Esta investigación fue apoyada por el Centro Nacional de Competencia en Investigación (NCCR) &quot;SYNAPSY - Las bases de Synaptic de las Enfermedades Mentales&quot;, financiado por la Swiss National Science Foundation (n ° 51AU40_125759). Desarrollo del Índice de Gyrification locales fue apoyado por becas del Fondo de Investigación Nacional de Suiza a la Dra. Marie Schaer (323500-111165) y el Dr. Stephan Eliez (3200-063135,00 / 1, 3232 a 063.134,00 / 1, PP0033-102864 y 32473B -121.996) y por el Centro de Imágenes Biomédicas (CIBM) ​​de las Universidades de Ginebra, Lausanne y la EPFL, así como las bases Leenaards y Louis Jeantet. Apoyo para el desarrollo de software FreeSurfer fue proporcionada en parte por el Centro Nacional para Recursos de Investigación (P41-RR14075, y la CNRR BIRN morfométricos Proyecto BIRN002, U24 RR021382), el Instituto Nacional de Imágenes Biomédicas y Bioingeniería (R01 EB001550, R01EB006758), el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares (R01 NS052585-01), así como la Enfermedad Mental y Neurociencia Discovery (MIND) Institute, y es parte de la Alianza Nacional de Informática de Imágenes Médicas (NAMIC), financiado por los Institutos Nacionales de Salud a través de la hoja de ruta del NIH para la Investigación Médica, Grant U54 EB005149. El apoyo adicional fue proporcionada por el Proyecto de Autismo y dislexia financiado por la Ellison Medical Foundation.

1. Reconstruir las superficies corticales 3D Esta primera parte del protocolo utiliza el oleoducto FreeSurfer estándar como se describe en el Wiki ( <a href="http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/fswiki">http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/fswiki</a> ). Tenga en cuenta que los comandos se detallan aquí describe una manera de lograr la reconstrucción de superficie cortical, pero los comandos equivalentes también se pueden utilizar. <ol class="lalpha"><li> Importar la materia prima DICOM MRI en FreeSurfer y verificar la calidad de la imagen (por ejemplo, que la orientación es correcta, no el suficiente contraste y las imágenes se movió). Este proceso utiliza los siguientes comandos (reemplace el texto entre &lt;...&gt; (inclusive), con valores propios de una instancia específica, y &quot;#&quot; se refiere a los comentarios): mksubjdirs <subj_id> # Crear la arquitectura carpeta utilizada por FreeSurfer CD <subj_id> / RM # vaya a la carpeta de resonancia magnética de su tema mri_convert cm <path_to_your_dicom&gt; 001.mgz # convertir la resonancia magnética en bruto en el formato # FreeSurfer tkmedit <subj_id> 001.mgz # visualizar el volumen convertido </subj_id></path_to_your_dicom></subj_id></subj_id></li><li> Crear los modelos corticales en tres dimensiones de malla 8,9. Con el fin de hacer frente al problema de los surcos enterrados, FreeSurfer primero se crea un volumen unitario de la materia blanca, que se utiliza como punto de partida para la primera superficie de color gris-blanco. Esta superficie se optimiza de acuerdo con el gradiente de intensidad locales y ampliado considerablemente con la interfaz de color gris-CSF. reconstrucción de todos los s <subj_id> # Iniciar la reconstrucción de la superficie cortical </subj_id> Al final del proceso de reconstrucción, que tendrá dos modelos de malla compuesta de alrededor de 150.000 puntos para cada hemisferio: uno blanco (blanco grisáceo interface) y una superficie pial (gris-CSF interfaz). Es importante señalar que todas las superficies y los volúmenes de permanecer en el espacio nativo, lo que permite<html> medida como el volumen, superficie, espesor o índice gyrification a medir sin deformación. </li><li> Comprobar la exactitud de estas superficies reconstruidas: tkmedit <subj_id> T1.mgz? H.pial # la superficie blanca se superpone en verde y la superficie pial en rojo </subj_id> donde h denota el hemisferio: lh.pial para el hemisferio izquierdo y rh.pial para el hemisferio derecho. La Figura 2 (en 2 versiones: una imagen GIF animada que se incluirán en la película y uno estático para el sitio web) se muestra un ejemplo de la correcta reconstrucción superficies blancas y pial de &quot;Bert&quot; tema distribuido junto con el paquete FreeSurfer. Si tiene que corregir manualmente el resultado del proceso de reconstrucción, se encuentra un tutorial en el Wiki de FreeSurfer ( <a href="http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/fswiki/FsTutorial/WhiteMatterEdits">http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/fswiki/FsTutorial/WhiteMatterEdits</a> ,</li></ol> 2. Calcular el Índice de Gyrification locales Cuando esté satisfecho con su superficie, se calcula el Índice de Gyrification local (l GI) con el comando: recon-all-BIG-s <subj_id></subj_id> Este comando normalmente tiene una duración de aproximadamente 3 horas para los dos hemisferios de un participante del estudio, dependiendo de la potencia de su estación de trabajo. Los diferentes pasos de l proceso de GI se supervisaron en la figura. 1. El cómputo se inicia con la creación de una superficie exterior con la operación de cierre morfológico. Esta superficie exterior, que se denota? H.pial_outer_smoothed, se ilustra en la figura. 3. Luego, alrededor de 800 superposición de las regiones circulares de interés se crean en la superficie exterior. Para cada una de estas regiones, una región de interés correspondiente se define enla superficie pial. El cálculo general termina con la creación de un mapa individual contiene un valor de IG l por cada punto de la superficie cortical (es decir, ~ 150.000 valores por continente). 3. Comprobar el resultado del cálculo de l GI para cada hemisferio tksurfer <subj_id> ? H pial de superposición <subj_id> / Surf /? H.pial_lgi fthresh-1 </subj_id></subj_id> Los valores de l GI se superponen sobre la superficie cortical. L como valores correctos GI suelen ser comprendidos entre 1 y 5, se fija el umbral mínimo al 1 (con la opción fthresh) permite una rápida verificación: usted no debe ver cualquier área gris cortical. Un ejemplo de resultado individual correcta se muestra en la fig. 4. 4. Las comparaciones estadísticas de grupo El objetivo es cuantificar el efecto del grupo en cada vértice sobre la superficie cortical, mientras que controlar por el efecto del género y laedad. Usted tendrá que seguir el mismo proceso como si se quisiera comparar el grosor cortical en cada vértice, pero dando? H.pial_lgi en lugar de? H.thickness. Dos opciones son posibles para calcular las comparaciones grupo estadístico: los comandos clásicos aparecen en primer lugar, y la interfaz gráfica (Qdec) se menciona brevemente a continuación. <ol><li> La primera opción de comparar los resultados de l gastrointestinal entre los grupos utilizan los comandos que aparecen a continuación, más detalles se pueden obtener en <a href="https://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/fswiki/FsTutorial/GroupAnalysis">https://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/fswiki/FsTutorial/GroupAnalysis</a> . <ol class="lalpha"><li> Primero que se necesita para crear una plantilla de estudio específico dar a todos los sujetos en la entrada: make_average_subject - temas <subj_1><subj_2><subj_3> ... </subj_3></subj_2></subj_1> El comando anterior creará un tema llamado &quot;promedio&quot;. Alternativamente, puede utilizar el tema &quot;FSAVErabia &quot;, distribuido como parte de la distribución FreeSurfer. </li><li> A continuación, cree el archivo de texto que contiene la descripción de los sujetos involucrados en el estudio (el &quot;Grupo de FreeSurfer archivo descriptor&quot;). Su FSGD.txt debería tener este aspecto: GroupDescriptorFile 1 Grupo Control_Male Grupo Control_Female Grupo Patient_Male Grupo Patient_Female Variables Edad Entrada <subj_1> Patient_Male 20 Entrada <subj_2> Control_Female 23 &lt;...&gt; </subj_2></subj_1></li><li> Volver a muestrear los datos de l GI en el espacio del sujeto promedio con el siguiente comando para cada hemisferio: mris_preproc - FSGD.txt fsgd - objetivo medio - hemi h - medidas pial_lgi - a h.lgi.mgh </li><li> Suavizar los datos sobre la superficie cortical para reducir la relación señal-ruido: mri_surf2surf - hemi h - s medios - sval h.lgi.mgh - FWHM 10 - h.10.lg tval?i.mgh </li><li> Calcular el grupo de comparación a nivel de cada vértice. Para que usted tendrá que crear un archivo de texto de contraste (por ejemplo, en el caso de la FSGD.txt descrito anteriormente, el &quot;contrast.txt&quot; contendrá los valores &quot;1 1 -1 -1 0&quot; para calcular la diferencia entre los controles y los pacientes mientras se controla por edad y sexo). Por último ejecutar la comparación: mri_glmfit - y h.10.lgi.mgh - fsgd FSGD.txt doss - glmdir h.lgi.glmdir - surf media h - C contrast.txt </li><li> Visualizar los resultados en el sujeto promedio con tksurfer: tksurfer promedio? h inflados A continuación, cargue el archivo de superposición sig.mgh encuentra en la carpeta? H.lgi.glmdir / contrast.txt / sig.mgh. Utilizando la opción &quot;configurar superposición&quot; puede modificar aún más el umbral de p, así como corregir para comparaciones múltiples utilizando la tasa de falso descubrimiento 10. </li></ol></li><li> La opción alternativa para el grupo de comcomparación es utilizar Qdec, una interfaz gráfica de usuario implementada en FreeSurfer. El uso de Qdec con un índice Gyrification local implica que antes de allanar el l de datos GI: reconstrucción de todos los qcache medida pial_lgi de la media <your_average_subj> -S <subj_id></subj_id></your_average_subj> Con Qdec, el Grupo FreeSurfer archivo descriptor se sustituye por una versión ligeramente diferente, la tabla de datos (qdec.table.dat) que incluye la descripción de los diferentes grupos y otras variables de confusión como la edad. Una descripción detallada de la utilización de Qdec se proporciona en <a href="http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/fswiki/FsTutorial/QdecGroupAnalysis">http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/fswiki/FsTutorial/QdecGroupAnalysis</a> . Es de destacar que si el GI l no está disponible en la lista de variables dependientes en Qdec, se debe añadir la siguiente línea en el fichero de Qdecrc encuentra en su directorio personal.: MEASURE1 = pial_lgi </li> &lt;/ Ol&gt; 5. Análisis Por otra parte, los análisis estadísticos con el tiempo puede ser calculada a nivel de la parcelación cortical integrado en FreeSurfer 11. A tal efecto, el promedio de los valores de l GI se puede extraer de las 34 regiones circunvoluciones de interés para cada hemisferio, y estas medidas puede ser mayor en comparación entre los diferentes grupos. Este análisis integral-sabio (en comparación con el análisis de vértices sabio ha descrito anteriormente) puede ser atractiva, ya que limita la cantidad de comparaciones estadísticas. Sin embargo, el GI l en cada punto cuantifica la gyrification en los alrededores circular, por lo que el GI l promedio en una región en las circunvoluciones de interés también se refleja en cierta medida el gyrification en las regiones vecinas de interés. Finalmente, a pesar de los problemas más importantes se describen en este protocolo, una solución a los problemas que puedan surgir durante la P.eeSurfer o el procesamiento de l GI se pueden encontrar en los archivos de la lista de correo FreeSurfer ( <a href="http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/fswiki/FreeSurferSupport">http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/fswiki/FreeSurferSupport</a> ). 6. Resultados representante Como se describe en la sección 1c del protocolo, siempre se debe de revisar cuidadosamente la exactitud de la reconstrucción de la superficie cortical antes de l GI computación. Mientras se desplaza entre el frontal y el lóbulo occipital, preste especial atención que los buques y de la membrana no se incluyen en la superficie pial. Compruebe también que la superficie blanca sigue con precisión la interfaz gris-blanco. Un ejemplo de la reconstrucción correcta se presenta en la Figura 2 (ver la figura de animación gif para todo el volumen). Al final del cálculo de l GI, también tendrá que comprobar el resultado de los dos hemisferios de cada sujeto.No debe haber ninguna área cortical con un resultado de l GI menor que 1. La sección 3 del Protocolo y la figura 4 se muestra cómo comprobar correctamente si la salida de la computación l GI es la correcta. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/3417/3417fig1.jpg" /> Figura 1. Visión general del cálculo de l GI. En primer lugar, modelos en tres dimensiones de malla cortical son reconstruidos a partir de las imágenes en bruto con la tubería FreeSurfer estándar. Estos algoritmos de reconstrucción de utilizar un volumen de materia blanca binario como punto de partida para superar el problema de los surcos enterrados. Los modelos de malla cortical típicamente comprende alrededor de 150.000 vértices y son clásicamente utilizada para calcular el grosor cortical en cada punto. Del mismo modo, el Índice de Gyrification local (l GI) se calculará en cada vértice. A tal efecto, una superficie exterior se crea. A continuación, correspondientes regiones circulares de interés se identifican en el exterior de und cortical superficie utilizando el algoritmo correspondiente. Después de cerca de 800 de la generación de regiones con áreas de interés, el proceso resulta en la creación de mapas individuales de l GI. Estos mapas pueden ser fácilmente interpretados: un índice de 5 significa que hay 5 veces más superficie cortical invaginado dentro de los surcos en los alrededores que la cantidad de superficie cortical visible, un índice de 1 significa que la corteza es plano en los alrededores . Por último, las comparaciones estadísticas de grupo se calculan a nivel de cada vértice, al igual que las comparaciones grosor cortical. Figura 1B. Individual mapa cortical de l GI. Esta pequeña película muestra una rotación de 360 grados de un mapa individual cortical LGI como se muestra en la fig. 1. Es sorprendente observar que las regiones corticales con mayores valores de l GI corresponden al primer pliegue que se crearán durante la vida intrauterina en: la cisura de Silvio, el surco temporal superior y entraparietal surco en la vista lateral del cerebro, y el surco parieto-occipital en la vista medial del cerebro. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/3417/3417fig1B.avi">Ver película</a> <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/3417/3417fig2.jpg" /> Figura 2. Ejemplo de reconstrucción adecuada superficie cortical (una sección coronal). Tras el final del proceso de reconstrucción, la superficie cortical debe ser verificada con exactitud en el volumen cerebral total. La superficie interna cortical (la superficie indicada blanco, de color verde en la imagen) debe seguir con precisión la interfaz gris-blanco. La superficie cortical externa (es decir, gris-CSF interfaz, que se denota la superficie pial, en rojo) no debe incluir ningún pedazo de vasija o de la membrana. Es de destacar que el ejemplo que aquí se presenta utiliza el &quot;Bert&quot; tema distribuido junto con el paquete FreeSurfer. Figura 2B. Ejemplo de una adecuada superficie cortical reconstrucción (máximo volumen). Este gif animado muestra la superficie cortical del hemisferio izquierdo del &quot;Bert&quot;, tema en cada sección de la corona, como se ve por el desplazamiento de la mayoría de los frontales de las secciones coronal más occipital con FreeSurfer. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/3417/3417fig2B.gif">Ver película</a> <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/3417/3417fig3.jpg" /> Figura 3. Ejemplo de la superficie externa se calcula como parte del proceso de l GI (una sección coronal). El primer paso en el cálculo de l GI es la creación de una superficie exterior que envuelve el hemisferio. Esta superficie (denominado? H.pial_outer_smoothed en FreeSurfer) se puede comprobar con tkmedit. Aquí, el &quot;bert&quot; sujeto distribuye con FreeSurfer se utiliza como un ejemplo. Figura 3B. Ejemplo de la superficie externa se calcula como parte del proceso de l GI (máximo volumen). Esta imagen gif animadamuestra la superficie externa del hemisferio izquierdo en cada sección de la corona, como se ve por el desplazamiento de la mayoría de los frontales de las secciones coronal más occipital con tkmedit en FreeSurfer. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/3417/3417fig3B.gif">Ver película</a> <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/3417/3417fig4.jpg" /> Figura 4. Ejemplo de l salida correcta GI como se ve con FreeSurfer. Orientaciones diferentes de la superficie cortical del &quot;Bert&quot; tema con l GI valores superpuestos. El código de color es el valor predeterminado &quot;calor&quot; de superposición como se ve con tksurfer en FreeSurfer. El uso de un umbral mínimo de 1, todos los vértices deben ser de color y no el área cortical que appera de color gris. Es de destacar que la superposición de color se puede modificar mediante la opción &quot;Configuración de superposición&quot; en tksurfer, donde los valores mínimo y máximo, así como el histograma de la distribución general de la GI l también se pueden comprobar.

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Los autores no tienen nada que revelar.

El protocolo anterior describe cómo medir el índice de Gyrification local basado en la cerebral ponderada en T1 resonancia magnética y realizar comparaciones estadísticas de grupo. Nuestro método ha sido diseñado específicamente para localizar la interrupción temprana en el proceso de expansión cortical y, como tal, es de particular interés para muchas enfermedades del desarrollo neurológico o psiquiátrico. Ejemplos de comparaciones entre los grupos en las muestras clínicas se pueden encontrar en las public...

Material: una estación de trabajo Unix o Mac con un procesador de 2 GHz o más rápido y un mínimo de 4 GB de RAM, con FreeSurfer instalado ( <a href="http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/fswiki">http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/fswiki</a> , preferiblemente la última versión, pero los mayores no a la versión 4.0.3). Con el fin de calcular el Índice de Gyrification local, también se requiere MATLAB ( <a href="http://www.mathworks.ch/">http://www.mathworks.com/</a> ) junto con el Image Processing Toolbox. Datos: Una muestra de buena calidad (alta resolución, alto contraste) cerebral MRI T1 conjunto de datos. Su grupo de sujetos debe ser preferiblemente de la misma edad y género. Teniendo en cuenta la normal variabilidad interindividual en la morfología cerebral, el número de pacientes en cada grupo debe ser suficiente para identificar una diferencia entre los grupos existentes (la más - el mejor). Un tamaño mínimo de muestra razonable sería de alrededor de 20 sujetospor grupo (aunque es probable que pueda ir a menos, si la intensidad de los cambios es grande y si el grupo se están estrechamente emparejados por sexo y edad). <table border="1"><tbody><tr><td> Nombre del equipo </td><td> Empresa </td><td> Número de catálogo </td><td> Comentarios </td></tr><tr><td> FreeSurfer </td><td> Martino Centro de Imágenes Biomédicas, MGH </td><td></td><td> Nueva versión de 4.0.3 </td></tr><tr><td> Matlab </td><td> Mathworks </td><td></td><td> Image Processing Toolbox </td></tr></tbody></table>

how to measure cortical folding from mr images: a step-by-step tutorial to compute local gyrification index

Plegamiento cortical (gyrification) se determina en los primeros meses de vida, por lo que los eventos adversos que ocurren durante este período dejan huellas que se identificará a cualquier edad. Tan recientemente revisado por Mangin y sus colaboradores 2, existen varios métodos para cuantificar las diferentes características de gyrification. Por ejemplo, la morfometría surcos se pueden utilizar para medir los descriptores de la forma como la profundidad, la duración o los índices de asimetría inter-hemisférica 3. Estas propiedades geométricas tienen la ventaja de ser fáciles de interpretar. Sin embargo, la morfometría surcos bien se basa en la identificación precisa de un determinado conjunto de los surcos y por lo tanto, proporciona una descripción fragmentada de gyrification. Una cuantificación más fina de gyrification se puede lograr con medidas basado en curvatura, donde suavizado curvatura media absoluta es generalmente calculada en miles de puntos sobre la superficie cortical 4. La curvatura es, sin embargo straightforward de comprender, ya que aún no está claro si hay alguna relación directa entre la curvatura y una significativa correlación biológica, como el volumen cortical o en la superficie. Para abordar las diversas cuestiones planteadas por la medición de la cortical plegables, que anteriormente desarrollaron un algoritmo para cuantificar gyrification local con una resolución espacial exquisita y de sencilla interpretación. Nuestro método se inspira en el Índice de Gyrification 5, un método utilizado originalmente en la neuroanatomía comparativa para evaluar las diferencias entre las especies cortical plegables. En nuestra implementación, que el nombre de Índice de l Gyrification vecinales (GI l 1), se mide la cantidad de corteza enterrado dentro de los pliegues surcos en comparación con la cantidad de corteza visible en regiones circulares de interés. Teniendo en cuenta que la corteza crece principalmente a través de la expansión radial 6, nuestro método ha sido diseñado específicamente para detectar defectos iniciales del desarrollo cortical. En thes el artículo, se detalla el cálculo del Índice de Gyrification local, que ahora se distribuye gratuitamente como parte del Software FreeSurfer ( <a href="http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/">http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/</a> , Martino Centro de Imágenes Biomédicas, Hospital General de Massachusetts) . FreeSurfer proporciona un conjunto de herramientas automatizadas de reconstrucción de la superficie cortical del cerebro de la estructura de datos de resonancia magnética. La superficie cortical extraídos en el espacio natural de las imágenes con precisión sub-milimétrica es luego utilizado para la creación de una superficie exterior, que servirá como base para el cálculo de l GI. Una región circular de interés es entonces delineada en la superficie externa, y su correspondiente región de interés en la superficie cortical se identifica mediante un algoritmo de coincidencia como se describe en nuestro estudio de validación 1. Este proceso se reiteró en repetidas ocasiones con gran superposición de las regiones de interés, lo que los mapas corticales de gyrification parar posteriores comparaciones estadísticas (Fig. 1). Es de destacar que otra medida de gyrification local con una inspiración similar fue propuesta por Toro y sus colegas 7, donde se calcula el índice de plegado en cada punto como la relación entre el área cortical contenido en una esfera dividida por el área de un disco con el mismo radio. Las dos implementaciones difieren en que el uno por Toro et al. se basa en distancias euclidianas y por lo tanto considera que los parches discontinuos de la zona cortical, mientras que el nuestro utiliza un algoritmo geodésica estrictas e incluyen sólo el parche continuo de la apertura de áreas de la corteza en la superficie del cerebro en una región circular de interés.

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How to Measure Cortical Folding from MR Images: a Step-by-Step Tutorial to Compute Local Gyrification Index

Gyrification de medición (plegamiento cortical) a cualquier edad, representa una ventana en el desarrollo temprano del cerebro. Por lo tanto, previamente desarrollado un algoritmo para medir gyrification locales en miles de puntos en el hemisferio<sup&gt; 1</sup&gt;. En este documento se detalla el cálculo de este índice gyrification local.

Cómo medir plegable cortical a partir de imágenes MR: un tutorial paso a paso para Calcular Índice Gyrification Local

Cortical folding (gyrification) is determined during the first months of life, so that adverse events occurring during this period leave traces that will ...

how-to-measure-cortical-folding-from-mr-images-step-step-tutorial-to

Research

JoVE Journal

Medicine

27.7K vistas.  University of Geneva School of Medicine. Gyrification de medición (plegamiento cortical) a cualquier edad, representa una ventana en el desarrollo temprano del cerebro. Por lo tanto, previamente desarrollado un algoritmo para medir gyrification locales en miles de puntos en el hemisferio 1. En este documento se detalla el cálculo de este índice gyrification local.

Video: How to Measure Cortical Folding from MR Images: a Step-by-Step Tutorial to Compute Local Gyrification Index

Intrauterine Telemetry to Measure Mouse Contractile Pressure In Vivo

A complex integration of molecular and electrical signals is needed to transform a quiescent uterus into a contractile organ at the end of pregnancy. Despite the discovery of key regulators of uterine contractility, this process is still not fully understood. Transgenic mice provide an ideal model in which to study parturition. Previously, the only method to study uterine contractility in the mouse was ex vivo isometric tension recordings, which are suboptimal for several reasons. The uterus must be removed from its physiological environment, a limited time course of investigation is possible, and the mice must be sacrificed. The recent development of radiometric telemetry has allowed for longitudinal, real-time measurements of in vivo intrauterine pressure in mice. Here, the implantation of an intrauterine telemeter to measure pressure changes in the mouse uterus from mid-pregnancy until delivery is described. By comparing differences in pressures between wild type and transgenic mice, the physiological impact of a gene of interest can be elucidated. This technique should expedite the development of therapeutics used to treat myometrial disorders during pregnancy, including preterm labor.

Intrauterine Telemetry to Measure Mouse Contractile Pressure In Vivo

This manuscript provides a protocol for implanting telemeters in the mouse for the purpose of measuring intrauterine pressures during pregnancy.

Telemetría intrauterina para medir la presión del ratón contráctil<em&gt; En Vivo</em

A complex integration of molecular and electrical signals is needed to transform a quiescent uterus into a contractile organ at the end of pregnancy. ...

Investigación

Medicina

Step By Step: Microsurgical training method combining two nonliving animal models

The learning of microsurgical techniques and the maintenance of microsurgical skills have been traditionally based on the use of living animals, mainly laboratory rats. This method although extremely valuable can be economically demanding both for the surgeon and the sponsoring institution; it also requires special training facilities that may not always be available or accessible. Furthermore ethical concerns can limit the use of living animals for training purposes. Alternative training methods, such as inert tubes and gloves have not gained popularity among surgeons since they do not offer an experience similar to that of a clinical situation. Non-living animal models include the use of chicken thighs and wings; they offer a practice experience that resembles a clinical situation to a considerable extent. This type of training is relatively cheap and easily available. The microscope and instruments required can be acquired over the internet, and the chicken pieces can be bought at the local supermarket.
This approach allows a motivated trainee to rehearse different types of surgical techniques several times at a reasonable expense, helping to develop or maintain his surgical expertise if more complex facilities are not available. On the current manuscript we describe how to setup a small practice station, how to dissect the specimens, and how to practice both with the chicken thighs and with the chicken wings in a progressive fashion. This approach takes advantage on the versatility of the chicken thigh model and the small size of the chicken wing Brachial artery.

Here we describe how to set up a small microsurgical practice station and a simple and inexpensive method for the training of microsurgery with non-living animal models.

Paso a paso: método de entrenamiento microquirúrgica combinar dos modelos animales no vivos

The learning of microsurgical techniques and the maintenance of microsurgical skills have been traditionally based on the use of living animals, mainly ...

Assessing Cortical Cerebral Microinfarcts on High Resolution MR Images

Cerebral microinfarcts are frequent findings in the post-mortem human brain, and are related to cognitive decline and dementia. Due to their small sizes it is challenging to study them on clinical MRI scans. It was recently demonstrated that cortical microinfarcts can be depicted with MRI scanners using high magnetic field strengths (7T). Based on this experience, a proportion of these lesions is also visible on lower resolution 3T MRI. These findings were corroborated with ex vivo imaging of post-mortem human brain tissue, accompanied by histopathological verification of possible cortical microinfarcts.
Here an ex vivo imaging protocol is presented, for the purpose of validating MR observed cerebral microvascular pathology with histological evaluation. Furthermore, guidelines are provided for the assessment of cortical microinfarcts on both in vivo 7T and 3T MR images. These guidelines provide researchers with a tool to rate cortical microinfarcts on in vivo images of larger patient samples, to further unravel their clinical relevance in cognitive decline and dementia, and establish these lesions as a novel biomarker of cerebral small vessel disease.

A high resolution ex vivo 7T MR imaging protocol is presented, to perform MR-guided histopathological validation of microvascular pathology in post-mortem human brain tissue. Furthermore, guidelines are provided for the assessment of cortical microinfarcts on in vivo 7T as well as 3T MR images.

Evaluar microinfartos cerebrales corticales en alta resolución MR Imágenes

Cerebral microinfarcts are frequent findings in the post-mortem human brain, and are related to cognitive decline and dementia. Due to their small sizes ...

Heterotopic Renal Autotransplantation in a Porcine Model: A Step-by-Step Protocol

Kidney transplantation is the treatment of choice for patients suffering from end-stage renal disease. It offers better life expectancy and higher quality of life when compared to dialysis. Although the last few decades have seen major improvements in patient outcomes following kidney transplantation, the increasing shortage of available organs represents a severe problem worldwide. To expand the donor pool, marginal kidney grafts recovered from extended criteria donors (ECD) or donated after circulatory death (DCD) are now accepted for transplantation. To further improve the postoperative outcome of these marginal grafts, research must focus on new therapeutic approaches such as alternative preservation techniques, immunomodulation, gene transfer, and stem cell administration.
Experimental studies in animal models are the final step before newly developed techniques can be translated into clinical practice. Porcine kidney transplantation is an excellent model of human transplantation and allows investigation of novel approaches. The major advantage of the porcine model is its anatomical and physiological similarity to the human body, which facilitates the rapid translation of new findings to clinical trials. This article offers a surgical step-by-step protocol for an autotransplantation model and highlights key factors to ensure experimental success. Adequate pre- and postoperative housing, attentive anesthesia, and consistent surgical techniques result in favorable postoperative outcomes. Resection of the contralateral native kidney provides the opportunity to assess post-transplant graft function. The placement of venous and urinary catheters and the use of metabolic cages allow further detailed evaluation. For long-term follow-up studies and investigation of alternative graft preservation techniques, autotransplantation models are superior to allotransplantation models, as they avoid the confounding bias posed by rejection and immunosuppressive medication.

Porcine models of organ transplantation provide an important platform to study mechanisms of organ preservation. This article describes a heterotopic porcine renal autotransplantation model, which allows investigating new approaches to improve the outcome of transplantation using marginal kidney grafts.

Heterotópico renal autotrasplante en un modelo porcino: Un Protocolo de Paso a Paso

Kidney transplantation is the treatment of choice for patients suffering from end-stage renal disease. It offers better life expectancy and higher quality ...

A Step by Step Protocol for Subretinal Surgery in Rabbits

Age related macular degeneration (AMD), retinitis pigmentosa, and other RPE related diseases are the most common causes for irreversible loss of vision in adults in industrially developed countries. RPE transplantation appears to be a promising therapy, as it may replace dysfunctional RPE, restore its function, and thereby vision.
Here we describe a method for transplanting a cultured RPE monolayer on a scaffold into the subretinal space (SRS) of rabbits. After vitrectomy xenotransplants were delivered into the SRS using a custom made shooter consisting of a 20-gauge metallic nozzle with a polytetrafluoroethylene (PTFE) coated plunger. The current technique evolved in over 150 rabbit surgeries over 6 years. Post-operative follow-up can be obtained using non-invasive and repetitive in vivo imaging such as spectral domain optical coherence tomography (SD-OCT) followed by perfusion-fixed histology.
The method has well-defined steps for easy learning and high success rate. Rabbits are considered a large eye animal model useful in preclinical studies for clinical translation. In this context rabbits are a cost-efficient and perhaps convenient alternative to other large eye animal models.

Retinal pigment epithelium (RPE) replacement strategies and gene-based therapy are considered for several retinal degenerative conditions. For clinical translation, large eye animal models are required to study surgical techniques applicable in patients. Here we present a rabbit model for subretinal surgery geared towards RPE transplantation, which is versatile and cost-efficient.

Un Paso a Paso Protocolo para la cirugía subretiniana en conejos

Age related macular degeneration (AMD), retinitis pigmentosa, and other RPE related diseases are the most common causes for irreversible loss of vision in ...

A Clinical Trial Assessing the Safety, Efficacy, and Delivery of Olive-Oil-Based Three-Chamber Bags for Parenteral Nutrition

Limited evidence exists to precisely estimate efficacy and safety differences between parenteral nutrition (PN) prepared using olive-oil-based three-chamber bags (3CBs) and soybean-oil-based compounded bags (CoBs) in hospitalized adult patients. We designed a multicenter, randomized, prospective, open-label, noninferiority protocol to compare the efficacy, safety, and distribution of olive-oil-based 3CBs and soybean-oil-based CoB formulations in adult Chinese patients requiring PN during surgical intervention. Subjects were randomized to receive either one of the study treatments using an interactive voice or web-based recognition system in accordance with the randomization code. Randomization was further stratified based on the study site and surgical category. Both treatment groups received similar amounts of calories and protein. In addition, the two study treatments contained a similar composition of the amino-acid component. The only difference between the two PN formulations was the lipid constitution. The duration of administration of study treatments was a minimum of 5 days up to a maximum of 14 days after the surgical procedure. The primary efficacy endpoint was serum prealbumin levels on day 5 of the study. Noninferiority was proved if the anti-log of the lower bound of the 95% confidence interval (CI) of the treatment difference was at least 0.80. Other efficacy measures included treatment preparation time; duration to achieve tolerability of oral nutrition; associated infectious complications; length of hospitalization; and laboratory assessment of markers of nutrition, inflammation, metabolism, and oxidative stress. A total of 458 patients were enrolled in the study. The results showed that olive-oil-based 3CBs were non-inferior to soybean-based CoBs, besides being well tolerated. The infection rate was found to be significantly lower in the olive-oil-based 3CB group. Thus, this study may be used as a reference for future research on lipid emulsion and 3CBs.

Here, we present a protocol for a study comparing the efficacy, safety, and delivery of olive-oil-based 3CB and soybean-oil-based CoB formulations in adults requiring parenteral nutrition. The results revealed that olive-oil-based 3CBs is non-inferior and well tolerated compared to soybean formulations.

Un ensayo clínico que evalúa la seguridad, eficacia y entrega de bolsas de tres cámaras basadas en aceite de oliva para la nutrición parenteral

Limited evidence exists to precisely estimate efficacy and safety differences between parenteral nutrition (PN) prepared using olive-oil-based ...

Obtaining Quality Extended Field-of-View Ultrasound Images of Skeletal Muscle to Measure Muscle Fascicle Length

Muscle fascicle length, which is commonly measured in vivo using traditional ultrasound, is an important parameter defining a muscle&#8217;s force generating capacity. However, over 90% of all upper limb muscles and 85% of all lower limb muscles have optimal fascicle lengths longer than the field-of-view of common traditional ultrasound (T-US) probes. A newer, less frequently adopted method called extended field-of-view ultrasound (EFOV-US) can enable direct measurement of fascicles longer than the field-of-view of a single T-US image. This method, which automatically fits together a sequence of T-US images from a dynamic scan, has been demonstrated to be valid and reliable for obtaining muscle fascicle lengths in vivo. Despite the numerous skeletal muscles with long fascicles and the validity of the EFOV-US method for making measurements of such fascicles, few published studies have utilized this method. In this study, we demonstrate both how to implement the EFOV-US method to obtain high quality musculoskeletal images and how to quantify fascicle lengths from those images. We expect that this demonstration will encourage the use of the EFOV-US method to increase the pool of muscles, both in healthy and impaired populations, for which we have in vivo muscle fascicle length data.

This study describes how to obtain high quality musculoskeletal images using the extended field-of-view ultrasound (EFOV-US) method for the purpose of making muscle fascicle length measures. We apply this method to muscles with fascicles that extend past the field-of-view of common traditional ultrasound (T-US) probes.

Obtención de imágenes de ultrasonido de campo de visión extendido de calidad del músculo esquelético para medir la longitud del fascículo muscular

Muscle fascicle length, which is commonly measured in vivo using traditional ultrasound, is an important parameter defining a muscle&#8217;s force ...

Step-by-Step Stapedotomy through Transcanal Exclusive Endoscopic Approach

In recent years there has been an increasing trend in the use of the endoscope to treat a variety of middle ear pathologies, including otosclerosis. Several studies comparing traditional microscopic and endoscopic stapes surgery have reported similar hearing results and an overall low rate of complications. The endoscope has unraveled its full potential in demanding settings of stapes surgery, such as unfavorable anatomy of the oval window niche or revision cases. Reduced manipulation of the chorda tympani and low rate of post-operative dysgeusia are further benefits to mention for endoscopic stapes surgery.
Being a one-handed technique, management of bleeding, positioning, and crimping of the prosthesis may be challenging for novice endoscopic surgeons, so some training in endoscopic ear surgery is recommended before performing endoscopic stapedotomy. The problem of sharing the surgical field between the endoscope and the operating instruments could be easily overcome if proper instruments positioning is understood. One-handed bleeding control in the narrow space of the ear canal may represent an issue during the elevation of the tympano-meatal flap, possibly discouraging the surgeon since the preliminary steps of surgery. Following appropriate technique to raise the flap and the collaboration with the anesthesiology team in keeping the blood pressure low guarantee an adequate bleeding control in most cases.
The aim of this article is to describe the entire surgical procedure of a transcanal exclusive endoscopic stapedotomy, from operating room set up and patient positioning to post-operative care. A step-by-step description of the surgical maneuvers with technical hints is reported, to guide the surgeon across the procedure and allow any ear surgeon to perform stapes surgery endoscopically.

The aim of this article is to provide a step-by-step method for endoscopic stapes surgery from operating room setting and patient positioning to post-operative care. This work would represent a guide for any otologic surgeon who is willing to treat otosclerosis with endoscopic transcanal technique.

Estapedotomía paso a paso a través de un enfoque endoscópico exclusivo transcanal

In recent years there has been an increasing trend in the use of the endoscope to treat a variety of middle ear pathologies, including otosclerosis. ...

Improved Renal Denervation Mitigated Hypertension Induced by Angiotensin II Infusion

The benefits of renal sympathetic denervation (RDN) on blood pressure have been proved in a large number of clinical trials in recent years. However, the regulatory mechanism of RDN on hypertension remains elusive. Thus, it&#39;s essential to establish a simpler RDN model in mice. In this study, osmotic mini pumps filled with Angiotensin II were implanted in 14-week-old C57BL/6 mice. One week after the implantation of the mini-osmotic pump, a modified RDN procedure was performed on bilateral renal arteries of the mice using phenol. Age-sex-matched mice were given saline and served as sham group. Blood pressure was measured at baseline and every week subsequently for 21 days. Then, renal artery, abdominal aorta and heart were collected for histological examination using H&#38;E and Masson staining. In this study, we present a simple, practical, repeatable, and standardized RDN model, which can control hypertension and alleviate cardiac hypertrophy. The technique can denervate peripheral renal sympathetic nerves without renal artery damage. Compared to previous models, the modified RDN facilitates the study of the pathobiology and pathophysiology of hypertension.

Here, we present a protocol for renal sympathetic denervation (RDN) in mice with hypertension induced by Angiotensin II infusion. The procedure is repeatable, convenient and allows to study the regulatory mechanisms of RDN on hypertension and cardiac hypertrophy.

La mejora de la denervación renal mitigó la hipertensión inducida por la infusión de angiotensina II

The benefits of renal sympathetic denervation (RDN) on blood pressure have been proved in a large number of clinical trials in recent years. However, the ...

An Educational Video Demonstration of How to Prone a Critically Ill Intubated Patient

Early in the coronavirus disease 2019 (COVID-19) pandemic, it was reported that prone position was beneficial for mechanically ventilated COVID-19 patients with acute respiratory distress syndrome (ARDS). However, for staff in some small and large hospitals, experience with this intervention was low. Select hospitals were able to assemble proning teams; but, as facilities began to experience staffing shortages, they found proning teams unsustainable, and less specialized staff needed to learn how to safely prone patients.
Proning is a high-risk procedure-a lack of a standard approach can result in staff confusion and poor patient outcomes, including unintentional endotracheal tube (ET) loss, vascular access dislodgement, and skin breakdown. Given the acuity and high patient volume, translating a complex procedure into written policy may not be entirely effective. Critical care nurses, respiratory therapists, physical therapists, wound nurses, nurse practitioners, physician assistants, and medical doctors need to be prepared to safely perform this procedure for an acutely ill COVID-19 patient.
Communication, teamwork, and multidisciplinary collaboration are critical for complication avoidance. Interventions to prevent tube and vascular access dislodgement, skin breakdown, and brachial plexus and soft tissue injury must be implemented during the procedure. Repositioning the patient in the prone position, as well as returning the patient to supine positioning, should be components of a comprehensive proning plan.

Proning a critically ill patient with severe acute respiratory distress syndrome (ARDS) is a complex but beneficial procedure. Excellent communication skills, team work, and multidisciplinary collaboration are critical for patient and staff safety. A standard procedure should be utilized when proning ventilated patients with tubes, drains, and vascular access devices.