Name: blood flow imaging with ultrafast doppler
Uploaded: 2020-10-14T13:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 57 s
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シュレヤ・シャーの校正とアドバイスに感謝します。

1. ドップラーファントム準備のセットアップ (図2A)
<ol><li>蠕動ポンプ、血液模擬流体貯蔵所、パルスダンパー、ドップラーフローファントムをプラスチックチューブに接続します。</li>
	<li>直径4mmの運河を選ぶ。</li>
	<li>ポンプを0.3 sの流体720 mL/minに排出し、0.7 sで50 mL/minを排出して収縮期と拡張期心相をそれぞれ模倣するようにプログラムする</li>
	<li>ポンプを実行し、静かに潜在的な気泡を排出するためにパイプを振ります。 注:オペレータは別の運河の直径および異なったポンプ速度を選びることができるが、超音波の順序が最も速い流れの速度を得るのに十分な速さであることを保障しなければならない。Eq. 3 は後で提示され、シーケンスを設計するのに役立ちます。</li>
</ol>2. 超高速超音波スキャナーのセットアップ (図 2A)
<ol><li>超高速対応のリサーチ スキャナを、PCI Express リンクを使用してホスト コンピュータに接続します。</li>
	<li>超音波スキャナーのトランスデューサアダプタをプローブコネクタに合わせて交換し、プローブを接続します。</li>
	<li>Matlabを実行し、超音波スキャナのライセンスをアクティブにします。 注:このセクションと以下は、Verasonics Vantageシステムの使用を暗黙のうちに想定しています。</li>
</ol>3. 超音波シーケンスプログラミング
<ol><li>例のスクリプトを使用して、プローブの位置決めに使用される従来の焦点を合わせられる「Bモード」(すなわち、echography)シーケンスを設計する。<ol>
<li>撮像深さを50mmに設定します。</li>
		<li>焦点深さを35mmに設定します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>スクリプトの例を使用して、超高速超音波シーケンスを設計します。<ol>
<li>撮像深さを50mmに設定します。</li>
		<li>プログラム3は[-3,0,3]度で平面波を傾けた。</li>
		<li>パルス繰り返し周波数(PRF)を12 kHzに設定します。</li>
		<li>使用するプローブに応じて、中心周波数で、超音波波形に4半サイクルを使用してください。中心周波数は 5.2 MHz と想定されます。</li>
		<li>合計期間を 1 s に設定します。</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. プローブの位置決めとデータ取得
<ol><li>プローブのレンズに超音波ゲルを塗布します。</li>
	<li>プローブをファントムに置き、Bモード超音波シーケンスを起動します。</li>
	<li>興味のある運河を見つけます。流体は周囲の組織よりも暗く見えます。プローブを縦方向のビューに配置します。</li>
	<li>プローブを対象の位置に手動で維持します。</li>
	<li>Bモードシーケンスを終了し、超高速シーケンス取得スクリプトを起動します。</li>
</ol>5. 画像再構成 (図2B)
<ol><li>シーケンスが終了したら、生データ(無線周波数データ「RF」とも呼ばれる)を保存します。</li>
	<li>超音波システムのデフォルトソフトウェアを使用して画像再構築スクリプトを起動します。プロセスの最後に、IQ データマトリックスを作成する必要があります。 注:超音波エコーは、プローブの各要素と各放出/受信に記録され、RFデータマトリックスに保存されます。画像再構成は、各チャンネルに適切な遅延則を適用し、いわゆる「IQ」(位相/直交)行列を生み出した。複雑なIQマトリックスは、スペース(画像の深さと幅)と時間用の3次元を持っています</li>
</ol>6. クラッターフィルタリング (図 2C)
注: 手順 6 ~ 7 については、「 補足資料」に記載されている Matlab スクリプトを参照してください。
<ol><li>3D (空間 x 空間 x 時間) の IQ 行列を 2D (空間 x 時間) の Casorati 行列に変更します。</li>
	<li>IQrの単数分解15(Eq. 1)を計算する。 <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/61838/61838equ01v3.jpg"> Eq. 1</li>
	<li>バランゲルら (II,D)で記述された空間的特異ベクトルU(II,D)を用いて空間類似行列Cを計算し、血液部分空間境界Nを特定する。</li>
	<li>このカットオフNを使用して、Demeneら(II,C)に記載されているIQデータをフィルタリングする。</li>
</ol>7. 流れの視覚化と速度の測定 (図 2C)
<ol><li>時間ディメンションに沿ってフィルターされたデータ IQt のエンベロープを統合することによって、パワードップラーマップPDを計算します(Eq. 2)。3D 座標 z、x、t はそれぞれ深さ、幅、時間寸法 、nt であり、取得したフレーム数です。 <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/61838/61838equ02v5.jpg"> Eq. 2</li>
	<li>PD マップを対数スケールで表示します。ダイナミック レンジを設定するには、運河の外側の領域で平均 PD を計算し、この値を dB でダイナミック レンジの下限として使用します。一般的なダイナミック レンジは [-30, 0] dB です。</li>
	<li>1 ~ 30 ピクセルを含む、画像上の対象となる円形領域 (ROI) を定義します。</li>
	<li>そのROIのピクセル上のIQf信号を平均して <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/61838/61838equ03v2.jpg"> 、nt時間ポイントのベクトルを得る。</li>
	<li><img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/61838/61838equ04v2.jpg">短時間フーリエ変換 (STFT) の平方マグニチュードを使用して、ドップラースペクトログラムを計算して表示します。<ol>
<li>STFT ウィンドウを 60 サンプルの「Hann」ウィンドウに設定します。</li>
		<li>STFTのオーバーラップをウィンドウ長の90%に設定します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>スペクトログラムの各時点で中心周波数をオーバーレイします。</li>
	<li>ドップラー式(Eq. 3)を使用して、周波数f値を血液軸速度vzに変換します。c0は、送信された超音波波形の中心周波数(ここでは5.2MHz)の媒体とfTWの音速です。 <img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/61838/61838equ05v4.jpg"> Eq. 3</li>
</ol>

<ol>
	<li>Doppler, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Ueber das farbige Licht der Doppelsterne und einiger anderer Gestirne des Himmels. , (2020).</li><li>Bonnefous, O., Pesqu&#233;, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time+domain+formulation+of+pulse-Doppler+ultrasound+and+blood+velocity+estimation+by+cross+correlation.">Time domain formulation of pulse-Doppler ultrasound and blood velocity estimation by cross correlation.</a> Ultrasonic Imaging. 8 (2), 73-85 (2004).</li><li>Bercoff, 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=Ultrafast+compound+doppler+imaging:+Providing+full+blood+flow+characterization.">Ultrafast compound doppler imaging: Providing full blood flow characterization.</a> IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. 58 (1), 134-147 (2011).</li><li>Evans, D. H., Jensen, J. A., Nielsen, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrasonic+colour+Doppler+imaging.">Ultrasonic colour Doppler imaging.</a> Interface Focus. 1 (4), 490-502 (2011).</li><li>Nuffer, Z., Rupasov, A., Bekal, N., Murtha, J., Bhatt, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spectral+Doppler+ultrasound+of+peripheral+arteries:+a+pictorial+review.">Spectral Doppler ultrasound of peripheral arteries: a pictorial review.</a> Clinical Imaging. 46, 91-97 (2017).</li><li>Jensen, J. A., Nikolov, S. I., Gammelmark, K. L., Pedersen, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthetic+aperture+ultrasound+imaging.">Synthetic aperture ultrasound imaging.</a> Ultrasonics. 44, (2006).</li><li>Tong, L., Ramalli, A., Jasaityte, R., Tortoli, P., D'Hooge, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multi-transmit+beam+forming+for+fast+cardiac+imaging-experimental+validation+and+in+vivo+application.">Multi-transmit beam forming for fast cardiac imaging-experimental validation and in vivo application.</a> IEEE Transactions on Medical Imaging. 33 (6), 1205-1219 (2014).</li><li>Tanter, M., Bercoff, J., Sandrin, L., Fink, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrafast+compound+imaging+for+2-D+motion+vector+estimation:+application+to+transient+elastography.">Ultrafast compound imaging for 2-D motion vector estimation: application to transient elastography.</a> IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control. 49 (10), 1363-1374 (2002).</li><li>Udesen, 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+blood+vector+velocity+imaging+using+plane+waves:+Simulations+and+preliminary+experiments.">High frame-rate blood vector velocity imaging using plane waves: Simulations and preliminary experiments.</a> IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. 55 (8), 1729-1743 (2008).</li><li>Hansen, K. L., Udesen, J., Gran, F., Jensen, J. A., Bachmann Nielsen, M. <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+examples+of+flow+patterns+with+the+fast+vector+velocity+ultrasound+method.">In-vivo examples of flow patterns with the fast vector velocity ultrasound method.</a> Ultraschall in der Medizin. 30 (5), 471-477 (2009).</li><li>Tanter, M., Fink, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrafast+imaging+in+biomedical+ultrasound.">Ultrafast imaging in biomedical ultrasound.</a> IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. 61 (1), 102-119 (2014).</li><li>Montaldo, G., Tanter, M., Bercoff, J., Benech, N., Fink, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coherent+plane-wave+compounding+for+very+high+frame+rate+ultrasonography+and+transient+elastography.">Coherent plane-wave compounding for very high frame rate ultrasonography and transient elastography.</a> IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control. 56 (3), 489-506 (2009).</li><li>Papadacci, C., Pernot, M., Couade, M., Fink, M., Tanter, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-contrast+ultrafast+imaging+of+the+heart.">High-contrast ultrafast imaging of the heart.</a> IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. 61 (2), 288-301 (2014).</li><li>Maresca, D., 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+Imaging+of+the+Coronary+Vasculature+Using+Ultrafast+Ultrasound.">Noninvasive Imaging of the Coronary Vasculature Using Ultrafast Ultrasound.</a> JACC: Cardiovascular Imaging. 11 (6), 798-808 (2018).</li><li>Demen&#233;, 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=Spatiotemporal+Clutter+Filtering+of+Ultrafast+Ultrasound+Data+Highly+Increases+Doppler+and+fUltrasound+Sensitivity.">Spatiotemporal Clutter Filtering of Ultrafast Ultrasound Data Highly Increases Doppler and fUltrasound Sensitivity.</a> IEEE Transactions on Medical Imaging. 34 (11), 2271-2285 (2015).</li><li>Demen&#233;, 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=4D+microvascular+imaging+based+on+ultrafast+Doppler+tomography.">4D microvascular imaging based on ultrafast Doppler tomography.</a> NeuroImage. 127, 472-483 (2016).</li><li>Demen&#233;, 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=Ultrafast+Doppler+reveals+the+mapping+of+cerebral+vascular+resistivity+in+neonates.">Ultrafast Doppler reveals the mapping of cerebral vascular resistivity in neonates.</a> Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 34 (6), 1009-1017 (2014).</li><li>Baranger, J., Arnal, B., Perren, F., Baud, O., Tanter, M., Demene, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adaptive+Spatiotemporal+SVD+Clutter+Filtering+for+Ultrafast+Doppler+Imaging+Using+Similarity+of+Spatial+Singular+Vectors.">Adaptive Spatiotemporal SVD Clutter Filtering for Ultrafast Doppler Imaging Using Similarity of Spatial Singular Vectors.</a> IEEE Transactions on Medical Imaging. 37 (7), 1574-1586 (2018).</li><li>Demen&#233;, 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=Ultrafast+Doppler+Reveals+the+Mapping+of+Cerebral+Vascular+Resistivity+in+Neonates.">Ultrafast Doppler Reveals the Mapping of Cerebral Vascular Resistivity in Neonates.</a> Journal of Cerebral Blood Flow &amp; Metabolism. 34 (6), 1009-1017 (2014).</li><li>Goudot, G., 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=Wall+Shear+Stress+Measurement+by+Ultrafast+Vector+Flow+Imaging+for+Carotid+Stenosis.">Wall Shear Stress Measurement by Ultrafast Vector Flow Imaging for Carotid Stenosis.</a> Ultraschall in der Medizin - European Journal of Ultrasound. , (2019).</li><li>Demen&#233;, C., Mairesse, J., Baranger, J., Tanter, M., Baud, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrafast+Doppler+for+neonatal+brain+imaging.">Ultrafast Doppler for neonatal brain imaging.</a> NeuroImage. 185, 851-856 (2019).</li><li>Villemain, O., 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=Ultrafast+Ultrasound+Imaging+in+Pediatric+and+Adult+Cardiology.">Ultrafast Ultrasound Imaging in Pediatric and Adult Cardiology.</a> JACC: Cardiovascular Imaging. , (2019).</li><li>Provost, J., Papadacci, C., Demene, C., Gennisson, J. L., Tanter, M., Pernot, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3-D+ultrafast+doppler+imaging+applied+to+the+noninvasive+mapping+of+blood+vessels+in+Vivo.">3-D ultrafast doppler imaging applied to the noninvasive mapping of blood vessels in Vivo.</a> IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. 62 (8), 1467-1472 (2015).</li><li>Osmanski, B. F., Montaldo, G., Fink, M., Tanter, M. <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+out-of-plane+Doppler+imaging+based+on+ultrafast+plane+wave+imaging.">In vivo out-of-plane Doppler imaging based on ultrafast plane wave imaging.</a> IEEE International Ultrasonics Symposium, IUS. 62 (4), 76-79 (2013).</li><li>Kim, M. W., Zhu, Y., Hedhli, J., Dobrucki, L. W., Insana, 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=Multi-dimensional+Clutter+Filter+Optimization+for+Ultrasonic+Perfusion+Imaging.">Multi-dimensional Clutter Filter Optimization for Ultrasonic Perfusion Imaging.</a> IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. 65 (11), 2020-2029 (2018).</li><li>Chau, G., Li, Y. L., Jakovljevic, M., Dahl, J., Rodr, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Wall Clutter Removal in Doppler Ultrasound using Principal Component Pursuit. , (2018).</li><li>Tierney, J., Baker, J., Brown, D., Wilkes, D., Byram, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Independent+Component-Based+Spatiotemporal+Clutter+Filtering+for+Slow+Flow+Ultrasound.">Independent Component-Based Spatiotemporal Clutter Filtering for Slow Flow Ultrasound.</a> IEEE Transactions on Medical Imaging. , 1-1 (2019).</li><li>Zhang, N., Rivaz, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clutter+Suppression+in+Ultrasound:+Performance+Evaluation+and+Review+of+Low-Rank+and+Sparse+Matrix+Decomposition+Methods.">Clutter Suppression in Ultrasound: Performance Evaluation and Review of Low-Rank and Sparse Matrix Decomposition Methods.</a> BioMedical Engineering Online. 19, 37 (2020).</li><li>Guidi, G., Licciardello, C., Falteri, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intrinsic+spectral+broadening+(ISB)+in+ultrasound+Doppler+as+a+combination+of+transit+time+and+local+geometrical+broadening.">Intrinsic spectral broadening (ISB) in ultrasound Doppler as a combination of transit time and local geometrical broadening.</a> Ultrasound in Medicine and Biology. 26 (5), 853-862 (2000).</li><li>Cloutier, G., Shung, K. K., Durand, L. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+Evaluation+of+Intrinsic+and+Nonstationary+Ultrasonic+Doppler+Spectral+Broadening+in+Steady+and+Pulsatile+Flow+Loop+Models.">Experimental Evaluation of Intrinsic and Nonstationary Ultrasonic Doppler Spectral Broadening in Steady and Pulsatile Flow Loop Models.</a> IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. 40 (6), 786-795 (1993).</li><li>Winkler, A. J., Wu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Correction+of+intrinsic+spectral+broadening+errors+in+doppler+peak+velocity+measurements+made+with+phased+sector+and+linear+array+transducers.">Correction of intrinsic spectral broadening errors in doppler peak velocity measurements made with phased sector and linear array transducers.</a> Ultrasound in Medicine and Biology. 21 (8), 1029-1035 (1995).</li><li>Osmanski, B. F., Bercoff, J., Montaldo, G., Loupas, T., Fink, M., Tanter, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cancellation+of+Doppler+intrinsic+spectral+broadening+using+ultrafast+Doppler+imaging.">Cancellation of Doppler intrinsic spectral broadening using ultrafast Doppler imaging.</a> IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. 61 (8), 1396-1408 (2014).</li><li>Sauvage, 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=A+large+aperture+row+column+addressed+probe+for+in+vivo+4D+ultrafast+doppler+ultrasound+imaging.">A large aperture row column addressed probe for in vivo 4D ultrafast doppler ultrasound imaging.</a> Physics in Medicine and Biology. 63 (21), (2018).</li><li>Correia, M., Provost, J., Tanter, M., Pernot, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=4D+ultrafast+ultrasound+flow+imaging:+in+vivo+quantification+of+arterial+volumetric+flow+rate+in+a+single+heartbeat.">4D ultrafast ultrasound flow imaging: in vivo quantification of arterial volumetric flow rate in a single heartbeat.</a> Physics in Medicine and Biology. 61 (23), 48-61 (2016).</li><li>Center for Devices and Radiological Health. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=FDA+Information+for+Manufacturers+Seeking+Marketing+Clearance+of+Diagnostic+Ultrasound+Systems+and+Transducers.">FDA Information for Manufacturers Seeking Marketing Clearance of Diagnostic Ultrasound Systems and Transducers.</a> Center for Devices and Radiological Health. , (2008).</li><li>I, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=IEC+62127-1+-+Measurement+and+characterization+of+medical+ultrasonic+fields+up+to+40+MHz.">IEC 62127-1 - Measurement and characterization of medical ultrasonic fields up to 40 MHz.</a> IEC. , 61010-61011 (2013).</li></ol>

利益相反なし

このプロトコルのメインフレームの周囲には、いくつかのバリエーションがあります。
ハードウェアに関する懸念事項 ユーザーがカスタム ホスト コンピュータを提供する場合、マザーボードとコンピュータのケースには、使用可能な PCI Express スロットが必要です。CPU には、すべてのデバイスを処理するのに十分な PCIe レーンが必要です。
<p class="jove...

超音波画像診断は、臨床現場および研究活動において最も一般的に使用される画像化技術の1つである。生物組織における超音波放出の組み合わせと後方散乱エコーの記録により、解剖学的画像、いわゆる「Bモード」の再構築が可能となる。この方法は、通常、≈1540 m/sの伝播速度で、通常、数センチメートルにわたって超音波の浸透を可能にする生体組織などの軟部組織イメージングに完全に適合しています。超音波プローブの中心周波数に応じて、30μmから1mmまでの解像度の画像が得られます。さらに、音響源の動きが、関連する波の物理的特性に影響を及ぼすことはよく知られている。特に、波の周波数シフトとソースの速度に対する周波数シフト間のリンクは、ドップラー効果1と呼ばれ、その最も単純な症状は、移動する救急車のサイレンのピッチの変化である。超音波画像は長い間、この物理的効果を使用して移動する赤血球2を観察し、一般的に「ドップラーイメージング」とラベル付けされる様々なイメージングモードを提案している。これらのモードは、脳、心臓、腎臓または末梢動脈などの非常に異なる用途および器官における血液の流れの評価を可能にする。
驚くべきことに、現在利用可能な超音波システムのほとんどは、従来の超音波と呼ばれる同じ技術に依存しています。基礎となる原理は次のとおりです:音響ビームは視野を内在化し、超音波トランスデューサ開口部に沿って掃引されます。ビームの各位置について、エコーが記録され、最終的な画像のラインに変換されます。ビームをトランスデューサに沿って徐々に移動させることで、全視野をライン毎に画像化することができます(図1、左パネル)。この戦略は、21世紀初めまで普及していた電気的制約と計算能力にうまく適応していました。それにもかかわらず、それはいくつかの欠点を持っています。これらの中で、最終的なフレームレートは、ビームスキャンプロセスによって毎秒数百枚の画像に制限されています。血流の面では、この比較的低いフレームレートは、シャノン・ナイキスト3のサンプリング基準によって決定される検出可能な最大流速に影響を与える。さらに、従来のドップラーは複雑なトレードオフに対処する必要があります。特定の関心領域(ROI)における血流速度を評価するためには、そのROIから来るいくつかのエコーを連続的に記録する必要があります。これは、超音波ビームが一定の位置に一時的に維持されることを意味します。エコーアンサンブルが長ければ長いほど、そのROIに対する速度推定が良くなります。しかし、視野の完全な画像を生成するには、ビームは媒体をスキャンする必要があります。したがって、1 つの線に沿って速度を正確に評価するためにビームを保持するか、ビームを移動してイメージを生成するかという 2 つの拘束の間の競合を感知できます。異なる従来のドップラーモード(すなわち、カラードップラーまたはパルス波ドップラー)は、このトレードオフを直接反映しています。通常、カラードップラーは、容器4を局所化するために使用される低忠実度のフローマップを生成し、パルス波ドップラーは、以前に同定された容器5内の流れを正確に定量するために使用される。
これら 2 つの制限 (低フレームレートとローカリゼーション/定量のトレードオフ) は、非常に高フレームレートの新しい手法で克服されます。これらの中でも、合成開口アプローチ6またはマルチライン送信技術は7を挙げられる。本研究では、いわゆる超高速超音波法に焦点を当てる。20年前に導入された8、9、10、この方法はまた、超音波の放出/受信に依存していますが、根本的に異なるパターンを持っています。確かに、走査に焦点を当てたビームを使用する代わりに、超高速イメージングは平面波または発散波を使用し、単一の放出で視野を内振することができます。その単一の放出に続いて、関連する電子工学はまた全体の視野から発生する多数のエコーを受け取り、処理することができる。最後に、画像は単一の放出/受信パターン11(図1、右パネル)から再構築することができる。これらの非焦点放出は音響エネルギーの普及による低い信号対雑音比(SNR)を有することができる。これは、いくつかのタイトルの平面波(または異なるソースで波を発散する)を放出し、結果の画像を追加することによって取り組むことができます。この方法は「コヒーレント・コンパウンディング」12と名付けられています。2つの大きな結果が生じます。まず、フレームレートは飛行の超音波時間にのみ依存し、1〜10 kHzの典型的な値に達することができます。第 2 に、空間ディメンションと時間ディメンションの両方でデータの連続性が保証されます。したがって、従来のローカリゼーション/定量化のトレードオフは破られます。高いフレームレートと時空的な一貫性のこの組み合わせは、超音波で血液の流れを検出する能力に大きな影響を与えます。従来の超音波と比較して、超高速超音波は、血流の完全な特性を提供します 3.実際には、ユーザーは、取得の全期間(通常は≈1秒)、フレームレート(通常は、時間分解能200μsの場合は5kHzのフレームレート)で、画像のすべてのピクセルの速度時間コースにアクセスできます。この高いフレームレートは、冠状マイクロ灌流14を有する心臓室13や心筋のような移動器官における速い流れのような幅広い適用に適した方法を作る。さらに、その時空間的な一貫性が、バックグラウンド移動組織から遅い血流を分離する能力を強く向上させ、したがって微小血管流れ15に対する感受性を増加させることが示されている。この容量は、動物16と人間17の両方の脳の微小血管系へのアクセスを提供します。
したがって、超高速超音波は、様々な状況での血流を画像に適しています。それは軟らかい生物学的組織に限定され、骨、または肺のようなガス腔のような硬いインターフェースの存在によって強く影響を受ける。超音波シーケンスの物理的なパラメータのチューニングは、遅い(1 mm / s11、16まで)と高速流れ(数m / sまで)の両方の研究を可能にします。空間解像度と浸透深度の間にはトレードオフがあります。通常、50 μmの分解能は、5 mm程度の浸透を犠牲にして達成できます。逆に、1mmの分解能を犠牲にして、浸透を15〜20cmまで拡張することができます。この記事で使用されているような超高速スキャナの多くは、2D画像のみを提供していることは注目に値します。
ここでは、生体組織に埋め込まれた血管(動脈または静脈)を模した超音波スキャナーとドップラーファントムをプログラム可能な研究を用いて、超高速ドップラーイメージングの概念を導入する簡単なプロトコルを提案する。

<table><tbody><tr><td>Blood-mimicking fluid</td><td>CIRS Inc, Norfolk, Virginia, USA</td><td>069DTF</td><td></td></tr><tr><td>Doppler flow phantom</td><td>CIRS Inc, Norfolk, Virginia, USA</td><td>ATS523A</td><td></td></tr><tr><td>Matlab</td><td>MathWorks, Natick, Massachusetts, United States</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Peristaltic pump / Doppler flow pump</td><td>CIRS Inc, Norfolk, Virginia, USA</td><td>769</td><td>Include tubings and pulse dampener</td></tr><tr><td>Transducer adpter</td><td>Verasonics, Kirkland, Washington, USA</td><td>UTA 408-GE</td><td></td></tr><tr><td>Ultrafast ultrasound research scanner</td><td>Verasonics, Kirkland, Washington, USA</td><td>Vantage 256</td><td></td></tr><tr><td>Ultrasound probe/transducer</td><td>GE Healthcare</td><td>GE 9L-D</td><td></td></tr></tbody></table>

blood flow imaging with ultrafast doppler

パルスドップラー効果は、血流を評価するために臨床エクログラフィーで使用される主な技術です。従来の焦点を当てた超音波ドップラーモードで適用され、それはいくつかの制限を有する。まず、血液の流れと周囲の動く組織を区別するために、細かく調整された信号フィルタリング操作が必要です。第二に、オペレータは血液の流れを局所化するか、それらを定量化するかを選択する必要があります。過去20年間で、超音波画像は、焦点を合っていない波を使用して超高速超音波の出現とパラダイムシフトを受けています。この新しい技術は、フレームレートの100倍の増加(最大10000Hz)に加えて、従来の定量化/局在化トレードオフを破り、視野の完全な血流マッピングと、単一ピクセルレベル(50μmまで)での細かい速度測定への同時アクセスを提供します。空間的および時間的な次元の両方のこのデータの連続性は、組織/血液のフィルタリングプロセスを強力に改善し、小さな血流速度(1 mm/sまで)に対する感受性を高める結果となる。本論文では、超高速ドップラーの概念と主なパラメータを紹介することを目指しています。まず、非焦点波イメージングの物理的原理を要約する。次に、ドップラー信号処理の主なステップを提示します。特に、重要な組織/血流分離アルゴリズムの実用的な実装と、これらのフィルタリングされたデータからの速度の抽出について説明する。この理論的な記述は、インビトロの経験によって補完されます。流れる血液模倣液を含む運河を埋め込む組織ファントムは、研究プログラム可能な超音波システムで画像化される。血流画像が得られ、運河の数画素に流動特性が表示されます。最後に、生体内応用の検討が提案され、頸動脈、腎臓、甲状腺、脳および心臓などのいくつかの器官における例を示す。

取得と後処理の品質は、まず目視検査によって評価されます。運河の形状は、パワードップラー画像ではっきりと見える必要があり、組織領域は暗く見える必要があります。パワードップラー信号が運河に限定されない場合、クラッタフィルターステップが間違っていた(SVDの閾値が低すぎる)か、またはプローブが取得中に強い動きを経験したことを意味することができます。
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Blood Flow Imaging with Ultrafast Doppler

このプロトコルは、血液の流れを定量化するために超高速超音波ドップラーイメージングを適用する方法を示しています。1秒の長い取得の後、実験者は各ピクセルの軸速度値を持つ全視野のムービーにアクセスできます ≈0.3 ms(飛行の超音波時間に応じて)。

超高速ドップラーによる血流イメージング

The pulsed-Doppler effect is the main technique used in clinical echography to assess blood flow. Applied with conventional focused ultrasound Doppler ...

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7.4K ビュー.  The Hospital for Sick Children, PGCRL Research Institute. このプロトコルは、血液の流れを定量化するために超高速超音波ドップラーイメージングを適用する方法を示しています。1秒の長い取得の後、実験者は各ピクセルの軸速度値を持つ全視野のムービーにアクセスできます ≈0.3 ms(飛行の超音波時間に応じて)。

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Doppler Optical Coherence Tomography of Retinal Circulation

Noncontact retinal blood flow measurements are performed with a Fourier domain optical coherence tomography (OCT) system using a circumpapillary double circular scan (CDCS) that scans around the optic nerve head at 3.40 mm and 3.75 mm diameters. The double concentric circles are performed 6 times consecutively over 2 sec. The CDCS scan is saved with Doppler shift information from which flow can be calculated. The standard clinical protocol calls for 3 CDCS scans made with the OCT beam passing through the superonasal edge of the pupil and 3 CDCS scan through the inferonal pupil. This double-angle protocol ensures that acceptable Doppler angle is obtained on each retinal branch vessel in at least 1 scan. The CDCS scan data, a 3-dimensional volumetric OCT scan of the optic disc scan, and a color photograph of the optic disc are used together to obtain retinal blood flow measurement on an eye. We have developed a blood flow measurement software called "Doppler optical coherence tomography of retinal circulation" (DOCTORC). This semi-automated software is used to measure total retinal blood flow, vessel cross section area, and average blood velocity. The flow of each vessel is calculated from the Doppler shift in the vessel cross-sectional area and the Doppler angle between the vessel and the OCT beam. Total retinal blood flow measurement is summed from the veins around the optic disc. The results obtained at our Doppler OCT reading center showed good reproducibility between graders and methods (&lt;10%). Total retinal blood flow could be useful in the management of glaucoma, other retinal diseases, and retinal diseases. In glaucoma patients, OCT retinal blood flow measurement was highly correlated with visual field loss (R2&gt;0.57 with visual field pattern deviation). Doppler OCT is a new method to perform rapid, noncontact, and repeatable measurement of total retinal blood flow using widely available Fourier-domain OCT instrumentation. This new technology may improve the practicality of making these measurements in clinical studies and routine clinical practice.

Total retinal blood flow is measured by Doppler optical coherence tomography and semi-automated grading software.

網膜循環のドップラー光コヒーレンストモグラフィー

Noncontact retinal blood flow measurements are performed with a Fourier domain optical coherence tomography (OCT) system using a circumpapillary double ...

医学

Micro-particle Image Velocimetry for Velocity Profile Measurements of Micro Blood Flows

Micro-particle image velocimetry (&mu;PIV) is used to visualize paired images of micro particles seeded in blood flows. The images are cross-correlated to give an accurate velocity profile. A protocol is presented for &mu;PIV measurements of blood flows in microchannels. At the scale of the microcirculation, blood cannot be considered a homogeneous fluid, as it is a suspension of flexible particles suspended in plasma, a Newtonian fluid. Shear rate, maximum velocity, velocity profile shape, and flow rate can be derived from these measurements. Several key parameters such as focal depth, particle concentration, and system compliance, are presented in order to ensure accurate, useful data along with examples and representative results for various hematocrits and flow conditions.

Micro-particle image velocimetry (&mu;PIV) is used to visualize paired images of micro particles seeded in blood flows which are cross-correlated to give an accurate velocity profile. Shear rate, maximum velocity, velocity profile shape, and flow rate, each of which has clinical applications, can be derived from these measurements.

マイクロ血流の速度プロファイル測定用マイクロ粒子画像流速

Micro-particle image velocimetry (&mu;PIV) is used to visualize paired images of micro particles seeded in blood flows. The images are cross-correlated to ...

生物工学

Using Laser Doppler Imaging and Monitoring to Analyze Spinal Cord Microcirculation in Rat

Laser Doppler flowmetry (LDF) is a noninvasive method for blood flow (BF) measurement, which makes it preferable for measuring microcirculatory alterations of the spinal cord. In this article, our goal was to use both Laser Doppler imaging and monitoring to analyze the change of BF after spinal cord injury. Both the laser Doppler image scanner and the probe/monitor were being employed to obtain each readout. The data of LDPI provided a local distribution of BF, which gave an overview of perfusion around the injury site and made it accessible for comparative analysis of BF among different locations. By intensely measuring the probing area over a period of time, a combined probe was used to simultaneously measure the BF and oxygen saturation of the spinal cord, showing overall spinal cord perfusion and oxygen supply. LDF itself has a few limitations, such as relative flux, sensitivity to movement, and biological zero signal. However, the technology has been applied in clinical and experimental study due to its simple setup and rapid measurement of BF.

Here we present a combination of laser Doppler perfusion imaging (LDPI) and laser Doppler perfusion monitoring (LDPM) to measure spinal cord local blood flows and oxygen saturation (SO2), as well as a standardized procedure for introducing spinal cord trauma on rat.

レーザーのドップラー イメージングおよび監視を使用したラット脊髄の微小循環の分析

Laser Doppler flowmetry (LDF) is a noninvasive method for blood flow (BF) measurement, which makes it preferable for measuring microcirculatory ...

行動学

A Novel Application of Musculoskeletal Ultrasound Imaging

Ultrasound is an attractive modality for imaging muscle and tendon motion during dynamic tasks and can provide a complementary methodological approach for biomechanical studies in a clinical or laboratory setting. Towards this goal, methods for quantification of muscle kinematics from ultrasound imagery are being developed based on image processing. The temporal resolution of these methods is typically not sufficient for highly dynamic tasks, such as drop-landing. We propose a new approach that utilizes a Doppler method for quantifying muscle kinematics. We have developed a novel vector tissue Doppler imaging (vTDI) technique that can be used to measure musculoskeletal contraction velocity, strain and strain rate with sub-millisecond temporal resolution during dynamic activities using ultrasound. The goal of this preliminary study was to investigate the repeatability and potential applicability of the vTDI technique in measuring musculoskeletal velocities during a drop-landing task, in healthy subjects. The vTDI measurements can be performed concurrently with other biomechanical techniques, such as 3D motion capture for joint kinematics and kinetics, electromyography for timing of muscle activation and force plates for ground reaction force. Integration of these complementary techniques could lead to a better understanding of dynamic muscle function and dysfunction underlying the pathogenesis and pathophysiology of musculoskeletal disorders.

We describe a new ultrasound-based vector tissue Doppler imaging technique to measure muscle contraction velocity, strain and strain rate with sub-millisecond temporal resolution during dynamic activities. This approach provides complementary measurements of dynamic muscle function and could lead to a better understanding of mechanisms underlying musculoskeletal disorders.

筋骨格超音波画像の新規応用

Ultrasound is an attractive modality for imaging muscle and tendon  motion during dynamic tasks and can provide a complementary methodological  approach ...

Ultrasound Assessment of Flow-Mediated Dilation of the Brachial and Superficial Femoral Arteries in Rats

Arterial vasodilation to increases in wall shear rate is indicative of vascular endothelial function. In humans, the non-invasive measurement of endothelial function can be achieved by employing the flow-mediated dilation technique, typically performed in the brachial or superficial femoral artery. Briefly, a blood pressure cuff placed distal to an ultrasound probe is inflated to a suprasystolic pressure, which results in limb ischemia. After 5 min of occlusion the cuff is deflated, resulting in reactive hyperemia and increases in wall shear rate that signal vasodilatory molecules to be released from the endothelium eliciting vasodilation. Despite the thousands of studies performing flow-mediated dilation in humans, surprisingly, no studies have performed this technique non-invasively in living rats. Considering the recent shift in focus to translational research, the establishment of guidelines for non-invasive measurement of flow-mediated dilation in rats and other rodents would be extremely valuable. In the following article, a protocol is presented for the non-invasive measurement of flow-mediated dilation in brachial and superficial femoral arteries of rats, as those sites are most commonly measured in humans.

Non-invasive assessment of endothelial function in humans can be determined by the flow-mediated dilation technique. Although thousands of studies have used this technique, no study has performed this technique non-invasively in rats. The following article describes non-invasive measurement of flow-mediated dilation in the brachial and superficial femoral arteries of rats.

ラットにおける上腕と浅大腿動脈のフロー依存性血管拡張の超音波評価

Arterial vasodilation to increases in wall shear rate is indicative of vascular endothelial function. In humans, the non-invasive measurement of ...

Spatial Temporal Analysis of Fieldwise Flow in Microvasculature

Changes in blood flow velocity and distribution are vital in maintaining tissue and organ perfusion in response to varying cellular needs. Further, appearance of defects in microcirculation can be a primary indicator in the development of multiple pathologies. Advances in optical imaging have made intravital microscopy (IVM) a practical approach, permitting imaging at the cellular and subcellular level in live animals at high-speed over time. Yet, despite the importance of maintaining adequate tissue perfusion, spatial and temporal variability in capillary flow is seldom documented. In the standard approach, a small number of capillary segments are chosen for imaging over a limited time. To comprehensively quantify capillary flow in an unbiased way we developed Spatial Temporal Analysis of Fieldwise Flow (STAFF), a macro for FIJI open-source&#160;image analysis software. Using high-speed image sequences of full fields of blood flow within capillaries, STAFF produces&#160;images that represent motion over time called kymographs for every time interval for every vascular segment. From the kymographs STAFF calculates velocities from the distance that red blood cells move over time, and outputs the velocity data as a sequence of color-coded spatial maps for visualization and tabular output for quantitative analyses. In normal mouse livers, STAFF analyses quantified profound differences in flow velocity between pericentral and periportal regions within lobules. Even more unexpected are the differences in flow velocity seen between sinusoids&#160;that are side by side and fluctuations seen within individual vascular segments over seconds. STAFF is a powerful new tool capable of providing novel insights by enabling measurement of the complex spatiotemporal dynamics of capillary flow.

To quantify microvascular flow from high speed capillary flow image sequences, we developed STAFF (Spatial Temporal Analysis of Fieldwise Flow) software. Across the full image field and over time, STAFF evaluates flow velocities and generates a sequence of color-coded spatial maps for visualization and tabular output for quantitative analyses.

微小血管系におけるフィールドワイズフローの空間時間解析

Changes in blood flow velocity and distribution are vital in maintaining tissue and organ perfusion in response to varying cellular needs. Further, ...

A Novel Approach to Overcome Movement Artifact When Using a Laser Speckle Contrast Imaging System for Alternating Speeds of Blood Microcirculation

The laser speckle contrast imager (LSCI) provides a powerful yet simple technique for measuring microcirculatory blood flow. Ideal for blood dynamic responses, the LSCI is used in the same way as a conventional Laser Doppler Imager (LDI). However, with a maximum skin depth of approximately 1 mm, the LSCI is designed to focus on mainly superficial blood flow. It is used to measure skin surface areas of up to 15 cm x 20 cm. The new technique introduced in this paper accounts for alternating speeds of microcirculations; i.e. both slow and fast flow flux measurement using the LSCI. The novel technique also overcomes LSCI&#39;s biggest shortcoming, which is high sensitivity to artifact movement. An adhesive opaque patch (AOP) is introduced for satisfactory recording of microcirculatory blood flow, by subtracting the LSCI signal from the AOP from the laser speckle skin signal. The optimal setting is also defined because the LSCI is most powerful when flux changes are measured relative to a reference baseline, with blood microcirculatory flux expressed as a percentage change from the baseline. These changes may be used for analyzing the status of the blood flow system.

This study introduces a novel technique for the measurement and analysis of alternating speeds of blood microcirculation in a single experiment using a laser speckle contrast imager.

血液循環の速度を交互にイメージング システム レーザー レーザースペックル コントラストを使用する場合、動きのアーチファクトを克服するために新たなアプローチ

The laser speckle contrast imager (LSCI) provides a powerful yet simple technique for measuring microcirculatory blood flow. Ideal for blood dynamic ...

Human Fetal Blood Flow Quantification with Magnetic Resonance Imaging and Motion Compensation

Magnetic resonance imaging (MRI) is an important tool for the clinical assessment of cardiovascular morphology and heart function. It is also the recognized standard-of-care for blood flow quantification based on phase contrast MRI. While such measurement of blood flow has been possible in adults for decades, methods to extend this capability to fetal blood flow have only recently been developed.
Fetal blood flow quantification in major vessels is important for monitoring fetal pathologies such as congenital heart disease (CHD) and fetal growth restriction (FGR). CHD causes alterations in the cardiac structure and vasculature that change the course of blood in the fetus. In FGR, the path of blood flow is altered through the dilation of shunts such that the oxygenated blood supply to the brain is increased. Blood flow quantification enables assessment of the severity of the fetal pathology, which in turn allows for suitable&#160;in utero&#160;patient management and planning for postnatal care.
The primary challenges of applying phase contrast MRI to the human fetus include small blood vessel size, high fetal heart rate, potential MRI data corruption due to maternal respiration, unpredictable fetal movements, and lack of conventional cardiac gating methods to synchronize data acquisition. Here, we describe recent technical developments from our lab that have enabled the quantification of fetal blood flow using phase contrast MRI, including advances in accelerated imaging, motion compensation, and cardiac gating.

Here we present a protocol for measuring fetal blood flow rapidly with MRI and retrospectively performing motion correction and cardiac gating.

磁気共鳴画像法と運動補償によるヒト胎児血流定量化

Magnetic resonance imaging (MRI) is an important tool for the clinical assessment of cardiovascular morphology and heart function. It is also the ...

Ultrafast Doppler Ultrasound for Hepatic Microvasculature Analysis in Mice

Imaging and Quantification of the Hepatic Vasculature of Mice Using Ultrafast Doppler Ultrasound

Non-invasive in vivo imaging of the vasculature is a powerful tool for studying disease mechanisms in rodents. To achieve high sensitivity imaging of the microvasculature using Doppler ultrasound methods, imaging modalities employing the concept of ultrafast imaging are preferred. By increasing the frame rate of the ultrasound scanner to thousands of frames per second, it becomes possible to improve the sensitivity of the blood flow down to 2 mm/s and to obtain functional information about the microcirculation in comparison to a sensitivity of around 1 cm/s in conventional Doppler modes. While Ultrafast Doppler ultrasound (UFUS) imaging has become adopted in neuroscience, where it can capture brain activity through neurovascular coupling, it presents greater challenges when imaging the vasculature of abdominal organs due to larger motions linked to breathing. The liver, positioned anatomically under the diaphragm, is particularly susceptible to out-of-plane movement and oscillating respiratory motion. These artifacts not only adversely affect Doppler imaging but also complicate the anatomical analysis of vascular structures and the computation of vascular parameters. Here, we present a qualitative and quantitative imaging analysis of the hepatic vasculature in mice by UFUS. We identify major anatomical vascular structures and provide graphical illustrations of the hepatic macroscopical anatomy, comparing it to an in-depth anatomical assessment of the hepatic vasculature based on Doppler readouts. Additionally, we have developed a quantification protocol for robust measurements of hepatic blood volume of the microvasculature over time. To contemplate further research, qualitative vascular analysis provides a comprehensive overview and suggests a standardized terminology for researchers working with mouse models of liver disease. Furthermore, it offers the opportunity to apply ultrasound as a non-invasive complementary method to inspect hepatic vascular defects in vivo and measure functional microvascular alterations deep within the organ before unraveling blood vessel anomalies at the micron scale levels using ex vivo staining on tissue sections.

Ultrafast Doppler ultrasound (UFUS) with high spatial resolution (100 &#956;m) and sensitivity represents a suitable noninvasive imaging modality for obtaining a comprehensive qualitative overview of the hepatic vasculature. UFUS also facilitates quantitative measurements of the microvasculature, aiming to enhance our understanding of vascular disease mechanisms.

Non-invasive in vivo imaging of the vasculature is a powerful tool for studying disease mechanisms in rodents. To achieve high sensitivity imaging of the ...

Deep Vascular Imaging in the Eye with Flow-Enhanced Ultrasound

The retina within the eye is one of the most energy-demanding tissues in the body and thus requires high rates of oxygen delivery from a rich blood supply. The capillary lamina of the choroid lines the outer surface of the retina and is the dominating source of oxygen in most vertebrate retinas. However, this vascular bed is challenging to image with traditional optical techniques due to its position behind the highly light-absorbing retina. Here we describe a high-frequency ultrasound technique with subsequent flow-enhancement to image deep vascular beds (0.5-3 cm) of the eye with a high spatiotemporal resolution. This non-invasive method works well in species with nucleated red blood cells (non-mammalian and fetal animal models). It allows for the generation of non-invasive three-dimensional angiographies without the use of contrast agents, and it is independent of blood flow angles with a higher sensitivity than Doppler-based ultrasound imaging techniques.

We present a non-invasive ultrasound technique for generating three-dimensional angiographies in the eye without the use of contrast agents.

フロー強化超音波による眼の深部血管イメージング

The retina within the eye is one of the most energy-demanding tissues in the body and thus requires high rates of oxygen delivery from a rich blood ...

超高速ドップラーによる血流イメージング

要約

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網膜循環のドップラー光コヒーレンストモグラフィー

マイクロ血流の速度プロファイル測定用マイクロ粒子画像流速

レーザーのドップラーイメージングおよび監視を使用したラット脊髄の微小循環の分析

筋骨格超音波画像の新規応用

ラットにおける上腕と浅大腿動脈のフロー依存性血管拡張の超音波評価

微小血管系におけるフィールドワイズフローの空間時間解析

血液循環の速度を交互にイメージングシステムレーザーレーザースペックルコントラストを使用する場合、動きのアーチファクトを克服するために新たなアプローチ

磁気共鳴画像法と運動補償によるヒト胎児血流定量化

Imaging and Quantification of the Hepatic Vasculature of Mice Using Ultrafast Doppler Ultrasound

フロー強化超音波による眼の深部血管イメージング

超高速ドップラーによる血流イメージング

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網膜循環のドップラー光コヒーレンストモグラフィー

マイクロ血流の速度プロファイル測定用マイクロ粒子画像流速

レーザーのドップラー イメージングおよび監視を使用したラット脊髄の微小循環の分析

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ラットにおける上腕と浅大腿動脈のフロー依存性血管拡張の超音波評価

微小血管系におけるフィールドワイズフローの空間時間解析

血液循環の速度を交互にイメージング システム レーザー レーザースペックル コントラストを使用する場合、動きのアーチファクトを克服するために新たなアプローチ

磁気共鳴画像法と運動補償によるヒト胎児血流定量化

Imaging and Quantification of the Hepatic Vasculature of Mice Using Ultrafast Doppler Ultrasound

フロー強化超音波による眼の深部血管イメージング

レーザーのドップラーイメージングおよび監視を使用したラット脊髄の微小循環の分析

血液循環の速度を交互にイメージングシステムレーザーレーザースペックルコントラストを使用する場合、動きのアーチファクトを克服するために新たなアプローチ