Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

אולטראסאונד תלת-ממד הדמיה: Morphometry מהירה וחסכונית של רקמת שריר-שלד

Published: November 27, 2017 doi: 10.3791/55943
* These authors contributed equally

Summary

אולטרסאונד תלת-ממד הדמיה (3DUS) מאפשר morphometry מהירה וחסכונית של רקמות שריר-שלד. אנו מציגים פרוטוקול כדי למדוד את נפח השריר אורך fascicle באמצעות 3DUS.

Abstract

המטרה התפתחותית של אולטרסאונד תלת-ממד הדמיה (3DUS) הוא מהנדס מודאליות לבצע ניתוח מורפולוגי אולטרסאונד תלת-ממד של שרירי האדם. תמונות 3DUS בנויים מתמונות מכוילת ביד חופשית דו-ממדיות B-מצב אולטרה סאונד, אשר ממוקמות למערך voxel. אולטראסאונד (ארה ב) הדמיה מאפשר כימות של גודל שריר, fascicle האורך והזווית של pennation. אלה משתנים מורפולוגי הם גורמים חשובים של שריר כוח ואורך טווח כוח למאמץ. פרוטוקול הציג מתאר גישה זו כדי לקבוע את אורך בשארל vastus lateralis ועל הסובך בשארל medialisונפח fascicle. 3DUS מקלה על סטנדרטיזציה באמצעות הפניות אנטומי תלת-ממד. גישה זו מספקת גישה מהירה וחסכונית עבור לכימות מורפולוגיה 3D בשרירי השלד. בריאות וספורט, מידע על morphometry השרירים הוא בעל ערך רב אבחון ו/או למעקב הערכות לאחר טיפול או אימון.

Introduction

בריאות וספורט, מידע על המורפולוגיה של השרירים הוא בעל ערך רב אבחון ו/או למעקב הערכות לאחר טיפול או אימון1. אולטראסאונד (ארה ב) הדמיה הוא כלי נפוץ עבור ויזואליזציה של רקמות רכות מבנים מחלות שריר2, מחלות קריטיות3,4, מחלות לב וכלי דם5, הפרעות נוירולוגיות6, 7,8, ואת ההשפעות של אימון גופני6,9,10. ארה ב הדמיה מאפשר כימות של גודל שריר, fascicle האורך והזווית של pennation. משתנים אלה מורפולוגי חשובים גורמים של שריר כוח ואורך טווח לכפות ממאמץ11,12,13,14,15.

כיום, ארה ב מדידות דימות מבוצעות בעיקר בתמונות דו-ממד, עם בחירת הבודק ככל הנראה, כיוון מתאים והמיקום של האולטראסאונד לחקור. שיטות כאלה 2D להגביל מדידות מורפולוגי למישור תמונה אחת, בעוד הפרמטר עניין לא יכול להיות מתנה בתוך המטוס הזה. ניתוח מורפולוגי דורש גישה תלת-ממד, מתן out-של-plane מדידות באמצעות נקודות התייחסות 3D. כזה 3D מורפולוגי ייצוג של הרקמות הרכות ידוע יינתן על-ידי תהודה מגנטית (MRI)16,17,18,19,20. אולם, MRI הוא יקר, לא תמיד זמין. כמו כן, ויזואליזציה של סיבי השריר דורש רצפים MRI מיוחד, כגון דיפוזיה טנזור הדמיה (DTI)21. אלטרנטיבה חסכונית MRI היא הדמיה אולטרסאונד תלת-ממד (3DUS). הגישה 3DUS מספקת מספר יתרונות על טכניקות MRI, למשל, שהיא מציבה פחות מגבלות השטח כדי למקמם את הנושא במהלך בדיקה. הדמיה 3DUS היא טכניקה ברצף לכידת תמונות דו-ממד (מצב ב'-ארה ב), והצב אותן לתוך נפח רכיב (voxel) מערך22,23,24. התהליך של שחזור התמונה 3DUS כוללת חמישה שלבים: (1) לכידת סדרה של תמונות ארה ב 2D ביד חופשית; (2) מעקב אחר המיקום של המכשיר בארה ב, באמצעות מערכת לכידת תנועה (MoCap); (3) מסנכרן את המיקום MoCap ואת תמונות ארה ב; (4) לחשב את המיקום והכיוון של תמונות אולטרסאונד בתוך המערך voxel באמצעות מערכת מכוילת של הפניה; (5) הצבת תמונות אלה למערך voxel הזה.

הגישה 3DUS הוחל בהצלחה עבור הערכה של המורפולוגיה של שרירי השלד15,25,26,27,28,29. עם זאת,25,15,7,הגישות הקודמות30 הוכיחו מסורבלת, זמן רב ומוגבל מבחינה טכנית, כפי יכולתי יורכבו מקטעים קטנים בלבד של שרירים גדולים.

כדי לשפר את הגישה 3DUS, פרוטוקול 3DUS החדשה פותחה המאפשר שחזור של שרירי מוחלט בתוך תקופה קצרה של זמן. מאמר פרוטוקול זה מתאר את השימוש 3DUS הדמיה עבור morphometry של אמ vastus lateralis (VL), הסובך בשארל medialis (GM).

Protocol

בכל ההליכים הכרוכים ניסויים אושרו על ידי ועדת האתיקה הרפואית של המרכז הרפואי דז'ה וו, אמסטרדם, הולנד.

1. אינסטרומנטציה

  1. להתחבר אולטרסאונד מכשיר מדידה מחשב. אם יש צורך, להשתמש תפוס-מסגרת חומרה ו/או תוכנה כדי לאחסן תמונות אולטרסאונד רציפים.
    הערה: בדיקה לינארית-array 5-ס מ (12.5 מגה-הרץ) משמש כדי ליצור תמונות במצב B (25 Hz). לפני כל מדידה, עומק הדמיה, אקוסטית תדירות ועוצמה ממוטבים להמחיש ממשקים של תוספת - ואת רקמות החיבור תוך שרירית. במהלך המדידה, הגדרות אלה אינן משתנות.
  2. להתחבר MoCap מערכת המחשב מדידה.
  3. נוקשה להתחבר סמן אשכול MoCap החללית אולטרסאונד כדי לאתר את המיקום והכיוון של המכשיר בארה ב.
  4. לחבר את סינכרון ההתקן (piezo קריסטל) ההדק הקלט של מערכת MoCap.
    הערה: ההפעלה של המכשיר סינכרון בכל רגע מפעילה את הקריסטל piezo, שולחים גלי קול לכיוון המתמר. גלי קול לנראים שהתקבלו ליצור חפץ ברורים בתמונה ארה ב ביוזמתו מערכת (איור 1א, חץ).
  5. למלא את המסגרת כיול בהזמנה אישית (פנטום) עם מים.

2. כיול

הערה: לבצע כיול המרחבי לחישוב מטריצה טרנספורמציה (לTמ) מן התמונות בארה ב לגבי מערכת הקואורדינטות בדיקה. תהליך כיול זה היה כפי שתוארה לעיל22. נא עיין להלן לקבלת תיאור קצר.

  1. המקום הפאנטום מלא מים, בגובה של crosswire (כלומר המעבר המשוקע שני חוטים) עמדה ידועה בתוך דמה מערכת הקואורדינטות (Phxyz איור 1B, חץ), על משטח יציב.
  2. למדוד את טמפרטורת המים עם מד חום.
  3. השתמש במצביע הכלי MoCap להקליט את המיקום והכיוון של הפאנטום במערכת הקואורדינטות העולמית (Gl).
  4. שהדגימה תמונה ארה ב ולהפעיל MoCap קירור והקפאה (שמתואר בשלב 3.3.3).
  5. להטביע את הראש של המכשיר בארה ב (Pr) בתוך המים. לתרגם ולסובב את המכשיר בארה ב-40 s (דגימה ב 25 הרץ) לכל הכיוונים, שמירה על הנראות של crosswire של תמונות בארה ב (Im).
  6. תעצור קירור והקפאה.
  7. לסנכרן את הנתונים MoCap ואת התמונות בארה על ידי זיהוי המסגרת הראשונה בארה ב, המכיל את החפץ שנוצרו על-ידי קריסטל piezo וחתוך את רצף תמונות בארה ב בהתאם (שמתואר בשלב 3.4.1.1).
  8. לזהות את התמונות ארה ב הרלוונטי בו crosswire נראה בבירור, לעקוב אחר המיקום של crosswire אלה תמונות בארה ב (אניאיםxyz), לתקן את המיקום על טמפרטורת המים.
  9. לקבוע את המיקום של crosswire ביחס נעה יחסי ציבור על ידי סדרה של המרות מ- Ph ל Pr (משוואה 1)-זמן מופעים (אני = יחיד-לרבים) התואם הזיהוי crosswire בשלב 2.8.
    Equation 1
  10. לחשב את אים את מטריצת מעבר Pr (יחסי ציבורTIm) על ידי פתירת משוואה 2, מעורבים כל המזהים של crosswire Im (הנמדד בשלב 2.8) בזמנו התאימה (אני = 1 : n) הקואורדינטות של crosswire של יחסי ציבור (שחושבו בצעד 2.9).
    Equation 2

Figure 1
איור 1: סכימטי של האלגוריתם 3DUS. (א) מערכת לכידת תנועה (MoCap) משמש כדי לעקוב אחר מקבץ של סמנים נוקשה מחובר החללית אולטרסאונד, בתוך מערכת הקואורדינטות העולמית (Gl). סינכרון נתונים MoCap ואולטרסאונד מושגת עושה שימוש של חפץ (חץ) שהציג Optotrak מופעלות piezo קריסטל. (B) המיקום הכיוון של מערכת הקואורדינטות תמונת אולטרסאונד (Im) מחושב ביחס מערכת הקואורדינטות בדיקה (Pr) על-ידי זיהוי נקודת ידוע בתוך יחסי ציבור , הודעות מיידיות. למטרה זו, פנטום אישית מעוצבת משמש מלא מים, בגובה של crosswire (כלומר שני חוטי המעבר המשוקע) עמדה ידועה בתוך מערכת הקואורדינטות פנטום (Ph). (ג) עם סדרה של המרות, נקודה זו ידועה מחושבת ב- יחסי ציבור. (D) עם סדרה מלאה של המרות ידוע, ניתן להפוך תמונות Im כל voxel מערך קואורדינטות (וי אי). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

3. נסיוני

הערה: פרוטוקול נסיוני מתאר שני פרוטוקולים בדרך כלל בביצוע מעורבים 3DUS הדמיה, כלומר morphometry של ג'נרל מוטורס, VL (איור 2א).

  1. נושא מיצוב
    1. לניסוי GM:
      1. שאל הנושא לשכב שכיבה על שולחן לבדיקת עם שתי הרגליים תלויות על קצה השולחן.
      2. יישר הרגל התחתונה בצורה אופקית, על ידי הצבת תמיכה תחת עצם השוקה. לתקן את הירך ואנאלי עם רצועות מרופדות מצליף כדי למנוע הרחבת הברך במהלך פרוטוקול נסיוני.
      3. התאם את כף הרגל של הרגל שיסרק לתוך מחוייט footplate31.
      4. לחבר את מפתח שוודי בהזמנה אישית מד זווית המצורף כדי footplate31. למצוא את הזווית footplate המקביל מומנט כוח חיצוני, למשל., 0 Nm (איור 2א).
      5. לתקן את footplate הכיוון המתאים ברגע dorsiflexion נטו 0 ננומטר, באמצעות מוט ההארכה של אשר מחובר אל השולחן (איור 2א, חץ).
    2. עבור הניסוי השישי:
      1. תשאל את הנושאים לשכב פרקדן על שולחן לבדיקת.
      2. לקבוע את זווית כיפוף הברך (קרי להניע כמו הזווית בין הקווים המחברים את המרכזים malleolus lateralis ועם epicondylus lateralis האחרון עם תל הירך הגדולות) עד 60 ° צלזיוס, על ידי מיצוב ברגליים על תמיכה.
      3. במקום קרן בצורת משולש מתחת לישבן כדי למנוע תנועת מפרק הירך.
      4. לתקן את הרגל התחתונה כדי התמיכה עם שתי כתפיות מרופדות מצליף כדי למנוע תנועת הרגל במהלך פרוטוקול נסיוני.
      5. לקבוע את זווית היפ (קרי להניע כמו הזווית בין קווים המחברים את מערכת ההפעלה coracoides עם תל הירך הגדולות, ואת האחרון עם epicondyle lateralis femoralis) עד 95 ° צלזיוס, על-ידי שינוי הזווית בחזרה תמיכה של ואנאלי.
        הערה: תנוחה זו המתוארת נבחר, כמו זה דומה משותפת זוויות במהלך הברך איזומטרי אופטימלית סיומת מדידות32,33.
  2. לוקליזציה של אתרים גרמית ואיזור עניין (ROI)
    הערה: פעולה זו מתבצעת עבור הדרכה הבדיקה אולטרסאונד תלת-ממד, כימות פוסט נסיוני של הרגל העליונה של הנושא, הרגל התחתונה, רגל יציבה. לזהות ולהקליט את העמדות של ציוני הדרך גרמית אנטומיים במערכת הקואורדינטות העולמית באמצעות הכלי מצביע MoCap.
    1. לניסוי GM:
      1. לזהות את ציוני הדרך הבאה על-ידי מישוש ולסמן אותם באמצעות סמן העור כירורגי: ההיבטים הגבי הבולטים של לעילית את עצם הירך המדיאלי, לרוחב, את המרכזים malleoli של השוקה, שוקית.
      2. באמצעות המכשיר בארה ב, לזהות ולסמן בעזרת סמן העור כירורגי הנקודות השטחי ביותר של condyles עצם הירך המדיאלי, לרוחב (בצד הגבי של הרגל) ואת המיקום הכי הפרוקסימלית של ההוספה של GM-calcaneus.
    2. עבור המידה VL:
      1. לזהות את ציוני הדרך הבאה על-ידי מישוש ולסמן אותם באמצעות סמן העור כירורגי: malleoli המדיאלי, לרוחב (כמפורט לעיל); הכניסה מקורב ביותר של הגיד צלחית של tuberositas tibiae; לעילית המדיאלי, לרוחב (כמפורט לעיל); השיא של עצם הפיקה את וגבולות ביותר המדיאלי, הפרוקסימלית ואת לרוחב הכניסה על עצם הפיקה; os coracoides על הכתף.
      2. להזדהות עם המכשיר בארה ב ולסמן ההיבט השטחי ביותר של תל הירך הגדולות , מקורב ביותר החדרת VL ב תל הירך הגדולות.
    3. עבור כל השרירים, השתמש במצביע הכלי MoCap להקליט ציוני הדרך המסומנת (המתוארים בסעיפים 3.2.1 ו- 3.2.2) במערכת הקואורדינטות העולמית. הזז את הכלי מצביע MoCap אל ציוני הדרך אנטומי מזוהה ולאחר להשתמש בתוכנה MoCap כדי להקליט את המיקום על-ידי לחיצה על כפתור "שיא".
    4. השימוש באולטרסאונד כדי לזהות את הגבול המדיאלי, לרוחב השריר; סימון הגבול המדיאלי, לרוחב על העור בעזרת סמן העור כירורגי.
  3. בדיקת אולטרסאונד תלת-ממד
    1. להורות את הנושא לא לזוז במהלך הבדיקה אולטרסאונד תלת-ממד.
    2. החל אולטרסאונד בשפע ג'ל על רועי כדי להבטיח קשר תקין בין העור לבין בדיקה בארה ב.
      הערה: יישומים כגון של ג'ל מאפשר הגבלת בדיקה הלחץ ובכך רקמות דפורמציה הדרושים כדי לקבל תמונה ברורה של ארה ב.
    3. לפתוח מסגרת תופש התוכנה (למשל, WinDV34) במחשב מדידה ולהתחיל את רכישת התמונה בארה על ידי לחיצה על לחצן "להקליט".
      1. לאחר מכן, ליזום ולהפעיל את רכישת הנתונים MoCap על-ידי לחיצה על כפתור "התחל" על המכשיר סינכרון; פעולה זו מפעילה באופן אוטומטי את ההתקן סינכרון (קרי piezo קריסטל) ממוקם קרוב לרכב הגישוש בארה ב, יצירת חפץ ברורים בתמונה ארה ב at the instance of חניכה MoCap (איור 1א, חץ).
    4. תוך כדי בדיקה מינימלית לחצים עדיין הבטחת איכות התמונה, הזזת המכשיר במהירות קבועה מעל רועי; זה נקרא "סריקה". ודא תמונות ארה ב חתך אנטומי ברור של שריר היעד נרשמים.
    5. בדיקה חזותית לתנועה של הנבדק במהלך הבדיקה; אם הנושא זז, בטל לטאטא את וחזור מ שלב 3.3.1.
    6. לטאטא פרוטוקול הניסוי GM
      1. מניחים את המכשיר בארה ב שנה עד שנגיע לפשרה כדי condyles עצם הירך על האספקט המדיאלי של הירך. בצע סריקה (כמתואר בסעיפים 3.3.1 - 3.3.5) בכיוון פרוקסימו דיסטלי לאורך הגבול המדיאלי של GM, הבטחת הנראות בתוך תמונות חתך אנטומי של הגבול המדיאלי של ג'נרל מוטורס, גיד אכילס, כל הדרך למטה אל שלה הכניסה על calcaneus.
      2. להוסיף מטאטא נוספים (כמתואר בסעיף 3.3.3 - 3.3.5) רועי שלם נסרק עד לגבול המדיאלי של השריר עם תמונה לחלוטין (איור 2B). השתמש האיתור הג'ל בסריקה הקודמת להנחות בסריקה הבאה, מעט חופפים (0.5 ס"מ) האזור swept הקודם.
    7. לטאטא פרוטוקול הניסוי VL
      1. מניחים את המכשיר בארה על הפן הלטראלי של המישור השוקה. הפעל סריקה בכיוון דיסטלי-proximal על הגבול הלטראלי של VL, הבטחת הנראות של הגבול הלטראלי של VL, כל הדרך אל המקור על תל הירך הגדולות.
      2. להוסיף מטאטא נוספים (כמתואר בסעיף 3.3.3 - 3.3.5) רועי שלם נסרק עד לגבול המדיאלי של VL זה עם תמונה לחלוטין (איור 2B). השתמש האיתור הג'ל בסריקה הקודמת להנחות בסריקה הבאה, מעט חופפים (0.5 ס"מ) האזור swept הקודם.
        הערה: במהלך הפרוטוקול לטאטא, תנועה של הנבדק צריך למנוע, כמו תנועות להשפיע לרעה על מיקום של תמונות ארה ב 2D במערך voxel. המספר של מטאטא נקבעים לפי הרוחב של המכשיר ואת הרוחב של שריר היעד. בדרך כלל, בדיקה ברוחב של 4 ס מ, רוחב שרירים של 12 או 18 ס"מ, 5 או 7 מטאטא, בהתאמה נדרשים לכסות את רועי כולל הגבולות.

Figure 2
איור 2: תיאור סכמטי של הגדרת הניסוי ואת הרייטינג של החללית אולטרסאונד מעל השרירים היעד (medialis בשארל הסובך (GM) ההתקנה וההתקנה בשארל vastus lateralis (VL)). (א) תצורות משותף ספציפי של הנושא עבור שני תנאים ניסיוני. האובייקטים המוצגים בירוק הם מתכווננת כדי להגדיר את המיקום והכיוון של הגפיים. החץ מצביע על מוט ההארכה המשמש כדי לתקן את הזווית footplate. (B) נתיב מטאטא מרובים של החללית אולטרסאונד מעל האזורים של ריבית. החצים הכחולים מייצגים יחיד הרייטינג השתלטה על האזור של אינטרסים. משמאל: מטאטא על GM; מימין: מטאטא מעל השישי. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

  1. אולטרסאונד תלת-ממד voxel מערך השיקום
    1. לשחזר מערך voxel 3DUS יחיד (3DUS תמונה) של סריקה אחת על פני העור של רועי אנטומיים ספציפיים (למשל, שריר, גיד) על ידי מילוי סל, inpainting המערך voxel 3DUS באמצעות סקריפט מותאם אישית. על מנת לשחזר מגוון voxel 3DUS, לבצע את הפעולות הבאות שלאחר ניסיוני.
      1. לסנכרן את הנתונים MoCap ואת התמונות בארה על ידי זיהוי המסגרת הראשונה בארה ב המכיל את החפץ שנוצרו על-ידי קריסטל piezo וחיתוך ארה ב תמונה רצף בהתאם עם תוכנה VirtualDub35. ראשית, למקם את המחוון בחירת מסגרת במסגרת הראשונה שזוהה ולחץ על כפתור "בית" על המקלדת. בשלב הבא, הזז את המחוון עד הסוף של המדידה (הקשר העור האחרון) ולחץ על כפתור "סיום". לחץ על לחצן "F7" לייצא את רצף התמונה החתוכה.
      2. להגדיר מערכת קוארדינטות של voxel מערך (וי אי) אשר יכול להיות מלא עם תמונות ארה ב, באמצעות סקריפט מותאם אישית. ודא Va מונחה על פי הכיוון הסריקה בגודל שיתאים כל התמונות ארה של סריקה בודדת.
        הערה: בתחילה, Va מורכב voxels מטה, עם הצירים יותר בכיוון של מחוג; צורה זו משפרת את יעילות מילוי.
      3. להקצות את voxels ב וירג'יניה עם גריי-ערכי פיקסלים בין הדימויים בארה ב, באמצעות קובץ script מותאם אישית. תהליך זה מתואר קדימה מיפוי או סל-מילוי (משוואה 3; איור 1 C) 23 , 24.
        Equation 3
        הערה: זה מראה לפנים מיפוי של תמונות דו-ממד ארה ב וי אי פי הכיוון ואת המיקום של התמונות מערכת הקואורדינטות Va. בקיצור, העמדות של כל הפיקסלים של תמונה אחת (Imxyz(1:n))-מופע זמן (i), בו זמנית ימופו קדימה המערך voxel. הליך מילוי סל ממלא רק את voxels כשהיא ממוענת, עוזב את שאינו ממוען voxels ריק (קרי שחור).
        הערה: Equation 7 מציין את ההופכי מטריצת מעבר שתואר לעיל (קרי יחסי ציבור כדי מטריצת מעבר Gl ).
      4. באמצעות קובץ script מותאם אישית לזהות פערים בתוך המערך voxel (קרי שחור voxels). באמצעות עיבוד תמונה בינארי, לנקוט בצעדים הבאים:
        1. ליצור מערך מלא סל voxel בינארי בו מסומנות כל voxels מלא. השתמש תמונה בינארי התארכות ושחיקה, עם אותו גודל ברובדי-הרכיב, לתייג כל רלוונטיות voxels (כלומר ערכים גריי voxels) בתוך האזור שנסרק. לזהות פערים על-ידי חיסור המערך סל מלא voxel בינארי (עם רווחים) מ- voxels הרלוונטי (ללא רווחים).
          הערה: פעולות עוקבות התארכות ושחיקה נמצאים עיבוד תמונה צעדים כדי להשלים את תמונות בינאריות. על-ידי ביצוע הפעולות הבאות בזו אחר זו, נותרו מחוץ לגבולות בעוד הפערים בתוך יוסרו.
      5. למלא את הפערים מזוהה באמצעות "שגרת inpaint", המקיפים ערכים גריי voxels36.
        הערה: טכניקה זו inpaint ניתן להתרגל: "למלא פערים interpolant חלקה בהתבסס על מזעור את הסכום של ריבועים של הנגזרת השנייה ב voxel שכותרתו כל נמדדת ההבדלים סופית על הרשת"36.
      6. להשוות מידות voxel Va על ידי אינטרפולציה 'לפי' ושמור את המערך voxel תמונה מוערמים .tiff (3DUS תמונה).
  2. שחזור מטאטא מרובים
    1. לשחזר את כל הרייטינג בודדים (המתוארת בסעיף 3.4) מכסה אחד רועי גדול יותר על פי אותה מערכת קואורדינטות Va למזג מטאטא מרובים.
    2. ליצור מערכת קואורדינטות Va חדשה, בגודל כדי להכיל את כל הרייטינג המשוחזרת בודדים.
    3. למקם את הפרט Vaשל צעד אחר צעד גדול Va. אם voxel מוקצה כבר על ידי אחר Va, voxel הזה רק יוחלף אם voxel חדש יש ≥ 10 ערך אפור בקנה מידה 8-bit, אחרת הערך voxel האפור החדש נמחקת.

4. מדידה של משתנים של שריר מורפולוגיה

  1. השתמש Toolkit אינטראקציה רפואית37 (MITK) כדי לטעון את התמונה 3DUS ולאחזר את הקואורדינטות של המקור, ההכנסה, הקצה הדיסטלי של שריר הבטן.
    1. לאחר טעינת תמונת התלת-ממד, להגדיר את חותכת על 'מצמידים צלב דק סיבוב'. יישר את הצירים עם שרירים או מבנים גרמי בדיוק לאחזר את נקודות הציון.
      הערה: MITK עדיף מעל אחרים תוכנת ניתוח הדמיה תלת-ממדית להערכה של נקודות אנטומיות, משום שהיא מאפשרת voxel-מהיר ואינטראקטיבי עם פרוסות מערך לכל כיוון ("מצמידים צלב דק" סיבוב), להקל את תהליך הזיהוי.
  2. על מנת למדוד את נפח השריר, השתמש MITK כדי לזהות את גבולות הבטן שריר בין המקור לבין הקצה הדיסטלי של שריר הבטן. השתמש את פילוח MITK מובנה לחלק באופן ידני את מספר חתכים אנטומיים בצורה שווה, מופץ לאורך הבטן שריר (איור 3א).
    1. פתח את 'כלי פילוח' וליצור 'פילוח חדשים'. התחל הממיין את גבולות שריר שזוהתה חתך לאורך שריר הבטן. הקש 'A' במקלדת כדי להוסיף על פילוח ידנית, לצייר על-ידי לחיצה על לחצן העכבר השמאלי ואת הזזת הסמן עוקב לגבולות שריר. הקש ' כדי להסיר חלקים של פילוח.
    2. הקש מפתח המתאים למצב הנבחר האחרון (דהיינו 'A' או של ') כדי לעבור על הצלב השני חתכים לאורך שריר הבטן. חזור על שלב 4.2.1 לחלק החדש שנבחר חתך הרוחב. חזור על שלב זה לפחות 6 פעמים, לפני שתמשיך לשלב הבא.
    3. להגדיר 'אינטרפולציה' 'אפשר', סקור את segmentations המוצע של הגבולות שריר (קווי) כל חתכים לאורך שריר הבטן.
    4. להוסיף segmentations נוספים חתכים בו פילוח עם אינטרפולציה המוצע (קו צהוב) אינו תואם את הגבול שריר בתמונה. חזור על שלב 4.2.2.
    5. לחץ על לחצן 'אישור עבור כל הפרוסות' ובחר את המטוס שבו נעשו על segmentations.
    6. להציל את אמצעי האחסון בינארי כקובץ נתונים (NRRD) רסטר כמעט גולמיים ולחשב גודל תווית אמצעי האחסון באמצעות סקריפט מותאם אישית.
  3. למצוא את הכיוון של המטוס fascicle אמצע-האורך של שריר הבטן, המכיל באורך מלא של fascicles (איור 3א)38.
    הערה: המטוס אמצע-האורך מוגדרת על-ידי שלוש נקודות. המוצא והסיום דיסטלי של שריר הבטן הם קודם שתי נקודות. הנקודה השלישית נמצא בתמונה חתך אנטומי בחצי הדרך בין המקור לבין הקצה הדיסטלי של שריר הבטן. בתוך התמונה הזאת חתך אנטומי, נקודת האמצע בין קודם שתי הנקודות מוקרנת הטנגנס של הירידה בתשואות דיסטלי aponeurosis שלישי. תכוון את זה יחד עם המקור ומגדיר דיסטלי-end של שריר הבטן המטוס אמצע-האורך.
  4. מהמטוס אמצע-האורך, למדוד את אורך fascicle במיקום מתוקננת מוגדרים מראש בין המקור לבין הקצה הדיסטלי של שריר הבטן (לדוגמה, 50%). קטע את גבולות שריר. במקום קו באמצע הדרך וסובב את הקו הזה עד שהוא תואם את הכיוון של fascicles הבסיסית. הצטלבויות של הקו עם גבולות שריר מייצג את ההערכה של אורך fascicle (איור 3ב).
    הערה: בעבר, זה הוכח צורך לקחת בחשבון, לפעמים מעוקל, כיוון aponeurosis דיסטלי38, כפי שניתן לראות בתמונה אנטומי חתך הרוחב (איור 3ב), באמצע הדרך בין המקור ואת דיסטלי סוף בבטן שרירים.

Figure 3
איור 3: סכימטי של ניתוח 3DUS. (א) זיהוי, פילוח של הגבולות שריר היעד של תמונת חתך אנטומי לאורך שריר הבטן. הקו הירוק מוצק מייצג את הכיוון של המטוס אמצע-האורך (כלומר בכיוון מאונך בכיוון aponeurosis הדיסטלי (קו מקווקו כחול). (B) מדידה של אורך fascicle מתבצע בתוך המטוס fascicle אמצע-האורך. האזור אדום שקוף מחולקים על ידי זיהוי של שריר גבולות. קו צהוב מנוקד מניחים באמצע הדרך על שריר הבטן, לסובב עד שהוא תואם את הכיוון של fascicles הבסיסית. הצטלבויות של הקו הזה aponeuroses הפרוקסימלית ו דיסטלי (מחובר באמצעות קו צהוב מלא עבה) מייצגים את אומדן אורך fascicle. הקו הירוק מוצק מייצג את המיקום והכיוון של המטוס חתך אנטומי. העליון: ג'נרל מוטורס (מ הסובך medialis) והחלק התחתון: שריר VL (מ vastus lateralis). מייצגים הריבועים הלבנים בתור קנה מידה 1 ס"מ x 1 ס מ. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Representative Results

הטכניקה המתוארת 3DUS שימש כדי לאסוף נתונים מורפולוגיים של ג'נרל מוטורס, VL ב ארבע גופות אדם זכר, בן-מוות ± 76.8 7.9 שנים (אומר ± SD). הגופות התקבלו באמצעות התוכנית תרומה של המחלקה של האנטומיה, מדעי המוח של המרכז הרפואי Universiteit המדינה (VUmc), אמסטרדם, הולנד. הגופים נשתמרו באמצעות שיטת החניטה שמטרתה שמירה על התכונות מורפולוגי של רקמות39.

לפני ניתוח, תמונת 3DUS בוצע של ג'נרל מוטורס, VL על-פי המתודולוגיה המתוארת. במהלך ניתוח, העור, הרקמה התת עורית, fasciae בשכבת-על ג'נרל מוטורס, VL הוסרו. מקטע אמצע-האורך נחתך, לוקח את הכיוון של aponeurosis דיסטלי בחשבון. שימוש של caliper, האורך fascicle היה נמדד, באמצע הדרך בין המקור לבין הקצה הדיסטלי של שריר הבטן. לאחר מכן, לאחר tenotomy, שריר הבטן היה גזור, שקוע בתוך עמודת המים מכוילת. שימוש ImageJ, אמצעי האחסון נמדדו על צילומים של עמודת המים עם ובלי שריר הבטן, נפח השריר היה לחשב ההפרש40. Fascicle אורך ונפח נמדדו שלוש פעמים, הערכים וסטיית חושבו. תוקף קריטריון בין המדידות שיטה, דיסקציה 3DUS נבחנה באמצעות המתאם פירסון עבור אמצעי האחסון, אורך ושרירים, fascicle הממוצע. אמינות אינטרה-מדרג של השיטה 3DUS מדידות אורך ונפח fascicle הנגזרת הייתה לכמת באמצעות מראה חד-כיוונית מעורבת דגם אינטרה-class מקדם המתאם (ICC3,3)41, ואחרי לוגריתמי טרנספורמציה של הנתונים, מחושב מקדם של וריאציה (CV). תוקפה של מדידות נפח אורך ושרירים fascicle שאושרו על-ידי מתאמים משמעותי וגבוה (r = 0.998, p < 0.01 ו- r = 0.985, p < 0.01, בהתאמה). אמינות אינטרה-מדרג של השיטה 3DUS נגזר מדידות אורך fascicle, אמצעי אחסון היה גבוה (ICC3,3 0.983, CV קורות חיים 7.3%, ו- ICC3,3 0.998, 5.4%, בהתאמה). הוא הוא סיכם כי הגישה 3DUS הציג הוא כלי תקף ומהימן להערכת אורך ונפח fascicle של האדם VL ו GM (טבלה 1).

Table 1
טבלה 1: גווייה אימות נתונים- C # הוא מספר גווייה GM medialis הסובך בתכנית, VL הוא בתכנית vastus lateralis. "לנתיחה" מציג תוצאות של הקרע גווייה, "3DUS" מציגה את התוצאות של ניתוח תמונה 3DUS של הגופות.

Discussion

טכניקה 3DUS חוקי ואמין מוצג המאפשר לניתוח מהיר של משתנים morphometric של שרירי השלד. גישות שונות 3DUS לדימות רקמות רכות כבר זמין עבור העשור42,43, אולם הגישות 3DUS עדיין לא משמשים בדרך כלל. MRI היא "תקן הזהב" עבור הערכה נפח השריר ' ויוו (למשל., מפנה16,17,18,19,20). MRI תוקפו שנבדק ונמצא אישר מחקרים שהשוו פאנטום או איברים cadaveric של נפח ידוע ל MRI-מבוססות הערכות44,45. עם זאת, MRI הזמינות למחקר מוגבל, הסריקות זמן רב ויקר. בנוסף, נושא ניסיוני תנוחות מוגבלים על ידי נשא נצל של MRI סורקים. תמונות מר טיפוסי ליצור ניגודיות לא מספיקות כדי לבצע מדידות של המשתנים של הגיאומטריה שרירים (fascicle אורכים וזוויות). עם זאת, הגיאומטריה 3D שריר יכול להיות מוערך גם באמצעות MRI באמצעות שיטות נוספות, למשל, טכניקה DTI21. בדומה דימות MRI, ארצות הברית מספקת הבחנה נאותה בכל הממשקים בין סוגים שונים של רקמות (קרי גלוי בתוך לנו תמונות), מתן מודאליות חוקי עבור רקמות רכות אמצעי הערכה1,30 ,44,46,47,48,49. בניגוד MRI, יש 3DUS תמונות חדות מספקת לביצוע ניתוח על גאומטריה ונפח השריר מן המדידה באותו.

בנוסף, הטכניקה הציג מאפשר שילוב של תמונות של מטאטא מרובים לתוך מערך אחד, לצורך המחקר של שרירי גדול יותר. שיטה חדשה זו 3DUS מספק כלי פוטנציאלי עבור הערכה קלינית של שריר מורפולוגיה. שיטה זו יכולה לשמש גם הדמיה מבנים ברקמות הרכות חוץ שריר (למשל, הגידים, איברים פנימיים, העורקים).

שינויים כדי לשפר את זמן העיבוד במצב לא מקוון:

שינויים של הגישה 3DUS היו בעיקר שמטרתן לשפר את זמן העיבוד ומדידת שרירי גדול יותר. הזמן במצב לא מקוון של תמונת 3DUS תלוי voxel מערך ההגדרות, תדר הדגימה, בגודל של רועי, משך זמן ומהירות של טאטא את המספר של מטאטא, תחנת העבודה בשימוש. בעבר, זמן הבנייה מחדש של ≈ 2 h היה הכרחי לשחזור לטאטא אחד מניב תמונות ארה ב 750 (30 s ב- 25 הרץ)15,25,30. בשיטת 3DUS הנוכחי, לסרוק אותו לוקח רק 50 זמן השיקום s (לשפר את זמן העיבוד 'מנותק' על ידי 99%). שיפור זה יכולה להיות מוסברת על ידי האלגוריתם מילוי משופרת אשר מנצל פעולות וקטורי גדול כדי למלא את voxels-המסגרת, במקום פיקסלים לכל פיקסל, זיכרון גישה אקראית מוגברת (RAM) של תחנות עבודה כדי לבנות מערכים voxel גדול יותר. עם הגישה 3DUS החדשה, שחזור טיפוסי המייצג את הסריקה אורך 30 ס מ במהירות של 1 ס"מ/s, עם יעד voxel בגודל של 0.2 x 0.2 x 0.2 מ מ3 , תדירות דגימה של 25 הרץ, לוקח בפעם הבאה לשחזר :

א כ 10 s כדי לזהות את הדופק סינכרון ולבחור תמונות רלוונטיות של ארה ב.
נולד ב- s כ-120 כדי לקבוע את מטריצת מעבר כיול (PrTIm).
ג. כ 10 s לשלב סל-מילוי.
ד כ-30 s עבור ביצוע השלבים גאפ, מילוי.

בסך הכל, לוקח הערה ס' 170, שלב ב' רק צריך להתבצע פעם אחת, בהנחה חיבור נוקשה סמנים MoCap כדי לרכב הגישוש, עוזב 50 s את שיקומה של סריקה בודדת. שילוב של שני לטאטא יחיד שיחזר voxel מערכים לוקח בערך 10 s.

מגבלות של צעדים קריטיים:

ישנם מספר היבטים הדמיה 3DUS שצריך לקחת בחשבון:

אני איכות התמונה בארה ב: רזולוציה מרחבית גבוהה יותר של תמונות דו-ממד ארה ב לספק יותר פיקסלים כדי להיות ממוקם בתוך המערך voxel. זה יאפשר את הממדים voxel להקטין, שמוביל voxel צפיפות גבוהה יותר. מספר מכונות אולטרסאונד זמין כעת להשתמש הרכבה המרחבי כדי להפחית את המרקם פרטנית רועש, ומאפשר יותר ללא החפץ ההבחנה הממשקים של רקמות. אפשרות נוספת להפחתת חודרני היא שיפור קצוות. עם זאת, יש לציין כי גישה זו אינה רצויה, מאז זה מתעוות התמונה, בניסיון ליצור ממשקים שונים, ובכך לעוות את המיקום האנטומי האמיתי של הממשקים.

ii. MoCap דיוק: פיקסלים בלבד ניתן במדויק להציב לתוך voxel, אם חיישן מיקום מדויק מכמת את הקואורדינטות של המכשיר. עם עלייה רזולוציית התמונה, דיוק MoCap הופך להיות חשוב יותר. 3DUS הציג ההתקנה פועלת בצורה הטובה ביותר עם מימד voxel של 0.2 x 0.2 x 0.2 מ מ3, באמצעות מערכת MoCap עם דיוק של 0.1 מ"מ, המספק דיוק בשפע לבנייה מחדש של המערך voxel 3DUS.

iii. לטעום תדר: ברזולוציה הטמפורלית הנמוך ביותר של ארה ב תמונות או זרם הנתונים MoCap קובע את תדר הדגימה. הדבר משפיע על הזמן לטאטא או voxel מערך ההגדרות. למשל, הכפלת תדירות הדגימה מ 25 ל 50 הרץ מאפשר סריקה להתבצע בחצי מהזמן. לחלופין, לא משנה את מהירות סריקה, מספק תמונות נוספות כדי למלא את המערך voxel, עוזב פחות הפערים להתמלא, ובכך ואפשרות להגדיל את הרזולוציה מערך voxel. עם זאת, להגדיל את הרזולוציה מערך voxel, מבלי להגדיל את תדירות הדגימות, מחייבת סריקה איטית יותר, אשר יגדיל את הפוטנציאל של התנועה חפצים.

iv. תמונת שחזור הזמן: שחזורים מהירים דורשים תחנת עבודה רב עוצמה עם מספיק זיכרון RAM הזמין. בנוסף, שחזור הזמן משתנה בהתאם במידה רבה voxel מערך האחסון והמורכבות של תהליך מילוי הפער.

(פ') נסיוני: סטנדרטיזציה של פרוטוקול נסיוני, כפי שהודגם במחקר הנוכחי עבור VL ו- GM, היא חיונית לשם השוואה של מדידות מורפולוגי (למשל, fascicle אורך, זווית fascicle, שריר הבטן אורך, אורך גיד, אורך aponeurosis) בין נושאים ניטור בתוך נושאים בלימודי האורך. עם זאת, שים לב כי המורפולוגיה העריך במנוחה עשוי לשנות במהלך הפעלת שרירים. לדוגמה, עבור הניסוי השישי, המורפולוגיה פושט הברך בזמן התכווצות מירבית עשוי להדגים זווית גבוהה pennation fascicles קצר יותר ב- 60° כיפוף הברך, בהשוואה מורפולוגיה יתר50. בתנאים מסוימים (למשל., ספסטיות), אלקטרומיוגרפיה (EMG) יכול לשמש כדי לאמת את מנוחתו רמות פעילות השריר במהלך הבדיקה.

vi. בדיקה בלחץ ורקמות דפורמציה: אם אולטרסאונד בשפע ג'ל מוחל על רועי, מידת הלחץ להישאר עבור איש קשר מלא בין החללית לבין העור הוא מוגבל. הדרכה, אנו ממליצים כי סריקה של רועי צריכה להרגיש כמו ריחוף מעל העור, רק צריך להיות מוחל לחץ כדי לשמור על קשר עם הג'ל ועל ידי כך העור. עם זאת, דפורמציה קלה רקמות עשוי להיות בלתי נמנע, אפילו עם כמות נדיבה של ג'ל אולטרסאונד. גודל העצמית של רועי מעוקל משפיעות את הכמות הנדרשת של לחץ או ג'ל בשימוש. גודל המכשיר גדול יותר של רועי מעוקל יותר דורשים יותר לחץ ו/או ג'ל יותר, מאשר הגששים קטנים יותר עם דומה מעוקל ROI. פתרון אפשרי נוסף הוא למחוק את האזור הדהוד (כלומר ללא העור-מגע) של תמונות ארה ב. בנוסף, רקמות דפורמציה סביר להתרחש בשכבות רקמות הראשון, כגון העור ושכבות רקמת השומן התת עורית. שימו לב כי נושאים עם מעט אין רקמת השומן התת עורית ולכן נוטה יותר ההשפעות השליליות של הלחץ. בנוסף, להרכב רקמות מתרחשת ככל הנראה במרכז של המכשיר, שהוא בדרך כלל לא האזור של חפיפה עם מטאטא אחרים.

ז. ידע אנטומי או הדמיה: שיקול חשוב נוסף בשימוש בכל שיטה שהיא הדמיה הוא כי הידע של האנטומיה והן את המודאליות ההדמיה חיונית כדי לקבל פרשנות משמעותי. וריאציה אנטומי בין נושאים וחפצים התמונה צריך להיות מוכר ולקחת בחשבון בתהליך זיהוי של מבנים אנטומיים. אפילו עם שרירים בריאים ו/או מפותח, זיהוי ברור יכול להיות קשה כי זה דורש ידע אנטומי כדי להבדיל בין מרכיבים שונים של שריר אחד או בין קבוצות שרירים51. עם זאת, בשריר התנוון (קרי קשישים, במקרה של מחלה, או גופה), זיהוי ברור זה עוד יותר קשה בגלל גודל קטן יותר וירידה בחדות התמונה, ולכן פחות ברורים רקמות ממשקים (איור 4 ). אנו מאמינים כי ללא ידע אנטומי מוקדמת, שאנחנו כבר מוגבלת ב ביצוע פסקי הדין הנכון בעיצוב גישה 3DUS זו, בביצוע המדידות 3DUS. לדוגמה, לניסויים GM, זוויות שונות footplate אינם בהכרח גורמים שינויים צפויים בשריר אורכי מורכבים גיד, עקב דפורמציה בתוך הרגל7. גם מידע אנטומי מפורט על עקמומיות של aponeurosis דיסטלי היה חיוני עבור מבחר סביר של המטוס אמצע-האורך נושאים כל38.

Figure 4
איור 4: וריאציה ואיכות שיחזר 3DUS חתך אנטומי תמונות של שריר הארבע ראשי לאורך הירך. (א) דוגמה גופה האנושי זכר מראה תמונה של מצב התנוון-מוות (מוות גיל: 81 שנים). זיהוי של הגבולות של ראשי בודדים של שריר הארבע ראשי קשה. (B) דוגמה זכר בישיבה (בגילאי 30 שנה). (ג) דוגמה משיט ספורטאי זכר (בגילאי 30 שנה). מייצגים הריבועים הלבנים בתור קנה מידה 1 ס"מ x 1 ס מ. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

יישומים עתידיים:

הגישה 3DUS מספק כלי דימות יכול לשמש למטרות שונות והגדרות מרפאות וספורט. בהתערבויות קליניות יעילות קשורה רמת כושר גופני,52. שימוש 3DUS לניטור חולים הנמצאים בסיכון איבוד שריר מסה חשובים (למשל, הפניות53,54,55) ומאפשר פוטנציאלי עבור התאמה של הטיפול. עוד פוטנציאל היישום של 3DUS טמון ניטור של עיבוד מורפולוגי של השריר בתגובה התערבות (הכשרה) ו/או פגיעה.

פרוטוקול זה תיאר שיטה עלות, זמן-אפקטיביות של מדידת מבנה הרקמות של הגוף האנושי מבוסס על מטאטא ביד חופשית 3DUS. יתר על כן, הערכת פרמטרים מורפולוגי משמעותי של אמ vastus lateralis ו הסובך בשארל medialis הוכיחה להיות תקף ומהימן.

Disclosures

המחברים אין לחשוף.

Acknowledgments

המחברים מודים מאוד אדם Shortland ומטגנים ניקולה שחלקו שלהם אלגוריתמים לאולטרסאונד תלת-ממדי בשנת 2004, אשר היו ההשראה לפיתוח התוכנה ששימשה במחקר זה.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Ultrasound device (Technos MPX) Esaote, Italy NA
Linear array probe (12.5 Mhz, 5 cm) Esaote, Italy NA
Workstation (HP Z440) HP, USA http://www8.hp.com/us/en/workstations/z440.html
Framegrabber (Canopus, ADVC 300) Canopus, Japan ADVC 300
Motion Capture System (Certus) NDI, Canada http://www.ndigital.com/msci/products/optotrak-certus/
Synchronisation device VU, NL Contact corresponding author
Calibration frame VU, NL Contact corresponding author
Thermometer Greisinger, Germarny GTH 175/PT
Examination table NA NA Any examination table
Inclinometer Lafayette instrument, USA ACU001
Adjustable Footplate VU, NL Contact corresponding author
Torque wrench VU, NL Contact corresponding author
Extendable rod VU, NL Contact corresponding author
Goniometer (Gollehon) Lafayette instrument, USA 1135
Triangular shaped beam NA NA Made out a piece of stiff foam
Lashing straps NA NA Any lashing strap
Surgical skin marker NA NA Any surgical skin marker
Ultrasound transmission gel Servoson NA A sticky gel type is recommended

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Reeves, N. D., Maganaris, C. N., Narici, M. V. Ultrasonographic assessment of human skeletal muscle size. Eur. J. Appl. Physiol. 91, 116-118 (2004).
  2. Van Den Engel-Hoek, L., Van Alfen, N., De Swart, B. J. M., De Groot, I. J. M., Pillen, S. Quantitative ultrasound of the tongue and submental muscles in children and young adults. Muscle Nerve. 46, 31-37 (2012).
  3. Seymour, J. M., et al. Ultrasound measurement of rectus femoris cross-sectional area and the relationship with quadriceps strength in COPD. Thorax. 64, 418-423 (2009).
  4. Seymour, J. M., et al. The prevalence of quadriceps weakness in COPD and the relationship with disease severity. Eur. Respir. J. 36, 81-88 (2010).
  5. Ho, S. S. Y. Current status of carotid ultrasound in atherosclerosis. Quant. Imaging Med. Surg. 6, 285-296 (2016).
  6. Barber, L., Barrett, R., Lichtwark, G. Passive muscle mechanical properties of the medial gastrocnemius in young adults with spastic cerebral palsy. J. Biomech. 44, 2496-2500 (2011).
  7. Huijing, P. A., Bénard, M. R., Harlaar, J., Jaspers, R. T., Becher, J. G. Movement within foot and ankle joint in children with spastic cerebral palsy: a 3-dimensional ultrasound analysis of medial gastrocnemius length with correction for effects of foot deformation. BMC Musculoskelet. Disord. 14, 365 (2013).
  8. Shortland, A. P., Harris, C. A., Gough, M., Robinson, R. O. Architecture of the medial gastrocnemius in children with spastic diplegia. Dev. Med. Child Neurol. 44, 158-163 (2002).
  9. Farup, J., et al. Muscle Morphological and Strength Adaptations to Endurance Vs. Resistance Training. J. Strength Cond. Res. 26, 398-407 (2012).
  10. Timmins, R. G., Shield, A. J., Williams, M. D., Lorenzen, C., Opar, D. A. Architectural adaptations of muscle to training and injury: a narrative review outlinig the contributions by fascicle lenght, pennation angle and muscle thickness. Br. J. Sports Med. 0, 1-7 (2016).
  11. Huijing, P. Important experimental factors for skeletal muscle modelling: non-linear changes of muscle length force characteristics as a function of degree of activity. Eur. J. Morphol. 34, 47-54 (1996).
  12. Van der Linden, B., Koopman, H., Grootenboer, H. J., Huijing, P. A. Modelling functional effects of muscle geometry. J. Electromyogr. Kinesiol. 8, 101-109 (1998).
  13. Woittiez, R. D., Huijing, P. A., Boom, H. B., Rozendal, R. H. A three-dimensional muscle model: a quantified relation between form and function of skeletal muscles. J. Morphol. 182, 95-113 (1984).
  14. Lieber, R. L., Blevins, F. T. Skeletal muscle architecture of the rabbit hindlimb: functional implications of muscle design. J. Morphol. 199, 93-101 (1989).
  15. Weide, G., et al. Medial gastrocnemius muscle growth during adolescence is mediated by increased fascicle diameter rather than by longitudinal fascicle growth. J. Anat. 226, 530-541 (2015).
  16. Fukunaga, T., et al. Physiological cross-sectional area of human leg muscles based on magnetic resonance imaging. J. Orthop. Res. 10, 926-934 (1992).
  17. LeBlanc, A., et al. Muscle volume, MRI relaxation times (T2), and body composition after spaceflight. J. Appl. Physiol. 89, (2000).
  18. Lindemann, U., et al. Association between Thigh Muscle Volume and Leg Muscle Power in Older Women. PLoS One. 11, 0157885 (2016).
  19. Gopalakrishnan, R., et al. Muscle Volume, Strength, Endurance, and Exercise Loads During 6-Month Missions in Space. Aviat. Space. Environ. Med. 81, 91-104 (2010).
  20. Wakahara, T., Ema, R., Miyamoto, N., Kawakami, Y. Inter- and intramuscular differences in training-induced hypertrophy of the quadriceps femoris: association with muscle activation during the first training session. Clin. Physiol. Funct. Imaging. , (2015).
  21. Pamuk, U., Karakuzu, A., Ozturk, C., Acar, B., Yucesoy, C. A. Combined magnetic resonance and diffusion tensor imaging analyses provide a powerful tool for in vivo assessment of deformation along human muscle fibers. J. Mech. Behav. Biomed. Mater. 63, 207-219 (2016).
  22. Prager, R. W., Rohling, R. N., Gee, A. H., Berman, L. Rapid calibration for 3-D freehand ultrasound. Ultrasound Med. Biol. 24, 855-869 (1998).
  23. Solberg, O. V., Lindseth, F., Torp, H., Blake, R. E., Nagelhus Hernes, T. A. Freehand 3D Ultrasound Reconstruction Algorithms-A Review. Ultrasound Med. Biol. 33, 991-1009 (2007).
  24. Gee, A., Prager, R., Treece, G., Berman, L. Engineering a freehand 3D ultrasound system. Pattern Recognition Letters. 24, (2003).
  25. Bénard, M. R., Harlaar, J., Becher, J. G., Huijing, P. A., Jaspers, R. T. Effects of growth on geometry of gastrocnemius muscle in children: a three-dimensional ultrasound analysis. J. Anat. 219, 388-402 (2011).
  26. Fry, N. R., Gough, M., Shortland, A. P. Three-dimensional realisation of muscle morphology and architecture using ultrasound. Gait Posture. 20, 177-182 (2004).
  27. Barber, L., Barrett, R., Lichtwark, G. Passive muscle mechanical properties of the medial gastrocnemius in young adults with spastic cerebral palsy. J. Biomech. 44, 2496-2500 (2011).
  28. MacGillivray, T. J., Ross, E., Simpson, H. A. H. R. W., Greig, C. A. 3D Freehand Ultrasound for in vivo Determination of Human Skeletal Muscle Volume. Ultrasound Med. Biol. 35, 928-935 (2009).
  29. Rana, M., Wakeling, J. M. In-vivo determination of 3D muscle architecture of human muscle using free hand ultrasound. J. Biomech. 44, 2129-2135 (2011).
  30. Haberfehlner, H., et al. Freehand three-dimensional ultrasound to assess semitendinosus muscle morphology. J. Anat. 229, 591-599 (2016).
  31. Bénard, M. R., Jaspers, R. T., Huijing, P. A., Becher, J. G., Harlaar, J. Reproducibility of hand-held ankle dynamometry to measure altered ankle moment-angle characteristics in children with spastic cerebral palsy. Clin Biomech. 25, 802-808 (2010).
  32. de Ruiter, C. J., Kooistra, R. D., Paalman, M. I., de Haan, A. Initial phase of maximal voluntary and electrically stimulated knee extension torque development at different knee angles. J. Appl. Physiol. 97, (2004).
  33. Kooistra, R. D., de Ruiter, C. J., de Haan, A. Knee angle-dependent oxygen consumption of human quadriceps muscles during maximal voluntary and electrically evoked contractions. Eur. J. Appl. Physiol. 102, 233-242 (2008).
  34. WinDV. , Available from: http://windv.mourek.cz/le (2017).
  35. VirtualDub. , Available from: http://virtualdub.org (2017).
  36. D'Errico, J. inpaint_nans. Matlab Central File Exchange. , Available from: www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/4551 (2004).
  37. MITK. , Available from: http://mitk.org/wiki/MITK (2004).
  38. Bénard, M. R., Becher, J. G., Harlaar, J., Huijing, P. A., Jaspers, R. T. Anatomical information is needed in ultrasound imaging of muscle to avoid potentially substantial errors in measurement of muscle geometry. Muscle Nerve. 39, 652-665 (2009).
  39. Fix for Life Embalming. , Available from: www.fixforlifeembalming.com (2017).
  40. ImageJ. , Available from: https://fiji.sc (2017).
  41. Weir, J. P. Quantifying test-retest reliability using the intraclass correlation coefficient and the SEM. J. Strength Cond. Res. 19, 231-240 (2005).
  42. Prager, R. W., Gee, A., Berman, L. Stradx: real-time acquisition and visualization of freehand three-dimensional ultrasound. Med. Image Anal. 3, 129-140 (1999).
  43. Solberg, O. V., Lindseth, F., Torp, H., Blake, R. E., Nagelhus Hernes, T. A. Freehand 3D Ultrasound Reconstruction Algorithms-A Review. Ultrasound in Medicine and Biology. 33, 991-1009 (2007).
  44. Mitsiopoulos, N., et al. Cadaver validation of skeletal muscle measurement by magnetic resonance imaging and computerized tomography. J. Appl. Physiol. 85, (1998).
  45. Jackowski, C., et al. Noninvasive Estimation of Organ Weights by Postmortem Magnetic Resonance Imaging and Multislice Computed Tomography. Invest. Radiol. 41, 572-578 (2006).
  46. Weller, R., et al. The Determination of Muscle Volume with A Freehand 3D Ultrasonography System. Ultrasound Med. Biol. 33, 402-407 (2007).
  47. Barber, L., Barrett, R., Lichtwark, G. Validation of a freehand 3D ultrasound system for morphological measures of the medial gastrocnemius muscle. J. Biomech. 42, 1313-1319 (2009).
  48. Delcker, A., Walker, F., Caress, J., Hunt, C., Tegeler, C. In vitro measurement of muscle volume with 3-dimensional ultrasound. Eur J. Ultrasound. 9, (1999).
  49. Cenni, F., et al. The reliability and validity of a clinical 3D freehand ultrasound system. Comput. Methods Programs Biomed. 136, 179-187 (2016).
  50. de Brito Fontana, H., Herzog, W. Vastus lateralis maximum force-generating potential occurs at optimal fascicle length regardless of activation level. Eur. J. Appl. Physiol. 116, 1267-1277 (2016).
  51. Engstrom, C. M., Loeb, G. E., Reid, J. G., Forrest, W. J., Avruch, L. Morphometry of the human thigh muscles. A comparison between anatomical sections and computer tomographic and magnetic resonance images. J. Anat. 176, 139-156 (1991).
  52. Warburton, D. E. R., Nicol, C. W., Bredin, S. S. D. Health benefits of physical activity: the evidence. CMAJ. 174, 801-809 (2006).
  53. Moisey, L. L., et al. Skeletal muscle predicts ventilator-free days, ICU-free days, and mortality in elderly ICU patients. Crit. Care. 17, 206 (2013).
  54. Weijs, P. J., et al. Low skeletal muscle area is a risk factor for mortality in mechanically ventilated critically ill patients. Crit. Care. 18, 12 (2014).
  55. English, K. L., Paddon-Jones, D. Protecting muscle mass and function in older adults during bed rest. Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab. Care. 13, 34-39 (2010).

Tags

רפואה גיליון 129 אולטרסאונד תלת-ממד שרירי השלד נפח השריר אדריכלות גיאומטריה שריר מורפולוגיה אורך fascicle הסובך בשארל medialis הירך הארבע ראשי אמ בתכנית vastus lateralis
אולטראסאונד תלת-ממד הדמיה: Morphometry מהירה וחסכונית של רקמת שריר-שלד
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Weide, G., van der Zwaard, S.,More

Weide, G., van der Zwaard, S., Huijing, P. A., Jaspers, R. T., Harlaar, J. 3D Ultrasound Imaging: Fast and Cost-effective Morphometry of Musculoskeletal Tissue. J. Vis. Exp. (129), e55943, doi:10.3791/55943 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

PLAYLIST

  • Research • Medicine
    Estimation of Urinary Nanocrystals in Humans using Calcium Fluorophore Labeling and Nanoparticle Tracking Analysis
  • Research • Medicine
    Development and Evaluation of 3D-Printed Cardiovascular Phantoms for Interventional Planning and Training
  • Research • Medicine
    Human Fetal Blood Flow Quantification with Magnetic Resonance Imaging and Motion Compensation
  • Research • Medicine
    Digital Handwriting Analysis of Characters in Chinese Patients with Mild Cognitive Impairment
  • Research • Medicine
    Segmentation and Linear Measurement for Body Composition Analysis using Slice-O-Matic and Horos
  • Research • Medicine
    Magnetic Resonance Imaging of Multiple Sclerosis at 7.0 Tesla
  • Research • Medicine
    Real-Time Magnetic Resonance Guided Focused Ultrasound for Painful Bone Metastases
  • Research • Medicine
    Isolation of Viable Adipocytes and Stromal Vascular Fraction from Human Visceral Adipose Tissue Suitable for RNA Analysis and Macrophage Phenotyping
  • Research • Medicine
    Obtaining Quality Extended Field-of-View Ultrasound Images of Skeletal Muscle to Measure Muscle Fascicle Length
  • Research • Medicine
    Lung CT Segmentation to Identify Consolidations and Ground Glass Areas for Quantitative Assesment of SARS-CoV Pneumonia
  • Research • Medicine
    Electroretinogram Recording for Infants and Children under Anesthesia to Achieve Optimal Dark Adaptation and International Standards
  • Research • Medicine
    Measurement of Tissue Oxygenation Using Near-Infrared Spectroscopy in Patients Undergoing Hemodialysis
  • Research • Medicine
    Evaluation of Capnography Sampling Line Compatibility and Accuracy when Used with a Portable Capnography Monitor
  • Research • Medicine
    Simultaneous Laryngopharyngeal and Conventional Esophageal pH Monitoring
  • Research • Medicine
    Real-Time Monitoring of Neurocritical Patients with Diffuse Optical Spectroscopies
  • Research • Neuroscience
    Evaluating Postural Control and Lower-extremity Muscle Activation in Individuals with Chronic Ankle Instability
  • Research • Medicine
    Assessment of Dependence in Activities of Daily Living Among Older Patients in an Acute Care Unit
  • Research • Medicine
    Validated LC-MS/MS Panel for Quantifying 11 Drug-Resistant TB Medications in Small Hair Samples
  • Research • Medicine
    International Expert Consensus and Recommendations for Neonatal Pneumothorax Ultrasound Diagnosis and Ultrasound-guided Thoracentesis Procedure
  • Research • Biology
    A Finite Element Approach for Locating the Center of Resistance of Maxillary Teeth
  • Research • Medicine
    Lower Limb Biomechanical Analysis of Healthy Participants
  • Research • Neuroscience
    Assessing Early Stage Open-Angle Glaucoma in Patients by Isolated-Check Visual Evoked Potential
  • Research • Medicine
    Oral Health Assessment by Lay Personnel for Older Adults
  • Research • Medicine
    Determining and Controlling External Power Output During Regular Handrim Wheelchair Propulsion
  • Research • Medicine
    A Whole Body Dosimetry Protocol for Peptide-Receptor Radionuclide Therapy (PRRT): 2D Planar Image and Hybrid 2D+3D SPECT/CT Image Methods
  • Research • Medicine
    Measurement of Carotenoids in Perifovea using the Macular Pigment Reflectometer
  • Research • Medicine
    Assessment of Static Graviceptive Perception in the Roll-Plane using the Subjective Visual Vertical Paradigm
  • Research • Medicine
    Learning Modern Laryngeal Surgery in a Dissection Laboratory
  • Research • Medicine
    DIPLOMA Approach for Standardized Pathology Assessment of Distal Pancreatectomy Specimens
  • Research • Medicine
    A Computerized Functional Skills Assessment and Training Program Targeting Technology Based Everyday Functional Skills
  • Research • Medicine
    Imaging Features of Systemic Sclerosis-Associated Interstitial Lung Disease
  • Research • Medicine
    Integrating Augmented Reality Tools in Breast Cancer Related Lymphedema Prognostication and Diagnosis
  • Research • Medicine
    Ultrasonographic Assessment During Cardiopulmonary Resuscitation
  • Research • Medicine
    Measurement of the Hepatic Venous Pressure Gradient and Transjugular Liver Biopsy
  • Research • Medicine
    Patient Directed Recording of a Bipolar Three-Lead Electrocardiogram using a Smartwatch with ECG Function
  • Research • Medicine
    Traditional Trail Making Test Modified into Brand-new Assessment Tools: Digital and Walking Trail Making Test
  • Research • Medicine
    Use of Magnetic Resonance Imaging and Biopsy Data to Guide Sampling Procedures for Prostate Cancer Biobanking
  • Research • Medicine
    A Fluorescence-based Assay for Characterization and Quantification of Lipid Droplet Formation in Human Intestinal Organoids
  • Research • Medicine
    A Novel Non-invasive Method for the Detection of Elevated Intra-compartmental Pressures of the Leg
  • Research • Medicine
    Quantitative Mapping of Specific Ventilation in the Human Lung using Proton Magnetic Resonance Imaging and Oxygen as a Contrast Agent
  • Research • Neuroscience
    Portable Thermographic Screening for Detection of Acute Wallenberg's Syndrome
  • Research • Medicine
    Use of MRI-ultrasound Fusion to Achieve Targeted Prostate Biopsy
  • Research • Medicine
    Testing of all Six Semicircular Canals with Video Head Impulse Test Systems
  • Research • Medicine
    Protocol and Guidelines for Point-of-Care Lung Ultrasound in Diagnosing Neonatal Pulmonary Diseases Based on International Expert Consensus
  • Research • Neuroscience
    Bilateral Assessment of the Corticospinal Pathways of the Ankle Muscles Using Navigated Transcranial Magnetic Stimulation
  • Research • Medicine
    Targeting Gray Rami Communicantes in Selective Chemical Lumbar Sympathectomy
  • Research • Medicine
    Multi-Modal Home Sleep Monitoring in Older Adults
  • Research • Medicine
    Cardiac Magnetic Resonance for the Evaluation of Suspected Cardiac Thrombus: Conventional and Emerging Techniques
  • Research • Medicine
    Observational Study Protocol for Repeated Clinical Examination and Critical Care Ultrasonography Within the Simple Intensive Care Studies
  • Research • Medicine
    Measurements of Motor Function and Other Clinical Outcome Parameters in Ambulant Children with Duchenne Muscular Dystrophy
  • Research • Medicine
    Assessment of the Efficacy of An Osteopathic Treatment in Infants with Biomechanical Impairments to Suckling
  • Research • Medicine
    Quantification of Levator Ani Hiatus Enlargement by Magnetic Resonance Imaging in Males and Females with Pelvic Organ Prolapse
  • Research • Medicine
    Quantitative [18F]-Naf-PET-MRI Analysis for the Evaluation of Dynamic Bone Turnover in a Patient with Facetogenic Low Back Pain
  • Research • Medicine
    Generation of Human 3D Lung Tissue Cultures (3D-LTCs) for Disease Modeling
  • Research • Medicine
    Proton Therapy Delivery and Its Clinical Application in Select Solid Tumor Malignancies
  • Research • Medicine
    Combining Volumetric Capnography And Barometric Plethysmography To Measure The Lung Structure-function Relationship
  • Research • Medicine
    Two-Dimensional X-Ray Angiography to Examine Fine Vascular Structure Using a Silicone Rubber Injection Compound
  • Research • Medicine
    Preparation, Procedures and Evaluation of Platelet-Rich Plasma Injection in the Treatment of Knee Osteoarthritis
  • Research • Medicine
    Cardiac Magnetic Resonance Imaging at 7 Tesla
  • Research • Medicine
    Semi-quantitative Assessment Using [18F]FDG Tracer in Patients with Severe Brain Injury
  • Research • Medicine
    Handheld Metal Detector Screening for Metallic Foreign Body Ingestion in Children
  • Research • Medicine
    Conducting Maximal and Submaximal Endurance Exercise Testing to Measure Physiological and Biological Responses to Acute Exercise in Humans
  • Research • Medicine
    A Metadata Extraction Approach for Clinical Case Reports to Enable Advanced Understanding of Biomedical Concepts
  • Research • Medicine
    Autonomic Function Following Concussion in Youth Athletes: An Exploration of Heart Rate Variability Using 24-hour Recording Methodology
  • Research • Medicine
    Hydra, a Computer-Based Platform for Aiding Clinicians in Cardiovascular Analysis and Diagnosis
  • Research • Medicine
    Objective Nociceptive Assessment in Ventilated ICU Patients: A Feasibility Study Using Pupillometry and the Nociceptive Flexion Reflex
  • Research • Medicine
    'Boden Food Plate': Novel Interactive Web-based Method for the Assessment of Dietary Intake
  • Research • Medicine
    Anogenital Distance and Perineal Measurements of the Pelvic Organ Prolapse (POP) Quantification System
  • Research • Medicine
    Bedside Ultrasound for Guiding Fluid Removal in Patients with Pulmonary Edema: The Reverse-FALLS Protocol
  • Research • Medicine
    Muscle Imbalances: Testing and Training Functional Eccentric Hamstring Strength in Athletic Populations
  • Research • Medicine
    Isolation of Primary Human Decidual Cells from the Fetal Membranes of Term Placentae
  • Research • Medicine
    Skeletal Muscle Neurovascular Coupling, Oxidative Capacity, and Microvascular Function with 'One Stop Shop' Near-infrared Spectroscopy
  • Research • Medicine
    Collecting Hair Samples for Hair Cortisol Analysis in African Americans
  • Research • Medicine
    In Vivo Morphometric Analysis of Human Cranial Nerves Using Magnetic Resonance Imaging in Menière's Disease Ears and Normal Hearing Ears
  • Research • Medicine
    Measuring the Carotid to Femoral Pulse Wave Velocity (Cf-PWV) to Evaluate Arterial Stiffness
  • Research • Medicine
    Standardized Measurement of Nasal Membrane Transepithelial Potential Difference (NPD)
  • Research • Medicine
    Taste Exam: A Brief and Validated Test
  • Research • Medicine
    Absorption of Nasal and Bronchial Fluids: Precision Sampling of the Human Respiratory Mucosa and Laboratory Processing of Samples
  • Research • Medicine
    Methodology for Sputum Induction and Laboratory Processing
  • Research • Medicine
    Electrophysiological Measurement of Noxious-evoked Brain Activity in Neonates Using a Flat-tip Probe Coupled to Electroencephalography
  • Research • Medicine
    A Detailed Protocol for Physiological Parameters Acquisition and Analysis in Neurosurgical Critical Patients
  • Research • Medicine
    Oral Biofilm Sampling for Microbiome Analysis in Healthy Children
  • Research • Medicine
    Using Retinal Imaging to Study Dementia
  • Research • Medicine
    Application of an Amplitude-integrated EEG Monitor (Cerebral Function Monitor) to Neonates
  • Research • Medicine
    3D Ultrasound Imaging: Fast and Cost-effective Morphometry of Musculoskeletal Tissue
  • Research • Medicine
    The 4-vessel Sampling Approach to Integrative Studies of Human Placental Physiology In Vivo
  • Research • Medicine
    A Component-resolved Diagnostic Approach for a Study on Grass Pollen Allergens in Chinese Southerners with Allergic Rhinitis and/or Asthma
  • Research • Medicine
    A Novel Method: Super-selective Adrenal Venous Sampling
  • Research • Medicine
    A Method for Quantifying Upper Limb Performance in Daily Life Using Accelerometers
  • Research • Medicine
    Non-invasive Assessments of Subjective and Objective Recovery Characteristics Following an Exhaustive Jump Protocol
  • Research • Medicine
    Experimental Protocol of a Three-minute, All-out Arm Crank Exercise Test in Spinal-cord Injured and Able-bodied Individuals
  • Research • Medicine
    Phosphorus-31 Magnetic Resonance Spectroscopy: A Tool for Measuring In Vivo Mitochondrial Oxidative Phosphorylation Capacity in Human Skeletal Muscle
  • Research • Medicine
    Assessment of Pulmonary Capillary Blood Volume, Membrane Diffusing Capacity, and Intrapulmonary Arteriovenous Anastomoses During Exercise
  • Research • Medicine
    Assessment of Child Anthropometry in a Large Epidemiologic Study
  • Research • Medicine
    Video Movement Analysis Using Smartphones (ViMAS): A Pilot Study
  • Research • Medicine
    Network Analysis of Foramen Ovale Electrode Recordings in Drug-resistant Temporal Lobe Epilepsy Patients
  • Research • Medicine
    A Model to Simulate Clinically Relevant Hypoxia in Humans
  • Research • Medicine
    Interictal High Frequency Oscillations Detected with Simultaneous Magnetoencephalography and Electroencephalography as Biomarker of Pediatric Epilepsy
  • Research • Medicine
    Induction and Assessment of Exertional Skeletal Muscle Damage in Humans
  • Research • Medicine
    A Detailed Protocol for Perspiration Monitoring Using a Novel, Small, Wireless Device
  • Research • Medicine
    Drug-Induced Sleep Endoscopy (DISE) with Target Controlled Infusion (TCI) and Bispectral Analysis in Obstructive Sleep Apnea
  • Research • Medicine
    Integrated Compensatory Responses in a Human Model of Hemorrhage
  • Research • Medicine
    Transthoracic Speckle Tracking Echocardiography for the Quantitative Assessment of Left Ventricular Myocardial Deformation
  • Research • Medicine
    Impression Cytology of the Lid Wiper Area
  • Research • Behavior
    A Protocol of Manual Tests to Measure Sensation and Pain in Humans
  • Research • Medicine
    Unbiased Deep Sequencing of RNA Viruses from Clinical Samples
  • Research • Medicine
    A Choroid Plexus Epithelial Cell-based Model of the Human Blood-Cerebrospinal Fluid Barrier to Study Bacterial Infection from the Basolateral Side
  • Research • Medicine
    Isolation and Profiling of MicroRNA-containing Exosomes from Human Bile
  • Research • Medicine
    Generation of Microtumors Using 3D Human Biogel Culture System and Patient-derived Glioblastoma Cells for Kinomic Profiling and Drug Response Testing
  • Research • Medicine
    Ultrasound Assessment of Endothelial Function: A Technical Guideline of the Flow-mediated Dilation Test
  • Research • Medicine
    Using a Laminating Technique to Perform Confocal Microscopy of the Human Sclera
  • Research • Medicine
    Intravenous Endotoxin Challenge in Healthy Humans: An Experimental Platform to Investigate and Modulate Systemic Inflammation
  • Research • Medicine
    Modeling and Simulations of Olfactory Drug Delivery with Passive and Active Controls of Nasally Inhaled Pharmaceutical Aerosols
  • Research • Medicine
    Exosomal miRNA Analysis in Non-small Cell Lung Cancer (NSCLC) Patients' Plasma Through qPCR: A Feasible Liquid Biopsy Tool
  • Research • Medicine
    A Multimodal Imaging- and Stimulation-based Method of Evaluating Connectivity-related Brain Excitability in Patients with Epilepsy
  • Research • Medicine
    Measuring Cardiac Autonomic Nervous System (ANS) Activity in Toddlers - Resting and Developmental Challenges
  • Research • Medicine
    Using Saccadometry with Deep Brain Stimulation to Study Normal and Pathological Brain Function
  • Research • Medicine
    Quantitative Fundus Autofluorescence for the Evaluation of Retinal Diseases
  • Research • Medicine
    Diagnosis of Musculus Gastrocnemius Tightness - Key Factors for the Clinical Examination
  • Research • Medicine
    Stereo-Electro-Encephalo-Graphy (SEEG) With Robotic Assistance in the Presurgical Evaluation of Medical Refractory Epilepsy: A Technical Note
  • Research • Medicine
    Quantitative Magnetic Resonance Imaging of Skeletal Muscle Disease
  • Research • Medicine
    Transcutaneous Microcirculatory Imaging in Preterm Neonates
  • Research • Medicine
    Using an Ingestible Telemetric Temperature Pill to Assess Gastrointestinal Temperature During Exercise
  • Research • Medicine
    Design, Fabrication, and Administration of the Hand Active Sensation Test (HASTe)
  • Research • Medicine
    MRI-guided dmPFC-rTMS as a Treatment for Treatment-resistant Major Depressive Disorder
  • Research • Medicine
    Functional Human Liver Preservation and Recovery by Means of Subnormothermic Machine Perfusion
  • Research • Medicine
    A Multicenter MRI Protocol for the Evaluation and Quantification of Deep Vein Thrombosis
  • Research • Medicine
    Determining The Electromyographic Fatigue Threshold Following a Single Visit Exercise Test
  • Research • Medicine
    Use of Electromagnetic Navigational Transthoracic Needle Aspiration (E-TTNA) for Sampling of Lung Nodules
  • Research • Medicine
    Trabecular Meshwork Response to Pressure Elevation in the Living Human Eye
  • Research • Medicine
    In Vivo, Percutaneous, Needle Based, Optical Coherence Tomography of Renal Masses
  • Research • Medicine
    Establishment of Human Epithelial Enteroids and Colonoids from Whole Tissue and Biopsy
  • Research • Medicine
    Human Brown Adipose Tissue Depots Automatically Segmented by Positron Emission Tomography/Computed Tomography and Registered Magnetic Resonance Images
  • Research • Medicine
    Preparation and Respirometric Assessment of Mitochondria Isolated from Skeletal Muscle Tissue Obtained by Percutaneous Needle Biopsy
  • Research • Medicine
    A Methodological Approach to Non-invasive Assessments of Vascular Function and Morphology
  • Research • Medicine
    Isolation and Immortalization of Patient-derived Cell Lines from Muscle Biopsy for Disease Modeling
  • Research • Medicine
    State of the Art Cranial Ultrasound Imaging in Neonates
  • Research • Medicine
    Measurement of Dynamic Scapular Kinematics Using an Acromion Marker Cluster to Minimize Skin Movement Artifact
  • Research • Medicine
    The Supraclavicular Fossa Ultrasound View for Central Venous Catheter Placement and Catheter Change Over Guidewire
  • Research • Medicine
    Ultrasound Assessment of Endothelial-Dependent Flow-Mediated Vasodilation of the Brachial Artery in Clinical Research
  • Research • Medicine
    Tracking the Mammary Architectural Features and Detecting Breast Cancer with Magnetic Resonance Diffusion Tensor Imaging
  • Research • Medicine
    A Neuroscientific Approach to the Examination of Concussions in Student-Athletes
  • Research • Medicine
    DTI of the Visual Pathway - White Matter Tracts and Cerebral Lesions
  • Research • Medicine
    Collection, Isolation, and Flow Cytometric Analysis of Human Endocervical Samples
  • Research • Medicine
    Fundus Photography as a Convenient Tool to Study Microvascular Responses to Cardiovascular Disease Risk Factors in Epidemiological Studies
  • Research • Medicine
    A Multi-Modal Approach to Assessing Recovery in Youth Athletes Following Concussion
  • Research • Medicine
    Clinical Assessment of Spatiotemporal Gait Parameters in Patients and Older Adults
  • Research • Medicine
    Multi-electrode Array Recordings of Human Epileptic Postoperative Cortical Tissue
  • Research • Medicine
    Collection and Extraction of Saliva DNA for Next Generation Sequencing
  • Research • Medicine
    Fast and Accurate Exhaled Breath Ammonia Measurement
  • Research • Medicine
    Developing Neuroimaging Phenotypes of the Default Mode Network in PTSD: Integrating the Resting State, Working Memory, and Structural Connectivity
  • Research • Medicine
    Two Methods for Establishing Primary Human Endometrial Stromal Cells from Hysterectomy Specimens
  • Research • Medicine
    Assessment of Vascular Function in Patients With Chronic Kidney Disease
  • Research • Medicine
    Coordinate Mapping of Hyolaryngeal Mechanics in Swallowing
  • Research • Medicine
    Network Analysis of the Default Mode Network Using Functional Connectivity MRI in Temporal Lobe Epilepsy
  • Research • Medicine
    EEG Mu Rhythm in Typical and Atypical Development
  • Research • Medicine
    The Multiple Sclerosis Performance Test (MSPT): An iPad-Based Disability Assessment Tool
  • Research • Medicine
    Isolation and Functional Characterization of Human Ventricular Cardiomyocytes from Fresh Surgical Samples
  • Research • Medicine
    Dynamic Visual Tests to Identify and Quantify Visual Damage and Repair Following Demyelination in Optic Neuritis Patients
  • Research • Medicine
    Primary Culture of Human Vestibular Schwannomas
  • Research • Medicine
    Utility of Dissociated Intrinsic Hand Muscle Atrophy in the Diagnosis of Amyotrophic Lateral Sclerosis
  • Research • Medicine
    Lesion Explorer: A Video-guided, Standardized Protocol for Accurate and Reliable MRI-derived Volumetrics in Alzheimer's Disease and Normal Elderly
  • Research • Medicine
    Pulse Wave Velocity Testing in the Baltimore Longitudinal Study of Aging
  • Research • Medicine
    Isolation, Culture, and Imaging of Human Fetal Pancreatic Cell Clusters
  • Research • Medicine
    3D-Neuronavigation In Vivo Through a Patient's Brain During a Spontaneous Migraine Headache
  • Research • Medicine
    A Novel Application of Musculoskeletal Ultrasound Imaging
  • Research • Medicine
    Computerized Dynamic Posturography for Postural Control Assessment in Patients with Intermittent Claudication
  • Research • Medicine
    Collecting Saliva and Measuring Salivary Cortisol and Alpha-amylase in Frail Community Residing Older Adults via Family Caregivers
  • Research • Medicine
    Diffusion Tensor Magnetic Resonance Imaging in the Analysis of Neurodegenerative Diseases
  • Research • Medicine
    Transcriptomic Analysis of Human Retinal Surgical Specimens Using jouRNAl
  • Research • Medicine
    Improved Protocol For Laser Microdissection Of Human Pancreatic Islets From Surgical Specimens
  • Research • Medicine
    Evaluation of Respiratory Muscle Activation Using Respiratory Motor Control Assessment (RMCA) in Individuals with Chronic Spinal Cord Injury
  • Research • Medicine
    Minimal Erythema Dose (MED) Testing
  • Research • Medicine
    Measuring Cardiac Autonomic Nervous System (ANS) Activity in Children
  • Research • Medicine
    Collecting And Measuring Wound Exudate Biochemical Mediators In Surgical Wounds
  • Research • Medicine
    A Research Method For Detecting Transient Myocardial Ischemia In Patients With Suspected Acute Coronary Syndrome Using Continuous ST-segment Analysis
  • Research • Medicine
    Using a Chemical Biopsy for Graft Quality Assessment
  • Research • Medicine
    Characterizing Exon Skipping Efficiency in DMD Patient Samples in Clinical Trials of Antisense Oligonucleotides
  • Research • Medicine
    In Vitro Assessment of Cardiac Function Using Skinned Cardiomyocytes
  • Research • Medicine
    Normothermic Ex Situ Heart Perfusion in Working Mode: Assessment of Cardiac Function and Metabolism
  • Research • Medicine
    Evaluation of Vascular Control Mechanisms Utilizing Video Microscopy of Isolated Resistance Arteries of Rats
  • Research • Medicine
    Bronchoalveolar Lavage (BAL) for Research; Obtaining Adequate Sample Yield
  • Research • Medicine
    Non-invasive Optical Measurement of Cerebral Metabolism and Hemodynamics in Infants
  • Research • Medicine
    Tilt Testing with Combined Lower Body Negative Pressure: a "Gold Standard" for Measuring Orthostatic Tolerance
  • Research • Medicine
    Driving Simulation in the Clinic: Testing Visual Exploratory Behavior in Daily Life Activities in Patients with Visual Field Defects
  • Research • Medicine
    Isolation, Characterization and Comparative Differentiation of Human Dental Pulp Stem Cells Derived from Permanent Teeth by Using Two Different Methods
  • Research • Medicine
    Portable Intermodal Preferential Looking (IPL): Investigating Language Comprehension in Typically Developing Toddlers and Young Children with Autism
  • Research • Medicine
    Intraoperative Detection of Subtle Endometriosis: A Novel Paradigm for Detection and Treatment of Pelvic Pain Associated with the Loss of Peritoneal Integrity
  • Research • Medicine
    The Use of Primary Human Fibroblasts for Monitoring Mitochondrial Phenotypes in the Field of Parkinson's Disease
  • Research • Medicine
    Collection Protocol for Human Pancreas
  • Research • Medicine
    The α-test: Rapid Cell-free CD4 Enumeration Using Whole Saliva
  • Research • Medicine
    The Measurement and Treatment of Suppression in Amblyopia
  • Research • Medicine
    Corneal Donor Tissue Preparation for Endothelial Keratoplasty
  • Research • Medicine
    Quantification of Atherosclerotic Plaque Activity and Vascular Inflammation using [18-F] Fluorodeoxyglucose Positron Emission Tomography/Computed Tomography (FDG-PET/CT)
  • Research • Medicine
    Eye Tracking Young Children with Autism
  • Research • Medicine
    Doppler Optical Coherence Tomography of Retinal Circulation
  • Research • Medicine
    Utilizing Transcranial Magnetic Stimulation to Study the Human Neuromuscular System
  • Research • Medicine
    Detection and Genogrouping of Noroviruses from Children's Stools By Taqman One-step RT-PCR
  • Research • Medicine
    Method to Measure Tone of Axial and Proximal Muscle
  • Research • Medicine
    The Trier Social Stress Test Protocol for Inducing Psychological Stress
  • Research • Medicine
    Probing the Brain in Autism Using fMRI and Diffusion Tensor Imaging
  • Research • Medicine
    Multifocal Electroretinograms
  • Research • Medicine
    Isolation of Human Islets from Partially Pancreatectomized Patients
  • Research • Medicine
    Examining the Characteristics of Episodic Memory using Event-related Potentials in Patients with Alzheimer's Disease
  • Research • Medicine
    Magnetic Resonance Imaging Quantification of Pulmonary Perfusion using Calibrated Arterial Spin Labeling
  • Research • Medicine
    Manual Muscle Testing: A Method of Measuring Extremity Muscle Strength Applied to Critically Ill Patients
  • Research • Medicine
    Expired CO2 Measurement in Intubated or Spontaneously Breathing Patients from the Emergency Department
  • Research • Medicine
    A Protocol for Comprehensive Assessment of Bulbar Dysfunction in Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS)
  • Research • Medicine
    An Investigation of the Effects of Sports-related Concussion in Youth Using Functional Magnetic Resonance Imaging and the Head Impact Telemetry System
  • Research • Medicine
    Corneal Confocal Microscopy: A Novel Non-invasive Technique to Quantify Small Fibre Pathology in Peripheral Neuropathies
  • Research • Medicine
    Methods to Quantify Pharmacologically Induced Alterations in Motor Function in Human Incomplete SCI
  • Research • Medicine
    Multispectral Real-time Fluorescence Imaging for Intraoperative Detection of the Sentinel Lymph Node in Gynecologic Oncology
  • Research • Medicine
    Technique to Collect Fungiform (Taste) Papillae from Human Tongue
  • Research • Medicine
    Assessing Endothelial Vasodilator Function with the Endo-PAT 2000
  • Research • Medicine
    Making Sense of Listening: The IMAP Test Battery
  • Research • Medicine
    An Experimental Paradigm for the Prediction of Post-Operative Pain (PPOP)
  • Research • Biology
    Bioelectric Analyses of an Osseointegrated Intelligent Implant Design System for Amputees
  • Research • Biology
    Demonstration of Cutaneous Allodynia in Association with Chronic Pelvic Pain
  • Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

    Waiting X
    Simple Hit Counter