Tierversuche wurden in Übereinstimmung mit der EU-Richtlinie (2010/63 / UE) und dem italienischen Gesetz (D.Lvo 26/2014) durchgeführt, und es folgte Prinzipien der Labortierhaltung. Die lokale ethischen Zulassung Gremium genehmigte die Studie. 1. Imaging Verfahren <ol><li> Platzieren Sie die Maus in einer Anästhesieinduktionskammer gefüllt mit 2,5% Isofluran in 1 l / min reinem Sauerstoff. Überprüfen Sie die Tiefe der Anästhesie durch Teilnahmslosigkeit bis Fuß Prise. </li><li> Legen Sie das Tier auf einer temperaturgeregelten Bord in Rückenlage. Befeuchten Sie die Augen des Tieres mit Augensalbe, um zu vermeiden, dass sie trocken läuft. Versorgen Anästhesiegasstrom (1,5% Isofluran) mit der Maus die Nase in der speziellen Nasenkegel platzieren. Falls nötig, den Prozentsatz von Isofluran von Fall zu Fall in Abhängigkeit von dem Tier untersucht. Befestigen Sie die Platinentemperatur bei 40 ° C. </li><li> Bestreichen Sie die vier Gliedmaßen des Tieres mit einer leitfähigen Paste und klebt sie auf den EKG-Elektroden in den eingebettetenTafel. Messen der Körpertemperatur mit einer rektalen Sonde mit Vaseline geschmiert. Überprüfen Sie, ob alle physiologischen Messungen (EKG und Atmungssignal sowie Temperatur) korrekt erfasst und angezeigt. </li><li> Entfernen Sie Haare chemisch aus dem Bauch mit Enthaarungscreme und streicht es mit akustischer Kopplung Gel. </li><li> Setzen Sie den (13-24 MHz) US-Sonde in dem mechanischen Arm. </li><li> Befestigen Sie die US-Sonde parallel zum Tier und stellen Sie ihre Position, um Längs Bilder der Bauchaorta mit der Region von Interesse in der Fokuszone zu erhalten. </li><li> Sammeln Sie anatomischen Informationen. <ol><li> Klicken Sie auf die Schaltfläche ermöglicht die hohe Bildrate EKG-getriggerte Akquisition 9, wählen Sie eine Bildrate Erwerb gleich 700 fps und die Übernahme starten. Anmerkung: Auf diese Weise anatomischer Bilder des Behälters zu einem einzigen Herzzyklus bezogen erworben werden. </li></ol></li><li> Sammeln Sie Strömungsgeschwindigkeit Informationen. &lt;/ Strong&gt; <ol><li> Mit dem gleichen Scan-Projektion, klicken Sie auf den PW-Doppler-Taste, legen Sie das Probenvolumen in der Mitte des Schiffes und Bilder aufzunehmen, um sicherzustellen, dass die Filmschleife nicht kürzer als 3 s ist. Erhalten diese Daten die Winkelkorrektur so klein wie möglich gehalten wird, es von Fall Einstellung erhalten auf der Basis des US Projektions zu Fall verschieden. </li></ol></li><li> Nehmen Sie das Tier von der Temperatur gesteuert Bord und warten auf vollständige Genesung. HINWEIS: Nach unserer Erfahrung dieses etwa 10 min dauert. verlassen und Tier nicht unbeaufsichtigt, bis es genügend Bewusstsein zu halten Brustlage wiedergewonnen hat. </li></ol> 2. Post-Processing <ol><li> Export B-Modus und PW-Doppler-Bilder als DICOM-Dateien und sie auf einem PC speichern. Trans PW-Doppler-DICOM-Dateien in TIFF-Bilder. </li><li> Verfahren B-Modus - Bilder. <ol><li> Importieren Sie die entsprechenden DICOM-Datei die dedizierte Graphical User Interface (GUI). </li><li> Um Konturen initialisieren, eine Linie in der Nähe der gegenüberliegenden Wand des Schiffes ziehen (Klick es für den Start und doppelklicken Sie zum Beenden it) und doppelklicken Sie nahe an der nahen Wand. Eine Linie, die parallel zu dieser nahe an der gegenüberliegenden Wand wird automatisch angezeigt. Wenden Sie den Algorithmus auf einem einzigen Frame mit der &quot;Analyse&quot; Taste drücken. </li><li> Überprüfen Sie das Ergebnis. Wenn die Kanten korrekt identifiziert wurden (dh., Die Entwicklung der initialisierten Punkte erkannt haben sowohl die hintere und die vordere Wand), wenden Sie den Algorithmus , der auf der ganzen cine-Schleife , indem Sie auf die Schaltfläche &quot;GO&quot; klicken. Wenn die Kanten nicht richtig erkannt werden, deaktivieren Sie sie auf &quot;Clear Contour&quot; durch Klicken und initialisieren sie wieder nach Punkt 2.2.2 zu wiederholen. HINWEIS: Der Algorithmus auf Flankendetektions und Konturverfolgungstechniken basieren und im Detail 10 zuvor beschrieben wurde. </li><li> Beziehen Sie das Endergebnis auf den &quot;RECORD&quot; Taste drücken und speichern Sie die korresponding .mat-Datei, die auf einem einzigen Herzzyklus im Zusammenhang mit Momentandurchmesserwerte enthält. </li></ol></li><li> Öffnen Sie die GUI für die lnD-V Schleife Umsetzung. </li><li> Klicken Sie auf die &quot;Geschwindigkeit&quot; Taste , um PW-Doppler - Bildverarbeitung zu beginnen , die zu einem einzigen Schlag führt Geschwindigkeitskurve bedeuten. <ol><li> Identifizieren Sie die PW-Doppler-Kurve und die Zeile auf einen Geschwindigkeitswert entspricht, gleich Null ist durch die &quot;WHITE LINE&quot; -Taste drücken. </li><li> Führen Geschwindigkeitskalibrierung und Zeitkalibrierung durch die &quot;Geschwindigkeit&quot; mit und &quot;TIME&quot; Tasten (im Kalibrier-Panel) sind. Durch Drücken auf diesen Tasten ermöglicht man eine Linie, deren Länge entspricht der Kalibrierungsfaktor eingefügt zu ziehen. </li><li> Manuell einen ROI wählen die physiologischen Signale mit dem &quot;ROI PHYSIO&quot; Button enthält. </li><li> Manuell einen ROI wählen Sie das PW-Doppler-Kurve durch Drücken der &quot;ROI SIGNAL&quot; Button enthält. </li><li> click auf der &quot;Analyse&quot; und prüfen Sie, ob der Umschlag identifiziert wird. Wenn das Ergebnis nicht zufriedenstellend ist, ändern die Schwelle (durch den neuen Wert in der &quot;Geschwindigkeitsschwelle&quot; editierbares Textfeld eingeben) und drücken Sie die &quot;Analyse&quot; -Taste erneut. Tune die Schwelle von Fall zu Fall in Abhängigkeit von der Qualität der Bilder. Drücken Sie die &quot;AUSARBEITUNG&quot; -Taste. </li><li> Suchen Sie die R-Zacken des EKG-Signals und teilen Sie die Geschwindigkeit Hüllkurvensignal entsprechend durch die Schaltfläche &quot;Aktualisieren&quot; klicken. Wählen Sie Beats, die durch Lärm nicht beschädigt sind oder in der Inspirationsphase befindet, indem Sie auf &quot;Choose BEATS&quot; klicken. Auf diese Weise erhalten ein Single-Beat Geschwindigkeitswellenform bedeuten. </li></ol></li><li> Verwenden Sie die Fast - Fourier - Transformation - Methode die ausgewählten Beats in der Frequenzdomäne zu interpolieren und sie alle die gleiche Anzahl von Punkten zusammengesetzt, wie in Referenz 11 beschrieben. Führen Sie diesen Vorgang automatisch, indem einfach die ret drückenUrne Taste auf der PC-Tastatur, sobald die Beats ausgewählt wurden. Wenn die &quot;VELO MEAN&quot; , um das einzelne Takt geprüft bedeuten Geschwindigkeitssignal durch Division der maximalen Geschwindigkeitskurve durch zwei erreicht wird, eine parabolische Geschwindigkeitsprofil hypothesizing 12. Drücken Sie die Taste &quot;OK&quot;. </li><li> Klicken Sie auf den &quot;Diameter&quot; -Taste. Interpoliert die Single-Takt Durchmesser Wellenform in der Zeitdomäne, um einen einzigen Schlag Durchmessersignal mit der gleichen Abtastfrequenz wie die Single-Beat Geschwindigkeitssignal durch Drücken der &quot;INTERPOLATE&quot; Taste zu erhalten. Klicken Sie auf die Schaltfläche &quot;OK&quot;. HINWEIS: Um die Single-Takt Durchmesser und Geschwindigkeitskurven mit der gleichen Samplefrequenz und die gleiche Anzahl von Datenpunkten bedeuten, sie in der Frequenzdomäne interpoliert werden. </li><li> Wählen Sie die &quot;zweite Ableitung&quot; Ansatz als Ausrichtungsmethode (über dem Diagramm die Darstellung der Durchmesser und die Geschwindigkeit Wellenformen) und klicken Sie auf den &quot;UPDATE&quot; button. Die beiden Kurven werden automatisch zeitlich ausgerichtet die zweite Ableitung Verfahren 14 verwendet wird . </li><li> Erstellen Sie die endgültige lnD-V-Schleife durch den natürlichen Logarithmus der einzelnen Schlag Durchmesserwerte gegenüber dem Einzelschlag Plotten Geschwindigkeitswerte bedeuten. Dies geschieht automatisch, wenn die beiden Wellenformen ausgerichtet sind. Anmerkung: Die Punkte zwischen 5% und 90% des Maximalwertes des Einzelschlag bedeuten Geschwindigkeitskurve eingeschlossen werden automatisch und in eine lineare Interpolation auf diese Punkte wird angewendet, um die Neigung des linearen Teils der Schleife zu bewerten. </li><li> Berechnen PWV gemäß der folgenden Gleichung 7 <img alt="Gleichung 1" src="/files/ftp_upload/54362/54362eq1.jpg" /></li></ol>

<ol>
	<li>Zaragoza, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+Models+of+Cardiovascular+Diseases.">Animal Models of Cardiovascular Diseases.</a> J Biomed Biotechnol. 2011, 497-841 (2011).</li><li>Laurent, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Expert+consensus+document+on+arterial+stiffness:+methodological+issues+and+clinical+applications.">Expert consensus document on arterial stiffness: methodological issues and clinical applications.</a> Eur Heart J. 27, 2588-2605 (2006).</li><li>Wang, Y. X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increased+aortic+stiffness+assessed+by+pulse+wave+velocity+in+apolipoprotein+E-deficient+mice.">Increased aortic stiffness assessed by pulse wave velocity in apolipoprotein E-deficient mice.</a> Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 278, 428-434 (2000).</li><li>Mitchell, G. F., Pfeffer, M. A., Finn, P. V., Pfeffer, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+techniques+for+measuring+pulse-wave+velocity+in+the+rat.">Comparison of techniques for measuring pulse-wave velocity in the rat.</a> J Appl Physiol. 82 (1), 203-210 (1997).</li><li>Parczyk, M., Herold, V., Klug, G., Bauer, W. R., Rommel, E., Jakob, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regional+in+vivo+transit+time+measurements+of+aortic+pulse+wave+velocity+in+mice+with+high-field+CMR+at+17.6+Tesla.">Regional in vivo transit time measurements of aortic pulse wave velocity in mice with high-field CMR at 17.6 Tesla.</a> J Cardiovasc Magn Reson. 12, 72 (2010).</li><li>Hartley, C. J., Taffet, G. E., Michael, L. H., Pham, T. T., Entman, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+determination+of+pulse-wave+velocity+in+mice.">Noninvasive determination of pulse-wave velocity in mice.</a> Am J Physiol. 273 (1), 494-500 (1997).</li><li>Feng, J., Khir, A. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+wave+speed+and+wave+separation+in+the+arteries+using+diameter+and+velocity.">Determination of wave speed and wave separation in the arteries using diameter and velocity.</a> J Biomech. 43 (3), 455-462 (2010).</li><li>Borlotti, A., Khir, A. W., Rietzschel, E. R., De Buyzere, M. L., Vermeersch, S., Segers, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+determination+of+local+pulse+wave+velocity+and+wave+intensity:+changes+with+age+and+gender+in+the+carotid+and+femoral+arteries+of+healthy+human.">Noninvasive determination of local pulse wave velocity and wave intensity: changes with age and gender in the carotid and femoral arteries of healthy human.</a> J Appl Physiol. 113 (5), 727-735 (2012).</li><li>Ch&#233;rin, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrahigh+frame+rate+retrospective+ultrasound+microimaging+and+blood+flow+visualization+in+mice+in+vivo.">Ultrahigh frame rate retrospective ultrasound microimaging and blood flow visualization in mice in vivo.</a> Ultrasound Med Biol. 32 (5), 683-691 (2006).</li><li>Gemignani, V., Faita, F., Ghiadoni, L., Poggianti, E., Demi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+system+for+real-time+measurement+of+the+brachial+artery+diameter+in+B-mode+ultrasound+images.">A system for real-time measurement of the brachial artery diameter in B-mode ultrasound images.</a> IEEE Trans Med Imaging. 26 (3), 393-404 (2006).</li><li>Di Lascio, N., Stea, F., Kusmic, C., Sicari, R., Faita, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-invasive+assessment+of+pulse+wave+velocity+in+mice+by+means+of+ultrasound+images.">Non-invasive assessment of pulse wave velocity in mice by means of ultrasound images.</a> Atherosclerosis. 237 (1), 31-37 (2014).</li><li>Nichols, W. W., O'Rourke, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> McDonald's Blood Flow in Arteries: Theoretical, Experimental, and Clinical Principles. , 215-358 (1998).</li><li>Williams, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+ultrasonic+measurement+of+regional+and+local+pulse+wave+velocity+in+mice.">Noninvasive ultrasonic measurement of regional and local pulse wave velocity in mice.</a> Ultrasound Med Biol. 33 (9), 1368-1375 (2007).</li><li>Penny, D. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aortic+wave+intensity+of+ventricular-vascular+interaction+during+incremental+dobutamine+infusion+in+adult+sheep.">Aortic wave intensity of ventricular-vascular interaction during incremental dobutamine infusion in adult sheep.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 294, 481-489 (2008).</li><li>Segers, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=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.">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.</a> Physiol Meas. 35 (5), 847-861 (2014).</li></ol>

Die Autoren haben nichts zu offenbaren.

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...

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 in - 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.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="772">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:216px;">VEVO2100</td>
			<td style="width:260px;">FUJIFILM VisualSonics Inc, Toronto, Canada</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:177px;">micro-ultrasound equipment</td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;">MS250 Ultrasound Probe</td>
			<td style="width:260px;">FUJIFILM VisualSonics Inc, Toronto, Canada</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>micro-ultrasound probe</td>
		</tr>
		<tr height="55">
			<td height="55" style="height:55px;width:216px;">EKV Software</td>
			<td style="width:260px;">FUJIFILM VisualSonics Inc, Toronto, Canada</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Software</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Matlab R2015a&#160;</td>
			<td style="width:260px;">MathWorks Inc, Natick, MA, USA</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Software</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Conductive Paste</td>
			<td style="width:260px;">Chosen by the operator</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Laboratory material</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Petroleum Jelly</td>
			<td style="width:260px;">Chosen by the operator</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Laboratory material</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Depilatory Cream</td>
			<td style="width:260px;">Chosen by the operator</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Laboratory material</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Acoustic Coupling Gel&#160;</td>
			<td style="width:260px;">Chosen by the operator</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Laboratory material</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Developed Matlab Software</td>
			<td style="width:260px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>The authors are willing to collaborate with those researchers who are interested in the software and to make the software available under their supervision</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

ultrasound-based pulse wave velocity evaluation in mice

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.

Der vorgeschlagene Ansatz wurde an Mäuse abdominalen Aorta in einer früheren Studie 11 angewendet. Die folgenden Abbildungen zeigen die Ergebnisse der Anwendung der beschriebenen Ansatz auf realen Mäuse Bilder. Diese Daten stammen aus einem einzigen Tier (Wildtyp - Mäuse, 13 Wochen alt, Stamm: C57BL6, Gewicht: 33 g) Insbesondere Abbildung 1 zeigt das Ergebnis der Analyse der US - Bildern. Kantenerkennung und Konturverfolgungstechniken angewend...

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Ultrasound-based Pulse Wave Velocity Evaluation in Mice

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.

Ultraschall-basierte Pulswellengeschwindigkeit Auswertung bei Mäusen

Arterial stiffness can be evaluated by calculating pulse wave velocity (PWV), i.e., the speed with which the pulse wave travels in a conduit vessel. This ...

ultrasound-based-pulse-wave-velocity-evaluation-in-mice

Research

JoVE Journal

Medicine

12.9K Aufrufe.  Scuola Superiore Sant'Anna.  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. 

Serie: Ultrasound-based Pulse Wave Velocity Evaluation in Mice

Pulse Wave Velocity Testing in the Baltimore Longitudinal Study of Aging

Carotid-femoral pulse wave velocity is considered the gold standard for measurements of central arterial stiffness obtained through noninvasive methods1.&#160;Subjects are placed in the supine position and allowed to rest quietly for at least 10 min prior to the start of the exam. The proper cuff size is selected and a blood pressure is obtained using an oscillometric device. Once a resting blood pressure has been obtained, pressure waveforms are acquired from the right femoral and right common carotid arteries. The system then automatically calculates the pulse transit time between these two sites (using the carotid artery as a surrogate for the descending aorta). Body surface measurements are used to determine the distance traveled by the pulse wave between the two sampling sites. This distance is then divided by the pulse transit time resulting in the pulse wave velocity. The measurements are performed in triplicate and the average is used for analysis.

Pulse wave velocity (PWV) measurement assesses arterial stiffness by a tonometry-based system that measures the speed with which arterial pressure wave travels along the arterial tree, typically approximating the time that it takes this wave to travel from the descending aorta (using the carotid artery as a surrogate) to the femoral artery. Carotid-femoral PWV increases two- to threefold across the adult lifespan.

Pulswellengeschwindigkeit Testing in der Baltimore Longitudinal Study of Aging

Carotid-femoral pulse wave velocity is considered the gold standard for measurements of central arterial stiffness obtained through noninvasive ...

Forschung

Medizin

Automated Measurement of Microcirculatory Blood Flow Velocity in Pulmonary Metastases of Rats

Because the lung is a major target organ of metastatic disease, animal models to study the physiology of pulmonary metastases are of great importance. However, very few methods exist to date to investigate lung metastases in a dynamic fashion at the microcirculatory level, due to the difficulty to access the lung with a microscope. Here, an intravital microscopy method is presented to functionally image and quantify the microcirculation of superficial pulmonary metastases in rats, using a closed-chest pulmonary window and automated analysis of blood flow velocity and direction. The utility of this method is demonstrated to measure increases in blood flow velocity in response to pharmacological intervention, and to image the well-known tortuous vasculature of solid tumors. This is the first demonstration of intravital microscopy on pulmonary metastases in a closed-chest model. Because of its minimized invasiveness, as well as due to its relative ease and practicality, this technology has the potential to experience widespread use in laboratories that specialize on pulmonary tumor research.

A method is presented to measure microcirculatory blood flow velocity in pulmonary cancer metastases of the pleural surface in rats in an automated fashion, using closed-chest pulmonary intravital microscopy. This model has potential to be used as a widespread tool to perform physiologic research on pulmonary metastases in rodents.

Automatisierte Messung der Mikrozirkulation Blutflußgeschwindigkeit in Lungenmetastasen von Ratten

Because the lung is a major target organ of metastatic disease, animal models to study the physiology of pulmonary metastases are of great importance. ...

Carotid Artery Infusions for Pharmacokinetic and Pharmacodynamic Analysis of Taxanes in Mice

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study model. As the use of mouse models are often a vital step in preclinical drug discovery and drug development1-8, it is necessary to design a system to introduce drugs into mice in a uniform, reproducible manner. Ideally, the system should permit the collection of blood samples at regular intervals over a set time course. The ability to measure drug concentrations by mass-spectrometry, has allowed investigators to follow the changes in plasma drug levels over time in individual mice1, 9, 10. In this study, paclitaxel was introduced into transgenic mice as a continuous arterial infusion over three hours, while blood samples were simultaneously taken by retro-orbital bleeds at set time points. Carotid artery infusions are a potential alternative to jugular vein infusions, when factors such as mammary tumors or other obstructions make jugular infusions impractical. Using this technique, paclitaxel concentrations in plasma and tissue achieved similar levels as compared to jugular infusion. In this tutorial, we will demonstrate how to successfully catheterize the carotid artery by preparing an optimized catheter for the individual mouse model, then show how to insert and secure the catheter into the mouse carotid artery, thread the end of the catheter out through the back of the mouse&#8217;s neck, and hook the mouse to a pump to deliver a controlled rate of drug influx. Multiple low volume retro-orbital bleeds allow for analysis of plasma drug concentrations over time.

This method was developed with the goal of delivering a steady drug solution via the carotid artery, to assess the pharmacokinetics of novel drugs in mouse models.

Halsschlagader Infusionen für pharmakokinetischen und pharmakodynamischen Analyse von Taxanen in Mäusen

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study ...

Ultrasound Based Assessment of Coronary Artery Flow and Coronary Flow Reserve Using the Pressure Overload Model in Mice

Transthoracic Doppler echocardiography (TTDE) is a clinically useful, noninvasive tool for studying coronary artery flow velocity and coronary flow reserve (CFR) in humans. Reduced CFR is accompanied by marked intramyocardial and pericoronary fibrosis and is used as an indication of the severity of dysfunction. This study explores, step-by-step, the real-time changes measured in the coronary flow velocity, CFR and systolic to diastolic peak velocity (S/D) ratio in the setting of an aortic banding model in mice. By using a Doppler transthoracic imaging technique that yields reproducible and reliable data, the method assesses changes in flow in the septal coronary artery (SCA), for a period of over two weeks in mice, that previously either underwent aortic banding or thoracotomy. 
During imaging, hyperemia in all mice was induced by isoflurane, an anesthetic that increased coronary flow velocity when compared with resting flow. All images were acquired by a single imager. Two ratios, (1) CFR, the ratio between hyperemic and baseline flow velocities, and (2) systolic (S) to diastolic (D) flow were determined, using a proprietary software and by two independent observers. Importantly, the observed changes in coronary flow preceded LV dysfunction as evidenced by normal LV mass and fractional shortening (FS). 
The method was benchmarked against the current gold standard of coronary assessment, histopathology. The latter technique showed clear pathologic changes in the coronary artery in the form of peri-coronary fibrosis that correlated to the flow changes as assessed by echocardiography. 
The study underscores the value of using a non-invasive technique to monitor coronary circulation in mouse hearts. The method minimizes redundant use of research animals and demonstrates that advanced ultrasound-based indices, such as CFR and S/D ratios, can serve as viable diagnostic tools in a variety of investigational protocols including drug studies and the study of genetically modified strains.

Coronary flow reserve (CFR) is useful for assessment of myocardial oxygen demand and evaluation of cardiovascular risk. This study establishes a step-by-step transthoracic Doppler echocardiographic (TTDE) method for longitudinal monitoring of the changes in CFR, as measured from coronary artery in mice, under the experimental pressure overload of aortic banding.

Ultraschall Basierend Beurteilung der koronaren Herzfluss und koronare Flussreserve Mit der Drucküberlastung Modell an der Maus

Transthoracic Doppler echocardiography (TTDE) is a clinically useful, noninvasive tool for studying coronary artery flow velocity and coronary flow ...

In Vivo Evaluation of Fracture Callus Development During Bone Healing in Mice Using an MRI-compatible Osteosynthesis Device for the Mouse Femur

Endochondral fracture healing is a complex process involving the development of fibrous, cartilaginous, and osseous tissue in the fracture callus. The amount of the different tissues in the callus provides important information on the fracture healing progress. Available in vivo techniques to longitudinally monitor the callus tissue development in preclinical fracture-healing studies using small animals include digital radiography and &#181;CT imaging. However, both techniques are only able to distinguish between mineralized and non-mineralized tissue. Consequently, it is impossible to discriminate cartilage from fibrous tissue. In contrast, magnetic resonance imaging (MRI) visualizes anatomical structures based on their water content and might therefore be able to noninvasively identify soft tissue and cartilage in the fracture callus. Here, we report the use of an MRI-compatible external fixator for the mouse femur to allow MRI scans during bone regeneration in mice. The experiments demonstrated that the fixator and a custom-made mounting device allow repetitive MRI scans, thus enabling longitudinal analysis of fracture-callus tissue development.

In Vivo Evaluation of Fracture Callus Development During Bone Healing in Mice Using an MRI-compatible Osteosynthesis Device for the Mouse Femur

The evaluation of tissue development in the fracture callus during endochondral bone healing is essential to monitor the healing process. Here, we report the use of a magnetic resonance imaging (MRI)-compatible external fixator for the mouse femur to allow MRI scans during bone regeneration in mice.

In Vivo Bewertung der Fraktur Kallus Entwicklung während der Knochenheilung bei Mäusen mit einem MRI-kompatiblen Osteosynthese Gerät für Maus Femur

Endochondral fracture healing is a complex process involving the development of fibrous, cartilaginous, and osseous tissue in the fracture callus. The ...

Measuring the Carotid to Femoral Pulse Wave Velocity (Cf-PWV) to Evaluate Arterial Stiffness

For the elderly, arterial stiffening is a good marker for aging evaluation and it is recommended that the arterial stiffness be determined noninvasively by the measurement of carotid to femoral pulse wave velocity (cf-PWV) (Class I; Level of Evidence A). In literature, numerous community-based or disease-specific studies have reported that higher cf-PWV is associated with increased cardiovascular risk. Here, we discuss strategies to evaluate arterial stiffness with cf-PWV. Following the well-defined steps detailed here, e.g., proper position operator, distance measurement, and tonometer position, we will obtain a standard cf-PWV value to evaluate arterial stiffness. In this paper, a detailed stepwise method to record a good quality PWV and pulse wave analysis (PWA) using a non-invasive tonometry-based device will be discussed.

Measuring the Carotid to Femoral Pulse Wave Velocity Cf-PWV to Evaluate Arterial Stiffness

This protocol describes a method to standardize the measurements of carotid-femoral pulse wave velocity to evaluate arterial stiffness.

Messung der Karotiden zu Femoral Pulswellengeschwindigkeit (Cf-PWV), arteriellen Steifigkeit zu bewerten

For the elderly, arterial stiffening is a good marker for aging evaluation and it is recommended that the arterial stiffness be determined noninvasively ...

Lung Fixation under Constant Pressure for Evaluation of Emphysema in Mice

Emphysema is a significant feature of chronic obstructive pulmonary disease (COPD). Studies involving an emphysematous mouse model require optimal lung fixation to produce reliable histological specimens of the lung. Due to the nature of the lung&rsquo;s structural composition, which consists largely of air and tissue, there is a risk that it collapses or deflates during the fixation process. Various lung fixation methods exist, each of which has its own advantages and disadvantages. The lung fixation method presented here utilizes constant pressure to enable optimal tissue evaluation for studies using an emphysematous mouse lung model. The main advantage is that it can fix many lungs with the same condition at one time. Lung specimens are obtained from chronic cigarette smoke-exposed mice. Lung fixation is performed using specialized equipment that enables the production of constant pressure. This constant pressure maintains the lung in a reasonably inflated state. Thus, this method generates a histological specimen of the lung that is suitable to evaluate cigarette smoke-induced mild emphysema.

Presented here is a useful protocol for lung fixation that creates a stable condition for histological evaluate of lung specimens from a mouse model of emphysema. The main advantage of this model is that it can fix many lungs with the same constant pressure without lung collapse or deflation.

Lungenfixierung unter konstantem Druck zur Beurteilung von Emphysem bei Mäusen

Emphysema is a significant feature of chronic obstructive pulmonary disease (COPD). Studies involving an emphysematous mouse model require optimal lung ...

Invasive Hemodynamic Assessment for the Right Ventricular System and Hypoxia-Induced Pulmonary Arterial Hypertension in Mice

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a chronic and severe cardiopulmonary disorder. Mice are a popular animal model used to mimic this disease. However, the evaluation of right ventricular pressure (RVP) and pulmonary artery pressure (PAP) remains technically challenging in mice. RVP and PAP are more difficult to measure than left ventricular pressure because of the anatomical differences between the left and right heart systems. In this paper, we describe a stable right heart hemodynamic measurement method and its validation using healthy and PAH mice. This method is based on open-chest surgery and mechanical ventilation support. It is a complicated procedure compared to closed chest procedures. While a well-trained surgeon is required for this surgery, the advantage of this procedure is that it can generate both RVP and PAP parameters at the same time, so it is a preferable procedure for the evaluation of PAH models.

Here, we present a protocol to perform an invasive hemodynamic assessment of the right ventricle and pulmonary artery in mice using an open-chest surgery approach.

Invasive hämodynamische Beurteilung des rechten ventrikulären Systems und Hypoxie-induzierte pulmonale arterielle Hypertonie bei Mäusen

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a chronic and severe cardiopulmonary disorder. Mice are a popular animal model used to mimic this disease. ...

Retinal Pathophysiological Evaluation in a Rat Model

A posterior segment eye disease like diabetic retinopathy alters the physiology of the retina. Diabetic retinopathy is characterized by a retinal detachment, breakdown of the blood-retinal barrier (BRB), and retinal angiogenesis. An in vivo rat model is a valuable experimental tool to examine the changes in the structure and function of the retina. We propose three different experimental techniques in the rat model to identify morphological changes of retinal cells, retinal vasculature, and compromised BRB. Retinal histology is used to study the morphology of various retinal cells. Also, quantitative measurement is performed by retinal cell count and thickness measurement of different retinal layers. A BRB breakdown assay is used to determine the leakage of extraocular proteins from the plasma to vitreous tissue due to the breakdown of BRB. Fluorescence angiography is used to study angiogenesis and leakage of blood vessels by visualizing retinal vasculature using FITC-dextran dye.

Diabetic retinopathy is one of the leading causes of blindness. Histology, blood-retinal barrier breakdown assay, and fluorescence angiography are valuable techniques to understand the pathophysiology of the retina, which could further enhance the efficient drug screening against diabetic retinopathy.

Retinale pathophysiologische Bewertung in einem Rattenmodell

A posterior segment eye disease like diabetic retinopathy alters the physiology of the retina. Diabetic retinopathy is characterized by a retinal ...

Repetitive Blood Sampling from the Subclavian Vein of Conscious Rat

Rats are widely used in pharmacokinetics (PK) and toxicokinetic (TK) studies that need to collect a certain amount of blood at specific time points to detect drug exposure. The rat blood sampling method determines the quality of the plasma and further affects the precision of the test results. The subclavian vein blood collection method described in this protocol collects blood samples repeatedly in the conscious state of animals to meet the needs of PK and TK tests. The skills of restraint handling and appropriate procedure of needle incision ensure the success rate of blood collection. It is easy to operate while ensuring the quality of plasma and at the same time catering to animal welfare. However, this method requires skilled operation, and an improper one may cause animal weakness, pain, lameness, and even mortality. The current method has been used in the testing facility for a 4-week oral toxicity study in Sprague Dawley (SD) rats with TK. The maximum amount of blood collected within 24 h did not exceed 20% of the animal's total blood. The animals' body weight was more than 200 g for males and females. The data showed that the animals' bodyweight increased steadily every week, and the clinical observation was normal after repetitive sample collection.

The present protocol describes a simple and efficient method for collecting blood from the subclavian vein in rats. It enables rapid, timely, and easily identifiable sampling without anesthesia and obtains high-quality blood through repetitive sample collection.

Wiederholte Blutentnahme aus der Vena subclavia einer bewussten Ratte

Rats are widely used in pharmacokinetics (PK) and toxicokinetic (TK) studies that need to collect a certain amount of blood at specific time points to ...