strækker sig fra tidligere metoder; denne algoritme fokuserer på en enkelt end-diastolisk ramme til billedanalyse og tegner sig for den fulde fordeling af signalintensitetsværdier afledt af en given myokardieprøve. Ved at bruge pericardium som en in-frame reference12,13, algoritmen reproduceribly kvantificerer variation i sonografiske signal intensitet distributioner og tilbyder en forbedret surrogat måling af myokardie mikrostruktur. I en trinvis protokol beskriver vi metoder til forberedelse af billeder til brug, stikprøver af interesse og behandling af data inden for udvalgte interesseområder. Vi viser også repræsentative resultater fra anvendelse af algoritmen til ekkokardiografiske billeder erhvervet fra mus og mennesker med variabel eksponering for efterbelastningsstress på venstre hjertekammer.
Vi beskriver protokollen for en billedanalysealgoritme, der kvantificerer sonografisk signalintensitetsfordeling og til gengæld tilbyder et surrogatmål for myokardiemikrostruktur. Standardiserede funktioner i protokollen, herunder udvælgelse, størrelse og placering af ROI og referenceområdet, tjener til at minimere bruger- og emnebaseret variation. Vi viser, at når algoritmen anvendes på end-diastoliske ekkokardiografiske billeder med en enkelt ramme, kan den passende skelne mellem normalt myokardiium versus myoka…
The authors have nothing to disclose.
Vi er taknemmelige for ressourcer fra Harvard Medical School / Brigham og Women’s Hospital Cardiovascular Physiology Core Laboratory. Dette arbejde blev delvist støttet af midler fra National Institutes of Health Grants HL088533, HL071775, HL093148 og HL099073 (RL). MB var modtager af en American Heart Association grundlægger affiliate postdoc stipendium tildeling. KU er modtager af en American Heart Association grundlæggere affiliate postdoc stipendium tildeling. SC blev støttet af en pris fra Ellison Foundation.
ImageJ v 1.46 | NIH (Bethesda, MD) | open access software | |
Power ShowCase | Trillium Technology (Ann Arbor, MI) | commercial software |