אנו אסירי תודה על משאבים שסופקו על ידי בית הספר לרפואה של הרווארד / בריגהם ובית החולים לנשים מעבדת ליבת פיזיולוגיה לב וכלי דם. עבודה זו נתמכה בחלקה במימון מענקי המכונים הלאומיים לבריאות HL088533, HL071775, HL093148 ו- HL099073 (RL). MB זכה בפרס מלגות פוסט-דוקטורט של מייסד איגוד הלב האמריקאי. KU הוא זוכה פרס מלגות פוסט-דוקטורט של מייסדי איגוד הלב האמריקאי. SC נתמך על ידי פרס מקרן אליסון.

1. הכנת תמונות לניתוחים
<ol><li>השג תמונות במצב B של מורין או אקו-קרדיוגרפי אנושי בתצוגת הציר הארוך הפארסטרנלי. התאם את הגדרות הפיצוי של זמן-רווח ואת המיקום של מוקד השידור כדי לייעל את ההדמיה של LV ומבני לב אחרים בתצוגה הפארסטרנלית, לפי התרגול הרגיל. ודא שכל התמונות נשמרות בתבנית קובץ DICOM. תצוגות תמונה סטנדרטיות ממקמת את קיר החדר השמאלי ההסקה בבסיס המסגרת. מסגרות חייבות להציג את כל שריר הלב השמאלי חדרית קרום הלב ו קרום הלב. הרזולוציה חייבת להיות גבוהה מספיק כדי לתאר את גבול קרום הלב, קיר שריר הלב, ואת הגבול האנדוקרדיאלי של החדר השמאלי. מחק תמונות עם נשירה עודפת או ממצאי תמונה.</li>
	<li>יבא קובץ תמונה לניתוח לפלטפורמת התוכנה של ImageJ v1.46 כקובץ DICOM. המר את הקובץ לקובץ תמונה של 8 סיביות.</li>
	<li>גלול במסגרות עוקבות של מחזור הלב עד להגעה למסגרת דיאסטולית איכותית מתאימה. לחלופין, בחר את המסגרת הדיאסטולית הסופית בתוכנית צפייה אקו-קרדיוגרפית ולאחר מכן יצא לתבנית קובץ .jpg ברזולוציה גבוהה לשימוש ב- ImageJ. זהה את המסגרות הקרובות ביותר ל- end-diastole באמצעות גל ה- R של מעקב ה- ECG ולאחר מכן זהה את המסגרת הטובה ביותר היחידה הלוכדת את ה- LV בממד פנימי מרבי. שקול מסגרת אחת זו מסגרת סוף דיאסטולי.</li>
	<li>מומלץ למשתמשים להיות עיוורים לזהות הנושא בעת בחירת אזורי עניין.</li>
</ol>2. דגימת החזר על ההשקעה
<ol><li>בחירת הפניה קרום הכליה. בעת בחירת אזור העניין של קרום לב (ROI), שואפים ללכוד את ההטרוגניות של רקמת קרום הים. שים לב שניתן להתאים את הבהירות והניגודיות של התמונה לבחירת החזר ההשקעה, לפי הצורך, ללא כל השפעה על תוצאות הניתוח.<ol>
<li>בעזרת כלי הציור המלבן של ImageJ, בחרו מלבן באורך בקירוב לשליש האמצעי של קיר קרום הכליה הבסיסי.</li>
		<li>שנה את גודל ההחזר על ההשקעה המלבני כדי להתפרס על רוחב קרום הלב באמצעות כלי שינוי גודל ההחזר על ההשקעה.</li>
		<li>סובבו את ההחזר על ההשקעה כך שישכב באזור קרום הכלי תוך שימוש בכלי הסיבוב של ImageJ.</li>
		<li>בצע את כל ההתאמות הדרושות לפינות ההחזר על ההשקעה. לכוד אזור סופי של עניין קרום הלב שנמצא בשליש האמצעי של קיר קרום הלב, וכולל את רוחב קיר קרום הלב מבלי להרחיב לאזורי שריר הלב או לב נוסף. המטרה היא ללכוד את אותו מיקום יחסי ואת אחוז השטח הכולל של קרום לב עבור כל האמצעים שנעשו במחקר נתון.</li>
		<li>החל את האלגוריתם על הבחירה באמצעות כלי ניתוח ImageJ (ראה סעיף 3).</li>
	</ol>
</li>
	<li>בחירת שריר הלב. שוב, שואפים ללכוד את ההטרוגניות של רקמת שריר הלב בתוך השלישי האמצעי של קיר שריר הלב התופת הבסיסית. שים לב שניתן להתאים את הבהירות והניגודיות של התמונה לבחירת החזר ההשקעה, לפי הצורך, ללא כל השפעה על תוצאות הניתוח.<ol>
<li>בחר מלבן המשתרע על פני רוחב הקיר שריר הלב, למעט אנדוקרדיום ואפיקרדיום. ודא שהבחירה בשריר הלב סמוכה לבחירת קרום הלב ובאותו זווית תטא. אין לכלול אזורים בשריר הפפילרי באזור הבחירה.</li>
		<li>סובב את ההחזר על ההשקעה בשריר הלב כך שיהיה מקביל לבחירת קרום הלב.</li>
		<li>בצע את כל ההתאמות הדרושות לפינות ההחזר על ההשקעה בשריר הלב. לבודד אזור שריר הלב הסופי של עניין שנמצא בתוך השלישי האמצעי של הקיר שריר הלב, ולוכד את רוחב הקיר מבלי להרחיב לתוך אזורים קרום הלב או תוך עינית.</li>
		<li>החל את האלגוריתם על הבחירה באמצעות מאקרו ImageJ.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. ניתוח ועיבוד נתונים
<ol><li>התקן את המאקרו ImageJ בשם "getHistogramValues.txt".</li>
	<li>השתמש בכלי ניתוח היסטוגרמה של ImageJ כדי להציג בתצוגה מקדימה את ההתפלגות של ערכי עוצמת האות בתוך ההחזר על ההשקעה (בצע שלב זה עבור הבחירה של קרום הלב ועבור הבחירה בשריר הלב).</li>
	<li>השתמש במאקרו ImageJ כדי להקליט ערכי צפיפות אותות אלה עבור ההחזר על ההשקעה (בצע שלב זה עבור הבחירה הקרפדית ועבור הבחירה בשריר הלב).<ol>
<li>הקצה ערך אינטנסיביות מ- 0 (הכהה ביותר) ל- 255 יחידות (הבהירות ביותר) לכל פיקסל בבחירה.</li>
		<li>סדר את ערכי העוצמה באופן הירארכי, לפי סדר הגדלת העוצמה, כדי ליצור התפלגות של עוצמת אות.</li>
		<li>בחר ודווח על ערכי האחוזון הבאים עבור ההתפלגות:אחוזון 20,אחוזון 50 (חציון)ואחוזון 80.</li>
	</ol>
</li>
	<li>נרמל את עוצמות שריר הלב באמצעות ההתייחסות קרום הלב.<ol>
<li>לנרמל על ידי חלוקת ערכי אחוזון שריר הלב של אינטנסיביות על ידי ערכי אחוזון קרום הלב המקביל של אינטנסיביות12, או על ידי חיסור ערך אחוזון שריר הלב של אינטנסיביות מן הערך אחוזון קרום הלב של אינטנסיביות13.</li>
		<li>דווח על ערכים עבור ארבע השיטות האנליטיות: ערכים מנורמלים של שריר הלב עד קרום הלב עבור האחוזוןה-20, האחוזוןה-50 (חציון) וערכי האחוזוןה-80.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. כימות השונות המחזורית
<ol><li>החל אלגוריתם על בחירות שריר הלב באמצעות מסגרות רצופות של קובץ DICOM, נע דרך מחזור הלב. השווה הבדלים בחלוקות אינטנסיביות בין מסגרות, תוך שי לב למסגרות סיים-סיסטוליות ומסגרות דיאסטוליות סופיות. כל ניתוחי התמונה המתוארים לעיל מבוצעים במצב לא מקוון על תמונות אקו-קרדיוגרפיות לא פולשניות שנרכשו בעבר ומאוחסנות דיגיטלית בפורמט DICOM. כל פרוטוקולי המחקר אושרו על ידי ועדת הביקורת המוסדית של בריגהם ונשים והוועדה לטיפול ושימוש בבעלי חיים מוסדית של הרווארד.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Yamada, S., Komuro, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integrated+backscatter+for+the+assessment+of+myocardial+viability.">Integrated backscatter for the assessment of myocardial viability.</a> Curr. Opin. Cardiol. 21, 433-437 (2006).</li><li>Mimbs, J. W., O'Donnell, M., Bauwens, D., Miller, J. W., Sobel, B. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+dependence+of+ultrasonic+attenuation+and+backscatter+on+collagen+content+in+dog+and+rabbit+hearts.">The dependence of ultrasonic attenuation and backscatter on collagen content in dog and rabbit hearts.</a> Circ. Res. 47, 49-58 (1980).</li><li>Picano, 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=In+vivo+quantitative+ultrasonic+evaluation+of+myocardial+fibrosis+in+humans.">In vivo quantitative ultrasonic evaluation of myocardial fibrosis in humans.</a> Circulation. 81, 58-64 (1990).</li><li>Mizuno, 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=Myocardial+ultrasonic+tissue+characterization+for+estimating+histological+abnormalities+in+hypertrophic+cardiomyopathy:+comparison+with+endomyocardial+biopsy+findings.">Myocardial ultrasonic tissue characterization for estimating histological abnormalities in hypertrophic cardiomyopathy: comparison with endomyocardial biopsy findings.</a> Cardiology. 96, 16-23 (2001).</li><li>Mizuno, R., Fujimoto, S., Saito, Y., Nakamura, S. <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+quantitation+of+myocardial+fibrosis+using+combined+tissue+harmonic+imaging+and+integrated+backscatter+analysis+in+dilated+cardiomyopathy.">Non-invasive quantitation of myocardial fibrosis using combined tissue harmonic imaging and integrated backscatter analysis in dilated cardiomyopathy.</a> Cardiology. 108, 11-17 (2007).</li><li>Marini, 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=Cyclic+variation+in+myocardial+gray+level+as+a+marker+of+viability+in+man.+A+videodensitometric+study.">Cyclic variation in myocardial gray level as a marker of viability in man. A videodensitometric study.</a> Eur. Heart. J. 17, 472-479 (1996).</li><li>Komuro, K., 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=Sensitive+detection+of+myocardial+viability+in+chronic+coronary+artery+disease+by+ultrasonic+integrated+backscatter+analysis.">Sensitive detection of myocardial viability in chronic coronary artery disease by ultrasonic integrated backscatter analysis.</a> J. Am. Soc. Echocardiogr. 18, 26-31 (2005).</li><li>Ciulla, M., 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=Echocardiographic+patterns+of+myocardial+fibrosis+in+hypertensive+patients:+endomyocardial+biopsy+versus+ultrasonic+tissue+characterization.">Echocardiographic patterns of myocardial fibrosis in hypertensive patients: endomyocardial biopsy versus ultrasonic tissue characterization.</a> J. Am. Soc. Echocardiogr. 10, 657-664 (1997).</li><li>Maceira, A. M., Barba, J., Varo, N., Beloqui, O., Diez, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrasonic+backscatter+and+serum+marker+of+cardiac+fibrosis+in+hypertensives.">Ultrasonic backscatter and serum marker of cardiac fibrosis in hypertensives.</a> Hypertension. 39, 923-928 (2002).</li><li>D'Hooge, 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=High+frame+rate+myocardial+integrated+backscatter.+Does+this+change+our+understanding+of+this+acoustic+parameter.">High frame rate myocardial integrated backscatter. Does this change our understanding of this acoustic parameter.</a> Eur. J. Echocardiogr. 1, 32-41 (2000).</li><li>Finch-Johnston, A. 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=Cyclic+variation+of+integrated+backscatter:+dependence+of+time+delay+on+the+echocardiographic+view+used+and+the+myocardial+segment+analyzed.">Cyclic variation of integrated backscatter: dependence of time delay on the echocardiographic view used and the myocardial segment analyzed.</a> J. Am. Soc. Echocardiogr. 13, 9-17 (2000).</li><li>Di Bello, V., 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+echodensity+of+myocardial+wall+in+the+diabetic+heart:+an+ultrasound+tissue+characterization+study.">Increased echodensity of myocardial wall in the diabetic heart: an ultrasound tissue characterization study.</a> J. Am. Coll. Cardiol. 25, 1408-1415 (1995).</li><li>Takiuchi, 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=Quantitative+ultrasonic+tissue+characterization+can+identify+high-risk+atherosclerotic+alteration+in+human+carotid+arteries.">Quantitative ultrasonic tissue characterization can identify high-risk atherosclerotic alteration in human carotid arteries.</a> Circulation. 102, 766-770 (2000).</li><li>Querejeta, 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=Serum+carboxy-terminal+propeptide+of+procollagen+type+I+is+a+marker+of+myocardial+fibrosis+in+hypertensive+heart+disease.">Serum carboxy-terminal propeptide of procollagen type I is a marker of myocardial fibrosis in hypertensive heart disease.</a> Circulation. 101, 1729-1735 (2000).</li></ol>

לא הוכרזו ניגודי אינטרסים.

אנו מתארים את הפרוטוקול עבור אלגוריתם ניתוח תמונה הכומת את התפלגות עוצמת האות הסונוגרפית, ובתורו, מציע מדד פונדקאי של מיקרו-מבנה שריר הלב. תכונות סטנדרטיות של הפרוטוקול, כולל בחירה, שינוי גודל ומיקום של אזור ההחזר על ההשקעה וההפניה, משמשות למזעור השונות בין משתמשים לנושאים. אנו מראים כי כא...

אקו לב היא מודאליות הדמיה נגישה נרחבת המשמשת בדרך כלל לאפיון וכימות לא פולשניים של שינויים במבנה ובתפקוד הלב. הערכות אולטרה סאונד של רקמת לב יכול לכלול ניתוחים של עוצמת אות backscatter בתוך אזור נתון של עניין בנקודת זמן אחת, כמו גם במהלך מחזור הלב. מחקרים קודמים הראו כי מדדים של עוצמת האות הסונוגרפי יכולים לזהות את הנוכחות הבסיסית של אי סדר בסיבים שריר הלב, קיימא לעומת רקמת שריר הלב בלתי נסבלת, ופיברוזיס ביניים1-3. אנו מתייחסים ל'מיקרו-מבנה' שריר הלב כאל ארכיטקטורת הרקמות שניתן לאפיין, באמצעות ניתוח סונוגרפי, מעבר למדידות ליניאריות של גודל ברוטו ומורפולוגיה. לפיכך, ניתוחים של עוצמת האות הסונוגרפי שימשו להערכת שינויים מיקרו-מבניים של רקמת שריר הלב בהגדרה של קרדיומיופתיה היפרטרופית ומויקת4,5, מחלת לב כלילית כרונית6,7, ומחלת לב יתר לחץדם 8,9. עם זאת, טכניקות שנקבעו בעבר הסתמכו בעיקר על הערך המשולב או הממוצע של עוצמות אות backscatter, אשר עשוי להיות רגישים לשונות מרעש אקראי5, נתונים כינוי מקצבי פריימים נמוכים10, ועיכובים בזמן עבור אלגוריתמים המבוססים על וריאציה מחזורית11.
בזאת, אנו מתארים את שיטת השימוש באלגוריתם ניתוח תמונה מבוסס אולטרסאונד המשתרע משיטות קודמות; אלגוריתם זה מתמקד במסגרת דיאסטולית אחת עבור ניתוח תמונה ומסביר את ההתפלגות המלאה של ערכי עוצמת האות הנגזרים מדגם שריר הלב נתון. באמצעות קרום הלב כהפניה בתוך מסגרת12,13, האלגוריתם מכמת באופן רב וריאציה בהפצות עוצמת האות הסונוגרפי ומציע מדד פונדקאי משופר של מיקרו-מבנה שריר הלב. בפרוטוקול שלב אחר שלב, אנו מתארים שיטות להכנת תמונות לשימוש, דגימת אזורי עניין ועיבוד נתונים באזורים נבחרים בעלי עניין. אנו גם מראים תוצאות מייצגות מיישום האלגוריתם על תמונות אקו-קרדיוגרפיות שנרכשו מעכברים ובני אדם עם חשיפה משתנה ללחץ לאחר העומס בחדר השמאלי.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="770">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">ImageJ v 1.46</td>
			<td style="width:268px;">NIH (Bethesda, MD)</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">open access software</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Power ShowCase</td>
			<td style="width:268px;">Trillium Technology (Ann Arbor, MI)</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>commercial software</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

ultrasonic assessment of myocardial microstructure

אקו לב היא מודאליות הדמיה נגישה נרחבת המשמשת בדרך כלל לאפיון וכימות לא פולשניים של שינויים במבנה ובתפקוד הלב. הערכות אולטרה סאונד של רקמת לב יכול לכלול ניתוחים של עוצמת אות backscatter בתוך אזור נתון של עניין. טכניקות שהוקמו בעבר הסתמכו בעיקר על הערך המשולב או הממוצע של עוצמות אותות backscatter, אשר עשויים להיות רגישים לשונות מנתונים כינוי מקצבי מסגרות נמוכים ועיכובים בזמן עבור אלגוריתמים המבוססים על וריאציה מחזורית. בזאת, אנו מתארים אלגוריתם הדמיה מבוסס אולטרסאונד המשתרע משיטות קודמות, ניתן להחיל על מסגרת תמונה אחת ומהווה את ההפצה המלאה של ערכי עוצמת האות הנגזרים מדגם שריר הלב נתון. כאשר מוחל על נתוני הדמיה מייצגים של עכברים ובני אדם, האלגוריתם מבחין בין נבדקים עם או בלי חשיפה להתנגדות כרונית לאחר העומס. האלגוריתם מציע מדד פונדקאי משופר של מיקרו-מבנה שריר הלב וניתן לבצעו באמצעות תוכנת ניתוח תמונה בגישה פתוחה.

ניתוח עוצמת האות מתבצע ב-4 שלבים עיקריים (איור 1), כולל: 1) בחירת תמונה ועיצוב, 2) דגימת החזר על ההשקעה ואזורי ייחוס, 3) יישום אלגוריתם ו- 4) עיבוד ערכים סופיים להפקת יחסי עוצמה שריר הלב עד קרום הלב. הבחירה והגודל של ההחזר על ההשקעה מתוקננים כדי להגביל את השונות ההדדית וגם את השונות התוך-ס?...

Watch this Scientific Journal Video about Ultrasonic Assessment of Myocardial Microstructure at JoVE.com

Ultrasonic Assessment of Myocardial Microstructure

אקו-קרדיוגרפיה משמשת בדרך כלל לאפיון וכימות לא פולשניים של שינויים במבנה ובתפקוד הלב. אנו מתארים אלגוריתם הדמיה מבוסס אולטרסאונד המציע מדד פונדקאי משופר של מיקרו-מבנה שריר הלב וניתן לבצעו באמצעות תוכנת ניתוח תמונה בגישה פתוחה.

הערכה אולטרה סאונד של מיקרו-מבנה שריר הלב

Echocardiography is a widely accessible imaging modality that is commonly used to noninvasively characterize and quantify changes in cardiac structure and ...

ultrasonic-assessment-of-myocardial-microstructure

Research

JoVE Journal

Medicine

5.3K Views.  Harvard Medical School. אקו-קרדיוגרפיה משמשת בדרך כלל לאפיון וכימות לא פולשניים של שינויים במבנה ובתפקוד הלב. אנו מתארים אלגוריתם הדמיה מבוסס אולטרסאונד המציע מדד פונדקאי משופר של מיקרו-מבנה שריר הלב וניתן לבצעו באמצעות תוכנת ניתוח תמונה בגישה פתוחה.

Video: Ultrasonic Assessment of Myocardial Microstructure

Magnetic Resonance Derived Myocardial Strain Assessment Using Feature Tracking

Purpose: An accurate and practical method to measure parameters like strain in myocardial tissue is of great clinical value, since it has been shown, that strain is a more sensitive and earlier marker for contractile dysfunction than the frequently used parameter EF. Current technologies for CMR are time consuming and difficult to implement in clinical practice. Feature tracking is a technology that can lead to more automization and robustness of quantitative analysis of medical images with less time consumption than comparable methods.
Methods: An automatic or manual input in a single phase serves as an initialization from which the system starts to track the displacement of individual patterns representing anatomical structures over time. The specialty of this method is that the images do not need to be manipulated in any way beforehand like e.g. tagging of CMR images.
Results: The method is very well suited for tracking muscular tissue and with this allowing quantitative elaboration of myocardium and also blood flow.
Conclusions: This new method offers a robust and time saving procedure to quantify myocardial tissue and blood with displacement, velocity and deformation parameters on regular sequences of CMR imaging. It therefore can be implemented in clinical practice.

An accurate and practical method to measure parameters like strain in myocardial tissue is of great clinical value, since it has been shown, that strain is a more sensitive and earlier marker for contractile dysfunction than the frequently used parameter EF.

תהודה מגנטית נגזר מסננים הערכה שריר הלב באמצעות מעקב אחר תכונות

Purpose: An accurate and practical method to measure parameters like strain in myocardial tissue is of great clinical value, since it has been shown, that ...

Acute Myocardial Infarction in Rats

With heart failure leading the cause of death in the USA (Hunt), biomedical research is fundamental to advance medical treatments for cardiovascular diseases. Animal models that mimic human cardiac disease, such as myocardial infarction (MI) and ischemia-reperfusion (IR) that induces heart failure as well as pressure-overload (transverse aortic constriction) that induces cardiac hypertrophy and heart failure (Goldman and Tarnavski), are useful models to study cardiovascular disease. In particular, myocardial ischemia (MI) is a leading cause for cardiovascular morbidity and mortality despite controlling certain risk factors such as arteriosclerosis and treatments via surgical intervention (Thygesen). Furthermore, an acute loss of the myocardium following myocardial ischemia (MI) results in increased loading conditions that induces ventricular remodeling of the infarcted border zone and the remote non-infarcted myocardium. Myocyte apoptosis, necrosis and the resultant increased hemodynamic load activate multiple biochemical intracellular signaling that initiates LV dilatation, hypertrophy, ventricular shape distortion, and collagen scar formation. This pathological remodeling and failure to normalize the increased wall stresses results in progressive dilatation, recruitment of the border zone myocardium into the scar, and eventually deterioration in myocardial contractile function (i.e. heart failure). The progression of LV dysfunction and heart failure in rats is similar to that observed in patients who sustain a large myocardial infarction, survive and subsequently develops heart failure (Goldman). The acute myocardial infarction (AMI) model in rats has been used to mimic human cardiovascular disease; specifically used to study cardiac signaling mechanisms associated with heart failure as well as to assess the contribution of therapeutic strategies for the treatment of heart failure. The method described in this report is the rat model of acute myocardial infarction (AMI). This model is also referred to as an acute ischemic cardiomyopathy or ischemia followed by reperfusion (IR); which is induced by an acute 30-minute period of ischemia by ligation of the left anterior descending artery (LAD) followed by reperfusion of the tissue by releasing the LAD ligation (Vasilyev and McConnell). This protocol will focus on assessment of the infarct size and the area-at-risk (AAR) by Evan's blue dye and triphenyl tetrazolium chloride (TTC) following 4-hours of reperfusion; additional comments toward the evaluation of cardiac function and remodeling by modifying the duration of reperfusion, is also presented. Overall, this AMI rat animal model is useful for studying the consequence of a myocardial infarction on cardiac pathophysiological and physiological function.

The rat model of acute myocardial infarction (AMI) is useful to study the consequence of a MI on cardiac pathophysiological and physiological function.

באוטם שריר הלב אצל חולדות

With heart failure leading the cause of death in the USA (Hunt), biomedical research is fundamental to advance medical treatments for cardiovascular ...

Assessment of Cardiac Function and Myocardial Morphology Using Small Animal Look-locker Inversion Recovery (SALLI) MRI in Rats

Small animal magnetic resonance imaging is an important tool to study cardiac function and changes in myocardial tissue. The high heart rates of small animals (200 to 600 beats/min) have previously limited the role of CMR imaging. Small animal Look-Locker inversion recovery (SALLI) is a T1 mapping sequence for small animals to overcome this problem 1. T1 maps provide quantitative information about tissue alterations and contrast agent kinetics. It is also possible to detect diffuse myocardial processes such as interstitial fibrosis or edema 1-6. Furthermore, from a single set of image data, it is possible to examine heart function and myocardial scarring by generating cine and inversion recovery-prepared late gadolinium enhancement-type MR images 1.
	The presented video shows step-by-step the procedures to perform small animal CMR imaging. Here it is presented with a healthy Sprague-Dawley rat, however naturally it can be extended to different cardiac small animal models.

Assessment of Cardiac Function and Myocardial Morphology Using Small Animal Look-locker Inversion Recovery SALLI MRI in Rats

Contrast enhanced cardiac magnetic resonance (CMR) imaging allows comprehensive in vivo assessment of the heart in small animal models of cardiovascular disease. Here we detail the procedures to perform CMR imaging, reconstruction and analysis using Small Animal Lock-Locker Inversion Recovery (SALLI) in rats.

הערכה של תפקוד לב ומורפולוגיה שריר הלב באמצעות שחזור קטן בעלי חיים תראו-הלבשה היפוך (SALLI) בדיקת MRI בחולדות

Small animal magnetic resonance  imaging is an important tool to study cardiac function and changes in myocardial  tissue. The high heart rates of small ...

MRI and PET in Mouse Models of Myocardial Infarction

Myocardial infarction is one of the leading causes of death in the Western world. The similarity of the mouse heart to the human heart has made it an ideal model for testing novel therapeutic strategies.
In vivo magnetic resonance imaging (MRI) gives excellent views of the heart noninvasively with clear anatomical detail, which can be used for accurate functional assessment. Contrast agents can provide basic measures of tissue viability but these are nonspecific. Positron emission tomography (PET) is a complementary technique that is highly specific for molecular imaging, but lacks the anatomical detail of MRI. Used together, these techniques offer a sensitive, specific and quantitative tool for the assessment of the heart in disease and recovery following treatment.
In this paper we explain how these methods are carried out in mouse models of acute myocardial infarction. The procedures described here were designed for the assessment of putative protective drug treatments. We used MRI to measure systolic function and infarct size with late gadolinium enhancement, and PET with fluorodeoxyglucose (FDG) to assess metabolic function in the infarcted region. The paper focuses on practical aspects such as slice planning, accurate gating, drug delivery, segmentation of images, and multimodal coregistration. The methods presented here achieve good repeatability and accuracy maintaining a high throughput.

We describe how to perform MRI and PET imaging of the mouse heart. The protocol is tailored to assess treatment efficacy in models of myocardial infarction and heart failure.

Myocardial infarction is one of the leading causes of death in the Western world. The similarity of the mouse heart to the human heart has made it an ...

Myocardial Infarction and Functional Outcome Assessment in Pigs

Introduction of newly discovered cardiovascular therapeutics into first-in-man trials depends on a strictly regulated ethical and legal roadmap. One important prerequisite is a good understanding of all safety and efficacy aspects obtained in a large animal model that validly reflect the human scenario of myocardial infarction (MI). Pigs are widely used in this regard since their cardiac size, hemodynamics, and coronary anatomy are close to that of humans. Here, we present an effective protocol for using the porcine MI model using a closed-chest coronary balloon occlusion of the left anterior descending artery (LAD), followed by reperfusion. This approach is based on 90 min of myocardial ischemia, inducing large left ventricle infarction of the anterior, septal and inferoseptal walls. Furthermore, we present protocols for various measures of outcome that provide a wide range of information on the heart, such as cardiac systolic and diastolic function, hemodynamics, coronary flow velocity, microvascular resistance, and infarct size. This protocol can be easily tailored to meet study specific requirements for the validation of novel cardioregenerative biologics at different stages (i.e. directly after the acute ischemic insult, in the subacute setting or even in the chronic MI once scar formation has been completed). This model therefore provides a useful translational tool to study MI, subsequent adverse remodeling, and the potential of novel cardioregenerative agents.

This protocol describes the porcine myocardial infarction (MI) model using a 90 min closed-chest coronary balloon occlusion of the left anterior descending artery (LAD), followed by reperfusion. Furthermore, the protocol for several outcome parameters, such as cardiac function, hemodynamics, microvascular resistance, and infarct size, are also presented.

אוטם שריר לב והערכת תוצאה תפקודית בחזירים

Introduction of newly discovered cardiovascular therapeutics into first-in-man trials depends on a strictly regulated ethical and legal roadmap. One ...

Primary Outcome Assessment in a Pig Model of Acute Myocardial Infarction

Mortality after acute myocardial infarction remains substantial and is associated with significant morbidity, like heart failure. Novel therapeutics are therefore required to confine cardiac damage, promote survival and reduce the disease burden of heart failure. Large animal experiments are an essential part in the translational process from experimental to clinical therapies. To optimize clinical translation, robust and representative outcome measures are mandatory. The present manuscript aims to address this need by describing the assessment of three clinically relevant outcome modalities in a pig acute myocardial infarction (AMI) model: infarct size in relation to area at risk (IS/AAR) staining, 3-dimensional transesophageal echocardiography (TEE) and admittance-based pressure-volume (PV) loops. Infarct size is the main determinant driving the transition from AMI to heart failure and can be quantified by IS/AAR staining. Echocardiography is a reliable and robust tool in the assessment of global and regional cardiac function in clinical cardiology. Here, a method for three-dimensional transesophageal echocardiography (3D-TEE) in pigs is provided. Extensive insight into cardiac performance can be obtained by admittance-based pressure-volume (PV) loops, including intrinsic parameters of myocardial function that are pre- and afterload independent. Combined with a clinically feasible experimental study protocol, these outcome measures provide researchers with essential information to determine whether novel therapeutic strategies could yield promising targets for future testing in clinical studies.

Reliable and accurate outcome assessment is the key for translation of preclinical therapies into clinical treatment. The current paper describes how to assess three clinically relevant primary outcome parameters of cardiac performance and damage in a pig acute myocardial infarction model.

הערכת התוצאה העיקרית במודל חזיר של באוטם שריר הלב

Mortality after acute myocardial infarction remains substantial and is associated with significant morbidity, like heart failure. Novel therapeutics are ...

Transthoracic Speckle Tracking Echocardiography for the Quantitative Assessment of Left Ventricular Myocardial Deformation

The value of conventional echocardiography is limited by differences in inter-individual image interpretation and therefore largely dependent on the examiners&#39; expertise. Speckle tracking Echocardiography (STE) is a promising but technically challenging method that can be used to quantitatively assess regional and global systolic and diastolic myocardial performance. Myocardial strain and strain rate can be measured in all three dimensions&#160;&#8212; radial, circumferential, longitudinal &#8212; of myocardial deformation. Standard cross-sectional two-dimensional B-mode images are recorded and subsequently postprocessed by automated continuous frame-by-frame tracking and motion analysis of speckles within the myocardium. Images are recorded as digital loops and synchronized to a 3-lead EKG for timing purposes. Longitudinal deformation is assessed in the apical 4-, 3-, and 2-chamber views. Circumferential and radial deformation are measured in the parasternal short axis plane.
Optimal image quality and accurate tissue tracking are paramount for the correct determination of myocardial performance parameters. Utilizing transthoracic STE in a healthy volunteer, the present article is a detailed outline of the essential steps and potential pitfalls of quantitative echocardiographic myocardial deformation analysis.

Speckle tracking echocardiography is an emerging diagnostic imaging technique for the quantitative assessment of global and regional myocardial performance. Standard view echocardiographic motion images are recorded and deformation parameters are subsequently measured by automated continuous frame-by-frame tracking and motion analysis of speckles within the B-mode images of the myocardium.

Transthoracic רבב מעקב אקו עבור הערכה כמותית של השמאל חדרית שריר הלב דפורמציה

The value of conventional echocardiography is limited by differences in inter-individual image interpretation and therefore largely dependent on the ...

Histological Quantification of Chronic Myocardial Infarct in Rats

Myocardial infarction is defined as cardiomyocyte death due to prolonged ischemia; an inflammatory response and scar formation (fibrosis) follow the ischemic injury. Following the initial acute phase, chronic remodeling of the left ventricle (LV) modifies the structure and function of the heart. Permanent coronary ligation in small animals has been widely used as a reference model for a chronic model of MI. Thinning of the infarcted wall progressively develops to transmural fibrosis. Histological assessment of infarct size is commonly performed; nevertheless, a standardization of the methods for quantification is missing. Indeed, important methodological aspects, such as the number of sections analyzed and the sampling and quantification methods, are usually not described and therefore preclude comparison across investigations. Too often, quantification is performed on a single section obtained at the level of the papillary muscles. Because novel strategies aimed at reducing infarct expansion and remodeling are under investigation, there is an important need for the standardization of accurate heart sampling protocols. We describe an accurate method to quantify the infarct size using a systematic sampling of harvested rat heart and image analyses of trichromatic stained histological sections obtained from base to apex. We also provide evidence that calculating the expansion index (EI) allowed for infarct size assessment, taking into account changes of the left ventricle throughout the remodeling.

The post-mortem assessment of myocardial infarction (MI) in rodents is based on quantification of the infarct on stained heart sections. We describe an accurate method to quantify the infarct size using systematic sampling of harvested rat hearts from base to apex and image analyses of trichrome-stained histological sections.

כימות היסטולוגית של אוטם שריר לב כרוני אצל חולדות

Myocardial infarction is defined as cardiomyocyte death due to prolonged ischemia; an inflammatory response and scar formation (fibrosis) follow the ...

3D Whole-heart Myocardial Tissue Analysis

Cardiac regenerative therapies aim to protect and repair the injured heart in patients with ischemic heart disease. By injecting stem cells or other biologicals that enhance angio- or vasculogenesis into the infarct border zone (IBZ), tissue perfusion is improved, and the myocardium can be protected from further damage. For maximum therapeutic effect, it is hypothesized that the regenerative substance is best delivered to the IBZ. This requires accurate injections and has led to the development of new injection techniques. To validate these new techniques, we have designed a validation protocol based on myocardial tissue analysis. This protocol includes whole-heart myocardial tissue processing that enables detailed two-dimensional (2D) and three-dimensional (3D) analysis of the cardiac anatomy and intramyocardial injections. In a pig, myocardial infarction was created by a 90-min occlusion of the left anterior descending coronary artery. Four weeks later, a mixture of a hydrogel with superparamagnetic iron oxide particles (SPIOs) and fluorescent beads was injected in the IBZ using a minimally-invasive endocardial approach. 1 h after the injection procedure, the pig was euthanized, and the heart was excised and embedded in agarose (agar). After the solidification of the agar, magnetic resonance imaging (MRI), slicing of the heart, and fluorescence imaging were performed. After image post-processing, 3D analysis was performed to assess the IBZ targeting accuracy. This protocol provides a structured and reproducible method for the assessment of the targeting accuracy of intramyocardial injections into the IBZ. The protocol can be easily used when the processing of scar tissue and/or validation of the injection accuracy of the whole heart is desired.

This protocol describes a novel method for the 3D comparison of whole-heart myocardial tissue with MRI. This is designed for the accurate assessment of intramyocardial injections in the infarct border zone of a chronic porcine model of myocardial infarction.

כל 3D-לב בדיקת רקמות שריר הלב

Cardiac regenerative therapies aim to protect and repair the injured heart in patients with ischemic heart disease. By injecting stem cells or other ...

Ultrasonic-augmented Primary Adult Fibroblast Isolation

Primary adult fibroblasts have become an important tool to study fibrosis, fibroblast interactions and inflammation in all body tissues. Since primary fibroblasts cannot divide indefinitely due to myofibroblast differentiation or senescence induction, new cultures must be established regularly. However, there are several obstacles to overcome during the processes of developing a reliable isolation protocol and primary fibroblast isolation itself: the method&#8217;s degree of difficulty (especially for beginners), the risk of bacterial contamination, the required time until primary fibroblasts can be used for experiments, and subsequent cell quality and viability. In this study, a fast, reliable and easy-to-learn protocol to isolate and culture primary adult fibroblasts from mouse heart, lung, liver and kidney combining enzymatic digestion and ultrasonic agitation is provided.

We present a protocol to isolate primary adult fibroblasts in an easy, fast and reliable way, performable by beginners (e.g., students). The procedure combines enzymatic tissue digestion and mechanical agitation with ultrasonic waves to obtain primary fibroblasts. The protocol can easily be adapted to specific experimental requirements (e.g., human tissue).

אולטרה סאונד-מוגבר למבוגרים בידוד פיברוהפיצוץ

Primary adult fibroblasts have become an important tool to study fibrosis, fibroblast interactions and inflammation in all body tissues. Since primary ...