Harvard Tıp Fakültesi/ Brigham ve Kadın Hastanesi Kardiyovasküler Fizyoloji Çekirdek Laboratuvarı tarafından sağlanan kaynaklar için minnettarız. Bu çalışma kısmen Ulusal Sağlık Enstitüleri hibeleri HL088533, HL071775, HL093148 ve HL099073 (RL) tarafından finanse edildi. MB, American Heart Association kurucu iştiraki doktora sonrası burs ödülünün sahibiydi. KU, Amerikan Kalp Derneği kurucuları bağlı kuruluş doktora sonrası burs ödülünün sahibidir. SC, Ellison Vakfı'nın bir ödülüyle desteklendi.

1. Analizler için Görüntülerin Hazırlanması
<ol><li>Parasternal uzun eksenli görünümde murine veya insan ekokardiyografik B modu görüntüler elde edin. LV'nin ve diğer kardiyak yapıların parasternal görünümde görselleştirilmesini optimize etmek için zaman kazanma telafi ayarlarını ve iletim odağının yerleşimini her zamanki uygulamaya göre ayarlayın. Tüm görüntülerin DICOM dosya biçiminde kaydedildiklarından emin olun. Standartlaştırılmış görüntü görünümleri, kısır sol ventrikül duvarını çerçevenin tabanına yerleştirir. Çerçeveler sol ventrikül miyokard ve perikardın tamamını göstermelidir. Çözünürlük, sol ventrikülün perikardiyal kenarlık, miyokard duvarı ve endokardiyal kenarlıklarını ayıracak kadar yüksek olmalıdır. Fazla bırakma veya görüntü yapıtları olan görüntüleri atın.</li>
	<li>Analiz için bir görüntü dosyasını DICOM dosyası olarak ImageJ yazılım platformu v1.46'ya içe aktarın. Dosyayı 8 bit görüntü dosyasına dönüştürün.</li>
	<li>Uygun kalitede bir son diyastolik çerçeveye ulaşana kadar kardiyak döngünün ardışık kareleri arasında ilerleyin. Alternatif olarak, ekokardiyografik görüntüleme programında son diyastolik çerçeveyi seçin ve ardından ImageJ'de kullanılmak üzere yüksek çözünürlüklü bir .jpg dosya biçimine dışa aktarın. EKG izlemenin R dalgasını kullanarak son diyastole en yakın kareleri tanımlayın ve ardından LV'yi maksimum iç boyutla yakalayan en iyi çerçeveyi tanımlayın. Bu tek kareyi son diyastolik çerçeve olarak düşünün.</li>
	<li>Kullanıcıların ilgi çekici bölgeleri seçerken konu kimliğine kör olmaları önerilir.</li>
</ol>2. Yatırım Getirisi Örneklemesi
<ol><li>Perikardiyal başvuru seçimi. Perikardiyal ilgi bölgesini (ROI) seçerken, perikardiyal dokunun heterojenliğini yakalamayı hedefleyin. Görüntü parlaklığı ve kontrastın, analiz sonuçları üzerinde herhangi bir etkisi olmadan gerektiğinde yatırım getirisi seçimi için ayarlanabileceğini unutmayın.<ol>
<li>ImageJ'in dikdörtgen çizim aracını kullanarak, bazal inferolateral perikardiyal duvarın orta üçte birini yaklaşık olarak yaklaşık olarak uzunluğa sahip bir dikdörtgen seçin.</li>
		<li>Yatırım getirisi boyutlandırma aracını kullanarak perikardiyumun genişliğini kapsayacak şekilde dikdörtgen yatırım getirisini yeniden boyutlandırın.</li>
		<li>ImageJ'in döndürme aracını kullanarak yatırım getirisini perikardiyal bölgeye uzanacak şekilde döndürün.</li>
		<li>Perikardiyal yatırım getirisinin köşelerinde gerekli ayarlamaları yapın. Perikardiyal duvarın orta üçte biri içinde yer alan ve miyokard veya ekstra-kardiyak bölgelere yayılmadan perikardiyal duvarın genişliğini içeren son bir perikardiyal ilgi alanı yakalayın. Belirli bir çalışmada yapılan tüm önlemler için toplam perikardiyal alanın aynı göreceli konumunu ve yüzdesini yakalamayı hedefleyin.</li>
		<li>Algoritmayı ImageJ analiz araçlarıyla seçime uygulayın (bkz. bölüm 3).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Miyokard seçimi. Bir kez daha, bazal inferolateral miyokard duvarının orta üçte biri içinde miyokard dokusunun heterojenliğini yakalamayı hedefleyin. Görüntü parlaklığı ve kontrastın, analiz sonuçları üzerinde herhangi bir etkisi olmadan gerektiğinde yatırım getirisi seçimi için ayarlanabileceğini unutmayın.<ol>
<li>Endokardyum ve epikard hariç miyokard duvarının genişliğini kapsayan bir dikdörtgen seçin. Miyokard seçiminin perikardiyal seçimin bitişiğinde ve aynı teta açısında olduğundan emin olun. Seçim alanına papiller kas alanlarını dahil etmeyin.</li>
		<li>Miyokard yatırım getirisini perikardiyal seçime paralel olacak şekilde döndürün.</li>
		<li>Miyokard yatırım getirisinin köşelerinde gerekli ayarlamaları yapın. Miyokard duvarının orta üçte biri içinde yer alan son bir miyokard bölgesini izole edin ve perikardiyal veya intralüminal bölgelere yayılmadan duvarın genişliğini yakalar.</li>
		<li>Algoritmayı bir ImageJ makrosu aracılığıyla seçime uygulayın.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. Veri Analizi ve İşleme
<ol><li>"getHistogramValues.txt" adlı ImageJ makrosunu yükleyin.</li>
	<li>Sinyal yoğunluğu değerlerinin yatırım getirisi içindeki dağılımını önizlemek için ImageJ histogram analiz aracını kullanın (perikardiyal seçim ve miyokard seçimi için bu adımı gerçekleştirin).</li>
	<li>Yatırım getirisi için bu sinyal yoğunluğu değerlerini kaydetmek için ImageJ makrosunu kullanın (perikardiyal seçim ve miyokard seçimi için bu adımı gerçekleştirin).<ol>
<li>Seçimdeki her piksele 0 (en koyu) ila 255 (en parlak) birim arasında bir yoğunluk değeri atayın.</li>
		<li>Sinyal yoğunluğunun dağılımını üretmek için yoğunluk değerlerini hiyerarşik olarak, artan yoğunluk sırasına göre düzenleyin.</li>
		<li>Dağıtım için aşağıdaki yüzdelik değerleri seçin ve rapor edin:yüzde 20, yüzde 50 (ortanca) ve yüzde 80.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Perikardiyal referansı kullanarak miyokard yoğunluklarını normalleştirin.<ol>
<li>Yoğunluğun miyokard yüzdelik değerlerini, yoğunluğun karşılık gelen perikardiyal yüzdelik değerlerine bölerek normalleştirin12veya yoğunluğun miyokard yüzdebirlik değerini yoğunluğun perikardiyal yüzdebirlik değerindençıkararak 13.</li>
		<li>Dört analitik yöntemin değerlerini rapor edin: 20. yüzdebirlik, yüzde50 yüzdelik (ortanca) ve yüzde 80'lik değerler için normalleştirilmiş miyokarddan perikardiyal değerlere. </li>
	</ol>
</li>
</ol>4. Döngüsel Değişkenliğin Ölçülmesi
<ol><li>Dicom dosyasının ardışık çerçeveleri aracılığıyla miyokard seçimlerine algoritma uygulayın, kardiyak döngü boyunca ilerleyin. Çerçeveler arasındaki yoğunluk dağılımlarındaki farklılıkları, son sistolik ve son diyastolik çerçevelere dikkat ederim. Yukarıda açıklanan tüm görüntü analizleri, daha önce dicom formatında elde edilen ve dijital olarak saklanan noninvaziv ekokardiyografik görüntülerde çevrimdışı olarak gerçekleştirilir. Tüm çalışma protokolleri Brigham ve Women's institutional review board ve Harvard Medical Area ayakta Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi tarafından onaylandı.</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>

Çıkar çatışması bildirilmedi.

Sonografik sinyal yoğunluğu dağılımını ölçen ve buna karşılık miyokard mikro yapısının taşıyıcı bir ölçüsünü sunan bir görüntü analizi algoritması protokolünü açıklıyoruz. Yatırım getirisi ve referans bölgesinin seçimi, boyutlandırılması ve konumlandırılması da dahil olmak üzere protokolün standartlaştırılmış özellikleri, kullanıcı ve konu tabanlı değişkenliği en aza indirmeye yarar. Son diyastolik tek kare ekokardiyografik görüntülere uygulandığında, algorit...

Ekokardiyografi, kardiyak yapı ve işlevdeki değişiklikleri noninvaziv olarak karakterize etmek ve ölçmek için yaygın olarak kullanılan yaygın olarak erişilebilir bir görüntüleme yöntemidir. Kardiyak dokunun ultrasonik değerlendirmeleri, belirli bir ilgi alanı içinde, zaman içinde tek bir noktada ve kardiyak döngü boyunca backscatter sinyal yoğunluğunun analizlerini içerebilir. Önceki çalışmalar, sonografik sinyal yoğunluğu önlemlerinin miyokard lif dağınıklığının altında kalan varlığını, yaşanamaz miyokard dokusuna karşı canlı ve interstisyel fibrozis1-3'ütanımlayabileceğini ileri sürmektedir. Miyokard 'mikroyapı'yı, brüt boyut ve morfolojinin doğrusal ölçümlerinin ötesinde, sonografik analiz kullanılarak karakterize edilebilen doku mimarisi olarak adlandırıyoruz. Buna göre, hipertrofik ve genişlemiş kardiyomiyopati4,5, kronik koroner arter hastalığı6,7ve hipertansif kalp hastalığı8,9ayarlarında miyokard dokusunun mikroyapısal değişikliklerini değerlendirmek için sonografik sinyal yoğunluğu analizleri kullanılmıştır. Bununla birlikte, daha önce belirlenen teknikler ağırlıklı olarak, rastgele gürültü5,düşük kare hızlarından diğer ad verilerinden10ve döngüsel varyasyona dayalı algoritmalar için zaman gecikmelerinden11'ekadar değişkenliğe duyarlı olabilecek geri dönüş sinyali yoğunluklarının entegre veya ortalama değerine dayanmıştır.
Burada, önceki yöntemlerden uzanan ultrason tabanlı bir görüntü analizi algoritması kullanma yöntemini açıklıyoruz; Bu algoritma, görüntü analizi için tek bir son diyastolik çerçeveye odaklanır ve belirli bir miyokard örneğinden elde edilen sinyal yoğunluğu değerlerinin tam dağılımını hesaplar. Perikard çerçeve içi referans12,13olarak kullanılarak, algoritma sonografik sinyal yoğunluğu dağılımlarındaki varyasyonu yeniden ölçar ve miyokard mikro yapısının gelişmiş bir yedek ölçüsünü sunar. Adım adım bir protokolde, görüntüleri kullanıma hazırlama, ilgi alanlarını örnekleme ve seçilen ilgi alanları içindeki verileri işleme yöntemlerini açıklıyoruz. Ayrıca, sol ventrikülde yük sonrası strese değişken maruziyeti olan farelerden ve insanlardan elde edilen ekokardiyografik görüntülere algoritmanın uygulanmasından elde edilen temsili sonuçları gösteriyoruz.

<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

Ekokardiyografi, kardiyak yapı ve işlevdeki değişiklikleri noninvaziv olarak karakterize etmek ve ölçmek için yaygın olarak kullanılan yaygın olarak erişilebilir bir görüntüleme yöntemidir. Kardiyak dokunun ultrasonik değerlendirmeleri, belirli bir ilgi alanı içinde backscatter sinyal yoğunluğunun analizlerini içerebilir. Daha önce belirlenen teknikler ağırlıklı olarak, düşük kare hızlarından ve döngüsel varyasyona dayanan algoritmalar için zaman gecikmelerinden elde edilen diğer ad verilerinden kaynaklanan değişkenliğe duyarlı olabilecek geri dönüş sinyali yoğunluklarının entegre veya ortalama değerine dayanmıştır. Burada, önceki yöntemlerden uzanan, tek bir görüntü çerçevesine uygulanabilen ve belirli bir miyokard örneğinden elde edilen sinyal yoğunluğu değerlerinin tam dağılımını hesaplayan ultrason tabanlı bir görüntüleme algoritmasını açıklıyoruz. Temsili fare ve insan görüntüleme verilerine uygulandığında, algoritma kronik artçı direnç ile ve maruz kalmadan denekler arasında ayrımlar. Algoritma, miyokard mikro yapısının gelişmiş bir yedek ölçüsünü sunar ve açık erişimli görüntü analizi yazılımı kullanılarak gerçekleştirilebilir.

Sinyal yoğunluğu analizi, aşağıdakiler dahil olmak üzere 4 ana adımda(Şekil 1),1) görüntü seçimi ve biçimlendirme, 2) yatırım getirisi ve referans alanlarında örnekleme, 3) algoritma uygulaması ve 4) miyokard-perikardiyal yoğunluk oranları elde etmek için nihai değerlerin işlenmesi gibi 4 ana adımda gerçekleştirilir. Yatırım getirisinin seçimi ve boyutu, kullanıcı içi değişkenliğin yanı sıra aralayıcıyı da sınırlamak için standartlaştırılmıştır (Ş...

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

Ultrasonic Assessment of Myocardial Microstructure

Ekokardiyografi genellikle kardiyak yapı ve fonksiyondaki değişiklikleri noninvaziv olarak karakterize etmek ve ölçmek için kullanılır. Miyokard mikro yapısının gelişmiş bir vekil ölçüsünü sunan ve açık erişimli görüntü analiz yazılımı kullanılarak gerçekleştirilebilen ultrason tabanlı bir görüntüleme algoritmasını açıklıyoruz.

Miyokard Mikroyapısının Ultrasonik Değerlendirmesi

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 Görüntüleme.  Harvard Medical School. Ekokardiyografi genellikle kardiyak yapı ve fonksiyondaki değişiklikleri noninvaziv olarak karakterize etmek ve ölçmek için kullanılır. Miyokard mikro yapısının gelişmiş bir vekil ölçüsünü sunan ve açık erişimli görüntü analiz yazılımı kullanılarak gerçekleştirilebilen ultrason tabanlı bir görüntüleme algoritmasını açıklıyoruz.

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.

Özellik Takibi Manyetik Rezonans Türetilmiş Miyokard Gerinim Değerlendirmesi

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 ...

Tıp

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.

Sıçanlarda Akut Miyokard Enfarktüsü

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.

Küçük Hayvan Bak-soyunma Ters Kurtarma (SALLI) Sıçanlarda MRI kullanarak Kalp Fonksiyonu ve Miyokard Morfoloji Değerlendirilmesi

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.

Domuzlar miyokard enfarktüsü ve Fonksiyonel Sonuç Değerlendirmesi

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.

Akut Miyokard İnfarktüsü bir Domuz Modeli İlköğretim Sonuç Değerlendirmesi

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.

Sol Ventriküler Miyokard Deformasyon Kantitatif Değerlendirme Transtorasik Speckle İzleme Ekokardiyografi

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.

Sıçanlar Kronik Kalp Enfarktüsü histolojik Niceleme

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.

3D Tüm kalp Miyokard Doku Analizi

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).

Ultrasonik-Augmented primer yetişkin fibroblast yalıtım

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