Bu çalışma Alan A. ve Edith L. Wolff Charitable Trust, St Louis ve Barnes-Jewish Hastanesi Vakfı tarafından kısmen desteklenmiştir. L. Shmuylovich ve E. Ghosh kısmen Amerikan Kalp Derneği Heartland İştiraki&#39;ne predoctoral burslu tarafından desteklenmiştir. S. Zhu Washington Üniversitesi Compton Scholars Program ve Sanat Koleji ve Bilimleri &#39;Yaz Lisans Araştırma Ödülü kısmi destek aldı. S. Mossahebi Fizik Bölümü kısmi destek aldı.

Ekokardiyografik görüntüleri edinme ve PDF parametrelerini elde etmek, onları analiz etmek için prosedürü aşağıda ayrıntılı. Kardiyak kateterizasyon aşağıdaki konu seçimi kısmında belirtilen olmasına rağmen, açıklanan metodoloji sadece ekokardiyografik bölümü için geçerlidir. Kateterizasyon kısmının açıklama model dayalı tahminlere bağımsız doğrulama için yer ve PDF formalizmin üzerinden e-dalgaların analizine ilgisiz edildi. Önceki veri toplama için, bütün denekler, imzalı sağlayan Washington Üniversitesi Tıp Okulu&#39;nda Kurumsal Değerlendirme Kurulu (İnsan Araştırma Koruma Ofisi) uyarınca çalışmaya katılım için onam. NOT: Bu bölümde açıklanan (bunları kullanmak için nasıl öğreticiler ile birlikte) tüm yazılım programları indirebilirsiniz <a href="http://cbl1.wustl.edu/SoftwareAgreement.htm" target="_blank">http://cbl1.wustl.edu/Softw</a>areAgreement.htm 1. Konu Seçimi NOT: Kardiyovasküler Biyofizik Laboratuvarı veritabanındaki tüm konular eş zamanlı ekokardiyografi ve yapılan kalp kateterizasyonu vardı ve teşhis kardiyak kateterizasyon için hekimleri tarafından sevk edildi. Veritabanı dahil edilme kriterleri şunlardır: önemli kalp kapak anomalileri 1) yokluğu, EKG, açıkça tanımlanabilir E- ve A-dalgaları ile tatmin edici bir ekokardiyografik pencere 3) varlığı duvar hareket bozuklukları ya da dal bloğu 2) yokluğu. 2. Ekokardiyografik Veri Toplama <ol><li> Ekokardiyografi kriterlerine 16 Amerikan Derneği göre, tüm denekler için tam 2D / eko-Doppler çalışma kaydedin. Not: eleme, bir eko-kardiyogramlar sonografırın ile standart bir klinik görüntüleyici ile kaydedilmiştir. Arzu edildiği takdirde, ilave ekokardiyografi, kayıt doğrulama amaçla gerçekleştirilebiliruygun, yüksek sadakat kateter sonra aynı anda var LV hemodinamik ölçmek için LV içine ilerletilir. </li><li> Sırtüstü pozisyonda Görüntü konular. Bir nonresearch ortamda, standart sol yanal konumlandırma yönteminin genelliği kaybı olmadan kullanılabilir. Renkli M-mod Doppler görüldüğü gibi PD düzleminde (hizalama etkilerini aza indirmek için mitral kapaktaki ipuçları ve dik arasındaki yönetmenliğini 1,5-5 mm Geçitli örnek hacmi ile 2.5 MHz transdüser kullanılarak apikal dört boşluk görüşlerini elde ), 1 (125 Hz) ya da 2 (250 Hz), ekranın tam yükseklik ve yumuşatma olmaksızın çıkış dinamik aralığını yararlanmak için ayarlanan hızı ölçek yararlanmak için ayarlanmıştır başlangıçta belirlenen duvar filtresi. </li><li> Örnek hacmi 2,5 mm Geçitli ve mitral halka lateral ve septal iksirler konumlandırılmış olan Doku Doppler görüntüleme gerçekleştirin. </li><li> Simult ile DVD yankı makine ve kayıtlarında DICOM formatındaki Doppler sınavları kaydeterişmesi kaydedildi elektrokardiyogram (EKG). </li></ol> 3. Doppler Görüntü İşleme ve Konvansiyonel Analizi NOT: Bu bölümde iki özel MATLAB programları anlatılmaktadır. İlk program adımı 3,1 anlatılan ve ikinci program adımı 3,2-3,5 tarif edilmektedir. (Bunları kullanmak için nasıl öğreticiler ile birlikte) tüm yazılım programları indirebilirsiniz <a href="http://cbl1.wustl.edu/SoftwareAgreement.htm" style="font-size: 14px; line-height: 28px;" target="_blank">http://cbl1.wustl.edu/SoftwareAgreement.htm</a> <ol><li> Bitmap (bmp) dosyaları DICOM formatında ve video görüntüleri dönüştürmek (özel MATLAB programı kullanılarak). NOT: Doppler E-dalgaları ve doku Doppler E&#39;dalgaları sığdırmak için aşağıda açıklanan prosedürü Şekil 1&#39;de gösterilmiştir. </li><li> Tür E zirve, bir tepe, E dur gibi geleneksel transmitral akım parametreleri ölçmek için başka bir özel MATLAB programında bitmap görüntü dosyaları yükleyin </sub&gt;, vb E &#39;zirve, bir&#39; pik. ve PDF analiz için görüntü kırpma. Analizi için EKG ile belirtildiği gibi ayırt transmitral akım kontur ve tam bir kardiyak döngü ile görüntü seçin. </li><li> Görüntüler (dikey eksen boyunca piksel / (m / san olarak ölçülen)) (yatay eksende piksel / s olarak ölçülen) Marka zaman örnekleme hızı ve hız örnekleme oranı. Belirterek ve görüntü üzerinde ardışık R zirveleri (veya EKG herhangi farklı özellik) işaretleyerek tam kalp döngüsü tanımlayın. </li><li> Mark transmitral Doppler E ve seçilen kardiyak çevrimde bir dalga ya da doku Doppler E &#39;ve A&#39;- dalga. <ol><li> Doppler E dalgası zirve noktasıdır ie seçin. E pik, (ya da E &#39;pik) ve e-dalgası (veya E&#39;-dalga) bir ivme eğimini maç için bir rehber olarak başlangıç ​​zirveye bağlayan hattı kullanarak dalganın başlangıcını işaretlemek. Dalganın başlangıç ​​pe baştan aralığını hesaplamak için kullanılırak ak E-dalgası (veya E&#39;-dalga) hızlanma süresi (AT) olarak ifade. </li><li> Yavaşlama ivmesini eşleştirmek için bir rehber olarak sonuna kadar zirveye bağlayan hattı kullanarak e-dalgası (veya E&#39;-dalga) sonunu işaretlemek. Bu yavaşlama zamanı (DT) olarak ifade başlangıca zirveden aralığını hesaplamak için kullanılır. Dalgasının sonuna kadar baştan aralığı E-dalga (E dur = + DT AT) ve süresidir. Program uygun talimatlar ile tüm süreç boyunca kullanıcıya yol gösterir. </li></ol></li><li> Mark e-dalga ile benzer bir prosedür kullanılarak bir dalga. E- ve A-dalgalarla programı E zirveye / A zirve oranını hesaplar kutladı. NOT: Program olarak kırpılmış görüntüler E- ve tek A dalgaları içeren belirgin dalgalar kaydeder. Program aynı zamanda her dövmek için kırpma ve ölçülen parametreler ile bir veri dosyası oluşturur. </li></ol> PDF Formalizmi kullanma Transmitral Flow 4. Otomatik Montaj <ol&gt; <li> Doppler E- otomatik montaj ve A-dalgası ve doku Doppler E &#39;ve A&#39;- dalga kontür özel bir LabView programı 18,19 kullanılarak yapılır. <ol><li> Kırpılan görüntüyü yükleyin ve program otomatik olarak maksimum hız zarfı (MVE) hesaplar. Şekil 1 &#39;de gösterildiği gibi yaklaşık olarak akış MVE mitral şekilde eşiği ayarlayarak MVE seçin. Başlamasını ve MVE tanımlayan noktalarının sona ermesi, operatör tarafından zaman ekseni boyunca seçilebilir, öyle ki iyi bir uyum sağlayan bir kaç MVE katılımı Dalganın gerçek seçilen kısmına sonradan monte etmek için girdi olarak kullanılmaktadır. </li></ol></li><li> Not: kullanıcı tarafından seçilen MVE noktaları otomatik bir Levenberg- Marquardt (tekrar) algoritması kullanılarak zamanın bir fonksiyonu olarak hızı için PDF model çözümü uygun bir bilgisayar programına girilir. Uydurma şartı ile gerçekleştirilir ki klinik (girdi) arasındaki ortalama kare hataverileri (MVE) ve PDF modeli tahmin kontur minimize edilebilir. Modeli lineer olduğunu, parametrelerin bir dizi özgün girdi olarak kullanılan her Doppler E-dalga türetilmiş MVE için elde edilir. Böylece sayısal benzersiz k, c, ve x o değerleri her E&#39;-dalga için her E-dalga ve k &#39;c&#39; ve x o &#39;için oluşturulur. </li><li> Uygun e-dalgası üzerine bindirilmiş olduğunda durumunda uyum açıkça suboptimaldir (veya E&#39;-dalga) görüntü daha kullanarak MVe değiştirin (yani. Algoritması, örneğin MVE dahil gürültü sığacak şekilde çalıştı) / daha az böylece modelini değiştirerek noktaları, daha iyi bir uyum elde etmek için PDF parametrelerin sonucu modifikasyonu ile kontur öngördü. </li></ol> Uygun PDF uygun üretilen edildiğinde verileri kaydetmek. NOT: Program otomatik olarak görüntüdeki verilere ve PDF parametreleri içeren metin dosyaları kaydetmek için yazılır vekontur bilgiler. Yukarıda tarif edilen yöntemle elde edilmiş PDF parametreler yeni fizyolojisi aydınlatmak ve aşağıdaki Örnek Sonuçlar bölümünde ayrıntılı olarak normal ve patolojik fizyoloji ayırt etmek için kullanılabilir.

<ol>
	<li>Katz, L. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+played+by+the+ventricular+relaxation+process+in+filling+the+ventricle.">The role played by the ventricular relaxation process in filling the ventricle.</a> Am. J. Physiol. 95, 542-553 (1930).</li><li>Frais, M. A., Bergman, D. W., Kingma, I., Smiseth, O. A., Smith, E. R., Tyberg, J. V. <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+the+time+constant+of+left+ventricular+isovolumic+relaxation+on+pericardial+pressure.">The dependence of the time constant of left ventricular isovolumic relaxation on pericardial pressure.</a> Circulation. 81, 1071-1080 (1990).</li><li>Weiss, J. L., Frederiksen, J. W., Weisfeldt, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hemodynamic+determinants+of+the+time-course+of+fall+in+canine+left+ventricular+pressure.">Hemodynamic determinants of the time-course of fall in canine left ventricular pressure.</a> J. Clin Invest. 58, 751-760 (1976).</li><li>Weisfeldt, M. L., Weiss, J. L., Frederiksen, J. W., Yin, F. C. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantification+of+incomplete+left+ventricular+relaxation:+Relationship+to+the+time+constant+for+isovolumic+pressure+fall.">Quantification of incomplete left ventricular relaxation: Relationship to the time constant for isovolumic pressure fall.</a> Eur. Heart J. 1, 119-129 (1980).</li><li>Thompson, D. 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=Analysis+of+left+ventricular+pressure+during+isovolumic+relaxation+in+coronary+artery+disease.">Analysis of left ventricular pressure during isovolumic relaxation in coronary artery disease.</a> Circulation. 65, 690-697 (1982).</li><li>Ludbrook, P. A., Bryne, J. D., Kurnik, P. B., McKnight, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+reduction+of+preload+and+afterload+by+nitroglycerin+on+left+ventricular+diastolic+pressure-volume+relations+and+relaxation+in+man.">Influence of reduction of preload and afterload by nitroglycerin on left ventricular diastolic pressure-volume relations and relaxation in man.</a> Circulation. 56, 937-943 (1977).</li><li>Tyberg, J. V., Misbach, G. A., Glantz, S. A., Moores, W. Y., Parmley, W. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+mechanism+for+shifts+in+the+diastolic,+left+ventricular,+pressure-volume+curve:+The+role+of+the+pericardium.">A mechanism for shifts in the diastolic, left ventricular, pressure-volume curve: The role of the pericardium.</a> Eur. J. Cardiol. 7, 163-175 (1978).</li><li>Suga, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Theoretical+analysis+of+a+left-ventricular+pumping+model+based+on+the+systolic+time-varying+pressure/volume+ratio.">Theoretical analysis of a left-ventricular pumping model based on the systolic time-varying pressure/volume ratio.</a> IEEE Trans. Biomed. Eng. 24, 29-38 (1977).</li><li>Raff, G. L., Glantz, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Volume+loading+slows+left+ventricular+isovolumic+relaxation+rate.">Volume loading slows left ventricular isovolumic relaxation rate.</a> Circ. Res. 48, 813-824 (1981).</li><li>Suga, H., 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=Systolic+pressure-volume+area+(PVA)+as+the+energy+of+contraction+in+Starling&#8217;s+law+of+the+heart.">Systolic pressure-volume area (PVA) as the energy of contraction in Starling&#8217;s law of the heart.</a> Heart Vessels. 6, 65-70 (1991).</li><li>Murakami, T., Hess, O., Gage, J., Grimm, J., Krayenbuehl, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diastolic+filling+dynamics+in+patients+with+aortic+stenosis.">Diastolic filling dynamics in patients with aortic stenosis.</a> Circulation. 73, 1162-1174 (1986).</li><li>Baan, 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=Continuous+measurement+of+left+ventricular+volume+in+animals+and+humans+by+conductance+catheter.">Continuous measurement of left ventricular volume in animals and humans by conductance catheter.</a> Circulation. 70, 812-823 (1984).</li><li>Falsetti, H. L., Verani, M. S., Chen, C. J., Cramer, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regional+pressure+differences+in+the+left+ventricle.">Regional pressure differences in the left ventricle.</a> Catheter Cardiovasc. Diag. 6, 123-134 (1980).</li><li>Kass, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+diastolic+dysfunction.+Invasive+modalities.">Assessment of diastolic dysfunction. Invasive modalities.</a> Cardiol. Clin. 18 (3), 571-586 (2000).</li><li>Suga, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiac+energetics:+from+EMAX+to+pressure-volume+area.">Cardiac energetics: from EMAX to pressure-volume area.</a> Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. 30, 580-585 (2003).</li><li>Gottdiener, J. 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=American+Society+of+Echocardiography+recommendations+for+use+of+echocardiography+in+clinical+trials.">American Society of Echocardiography recommendations for use of echocardiography in clinical trials.</a> JASE. 17, 1086-1119 (2004).</li><li>Kov&#225;cs, S. J., Barzilai, B., P&#233;rez, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+diastolic+function+with+Doppler+echocardiography:+the+PDF+formalism.">Evaluation of diastolic function with Doppler echocardiography: the PDF formalism.</a> Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 252, H178-H187 (1987).</li><li>Hall, A. F., Aronovitz, J. A., Nudelman, S. P., Kov&#225;cs, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+method+for+characterization+of+diastolic+transmitral+Doppler+velocity+contours:+Late+atrial+filling.">Automated method for characterization of diastolic transmitral Doppler velocity contours: Late atrial filling.</a> Ultrasound Med. Biol. 20, 859-869 (1994).</li><li>Hall, A. F., Kov&#225;cs, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+method+for+characterization+of+diastolic+transmitral+Doppler+velocity+contours:+Early+rapid+filling.">Automated method for characterization of diastolic transmitral Doppler velocity contours: Early rapid filling.</a> Ultrasound Med. Biol. 20, 107-116 (1994).</li><li>Riordan, M. M., Kov&#225;cs, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitation+of+Mitral+Annular+Oscillations+and+Longitudinal+'Ringing'+of+the+Left+Ventricle:+A+New+Window+into+Longitudinal+Diastolic+Function.">Quantitation of Mitral Annular Oscillations and Longitudinal 'Ringing' of the Left Ventricle: A New Window into Longitudinal Diastolic Function.</a> J. Appl. Physiol. 100, 112-119 (2006).</li><li>Kov&#225;cs, S. J., Meisner, J. S., Yellin, E. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modeling+of+diastole.">Modeling of diastole.</a> Cardiol. Clin. 18, 459-487 (2000).</li><li>Riordan, M. M., Chung, C. S., Kov&#225;cs, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diabetes+and+Diastolic+Function:+Stiffness+and+Relaxation+from+Transmitral+Flow.">Diabetes and Diastolic Function: Stiffness and Relaxation from Transmitral Flow.</a> Ultrasound Med. Biol. 31, 1589-1596 (2005).</li><li>Bauman, L., Chung, C. S., Karamanoglu, M., Kov&#225;cs, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+peak+atrioventricular+pressure+gradient+to+transmitral+flow+relation:+kinematic+model+prediction+with+in+vivo+validation.">The peak atrioventricular pressure gradient to transmitral flow relation: kinematic model prediction with in vivo validation.</a> J. Am. Soc. Echocardiogr. 17 (8), 839-844 (2004).</li><li>Kov&#225;cs, S. J., Rosado, J., Manson-McGuire, A. L., Hall, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Can+Transmitral+Doppler+E-waves+Differentiate+Hypertensive+Hearts+From+Normal?.">Can Transmitral Doppler E-waves Differentiate Hypertensive Hearts From Normal?.</a> Hypertension. 30, 788-795 (1997).</li><li>Riordan, M. 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=The+Effects+of+Caloric+Restriction-+and+Exercise-Induced+Weight+Loss+on+Left+Ventricular+Diastolic+Function.">The Effects of Caloric Restriction- and Exercise-Induced Weight Loss on Left Ventricular Diastolic Function.</a> Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 294, H1174-H1182 (2008).</li><li>Meyer, T. E., Kov&#225;cs, S. J., Ehsani, A. A., Klein, S., Holloszy, J. O., Fontana, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+Caloric+Restriction+Slows+Cardiac+Aging+in+Humans.">Long-term Caloric Restriction Slows Cardiac Aging in Humans.</a> J. Am. Coll. Cardiol. 47, 398-402 (2006).</li><li>Riordan, M. M., Kov&#225;cs, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Absence+of+diastolic+mitral+annular+oscillations+is+a+marker+for+relaxation-+related+diastolic+dysfunction.">Absence of diastolic mitral annular oscillations is a marker for relaxation- related diastolic dysfunction.</a> Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 292, H2952-H2958 (2007).</li><li>Mossahebi, S., Kov&#225;cs, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinematic+Modeling-based+Left+Ventricular+Diastatic+(Passive)+Chamber+Stiffness+Determination+with+In-Vivo+Validation.">Kinematic Modeling-based Left Ventricular Diastatic (Passive) Chamber Stiffness Determination with In-Vivo Validation.</a> Annals BME. 40 (5), 987-995 (2012).</li><li>Zhang, W., Chung, C. S., Riordan, M. M., Wu, Y., Shmuylovich, L., Kov&#225;cs, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Kinematic+Filling+Efficiency+Index+of+the+Left+Ventricle:+Contrasting+Normal+vs.+Diabetic+Physiology.">The Kinematic Filling Efficiency Index of the Left Ventricle: Contrasting Normal vs. Diabetic Physiology.</a> Ultrasound Med. Biol. 33, 842-850 (2007).</li><li>Zhang, W., Kov&#225;cs, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Age+Dependence+of+Left+Ventricular+Filling+Efficiency.">The Age Dependence of Left Ventricular Filling Efficiency.</a> Ultrasound Med. Biol. 35, 1076-1085 (2009).</li><li>Courtois, M., Kov&#225;cs, S. J., Ludbrook, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transmitral+pressure-flow+velocity+relation.+Importance+of+regional+pressure+gradients+in+the+left+ventricle+during+diastole.">Transmitral pressure-flow velocity relation. Importance of regional pressure gradients in the left ventricle during diastole.</a> Circulation. 78, 661-671 (1988).</li><li>Zhang, W., Shmuylovich, L., Kov&#225;cs, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+E-wave+delayed+relaxation+pattern+to+LV+pressure+contour+relation:+model-based+prediction+with+in+vivo+validation.">The E-wave delayed relaxation pattern to LV pressure contour relation: model-based prediction with in vivo validation.</a> Ultrasound Med. Biol. 36 (3), 497-511 (2010).</li><li>Shmuylovich, L., Kov&#225;cs, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+load-independent+index+of+diastolic+filling:+model-based+derivation+with+in-vivo+validation+in+control+and+diastolic+dysfunction+subjects.">A load-independent index of diastolic filling: model-based derivation with in-vivo validation in control and diastolic dysfunction subjects.</a> J. Appl. Physiol. 101, 92-101 (2006).</li><li>Kreyszig, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Advanced Engineering Mathematics. , (2011).</li><li>Press, W. H., Teukolsky, S. A., Vetterling, W. T., Flannery, B. 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> Numerical recipes 3rd Edition: The Art of Scientific Computing. , (2007).</li><li>Claessens, T., 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=The+Parametrized+Diastolic+Filling+Formalism:+Application+in+the+Asklepios+Population.">The Parametrized Diastolic Filling Formalism: Application in the Asklepios Population.</a> Am. Soc. Mech. Eng. Summer Bioengineering Conference Proceedings. , (2011).</li><li>Chung, C. S., Kov&#225;cs, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Consequences+of+Increasing+Heart+Rate+on+Deceleration+Time,+Velocity+Time+Integral,+and+E/A.">Consequences of Increasing Heart Rate on Deceleration Time, Velocity Time Integral, and E/A.</a> Am. J. Cardiol. 97, 130-136 (2006).</li></ol>

The authors have no competing financial interests.

Bizim metodolojik odak doğrultusunda, doğru ve anlamlı sonuçlar elde kolaylaştıran yöntemlerin önemli yönleri vurgulanır. EKOKARDİYOGRAFİ Amerikan Ekokardiyografi Derneği (ASE) transtorasik çalışmaların 16 performans için kurallar vardır. Bir yankı sınav sırasında, görüntü kalitesini etkileyen faktörler çok sayıda bulunmaktadır. Sonografırın kontrolü dışında olan faktörler şunlardır: özelliklerine atıfta kullan?...

1930 yılında Katz 1 ile öncü çalışmalar memeli sol ventrikül sonra diyastolün işleyişini çözülüyor adamış beri bir mekanik emme pompası, ve çok çaba olmanın dolumu başlatır ortaya koymuştur. Uzun yıllar boyunca, invaziv yöntemler diyastolik fonksiyon (DF) 2-16 klinik veya araştırma değerlendirme için kullanılabilir tek seçenekleri vardı. 1970&#39;lerde ise, teknik gelişmeler ve ekokardiyografide gelişmeler nihayet DF noninvaziv karakterizasyonu için kardiyologlar ve fizyolog pratik araçlar verdi. Doldurur zaman kalp nasıl çalıştığını ilişkin diastolde için birleştirici bir nedensel bir teori veya paradigma olmadan, araştırmacılar klinik özellikleri ile korelasyon dayalı sayısız fenomenolipik indeksler önerdi. Eğrisel, hızla yükselen ve örneğin, erken, hızlı bir biçimde doldurulması sırasında Transmitral kan akış hızı kontur şekli düşen bir üçgen ve diyastolik fu gibi yaklaşık olarak bulundunction indeksleri geometrik özelliklerinden tanımlanmıştır (yükseklik, genişlik, alan, vb.) bu üçgenin. Ekokardiyografide Teknik gelişmeler, örneğin ölçülecek için dolum sırasında doku hareketini, gerginlik ve gerilme hızını izin ve onunla fenomenolojik endeksleri yeni bir ürün getirdi, her teknik ilerleme, klinik özellikleri ile ilişkili olduğu. Ancak, endeksler bağıntılı kalır ve nedensel olmayan ve birçok indeksleri aynı temel fizyolojisi farklı tedbirler vardır. Bu DF şu anda çalışan klinik indeksler özgüllük ve duyarlılığı sınırlı olduğunu, bu nedenle şaşırtıcı değil. Bu sınırlamaları parametrized Diyastolik Dolum (PDF) biçimcilik, nedensel bir kinematik aşmak için, motive ve diyastolün emme-pompa fizyolojisini içeren sol ventrikül dolum toplu parametreli modeli geliştirilmiş ve 17 doğrulanmıştır. Bu modeller eğrisel şekiller ile tecelli olarak diyastolik fonksiyon (sönümlü harmonik salınım hareketinin kurallarına uygun olarak mitral akış kontür) arasında. Sönümlü harmonik salınımlı hareket denklemi Newton&#39;un İkinci Kanunu dayanmaktadır ve gibi, birim kütle başına, yazılabilir: <img alt="Denklem 1" fo:content-width="1in" src="/files/ftp_upload/51471/51471eq1.jpg" /> Denklem 1 - Odası sertlik, c - viskoelastisite / rahatlama, ve x o - Titreşicinin ilk deplasman / önyükünü k: Bu doğrusal 2. mertebeden diferansiyel denklem üç parametre vardır. Modeli farklı klinik gözlenen diyastolik dolum desenler bu üç model parametrelerinin sayısal değer varyasyon sonucu olduğunu öngörür. PDF biçimcilik ve klasik fiziğe dayalı, e-dalgalar hareket altında sönümlü veya aşırı sönümlü rejimler tarafından belirlenir olarak sınıflandırılabilir. Çeşitli çalışmalar <sup&gt; 17-21 klinik kaydedilen E-dalga kontür ve PDF modeli kontür süper anlaşma göstermek ve üç PDF hemodinamik / fizyolojik benzerleri 21 parametreleri aydınlatmıştır tahmin ettiğini valide. Klinik olarak kaydedilen E-dalga veri modeli parametreleri çıkarılması için bir işlem aşağıdaki adımlardan ayrıntılı olarak açıklanmaktadır. Mevcut klinik kullanımda DF tipik endeksler aksine, PDF modelin üç parametre nedensellik temellidir. Aşağıdaki yöntemlerde açıklandığı gibi, diyastolik fizyoloji ilave indeksleri bu temel parametreleri ve PDF formalizmin uygulamasından mitral akışı daha diyastol diğer yönleri elde edilebilir. Bu çalışmada, PDF yaklaşım çizilebilir transmitral akışı ve fizyolojik ilişkilerin PDF tabanlı analiz yöntemleri, onun parametreleri ve indeksler açıklanmıştır. Ayrıca, bunlardan türetilen PDF parametreleri veya indeksler didikleyebiliriz gösterilmiştiryükün dış etkilerden dışında içsel kamara özellikleri geleneksel invaziv tanımlanan parametrelere yansımalarına ilişkin sağlayabilir ve normal ve patolojik gruplar arasında ayrım yapabilirsiniz.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="661">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Name of Equipment/ Software</td>
			<td style="width:159px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:167px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Philips iE33</td>
			<td style="width:159px;">Philips (Andover, MA.)</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">LabVIEW 6.0</td>
			<td style="width:159px;">National Instruments</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Version 6.0.2</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">MATLAB</td>
			<td style="width:159px;">MathWorks</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Version R2010b</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

quantification of global diastolic function by kinematic modeling-based analysis of transmitral flow via the parametrized diastolic filling formalism

Kantitatif kardiyak fonksiyon değerlendirme fizyolog ve klinisyenler için bir sorundur. Tarihsel invaziv yöntemler tek aracı kullanılabilir oluşan olmasına rağmen, invaziv olmayan görüntüleme yöntemlerinin geliştirilmesi (ekokardiyografi, MR, BT) yüksek zamansal ve mekansal çözünürlüğe sahip sayısal diyastolik fonksiyon değerlendirmesi için yeni bir pencere sunmaktadır. Ekokardiyografi diyastolik fonksiyonu değerlendirmesi için standart mutabık, ama geçerli klinik kullanımda indeksler sadece hareket kendisinin fizyolojik nedensel belirleyicilerini içeren olmadan oda boyut (M-modu) veya kan / doku hareket (Doppler) dalga formu özelliklerini seçilmiş kullanabilecektir. Tüm sol karıncık (LV) mekanik emme pompası olarak hizmet vererek dolum inisiye tanıma küresel diyastolik fonksiyon tüm odalarına uyguladıktan hareket yasalarına göre değerlendirilecektir sağlar. Ne diğerinden kalp ayıran gov hareket denkleminin parametreleriERNS- dolum. Buna göre, parametrized Diyastolik Dolum gelişimi (PDF) biçimcilik klinik gözlenen erken mitral akışının tüm aralığı (Doppler E-dalgası) desenler sönümlü salınım hareketinin yasaları tarafından son derece iyi uyum olduğunu göstermiştir. Bu nedensel bir mekanizma üç (sayısal) olan fizyolojik benzerleri odası sertliği (k), viskoelastisite / gevşeme (c), ve yük olan benzersiz kefeye parametreleri (x verir (geri tepme başlatılan emme) uyarınca bireysel e-dalgalarının analizi izin verir o). Transmitral akım (Doppler E-dalgaları) kayıt klinik kardiyoloji, standart uygulama ve bu nedenle, ekokardiyografik kayıt yöntemi yalnızca kısaca gözden olmasıdır. Bizim odak rutin kaydedilen e-dalgası verilerinden PDF parametrelerin belirlenmesi üzerinde. Vurgulanan sonuçlara göre olduğu gibi, PDF parametreleri e-dalgalar, yatırımcıları birkaç günlüğüne Yüke uygun bir sayı elde edilmiştir keztigator parametrelerini kullanın veya parametrelerden dizinleri oluşturmak için ücretsiz (örneğin depolanan enerji gibi 1/2 kx o 2, maksimum AV basınç gradyan kx o diyastolik fonksiyon yük bağımsız endeksi, vb.) ve fizyoloji veya patofizyoloji yönünü seçin sayısal edilecek.

Yukarıda açıklanan yöntem kullanılarak (-konstriktif kısıtlayıcı normal yalancı, gecikmiş gevşeme), Şekil 2 &#39;de gösterilmiştir doldurma desenleri dört farklı Doppler dalga temsil etmektedir. Şekil 2A, bu yalancı ayrılamayan başına normal biçimini göstermektedir desen. Şekil 2B gecikmiş bir rahatlama ve Şekil 2C ciddi diyastolik disfonksiyon ile ilişkili bir sıkıştırıcı-restriktif gösterir. Anlaşılır olması içi...

Watch this Scientific Journal Video about Quantification of Global Diastolic Function by Kinematic Modeling-based Analysis of Transmitral Flow via the Parametrized Diastolic Filling Formalism at JoVE.

Quantification of Global Diastolic Function by Kinematic Modeling-based Analysis of Transmitral Flow via the Parametrized Diastolic Filling Formalism

Küresel diyastolik fonksiyonunun doğru, nedensellik-tabanlı ölçüm parametrized Diyastolik aracılığıyla transmitral akışı Dolum (PDF) biçimcilik kinematik modelleme tabanlı analizi ile elde edilmiştir. PDF benzersiz sertlik, rahatlama, ve yük parametrelerini üretir ve disfonksiyon duyarlı ve özel indeksler sunarken &#39;yeni&#39; fizyolojisini açığa kavuşturmaktadır.

Parametrized Diyastolik Dolum Biçimcilik yoluyla Transmitral Akışının Modellenmesi Kinematik tabanlı Analizi ile Küresel Diyastolik Fonksiyonu Kantitasyonu

Quantitative cardiac function assessment remains a challenge for physiologists and clinicians.&#160;Although historically invasive methods have comprised ...

quantification-global-diastolic-function-kinematic-modeling-based

Research

JoVE Journal

Bioengineering

11.1K Görüntüleme.  Washington University in St. Louis.  Küresel diyastolik fonksiyonunun doğru, nedensellik-tabanlı ölçüm parametrized Diyastolik aracılığıyla transmitral akışı Dolum (PDF) biçimcilik kinematik modelleme tabanlı analizi ile elde edilmiştir. PDF benzersiz sertlik, rahatlama, ve yük parametrelerini üretir ve disfonksiyon duyarlı ve özel indeksler sunarken 'yeni' fizyolojisini açığa kavuşturmaktadır. 

Video: Quantification of Global Diastolic Function by Kinematic Modeling-based Analysis of Transmitral Flow via the Parametrized Diastolic Filling Formalism

Evaluation of Polymeric Gene Delivery Nanoparticles by Nanoparticle Tracking Analysis and High-throughput Flow Cytometry

Non-viral gene delivery using polymeric nanoparticles has emerged as an attractive approach for gene therapy to treat genetic diseases1 and as a technology for regenerative medicine2. Unlike viruses, which have significant safety issues, polymeric nanoparticles can be designed to be non-toxic, non-immunogenic, non-mutagenic, easier to synthesize, chemically versatile, capable of carrying larger nucleic acid cargo and biodegradable and/or environmentally responsive. Cationic polymers self-assemble with negatively charged DNA via electrostatic interaction to form complexes on the order of 100 nm that are commonly termed polymeric nanoparticles. Examples of biomaterials used to form nanoscale polycationic gene delivery nanoparticles include polylysine, polyphosphoesters, poly(amidoamines)s and polyethylenimine (PEI), which is a non-degradable off-the-shelf cationic polymer commonly used for nucleic acid delivery1,3 . Poly(beta-amino ester)s (PBAEs) are a newer class of cationic polymers4 that are hydrolytically degradable5,6 and have been shown to be effective at gene delivery to hard-to-transfect cell types such as human retinal endothelial cells (HRECs)7, mouse mammary epithelial cells8, human brain cancer cells9 and macrovascular (human umbilical vein, HUVECs) endothelial cells10.
A new protocol to characterize polymeric nanoparticles utilizing nanoparticle tracking analysis (NTA) is described. In this approach, both the particle size distribution and the distribution of the number of plasmids per particle are obtained11. In addition, a high-throughput 96-well plate transfection assay for rapid screening of the transfection efficacy of polymeric nanoparticles is presented. In this protocol, poly(beta-amino ester)s (PBAEs) are used as model polymers and human retinal endothelial cells (HRECs) are used as model human cells. This protocol can be easily adapted to evaluate any polymeric nanoparticle and any cell type of interest in a multi-well plate format.

A protocol for nanoparticle tracking analysis (NTA) and high-throughput flow cytometry to evaluate polymeric gene delivery nanoparticles is described. NTA is utilized to characterize the nanoparticle particle size distribution and the plasmid per particle distribution. High-throughput flow cytometry enables quantitative transfection efficacy evaluation for a library of gene delivery biomaterials.

Polimerik Gen Taşıyıcı Değerlendirilmesi Nanoparçacık İzleme Analizi ve Yüksek throughput Flow Sitometri tarafından Nanopartiküller

Non-viral gene delivery using polymeric nanoparticles has emerged as an attractive approach for gene therapy to treat genetic diseases1 and as a ...

Biyomühendislik

Investigating the Three-dimensional Flow Separation Induced by a Model Vocal Fold Polyp

The fluid-structure energy exchange process for normal speech has been studied extensively, but it is not well understood for pathological conditions. Polyps and nodules, which are geometric abnormalities that form on the medial surface of the vocal folds, can disrupt vocal fold dynamics and thus can have devastating consequences on a patient&#39;s ability to communicate. Our laboratory has reported particle image velocimetry (PIV) measurements, within an investigation of a model polyp located on the medial surface of an in&#160;vitro driven vocal fold model, which show that such a geometric abnormality considerably disrupts the glottal jet behavior. This flow field adjustment is a likely reason for the severe degradation of the vocal quality in patients with polyps. A more complete understanding of the formation and propagation of vortical structures from a geometric protuberance, such as a vocal fold polyp, and the resulting influence on the aerodynamic loadings that drive the vocal fold dynamics, is necessary for advancing the treatment of this pathological condition. The present investigation concerns the three-dimensional flow separation induced by a wall-mounted prolate hemispheroid with a 2:1 aspect ratio in cross flow, i.e. a model vocal fold polyp, using an oil-film visualization technique. Unsteady, three-dimensional flow separation and its impact of the wall pressure loading are examined using skin friction line visualization and wall pressure measurements.

Vocal fold polyps can disrupt vocal fold dynamics and thus can have devastating consequences on a patient&#39;s ability to communicate. Three-dimensional flow separation induced by a wall-mounted model polyp and its impact on the wall pressure loading are examined using particle image velocimetry, skin friction line visualization, and wall pressure measurements.

Model Vocal Fold Polip'in Neden Olduğu Üç Boyutlu Akış Ayrımının Araştırılması

The fluid-structure energy exchange process for normal speech has been studied extensively, but it is not well understood for pathological conditions. ...

Electric Cell-substrate Impedance Sensing for the Quantification of Endothelial Proliferation, Barrier Function, and Motility

Electric Cell-substrate Impedance Sensing (ECIS) is an in vitro impedance measuring system to quantify the behavior of cells within adherent cell layers. To this end, cells are grown in special culture chambers on top of opposing, circular gold electrodes. A constant small alternating current is applied between the electrodes and the potential across is measured. The insulating properties of the cell membrane create a resistance towards the electrical current flow resulting in an increased electrical potential between the electrodes. Measuring cellular impedance in this manner allows the automated study of cell attachment, growth, morphology, function, and motility. Although the ECIS measurement itself is straightforward and easy to learn, the underlying theory is complex and selection of the right settings and correct analysis and interpretation of the data is not self-evident. Yet, a clear protocol describing the individual steps from the experimental design to preparation, realization, and analysis of the experiment is not available. In this article the basic measurement principle as well as possible applications, experimental considerations, advantages and limitations of the ECIS system are discussed. A guide is provided for the study of cell attachment, spreading and proliferation; quantification of cell behavior in a confluent layer, with regard to barrier function, cell motility, quality of cell-cell and cell-substrate adhesions; and quantification of wound healing and cellular responses to vasoactive stimuli. Representative results are discussed based on human microvascular (MVEC) and human umbilical vein endothelial cells (HUVEC), but are applicable to all adherent growing cells.

This protocol reviews Electric Cell-substrate Impedance Sensing, a method to record and analyze the impedance spectrum of adherent cells for the quantification of cell attachment, proliferation, motility, and cellular responses to pharmacological and toxic stimuli. Detection of endothelial permeability and assessment of cell-cell and cell-substrate contacts are emphasized.

Elektrik Hücre-substrat Empedans endotel Yayılmasının, Bariyer Fonksiyonu Nicelik için Algılama ve Motilite

Electric Cell-substrate Impedance Sensing (ECIS) is an in vitro impedance measuring system to quantify the behavior of cells within adherent cell layers. ...

Lignin Down-regulation of Zea mays via dsRNAi and Klason Lignin Analysis

To facilitate the use of lignocellulosic biomass as an alternative bioenergy resource, during biological conversion processes, a pretreatment step is needed to open up the structure of the plant cell wall, increasing the accessibility of the cell wall carbohydrates. Lignin, a polyphenolic material present in many cell wall types, is known to be a significant hindrance to enzyme access. Reduction in lignin content to a level that does not interfere with the structural integrity and defense system of the plant might be a valuable step to reduce the costs of bioethanol production. In this study, we have genetically down-regulated one of the lignin biosynthesis-related genes, cinnamoyl-CoA reductase (ZmCCR1) via a double stranded RNA interference technique. The ZmCCR1_RNAi construct was integrated into the maize genome using the particle bombardment method. Transgenic maize plants grew normally as compared to the wild-type control plants without interfering with biomass growth or defense mechanisms, with the exception of displaying of brown-coloration in transgenic plants leaf mid-ribs, husks, and stems. The microscopic analyses, in conjunction with the histological assay, revealed that the leaf sclerenchyma fibers were thinned but the structure and size of other major vascular system components was not altered. The lignin content in the transgenic maize was reduced by 7-8.7%, the crystalline cellulose content was increased in response to lignin reduction, and hemicelluloses remained unchanged. The analyses may indicate that carbon flow might have been shifted from lignin biosynthesis to cellulose biosynthesis. This article delineates the procedures used to down-regulate the lignin content in maize via RNAi technology, and the cell wall compositional analyses used to verify the effect of the modifications on the cell wall structure.

Lignin Down-regulation of Zea mays via dsRNAi and Klason Lignin Analysis

A double stranded RNA interference (dsRNAi) technique is employed to down-regulate the maize cinnamoyl coenzyme A reductase (ZmCCR1) gene to lower plant lignin content. Lignin down-regulation from the cell wall is visualized by microscopic analyses and quantified by the Klason method. Compositional changes in hemicellulose and crystalline cellulose are analyzed.

Lignin Aşağı düzenleme<em&gt; Zea mays</em&gt; DsRNAi ve Klason Lignin Analizi ile

To facilitate the use of lignocellulosic biomass as an alternative bioenergy resource, during biological conversion processes, a pretreatment step is ...

Outer-Boundary Assisted Segmentation and Quantification of Trabecular Bones by an Imagej Plugin

Micro-computed tomography (micro-CT) is routinely used to assess bone quantity and trabecular microstructural properties in small animals under different bone loss conditions. However, the standard approach for trabecular analysis of micro-CT images is slice-by-slice semi-automatic hand-contouring, which is labor intensive and error prone. Described here is an efficient method for automatic segmentation of trabecular bones according to the bone's outer boundaries, where trabecular bones can be identified and segmented automatically with accuracy with less operator bias when appropriate segmentation parameters are set. To profile satisfactory segmentation parameters, an image stack of segmentation results is displayed, where all possible combinations of the segmentation parameters are changed one by one in sequence, and segmentation results with associated parameters can easily be visually checked. As a quality-control feature of the plugin, simulated standard objects are quantified where the measured quantities can be compared with theoretical values. Layer-by-layer quantification of trabecular properties and trabecular thicknesses are reported by such a plugin, and the distributions of such properties within the selected regions can be profiled easily. Although layer-by-layer quantification retains more information about trabecular bones and facilitates further statistical analysis of structural changes, such measures are unavailable from the output of current commercial software, where only a single quantified value for each parameter is reported for each sample. Therefore, the described workflows are better approaches for analyzing trabecular bones with accuracy and efficiency.

We present a workflow for segmenting and quantifying trabecular bones for 2D and 3D images based on the bone&#39;s outer boundary using an ImageJ plugin. This approach is more efficient and accurate than the current manual hand-contouring approach, and provides layer-by-layer quantifications, which are not available in current commercial software.

Segmentasyon ve Trabeküler kemik bir Imagej Plugin tarafından miktar sınırı dış destekli

Micro-computed tomography (micro-CT) is routinely used to assess bone quantity and trabecular microstructural properties in small animals under different ...

Detection of Endotoxin in Nano-formulations Using Limulus Amoebocyte Lysate (LAL) Assays

When present in pharmaceutical products, a Gram-negative bacterial cell wall component endotoxin (often also called lipopolysaccharide) can cause inflammation, fever, hypo- or hypertension, and, in extreme cases, can lead to tissue and organ damage that may become fatal. The amounts of endotoxin in pharmaceutical products, therefore, are strictly regulated. Among the methods available for endotoxin detection and quantification, the Limulus Amoebocyte Lysate (LAL) assay is commonly used worldwide. While any pharmaceutical product can interfere with the LAL assay, nano-formulations represent a particular challenge due to their complexity. The purpose of this paper is to provide a practical guide to researchers inexperienced in estimating endotoxins in engineered nanomaterials and nanoparticle-formulated drugs. Herein, practical recommendations for performing three LAL formats including turbidity, chromogenic and gel-clot assays are discussed. These assays can be used to determine endotoxin contamination in nanotechnology-based drug products, vaccines, and adjuvants.

Detection of Endotoxin in Nano-formulations Using Limulus Amoebocyte Lysate LAL Assays

Detection of endotoxins in engineered nanomaterials represents one of the grand challenges in the field of nanomedicine. Here, we present a case study that describes the framework composed of three different LAL formats to estimate potential endotoxin contamination in nanoparticles.

Nano-formülasyonları endotoksin tespiti Limulus Amoebocyte Lysate (LAL) deneyleri kullanarak

When present in pharmaceutical products, a Gram-negative bacterial cell wall component endotoxin (often also called lipopolysaccharide) can cause ...

Measuring Global Cellular Matrix Metalloproteinase and Metabolic Activity in 3D Hydrogels

Three-dimensional (3D) cell culture systems often more closely recapitulate in vivo cellular responses and functions than traditional two-dimensional (2D) culture systems. However, measurement of cell function in 3D culture is often more challenging. Many biological assays require retrieval of cellular material which can be difficult in 3D cultures. One way to address this challenge is to develop new materials that enable measurement of cell function within the material. Here, a method is presented for measurement of cellular matrix metalloproteinase (MMP) activity in 3D hydrogels in a 96-well format. In this system, a poly(ethylene glycol) (PEG) hydrogel is functionalized with a fluorogenic MMP cleavable sensor. Cellular MMP activity is proportional to fluorescence intensity and can be measured with a standard microplate reader. Miniaturization of this assay to a 96-well format reduced the time required for experimental set up by 50% and reagent usage by 80% per condition as compared to the previous 24-well version of the assay. This assay is also compatible with other measurements of cellular function. For example, a metabolic activity assay is demonstrated here, which can be conducted simultaneously with MMP activity measurements within the same hydrogel. The assay is demonstrated with human melanoma cells encapsulated across a range of cell seeding densities to determine the appropriate encapsulation density for the working range of the assay. After 24 h of cell encapsulation, MMP and metabolic activity readouts were proportional to cell seeding density. While the assay is demonstrated here with one fluorogenic degradable substrate, the assay and methodology could be adapted for a wide variety of hydrogel systems and other fluorescent sensors. Such an assay provides a practical, efficient and easily accessible 3D culturing platform for a wide variety of applications.

Here, a protocol is presented for encapsulating and culturing cells in poly(ethylene glycol) (PEG) hydrogels functionalized with a fluorogenic matrix metalloproteinase (MMP)-degradable peptide. Cellular MMP and metabolic activity are measured directly from the hydrogel cultures using a standard microplate reader.

Küresel hücresel matriks metalloproteinaz ve 3D Hydrogels metabolik etkinliğini ölçme

Three-dimensional (3D) cell culture systems often more closely recapitulate in vivo cellular responses and functions than traditional two-dimensional (2D) ...

Simultaneous Quantification of Selected Kynurenines Analyzed by Liquid Chromatography-Mass Spectrometry in Medium Collected from Cancer Cell Cultures

The kynurenine pathway and the tryptophan catabolites called kynurenines have received increased attention for their involvement in immune regulation and cancer biology. An in vitro cell culture assay is often used to learn about the contribution of different tryptophan catabolites in a disease mechanism and for testing therapeutic strategies. Cell culture medium that is rich in secreted metabolites and signaling molecules reflects the status of tryptophan metabolism and other cellular events. New protocols for the reliable quantification of multiple kynurenines in the complex cell culture medium are desired to allow for a reliable and quick analysis of multiple samples. This can be accomplished with liquid chromatography coupled with mass spectrometry. This powerful technique is employed in many clinical and research laboratories for the quantification of metabolites and can be used for measuring kynurenines.
Presented here is the use of liquid chromatography coupled with single quadrupole mass spectrometry (LC-SQ) for the simultaneous determination of four kynurenines, i.e., kynurenine, 3-hydroxykynurenine, 3-hydroxyanthranilic, and xanthurenic acid in the medium collected from in vitro cultured cancer cells. SQ detector is simple to use and less expensive compared to other mass spectrometers. In the SQ-MS analysis, multiple ions from the sample are generated and separated according to their specific mass-to-charge ratio (m/z), followed by the detection using a Single Ion Monitoring (SIM) mode.
This paper draws the attention on the advantages of the reported method and indicates some weak points. It is focused on critical elements of LC-SQ analysis including sample preparation along with chromatography and mass spectrometry analysis. The quality control, method calibration conditions and matrix effect issues are also discussed. We described a simple application of 3-nitrotyrosine as one analog standard for all target analytes. As confirmed by experiments with human ovary and breast cancer cells, the proposed LC-SQ method&#160;generates reliable results and can be further applied to other in vitro cellular models.

Described here is a protocol for the determination of four different tryptophan metabolites generated in the kynurenine pathway (kynurenine, 3-hydroxykynurenine, xanthurenic acid, 3-hydroxyanthranilic acid) in the medium collected from cancer cell cultures analyzed by liquid chromatography coupled with a single quadrupole mass spectrometry.

Kanser Hücre Kültürlerinden Toplanan Ortamda Sıvı Kromatografi-Kütle Spektrometresi ile Analiz Edilen Seçilmiş Kynureninlerin Eşzamanlı Nicelemesi

The kynurenine pathway and the tryptophan catabolites called kynurenines have received increased attention for their involvement in immune regulation and ...

The Quantification of Injectability by Mechanical Testing

Injectable biomaterials are becoming increasingly popular for the minimally invasive delivery of drugs and cells. These materials are typically more viscous than traditional aqueous injections and may be semi-solid, therefore, their injectability cannot be assumed. This protocol describes a method to objectively assess the injectability of these materials using a standard mechanical tester. The syringe plunger is compressed by the crosshead at a set rate, and the force is measured. The maximum or plateau force value can then be used for comparison between samples, or to an absolute force limit. This protocol can be used with any material, and any syringe and needle size or geometry. The results obtained may be used to make decisions about formulations, syringe and needle sizes early in the translational process. Further, the effects of altering formulations on injectability may be quantified, and the optimum time to inject temporally changing materials determined. This method is also suitable as a reproducible way to examine the effects of injection on a material, to study phenomena such as self-healing and filter pressing or study the effects of injection on cells. This protocol is faster and more directly applicable to injectability than rotational rheology, and requires minimal post processing to obtain key values for direct comparisons.

Presented here is a protocol for quantitatively evaluating the injectability of a material through a syringe-needle system using a standard mechanical testing rig.

Mekanik Test ile Enjektabllığın Ölçülmesi

Injectable biomaterials are becoming increasingly popular for the minimally invasive delivery of drugs and cells. These materials are typically more ...

High-Dimensionality Flow Cytometry for Immune Function Analysis of Dissected Implant Tissues

The success of implanting laboratory-grown tissue or a medical device in an individual is subject to the immune response of the recipient host. Considering an implant as a foreign body, a hostile and dysregulated immune response may result in the rejection of the implant, while a regulated response and regaining of homeostasis can lead to its acceptance. Analyzing the microenvironments of implants dissected out under in vivo or ex vivo&#160;settings can help in understanding the pattern of immune response, which can ultimately help in developing new generations of biomaterials. Flow cytometry is a well-known technique for characterizing immune cells and their subsets based on their cell surface markers. This review describes a protocol based on manual dicing, enzymatic digestion, and filtration through a cell strainer for the isolation of uniform cell suspensions from dissected implant tissue. Further, a multicolor flow cytometry staining protocol has been explained, along with steps for initial cytometer settings to characterize and quantify these isolated cells by flow cytometry.

Isolation of cells from dissected implants and their characterization by flow cytometry can significantly contribute to understanding the pattern of immune response against implants. This paper describes a precise method for the isolation of cells from dissected implants and their staining for flow cytometric analysis.