The authors thank the echocardiographic study subject for volunteering in the video as well as Witten/Herdecke University and HELIOS Research Center (HRC-ID 000416 assigned to Kai O. Hensel) for funding.

프로토콜의 콘텐츠는 윤리적 비텐 / 헤르 데케 대학 윤리위원회에 의해 승인되었습니다. 1. 기술 요구 사항 <ol><li> 적절한 섹터 배열 조직 고조파 이미징 센서를 구비 한 초음파 검사 장치를 갖춘 스페 클 트래킹 기술을 이용한다. </li><li> 화상 취득, 기록 및 전기 활동 중에 심 초음파 동영상 이미지를 동기화하기 위해 초음파 검사 장치에 직접 표준 3 리드 EKG 연결한다. 이 이후의 후 처리 분석 중에 목적 타이밍을위한 필수입니다. 심전도에 연구 주제를 연결하고 심전도 신호를 검출 시작하는 초음파 영상을 녹여. </li><li> 디지털 기록 상세히 설명 된대로 루프 (2.1-2.5 단계) 및 외부 디스크 DICOM 형식의 동화상으로 데이터를 저장한다. 이어서, 오프라인 스테이션에 파일을 전송. </li><li> 설명 된 바와 같이 수행 후 처리는 적절한 소프트웨어를 사용하여 분석아래에서 상세히 (3.1-3.13 단계). </li></ol> 심 초음파 디지털 루프 2. 기록 <ol><li> (머리 위에 뻗어 왼쪽 팔과 왼쪽에 환자 거짓말)을 왼쪽 측와위에서 환자를 검사합니다. 참고 : 프로토콜의이 부분은 존재하는 환자 / 피험자가 필요합니다. </li><li> 이러한 자전거 에르고 미터로 스트레스 심 초음파의 양식에 인트를 결합 할 때 또는 환자가 45도 수직 위치에 있는지 확인합니다. 이 경우, 일반 자전거 ergometry 장치를 이용하고 이전 11 바와 같이 표준 스트레스 심 초음파 검사를 수행한다. 심 초음파 화상의 기록 중에, 폐 조직을 방해함으로써 아티팩트를 최소화하기 위해 좌측 측면 자세를 달성하기 에르고 미터 기울. </li><li> 심근 변형의 정확한 평가를 보장하기 위해 이미지 품질을 최적화하기 위해 특별한주의하십시오. 이를 위해, 6의 프레임 레이트를 조정&quot;프레임 속도를 조정&quot;옵션을 사용하여 초당 0과 80 프레임입니다. 또한, 심장주기의 전체에 걸쳐 분석한다 심근 구조물의 모든 측면을 포함하는주의. </li><li> 심장 혈관 이미징의 유럽 협회와 심 초음파 (12)의 미국 사회에 의해 설명 된 바와 같이 표준 혀끝의 긴 축과 흉골 단축면에서 단면이 차원 그레이 스케일 B 모드 이미지를 얻습니다. 녹음 연속하는 심장주기 (실제로는 하나만 필요하고, 적어도 세 개의 심장주기의 기록이 후속 후 처리 중 가장 화질의 하나를 선택할 수 있도록하기 위해 권고된다) 다음의 평면의 각을 : <ol><li> 이전 12 설명 된 바와 같이 길이 방향 ε과 SR의 평가를 들어, 표준 정점 4, 3, 2 챔버 전망을 캡처합니다. 이렇게하려면 꼭대기 충격에 가까운 마음의 정점 (일반적으로 B에서 트랜스 듀서의 위치를etween 3 번째와 5 번째 늑간 중반 쇄골과 전방 액와 선 사이). 오른쪽 어깨를 향해 조준하고 가시가 관심의 모든 해부학 적 구조 될 때까지 변환기를 angulate. </li><li> 승모판 상기 유두근과 디테일 (12)의 다른 곳에 기술 된 바와 같이 원주 ε 및 SR과 ε 반경과 SR을 검출하는 정점 수준의 흉골 단축보기 이미지를 기록. 당신이 LV의 단면 수직보기를 얻을 때까지 이렇게하려면, 2 차 또는 3 번째 늑간과 angulate에서 왼쪽 흉골 경계에 프로브를 배치합니다. </li></ol></li><li> 심장 스트레스는 자전거 ergometry 또는 직렬 측정을 필요로하는 다른 기능 테스트 양상으로 테스트에 인트를 결합 할 때, 원하는 각 시점에서 단계를 반복 2.4 (단계 2.2 참조). </li></ol> 3. 후 처리 분석 노트: 프로토콜의이 부분은 기록 된 심 초음파 이미지의 평가와 해석이 포함되어 있습니다. 이 존재하는 환자를 필요로하지 않고, 과정의 이전 부분 다음 언제든지 수행 될 수있다. <ol><li> 양적 심 초음파 분석 소프트웨어를 활용, &#39;파일&#39;과 &#39;열기&#39;를 클릭하고 원하는 심 초음파 연구 데이터를 선택했다. 환자 / 연구를 선택하고 분석해야한다 심 초음파 평면을 선택합니다. </li><li> 선택한 이미지의 오른쪽 하단 모서리에있는 &#39;이라고한다면-아이콘을 클릭합니다. 다음으로, 왼쪽에있는 &#39;aCMQ&#39;버튼을 누릅니다. </li><li> 화면 하단에있는 녹색 &#39;QRS&#39;스킵 키를 사용하여 높은 화질의 심장주기를 선택했다. 재생 루프를 일시 중지하려면 키보드의 스페이스 바를 사용합니다. </li><li> 화면의 왼쪽에있는 심 초음파도를 확인하여 분석 될 ROI (region of interest)를 선택한다. 이어서, 소프트웨어가 자동으로 TI를 검색최종 이완기의 명나라와는 투자 수익 (ROI)을 제안한다. 주 : 첫 번째 반점 추적 분석은 이후 소프트웨어에 의해 계산되고있다. 분절 및 글로벌 ε 곡선은 화면 하단에 표시됩니다. </li><li> 분절 및 글로벌 SR을 시각화 그래프 아래의 &#39;변형 속도&#39;를 클릭하십시오. </li><li> 시각 소프트웨어에 의해 제시된 추적 품질을 확인. 참고 : 이렇게하려면 너무 비판적으로 심근의 모든 측면을 완전히 심장주기의 전체 기간 동안 투자 수익 (ROI)이 적용됩니다 분석 할 것인지 여부를 제어합니다. 투자 수익 (ROI)에 비 심근 조직을 둘러싼 포함하지 마십시오. </li><li> 필요한 경우, 수동 전체 ROI 또는 단일면의 위치를, 심지어 정확한 측정을 보장하기 위하여 (3.8-3.9 참조) 완전히 ROI 다시 그린다. 참고 : 선택적으로, 심근의 적절한 위치와 폭에 ROI 범위를 조정하는 투명하게 투자 수익 (ROI)을 설정합니다. </li><li> 꼭대기 4, 3, 2 챔버보기에서 소프트웨어가자동으로 일곱 세그먼트로 심근 분할 가능한 투자 수익 (ROI)을 결정한다. <ol><li> 는 AV 밸브의 두 반대 삽입 점과 기초 infero-중격 / 기초로 시작하는 LV 벽 : 경우 투자 수익 (ROI)을 다시 정의는 클릭 &#39;그리기&#39;왼쪽 세 참조 점에서 심 내막 경계를 태그 아웃 시작해야합니다 infero-측면 정점의 중심과 마무리 밸브 / 기초 열등한 부분입니다. 추적-내막의 양 끝점 완전히 판막 조직을 제외하고 동일한 수준에 있는지 확인합니다. </li><li> 재배치가 필요한 경우, ROI의 위치와 넓이를 최적화하기 위해, 화면의 왼쪽에있는 &#39;수정&#39;을 클릭. 커서 개별적으로 각 세그먼트 마진뿐만 아니라 심 내막과 심 외막의 경계를 이동합니다. 전체의 투자 수익 (ROI)을 이동할 때 탐색 / 방향에 대한 정점을 향해 가리키는 직교 라인을 활용합니다. </li><li> 최종적으로, 가압함으로써 스페 클 트래킹 재분석 시작화면 좌측 &#39;계산&#39;버튼. 참고 :이 소프트웨어는 자동으로 심근의 수축과 이완을 통해 자신의 운동에 심근 섬유 조직에 해당하는 심근 미세 구조를 편향 &quot;음향 마커&quot;를 검색합니다. 이러한 탄성 마커 전체 심장 사이클의 전체 기간을 통해 추적된다. 필요한 계산은 분 초 정도 걸릴 수 있습니다. ε 및 SR은 소프트웨어에 의해 계산 숫자와 그래픽 방식으로 제공됩니다. </li></ol></li><li> 에서 흉골보기, 소프트웨어가 자동으로 미리 정의 된 투자 수익 (ROI)을 제안합니다. 여섯 세그먼트로 심근 분할, 수동으로 ROI를 조정합니다. 주 : ROI의 폭은 정확하게 심근의 두께와 일치한다. 3.8.2에 설명 된 바와 같이 필요한 경우 상기 ROI의 위치와 넓이를 최적화한다. 상기 ROI를 이동할 때 ROI의 중심에있는 점을 탐색 / 방향에 대해 이용 될 수있다전체. <ol><li> 다음에, 화면의 왼쪽에있는 &quot;계산&quot;버튼을 눌러 스페 클 트래킹 다시 분석을 시작한다. </li></ol></li><li> 분절 및 글로벌 ε 및 SR 곡선 또는 종합 황소의 눈 형식으로 표시 할를 선택했다. 이렇게하려면 화면 왼쪽 하단의 &#39;환경 설정&#39;버튼을 클릭합니다. 파형 디스플레이 옵션의 종류는 메뉴에서 선택할 수있다. </li><li> ROI를 수동으로 재배치가 해당 전체 스페 클 트래킹 품질을 달성하기에 충분하지 않은 경우 3.1에서 시작하여 ROI를 재정의하거나 전에 다음 단계를 진행에 다른 심장주기를 선택하는 것을 고려. </li><li> 저장하고 이후의 통계 분석에 대한 데이터를 내보낼 수 있습니다. 원하는 경우, 시네 루프 또는 정지 프레임은 그림으로 내보낼 수 있습니다. 이렇게하려면 화면 왼쪽 하단에 &#39;내보내기&#39;를 클릭하고 원하는 형식과 파일 디렉토리를 선택합니다. </li></ol>

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The authors have nothing to disclose.

다른 방법에 대해 기술의 중요성 좌심실 수축기 기능의 심 초음파 평가에 대한 현재 황금 표준은 좌심실 구혈률 (EF) (13)이다. 그러나, EF 결정 밀접 심근 수축의 방사상 성분에 상관 관계가 있지만, 고려 중요한 길이 및 둘레면을 고려하지 않는 단순한 접근법에 기초한다. 따라서, EF 심근 변형 입체 복잡성을 단순화시켜. 결과적으로, EF 측정 미묘한 심장 ?...

심장 혈관 의학 과학 및 임상 시나리오 &quot;예가 없거나&quot;알고리즘이 아니라 단순한보다 연속 변수와 컷오프 값보다 더 많은 해결되지 않습니다. 이미징 기술은 지금까지 상세히 증가에 심장 기능을 평가 할 수 있도록 진화 하였다. 얼룩 추적 심 초음파 (STE)는 심근 성능의 정량적 평가에 대한 새로운 진단 도구입니다. 기존의 심장 초음파 검사는 주관적인 이미지 해석과 개별 심사관의 전문성에 강한 의존성에 의해 제한되는 동안, 인트는 세계 및 지역 수축기 및 이완기 기능 1, 2를 정량화 할 수있는 재현하고 객관적인 방법으로 도입되었습니다. 좌심실 (LV) 심근 변형 - 종 방향 및 원주 단축뿐만 아니라 수축기 및 이완기에서 그 반대의 반경 농축은 - 매개 변수 변형 (ε)과 STRA 측정 기술 될 수있다속도 (SR)이다. ε 심근 길이 무차 변화율이다. SR은 ε 3 시간 유도체이다. 심근 기능이 중요한 지표는 심근 허혈 4를 식별 심장 재 동기화 치료 (5)에 대한 반응을 예측하고 기존의 심 초음파 매개 변수는 여전히 6 정상을 유지하는 동안 무증상 심근 장애를 감지 할 수있는 것으로 나타났다. 체계적인 메타 분석에서, 전체 길이 ε는 가장 자주 사용되는 양적 LV 수축기 기능 파라미터, 주요 심장 사건을 예측 한 후 좌심실 박 출률 (EF), 전류 금 표준 우수한 예후를 갖는 것으로 나타났다 LV 수축 기능 (7)의 평가. 이러한 무증상 환자에서 심근 역학에 단기 대사 변화의 영향으로도 매우 미묘한 변화는 인트 (8)을 이용하여 검출 할 수있다. 기술적으로, 인트 사용그레이 스케일 2D 또는 표준 심 초음파의 전망에 기록 된 3D B 모드 동영상 이미지에요. 몇몇 연속적인 심장주기는 종 방향 변형을 측정하는 혀끝 4, 3, 2 챔버 전망과 원주 방향 및 반경 방향 변형 (9)의 흉골 단축보기에 기록됩니다. 또한, 상기 승모판 수준에서 단축 뷰를 캡처하여 상기 유두근과 정점은 LV 토션 3을 평가할 수있다. 이어서 디지털 루프와 같은 화상 획득 및 저장에 심근 변형 오프라인 워크 스테이션 또는 초음파 장치 자체에서 측정된다. 소프트웨어가 기록 된 그레이 스케일 이미지에서 고유 심근 화소 패턴은, &quot;얼룩&quot;소위 검출하고 분석 심장주기에 걸쳐 이들을 추적한다. 벡터를 측정하고 변형 파라미터는 다음에 계산된다. 이 방법은 지역 및 글로벌 심근 변형은 좌우 심실의 모두 수축기 및 이완기에서 평가 될 수있다D 아트리움 10.

<table><tbody><tr><td>Phillips iE33 ultrasound system</td><td>Philips Healthcare</td><td></td><td>http://www.umiultrasound.com/ultrasound-machine/philips/ie33</td></tr><tr><td>S5-1 broadband sector array transducer&amp;nbsp;</td><td>Philips Healthcare</td><td></td><td>5-1 MHz, http://www.usa.philips.com/healthcare/product/HC989605412081/s5-1</td></tr><tr><td>QLAB Advanced Quantification Software Version 10.5</td><td>Philips Healthcare</td><td></td><td>Q-App: Automated Cardiac Motion Quantification (aCMQ), www.philips.com/QLAB-cardiology</td></tr><tr><td>Xcelera R3.3L1 (Version 3.3.1.1103)&amp;nbsp;</td><td>Philips Healthcare</td><td></td><td>http://www.usa.philips.com/healthcare/product/HC830038/xcelera-r41-cardiology-information-management-system</td></tr></tbody></table>

transthoracic speckle tracking echocardiography for the quantitative assessment of left ventricular myocardial deformation

기존의 심 초음파의 값은 간 개별 이미지 해석의 차이 및 심사관 전문성에 따라서 크게 좌우에 의해 제한된다. 얼룩 추적 심 초음파 (STE)을 정량적으로 지역 및 글로벌 수축기 및 이완기 심근 성능을 평가하는 데 사용할 수있는 유망하지만 기술적으로 어려운 방법이다. 심근 변형 및 변형 속도는 세 가지 차원으로 측정 할 수있다 - 방사형, 원주, 세로 - 심근 변형. 표준 단면 이차원 B 모드 화상이 기록되고이어서 심근 내의 얼룩의 자동 연속 프레임 별 움직임 추적 및 분석에 의해 후 처리한다. 이미지는 디지털 루프로 기록 및 목적 타이밍에 대한 3 리드 심전도에 동기화됩니다. 종 방향 변형은 혀끝 4, 3, 2 챔버 뷰에서 평가된다. 원주 및 반경 방향 변형은 parasterna에서 측정리터 단축 비행기입니다. 최적의 이미지 품질을 정확하게 조직 추적 심근 성능 파라미터의 정확한 측정을위한 중요하다. 건강한 지원자에서 흉부 인트를 활용하여, 본 기사는 필수 단계 양적 심 초음파 심근 변형 분석의 잠재적 인 함정의 상세한 개요입니다.

심근 성능의 정량적 평가를위한 원칙 매개 변수 ε 및 SR입니다. 기술적으로, 모든 심장 챔버 STE를 사용하여 분석 될 수있다. 반점 추적 방법론은 대부분 LV를 연구하는 데 사용되었습니다 때문에,이 문서의 초점은 LV 심근 역학에 있습니다. 일반적으로, 길이 ε 및 SR 가장 일반적 평가 LV 변형 파라미터이다. 세로 ε 및 SR은 심근의 수축 단축 (이완기 연장)를 설명합니다. 따라?...

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

얼룩 추적 심 초음파 글로벌 및 지역 심근 성능의 정량적 평가에 대한 새로운 진단 영상 기술이다. 표준 뷰 심 초음파 모션 이미지가 기록되고 변형 파라미터이어서 심근의 B 모드 화상 내에서 얼룩의 자동 연속 프레임 별 움직임 추적 및 분석에 의해 측정된다.

좌심실 심근 변형의 정량적 평가를위한 흉부 얼룩 추적 심 초음파

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

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Research

JoVE Journal

Medicine

19.4K 조회수.  Witten/Herdecke University.  얼룩 추적 심 초음파 글로벌 및 지역 심근 성능의 정량적 평가에 대한 새로운 진단 영상 기술이다. 표준 뷰 심 초음파 모션 이미지가 기록되고 변형 파라미터이어서 심근의 B 모드 화상 내에서 얼룩의 자동 연속 프레임 별 움직임 추적 및 분석에 의해 측정된다. 

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

Transthoracic Echocardiography in Mice

In recent years, murine models have become the primary avenue for studying the molecular mechanisms of cardiac dysfunction resulting from changes in gene expression. Transgenic and gene targeting methods can be used to generate mice with altered cardiac size and function,1-3 and as a result, in vivo techniques are needed to evaluate their cardiac phenotype. Transthoracic echocardiography, pulse wave Doppler (PWD), and tissue Doppler imaging (TDI) can be used to provide dimensional measurements of the mouse heart and to quantify the degree of cardiac systolic and diastolic performance. Two-dimensional imaging is used to detect abnormal anatomy or movements of the left ventricle, whereas M-mode echo is used for quantification of cardiac dimensions and contractility.4,5 In addition, PWD is used to quantify localized velocity of turbulent flow,6 whereas TDI is used to measure the velocity of myocardial motion.7 Thus, transthoracic echocardiography offers a comprehensive method for the noninvasive evaluation of cardiac function in mice.

Transthoracic echocardiography offers a noninvasive method for the evaluation of cardiac function in mice. A combination of ultrasound and Doppler imaging modalities can be used to obtain dimensional measurements of the heart and intracardiac blood flow, which together provide an assessment of cardiac systolic and diastolic performance.

마우스에 Transthoracic Echocardiography

In recent years, murine models have become the primary avenue for studying the molecular mechanisms of cardiac dysfunction resulting from changes in gene ...

연구

의학

High-frequency High-resolution Echocardiography: First Evidence on Non-invasive Repeated Measure of Myocardial Strain, Contractility, and Mitral Regurgitation in the Ischemia-reperfused Murine Heart

Ischemia-reperfusion (IR) was surgically performed in murine hearts which were then subjected to repeated imaging to monitor temporal changes in functional parameters of key clinical significance. Two-dimensional movies were acquired at high frame rate (8 kHz) and were utilized to estimate high-quality myocardial strain. Two-dimensional elastograms (strain images), as well as strain profiles, were visualized. Results were powerful in quantitatively assessing IR-induced changes in cardiac events including left-ventricular (LV) contraction, LV relaxation and isovolumetric phases of both pre-IR and post-IR beating hearts in intact mice. In addition, compromised sector-wise wall motion and anatomical deformation in the infarcted myocardium were visualized.  The elastograms were uniquely able to provide information on the following parameters in addition to standard physiological indices that are known to be affected by myocardial infarction in the mouse: internal diameters of mitral valve orifice and aorta, effective regurgitant orifice, myocardial strain (circumferential as well as radial), turbulence in blood flow pattern as revealed by the color Doppler movies and velocity profiles, asynchrony in LV sector, and changes in the length and direction of vectors demonstrating slower and asymmetrical wall movement. This work emphasizes on the visual demonstration of how such analyses are performed. 

High-frequency High-resolution Echocardiography: First Evidence on Non-invasive Repeated Measure of Myocardial Strain, Contractility, and Mitral Regurgitation in the Ischemia-reperfused Murine Heart 

High frequency Doppler ultrasound is a novel technology for assessing regional myocardial function. This work presents first evidence demonstrating applicability of this versatile imaging platform for the repeated measure of myocardial strain, dp/dt, and mitral regurgitation in the ischemia-reperfused (IR) murine heart.

고주파 고해상도 Echocardiography : 국소 빈혈 - reperfused Murine 중심부에 심근 스트레인, 수축성 및 승모판 병리 현상의 비침습 반복 측정에 대한 최초의 증거

Ischemia-reperfusion (IR) was surgically performed in murine hearts which were then subjected to repeated imaging to monitor temporal changes in ...

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.

기능 추적을 사용하여 자기 공명이 유래 심근 스트레인 평가

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 ...

Ultrasonic Assessment of Myocardial Microstructure

Echocardiography is a widely accessible imaging modality that is commonly used to noninvasively characterize and quantify changes in cardiac structure and function. Ultrasonic assessments of cardiac tissue can include analyses of backscatter signal intensity within a given region of interest. Previously established techniques have relied predominantly on the integrated or mean value of backscatter signal intensities, which may be susceptible to variability from aliased data from low frame rates and time delays for algorithms based on cyclic variation. Herein, we describe an ultrasound-based imaging algorithm that extends from previous methods, can be applied to a single image frame&#160;and accounts for the full distribution of signal intensity values derived from a given myocardial sample. When applied to representative mouse and human imaging data, the algorithm distinguishes between subjects with and without exposure to chronic afterload resistance. The algorithm offers an enhanced surrogate measure of myocardial microstructure and can be performed using open-access image analysis software.

Echocardiography is commonly used to noninvasively characterize and quantify changes in cardiac structure and function. We describe an ultrasound-based imaging algorithm that offers an enhanced surrogate measure of myocardial microstructure and can be performed using open-access image analysis software.

심근 미세 구조의 초음파 평가

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

Displacement Analysis of Myocardial Mechanical Deformation (DIAMOND) Reveals Segmental Heterogeneity of Cardiac Function in Embryonic Zebrafish

Zebrafish are increasingly utilized as a model organism for cardiomyopathies and regeneration. Current methods evaluating cardiac function fail to reliably detect segmental mechanics and are not readily feasible in zebrafish. Here we present a semiautomated, open-source method for the quantitative assessment of four-dimensional (4D) segmental cardiac function: displacement analysis of myocardial mechanical deformation (DIAMOND). Transgenic embryonic zebrafish were imaged in vivo using a light-sheet fluorescence microscopy system with 4D cardiac motion synchronization. Acquired 3D digital hearts were reconstructed at end-systole and end-diastole, and the ventricle was manually segmented into binary datasets. Then, the heart was reoriented and isotropically resampled along the true short axis, and the ventricle was evenly divided into eight portions (I&#8211;VIII) along the short axis. Due to the different resampling planes and matrices at end-systole and end-diastole, a transformation matrix was applied for image registration to restore the original spatial relationship between the resampled systolic and diastolic image matrices. After image registration, the displacement vector of each segment from end-systole to end-diastole was calculated based on the displacement of mass centroids in three dimensions (3D). DIAMOND shows that basal myocardial segments adjacent to the atrioventricular canal undergo the highest mechanical deformation and are the most susceptible to doxorubicin-induced cardiac injury. Overall, DIAMOND provides novel insights into segmental cardiac mechanics in zebrafish embryos beyond traditional ejection fraction (EF) under both physiological and pathological conditions.

Displacement Analysis of Myocardial Mechanical Deformation DIAMOND Reveals Segmental Heterogeneity of Cardiac Function in Embryonic Zebrafish

The goal of this protocol is to detail a novel method for the assessment of segmental cardiac function in embryonic zebrafish under both physiological and pathological conditions.

심근 기계 변형의 변위 분석 (DIAMOND) 배아 제브라피시에 있는 심장 기능의 분할 이질성을 제시합니다

Zebrafish are increasingly utilized as a model organism for cardiomyopathies and regeneration. Current methods evaluating cardiac function fail to ...

발생학

Echocardiographic Approaches and Protocols for Comprehensive Phenotypic Characterization of Valvular Heart Disease in Mice

The aim of this manuscript and accompanying video is to provide an overview of the methods and approaches used for imaging heart valve function in rodents, with detailed descriptions of the appropriate methods for anesthesia, the echocardiographic windows used, the imaging planes and probe orientations for image acquisition, the methods for data analysis, and the limitations of emerging technologies for the evaluation of cardiac and valvular function. Importantly, we also highlight several future areas of research in cardiac and heart valve imaging that may be leveraged to gain insights into the pathogenesis of valve disease in preclinical animal models. We propose that using a systematic approach to evaluating cardiac and heart valve function in mice can result in more robust and reproducible data, as well as facilitate the discovery of previously underappreciated phenotypes in genetically-altered and/or physiologically-stressed mice.

This protocol provides a detailed description of the echocardiographic approach for comprehensive phenotyping of heart and heart valve function in mice.

마우스의 심장 판막 질환의 종합 표현형 특성에 대한 심 초음파 접근 및 프로토콜

The aim of this manuscript and accompanying video is to provide an overview of the methods and approaches used for imaging heart valve function in ...

Evaluation of Left Ventricular Structure and Function using 3D Echocardiography

Three-dimensional (3D) quantification of the left ventricle (LV) provides significant added value in terms of diagnostic accuracy and precise risk stratification in various cardiac disorders. Recently, 3D echocardiography became available in routine cardiology practice; however, high-quality image acquisition and subsequent analysis have a steep learning curve. The present article aims to guide the reader through a detailed 3D protocol by presenting tips and tricks and also by highlighting the potential pitfalls to facilitate the widespread but technically sound use of this important technique concerning the LV. First and foremost, we show the acquisition of a high-quality 3D dataset with optimal spatial and temporal resolution. Then, we present the analytical steps toward a detailed quantification of the LV by using one of the most widely applied built-in software. We will quantify LV volumes, sphericity, mass and also systolic function by measuring ejection fraction and myocardial deformation (longitudinal and circumferential strain). We will discuss and provide clinical examples about the essential scenarios where the transition from a conventional echocardiographic approach to a 3D-based quantification is highly recommended.

In this article, we provide a step-by-step acquisition and analysis protocol for the volumetric assessment and speckle-tracking analysis of the left ventricle by 3D echocardiography, particularly focusing on practical aspects that maximize the feasibility of this technique.

3D 에코카르디그래피를 사용하여 좌심실 구조 및 기능 평가

Three-dimensional (3D) quantification of the left ventricle (LV) provides significant added value in terms of diagnostic accuracy and precise risk ...

생체공학

Quantification of Mouse Heart Left Ventricular Function, Myocardial Strain, and Hemodynamic Forces by Cardiovascular Magnetic Resonance Imaging

Mouse models have contributed significantly to understanding genetic and physiological factors involved in healthy cardiac function, how perturbations result in pathology, and how myocardial diseases may be treated. Cardiovascular magnetic resonance imaging (CMR) has become an indispensable tool for a comprehensive in vivo assessment of cardiac anatomy and function. This protocol shows detailed measurements of mouse heart left ventricular function, myocardial strain, and hemodynamic forces using 7-Tesla CMR. First, animal preparation and positioning in the scanner are demonstrated. Survey scans are performed for planning imaging slices in various short- and long-axis views. A series of prospective ECG-triggered short-axis (SA) movies (or CINE images) are acquired covering the heart from apex to base, capturing end-systolic and end-diastolic phases. Subsequently, single-slice, retrospectively gated CINE images are acquired in a midventricular SA view, and in 2-, 3-, and 4-chamber views, to be reconstructed into high-temporal resolution CINE images using custom-built and open-source software. CINE images are subsequently analyzed using dedicated CMR image analysis software.
Delineating endomyocardial and epicardial borders in SA end-systolic and end-diastolic CINE images allows for the calculation of end-systolic and end-diastolic volumes, ejection fraction, and cardiac output. The midventricular SA CINE images are delineated for all cardiac time frames to extract a detailed volume-time curve. Its time derivative allows for the calculation of the diastolic function as the ratio of the early filling and atrial contraction waves. Finally, left ventricular endocardial walls in the 2-, 3-, and 4-chamber views are delineated using feature-tracking, from which longitudinal myocardial strain parameters and left ventricular hemodynamic forces are calculated. In conclusion, this protocol provides detailed in vivo quantification of the mouse cardiac parameters, which can be used to study temporal alterations in cardiac function in various mouse models of heart disease.

This study describes a comprehensive cardiovascular magnetic resonance imaging (CMR) protocol to quantify the left ventricular functional parameters of the mouse heart. The protocol describes the acquisition, post-processing, and analysis of the CMR images as well as assessment of different cardiac functional parameters.

심혈관 자기 공명 영상에 의한 마우스 심장 좌심실 기능, 심근 균주 및 혈역학력의 정량화

Mouse models have contributed significantly to understanding genetic and physiological factors involved in healthy cardiac function, how perturbations ...

Transthoracic Echocardiographic Examination in the Rabbit Model

Large animal models such as the rabbit are valuable for translational preclinical research. Rabbits have a similar cardiac electrophysiology compared to that of humans and that of other large animal models such as dogs and pigs. However, the rabbit model has the additional advantage of lower maintenance costs compared to other large animal models. The longitudinal evaluation of cardiac function using echocardiography, when appropriately implemented, is a useful methodology for preclinical assessment of novel therapies for heart failure with reduced ejection fraction (e.g. cardiac regeneration). The correct use of this non-invasive tool requires the implementation of a standardized examination protocol following international guidelines. Here we describe, step by step, a detailed protocol supervised by veterinary cardiologists for performing echocardiography in the rabbit model, and demonstrate how to correctly obtain the different echocardiographic views and imaging planes, as well as the different imaging modes available in a clinical echocardiography system routinely used in human and veterinary patients.

Here we describe, step by step, a detailed protocol for performing echocardiography in the rabbit model. We show how to correctly obtain the different echocardiographic views and imaging planes, as well as the different imaging modes available in a clinical echocardiography system routinely used in human and veterinary patients.

토끼 모델의 흉부 심초음파 검사

Large animal models such as the rabbit are valuable for translational preclinical research. Rabbits have a similar cardiac electrophysiology compared to ...

Revealing Subtle Changes in Cardiac Function using Transthoracic Dobutamine Stress Echocardiography in Mice

Left ventricular (LV) dysfunction paves the final pathway for a multitude of cardiac disorders. With the non-invasive high-frequency transthoracic dobutamine stress echocardiography in humans, a reductionist investigation approach to unmask subtle changes in cardiac function has become possible. Here, we provide a protocol for using this technique in mice to facilitate expanded analysis of LV architecture and function in physiology and pathology enabling the observation of alterations in models of cardiac disease hidden in unstressed hearts. This investigation can be performed in one and the same animal and allows both, basal and pharmacologically stress-induced measurements. We outline detailed criteria for appropriate anesthesia, imaging-based LV analysis, consideration of intra- and interobserver variability, and obtaining positive inotrope response that can be attained in mice after intraperitoneal injection of dobutamine under near physiological conditions. To recapitulate the characteristics of human physiology and disease in small animal models, we highlight critical pitfalls in evaluation, e.g., a pronounced Bowditch effect in mice. To further meet translational objectives, we compare stress-induced effects in humans and mice. When used in translational studies, attention must be paid to physiological differences between mice and human. Experimental rigor dictates that some parameters assessed in patients can only be used with caution due to restrictions in spatial and temporal resolution in mouse models.

Left ventricular dysfunction constitutes the final common pathway for a host of cardiac disorders. We here provide a detailed protocol of transthoracic dobutamine stress echocardiography approach for comprehensive evaluation of the left ventricular function of mouse models of cardiac disease as well as cardiac phenotyping.