Farelerde Nabız Dalga Hızı Değerlendirmesi ultrason tabanlı
Summary
Arteriyel sertlik arteriyel sertlik için bir vekil endeksi olarak kabul edilebilir kardiyovasküler hastalık ve nabız dalga hızı (NDH) 'de önemli bir faktör oluşturmaktadır. Bu protokol, farklı arter sitelerinde uygulanabilir ultrason görüntü işleme dayalı farelerde NDH hesaplamak için bir görüntü işleme algoritması anlatılmaktadır.
Abstract
Arteriyel sertlik yani nabız dalga hızı (NDH), nabız dalga bir kanal kabında hareket hızını hesaplayarak değerlendirilebilir. Bu parametre, artan Özellikle genotipleri / tedavilerle ilişkili vasküler fonksiyon bozuklukların değerlendirmek için ya da kardiyovasküler hastalık ilerlemesi karakterize etmek için kullanılan küçük kemirgen modellerinde araştırılmaktadır. Bu protokol ultrason (US) görüntüleri sadece kullanan farelerde non-invaziv arteriyel NDH ölçümü yol açan bir görüntü işleme algoritması anlatılmaktadır. Önerilen teknik farelerde abdominal aort NDH değerlendirmek ve yaşa bağlı değişiklikleri değerlendirmek için kullanılır olmuştur.
Abdominal aort ABD taramaları yüksek frekanslı ABD probları ile donatılmış özel bir ABD cihazı kullanılarak gaz anestezi altında farelerin elde edilir. B-mod ve Darbe Dalga Doppler (PW-Doppler) görüntüleri, sırasıyla, hız anlık değerler çapı elde etmek ve ortalama amacıyla analiz edilir. Bu amaçla, kenar algılama ve kontur izleme yöntemleri kullanılır. Tek yendi çapı ve hız dalga formları zaman çap hızı (LND-V) döngü elde etmek için hizalanmış ve kombine demek. PWV değerleri erken sistolik faza karşılık gelen döngü lineer kısmının eğiminden elde edilir.
Fare ile ilgili mevcut yaklaşımı, anatomik ve fonksiyonel bilgiler ile abdominal aort non-invaziv elde olabilir. ABD görüntü işleme Gerektiren sadece elastik özellikleri açısından fare farklı arteriyel siteleri non-invaziv karakterizasyonu için yararlı bir araç temsil edebilir. Mevcut tekniğin uygulama kolayca böylece bir çok site arteriyel sertlik değerlendirmesini temin etme olanağı sağlayan bu tür karotid arter gibi diğer damarsal ilçelerde, kadar uzatılabilir.
Introduction
Fare modelleri giderek kardiyovasküler hastalık araştırılması (CVD) için kullanılan ve özellikle hastalık gelişimi 1 farklı evrelerinde karakterizasyonu izin uzunlamasına çalışmalarda kullanılmaktadır. Büyük arterlerin elastik özellikleri farklı patolojik durumlarda ilgili; Görüş teknik açıdan, arteriyel sertlik nabız dalgası bir kanal kabına 2 seyahatler hızını temsil nabız dalga hızı (NDH), ölçerek değerlendirilebilir. Çünkü klinik öneme, giderek hatta preklinik Küçük hayvan modellerinde 3 ölçülür.
Farklı teknikler farelerde NDH değerlendirmek için kullanılabilir. Invaziv yaklaşımlar kateter ucu basınç dönüştürücüler kullanımına dayanmaktadır. PWV iki ölçüm s arasındaki mesafeyi iki farklı arter sitelerde basınç sinyallerini alabilen ve bölerek değerlendirilirsinyaller 4 arasındaki zaman kayması ile belirecektir. tekniklerin bu tür ile ilgili temel dezavantajı, bu şekilde, uzunlamasına çalışmalarda kullanılamaz iki ölçüm alanlar arasındaki mesafe değerlendirilmesi için hayvanlar kurban gerektirmesidir. Bu sınırlamayı aşmak için, farklı görüntüleme tekniklerine dayanan non-invazif yaklaşımlar, geliştirilmiştir. Önceki çalışmalar hız kodlanmış manyetik rezonans görüntüleme verilerinin 5 ve darbeli-Doppler işaretlerinin 6 transit süresi yöntemin uygulanmasıyla elde farelerde PWV değerlendirmelerini bildirdi. Ancak, bu yöntemlerle elde edilen NDH değeri arteriyel sertliğin bölgesel değerlendirilmesidir. Aslında, bu boyut ve elastik özellikleri açısından farklı arter oluşturan, bir ortalama değeri temsil eder. Buna ek olarak, değerlendirmelerin bu tür inf olabilir hata kaynağıdır iki ölçüm siteler arasındaki mesafenin değerlendirme gerektirirnihai sonucu luence.
NDH çap hızı (LND-V) döngü 7 ile değerlendirilebilir. Bu yöntem seçilen bir kap içinde çapı ve akış hızı değerleri aynı anda değerlendirilmesine dayalıdır. Bu yaklaşıma göre, Lnd-V devre çizimi doğal logaritma çap değerleri ile elde edilen vs hız değerleri ortalama ve PWV erken sistolik fazına karşılık gelen elde edilen döngü lineer kısmının eğimini hesaplanarak tahmin edilir. Bu yöntemin pratikte uygulanması ile ilgili olarak, daha önceki çalışmalar zaten bir in vitro set-up sistemi 7 uygulanması ve insanlarda 8 hem karotis ve femoral PWV değerlendirilmesi için kullanımı hakkında sonuçlar bildirilmiştir.
Bu çalışmanın temel amacı U kullanarak farelerde non-invaziv bir arteriyel NDH ölçümü sağlayan bir görüntü işleme algoritması ayrıntılı bir açıklamasını sağlamaktırS yalnızca görüntü. Önerilen yaklaşım, abdominal aort olarak B-mod ve Pulse-Dalga Doppler (PW-Doppler) görüntüler ve kilit öneme, arterleri uygulanabilir hem işlenmesi yoluyla yerel arteriyel sertliğin değerlendirilmesini sağlamaktadır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu çalışmada, farelerde PWV değerlendirilmesi için Lnd V döngü göre bir görüntü işleme algoritması detaylı bir şekilde tarif edilmiştir. Önerilen yöntem, ABD görüntü işleme göre sadece ve bu şekilde, mevcut tekniklere 6 fare modellerinde arteryel sertliği değerlendirilmesi için 13 için geçerli bir alternatif temsil edebilir. Aslında, tam tersine intra-arteryal basınç sinyallerin alınması dayanmaktadır ve kurban edilecek hayvan …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yok.
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 |
References
- Zaragoza, C., et al. Animal Models of Cardiovascular Diseases. J Biomed Biotechnol. 2011, 497-841 (2011).
- Laurent, S., et al. Expert consensus document on arterial stiffness: methodological issues and clinical applications. Eur Heart J. 27, 2588-2605 (2006).
- Wang, Y. X., et al. Increased aortic stiffness assessed by pulse wave velocity in apolipoprotein E-deficient mice. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 278, 428-434 (2000).
- Mitchell, G. F., Pfeffer, M. A., Finn, P. V., Pfeffer, J. M. Comparison of techniques for measuring pulse-wave velocity in the rat. J Appl Physiol. 82 (1), 203-210 (1997).
- Parczyk, M., Herold, V., Klug, G., Bauer, W. R., Rommel, E., Jakob, P. M. Regional in vivo transit time measurements of aortic pulse wave velocity in mice with high-field CMR at 17.6 Tesla. J Cardiovasc Magn Reson. 12, 72 (2010).
- Hartley, C. J., Taffet, G. E., Michael, L. H., Pham, T. T., Entman, M. L. Noninvasive determination of pulse-wave velocity in mice. Am J Physiol. 273 (1), 494-500 (1997).
- Feng, J., Khir, A. W. Determination of wave speed and wave separation in the arteries using diameter and velocity. J Biomech. 43 (3), 455-462 (2010).
- Borlotti, A., Khir, A. W., Rietzschel, E. R., De Buyzere, M. L., Vermeersch, S., Segers, P. Noninvasive determination of local pulse wave velocity and wave intensity: changes with age and gender in the carotid and femoral arteries of healthy human. J Appl Physiol. 113 (5), 727-735 (2012).
- Chérin, E., et al. Ultrahigh frame rate retrospective ultrasound microimaging and blood flow visualization in mice in vivo. Ultrasound Med Biol. 32 (5), 683-691 (2006).
- Gemignani, V., Faita, F., Ghiadoni, L., Poggianti, E., Demi, M. A system for real-time measurement of the brachial artery diameter in B-mode ultrasound images. IEEE Trans Med Imaging. 26 (3), 393-404 (2006).
- Di Lascio, N., Stea, F., Kusmic, C., Sicari, R., Faita, F. Non-invasive assessment of pulse wave velocity in mice by means of ultrasound images. Atherosclerosis. 237 (1), 31-37 (2014).
- Nichols, W. W., O’Rourke, M. F. . McDonald’s Blood Flow in Arteries: Theoretical, Experimental, and Clinical Principles. , 215-358 (1998).
- Williams, R., et al. Noninvasive ultrasonic measurement of regional and local pulse wave velocity in mice. Ultrasound Med Biol. 33 (9), 1368-1375 (2007).
- Penny, D. J., et al. Aortic wave intensity of ventricular-vascular interaction during incremental dobutamine infusion in adult sheep. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 294, 481-489 (2008).
- Segers, P., et al. Wave reflection leads to over- and underestimation of local wave speed by the PU- and QA-loop methods: theoretical basis and solution to the problem. Physiol Meas. 35 (5), 847-861 (2014).
