Shreya Shah'a düzeltmeleri ve tavsiyeleri için teşekkür ederiz.

1. Doppler hayalet hazırlama kurulumu (Şekil 2A)
<ol><li>Peristaltik pompayı, kan taklit sıvısı rezervuarını, darbe sönümleyicisini ve Doppler akış hayaletini plastik tüplerle bağlayın.</li>
	<li>4 mm çapında kanalı seçin.</li>
	<li>Pompayı 0,3 sn için 720 mL/dk sıvıyı dışarı atacak şekilde programla ve sonra sırasıyla systole ve diastole kardiyak evreleri taklit etmek için 0,7 sn için 50 mL/dk dışarı atalım</li>
	<li>Pompayı çalıştırın ve potansiyel hava kabarcıklarını dışarı çıkarmak için boruları hafifçe sallayın. NOT: Operatör farklı bir kanal çapı ve farklı pompa oranı seçebilir, ancak ultrason dizisinin en hızlı akış hızlarını elde etmek için yeterince hızlı olduğundan emin olmak zorunda kalacaktır. Daha sonra sunulan Eq. 3, sıranın tasarlanmasına yardımcı olabilir.</li>
</ol>2. Ultra hızlı ultrason tarayıcı kurulumu (Şekil 2A)
<ol><li>PCI express bağlantısıyla ultra hızlı özellikli araştırma tarayıcısını ana bilgisayara bağlayın.</li>
	<li>Ultrason tarayıcıdaki dönüştürücü adaptörünü prob konektörüyle eşleşecek şekilde değiştirin, ardından probu bağlayın.</li>
	<li>Matlab'ı çalıştırın ve ultrason tarayıcı lisansını etkinleştirin. NOT: Bu bölüm ve aşağıdakiler örtülü olarak Bir Verasonics Vantage sisteminin kullanımını varsayar.</li>
</ol>3. Ultrason dizi programlama
<ol><li>Örnek komut dosyalarını kullanarak, prob konumlandırması için kullanılacak geleneksel odaklı bir "B Modu" (yani kaynakça) dizisi tasarlayın.<ol>
<li>Görüntüleme derinliğini 50 mm olarak ayarlayın.</li>
		<li>Odak derinliğini 35 mm olarak ayarlayın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Örnek komut dosyalarını kullanarak ultra hızlı bir ultrason dizisi tasarlayın.<ol>
<li>Görüntüleme derinliğini 50 mm olarak ayarlayın.</li>
		<li>Program 3 eğimli düzlem dalgaları [-3,0,3] derecede.</li>
		<li>Darbe tekrarlama frekansını (PRF) 12 kHz olarak ayarlayın.</li>
		<li>Ultrason dalga formu için kullanılan proba bağlı olarak bir merkez frekansı ile 4 yarım döngü kullanın. Burada 5.2 MHz'lik bir merkez frekans varsayılır.</li>
		<li>Toplam süreyi 1 s olarak ayarlayın.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. Prob konumlandırma ve veri toplama
<ol><li>Sondanın merceğinde ultrason jeli uygulayın.</li>
	<li>Sondayı hayaletin üzerine yerleştirin ve B-Mode ultrason dizisini başlatın.</li>
	<li>İlgi kanalını bulun. Sıvı çevredeki dokudan daha koyu görünür. Sondayı boyuna görünüme yerleştirin.</li>
	<li>Probu ilgi çekici konumda manuel olarak koruyun.</li>
	<li>B-Mode dizisini sonlandırın ve ultra hızlı sıra alma komut dosyasını başlatın.</li>
</ol>5. Görüntü rekonstrüksiyonu (Şekil 2B)
<ol><li>Sıra bittikten sonra, ham verileri kaydedin (Radyo Frekansı verileri olarak da adlandırılır, "RF").</li>
	<li>Ultrason sistemi varsayılan yazılımını kullanarak görüntü rekonstrüksiyon komut dosyasını başlatın. İşlemin sonunda IQ veri matrisi oluşturulmalıdır. NOT: Ultrason yankıları probun her elemanına ve her emisyon / alım için kaydedilir, daha sonra RF veri matrisinde saklanır. Görüntü rekonstrüksiyonu her kanala uygun gecikme yasasını uyguladı ve "IQ" (Faz içi/Quadrature) matrisi ile sonuçlanır. Karmaşık IQ matrisinin üç boyutu vardır: ikisi uzay (görüntü derinliği ve genişliği) ve biri zaman için</li>
</ol>6. İkincil filtreleme (Şekil 2C)
NOT: 6-7 arası adımlar için Ek Malzeme'de sağlanan Matlab komut dosyasına bakın.
<ol><li>3D (boşluk x boşluk x zaman) IQ matrisini IQr adlı 2D (boşluk x zaman) Casorati matrisine yeniden şekillendirin.</li>
	<li>Tekil değer ayrışmasını hesapla15 IQr (Eş. 1). <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/61838/61838equ01v3.jpg"> Eş. 1</li>
	<li>Baranger ve ark.18 (II, D) tarafından tanımlanan uzamsal tekil vektör U'yu kullanarak Uzamsal Benzerlik Matrisi C'yi hesapleyin ve kan altuzay sınırları N'yi tanımlayın.</li>
	<li>Demene ve ark.15'te (II,C) açıklandığı gibi IQ verilerini filtrelemek için bu kesme N'yi kullanın.</li>
</ol>7. Akış görselleştirme ve hız ölçümleri (Şekil 2C)
<ol><li>Filtrelenmiş veri IQt zarfını zamansal boyut boyunca entegre ederek doppler harita PD'yi hesapla (Eq. 2). Z, x ve t 3D koordinatları sırasıyla derinlik, genişlik ve zamansal boyuttur, nt ve elde edilen kare sayısıdır. <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/61838/61838equ02v5.jpg"> Eş. 2</li>
	<li>PD haritasını logaritm ölçeğinde görüntüleyin. Dinamik aralığı ayarlamak için, kanalın dışındaki bir bölgedeki ortalama PD'yi hesaplayın ve dinamik aralığın alt sınırı olarak bu değeri dB'de kullanın. Tipik dinamik aralık [-30, 0] dB'dir.</li>
	<li>Görüntüde 1 ila 30 piksel içeren dairesel bir ilgi alanı (yatırım getirisi) tanımlayın.</li>
	<li>N t zaman noktası vektörü elde etmek için IQf sinyalini bu yatırım getirisinin pikselleri üzerinden <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/61838/61838equ03v2.jpg"> ortalama.</li>
	<li>Kısa Süreli Fourier Dönüşümü'nün (STFT) kare büyüklüğünü kullanarak Doppler spektrogramını hesapla ve <img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/61838/61838equ04v2.jpg"> görüntüle.<ol>
<li>STFT penceresini 60 örnekli Hann penceresine ayarlayın.</li>
		<li>STFT çakışmasını pencere uzunluğunun %90'ına ayarlayın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Spektrogramın her zaman noktasındaki orta frekansı kaplayın.</li>
	<li>Doppler formülünü kullanarak f frekans değerlerini kan eksenel hızları vz'ye dönüştürün (Eq. 3). c0, orta ve f TW'deki ses hızı, iletilen ultrason dalga biçiminin merkez frekansıdır (burada 5.2 MHz). <img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/61838/61838equ05v4.jpg"> Eş. 3</li>
</ol>

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

Çıkar çatışması yok

Bu protokolün ana çerçevesi etrafında çeşitli varyasyonlar mümkündür.
Donanım endişeleri Kullanıcı özel ana bilgisayarını sağlıyorsa, anakartın ve bilgisayarın kasasının kullanılabilir bir PCI hızlı yuvası olmalıdır. CPU ayrıca tüm cihazları işlemek için yeterli PCIe şeridine sahip olmalıdır.
Araştırma seçimi Ultrason probu (transdüser olarak da adlandırılır) ihtiyaç duyulan uzamsal ...

Ultrason görüntüleme klinik uygulama ve araştırma faaliyetlerinde en sık kullanılan görüntüleme tekniklerinden biridir. Ultrason dalgası emisyonunun biyolojik dokulardaki kombinasyonu ve ardından geri saçılan yankıların kaydedilmesi anatomik görüntülerin yeniden yapılandırılmasını sağlar, "B Modu" olarak adlandırılır. Bu yöntem, tipik olarak ultrasonun birkaç santimetreden fazla nüfuz etmesine izin veren biyolojik dokular gibi yumuşak doku görüntüleme için mükemmel bir şekilde uyarlanmıştır ve yayılma hızı 1540 m/ s≈dir. Ultrason probunun merkez frekansine bağlı olarak, 30 μm ila 1 mm çözünürlüğe sahip görüntüler elde edilir. Ayrıca, akustik bir kaynağın hareketinin ilişkili dalgaların fiziksel özelliklerini etkilediği iyi bilinmektedir. Özellikle, bir dalganın kaynağının hızına göre frekans kaymaları arasındaki bağlantı Doppler etkisi1, en basit tezahürü hareket eden bir ambulansın değişen siren atışıdır. Ultrason görüntüleme uzun hareketli kırmızı kan hücreleri gözlemlemek için bu fiziksel etkiyi kullanmıştır2ve yaygın olarak "Doppler görüntüleme" etiketli görüntüleme modları çeşitli önerir. Bu modlar beyin, kalp, böbrek veya periferik arterler gibi çok farklı uygulamalarda ve organlarda kan akışının değerlendirilmesini sağlar.
Dikkat çekici bir şekilde, şu anda mevcut ultrason sistemlerinin çoğu, geleneksel ultrason olarak adlandırılan aynı teknolojiye dayanır. Temel ilkeler şunlardır: akustik bir ışın görüş alanını inzozifiye eder ve ultrason dönüştürücü diyaframı boyunca süpürülür. Işın her konumu için yankılar kaydedilir ve son görüntünün bir çizgisine dönüştürülür. Işını dönüştürücü boyunca aşamalı olarak hareket ettirerek, tüm görüş alanı çizgi başına çizgi olarak görüntülenebilir (Şekil 1, sol panel). Bu strateji, 21. Bununla birlikte, birkaç dezavantajı vardır. Bunlar arasında, son kare hızı ışın tarama işlemi ile saniyede birkaç yüz görüntü ile sınırlıdır. Kan akışı açısından, bu nispeten düşük kare hızı, Shannon-Nyquist3örnekleme kriterleri tarafından dikte edilen tespit edilebilen maksimum akış hızlarını etkiler. Dahası, geleneksel Doppler karmaşık bir takasla başa çıkmalıdır. Belirli bir ilgi alanında (yatırım getirisi) kan akışı hızını değerlendirmek için, bu yatırım getirisinden gelen birkaç yankının art arda kaydedilmesi gerekir. Bu, ultrason ışınlarının geçici olarak sabit bir konumda tutulması anlamına gelir. Yankı topluluğu ne kadar uzun sürerse, yatırım getirisi için hız tahmini o kadar iyi olur. Ancak, görüş alanının tam bir görüntüsünü üretmek için kirişin ortamı taraması gerekir. Bu nedenle, bu iki kısıtlama arasındaki çatışmayı hissedebilirsiniz: bir satır boyunca hızı hassas bir şekilde değerlendirmek için kirişi tutmak veya bir görüntü oluşturmak için kirişi hareket ettirmek. Farklı geleneksel Doppler modları (yani, Color Doppler veya Pulse Wave Doppler) bu dengeyi doğrudan yansıtır. Tipik olarak, Renk Doppler damarları lokalize etmek için kullanılan düşük kaliteli bir akış haritası üretir4ve Pulse Wave Doppler daha sonra daha önce tanımlanmış bir gemi5'tekiakışı doğru bir şekilde ölçmek için kullanılır.
Bu iki sınırlama (düşük kare hızı ve yerelleştirme/niceleme takası) çok yüksek kare hızına sahip ortaya çıkan tekniklerle aşılır. Bunlar arasında sentetik açıklık yaklaşımı6 veya çok hatlı iletim tekniği7. Bu çalışmada Ultra hızlı ultrason yöntemi olarak adlandırılan yönteme odaklanıyoruz. Yirmi yıl önce tanıtıldı8,9,10, bu yöntem aynı zamanda ultrasonların emisyon / alımına dayanır, ancak radikal olarak farklı bir desene sahip. Gerçekten de, tarama odaklı bir ışın kullanmak yerine, ultra hızlı görüntüleme, görüş alanını tek bir emisyonla inzoz haline getirebilen düzlem dalgasını veya farklı dalgaları kullanır. Bu tek emisyonun ardından, ilişkili elektronik de tüm görüş alanından kaynaklanan çok sayıda yankıyı alabilir ve işleyebilir. Sonunda, bir görüntü tek bir emisyon/alım deseni11'den (Şekil1 , sağ panel) yeniden yapılandırılabilir. Bu odaklanmamış emisyonlar, akustik enerjinin yayılması nedeniyle düşük bir sinyal-gürültü oranına (SNR) sahip olabilir. Bu, birkaç başlıklı düzlem dalgası (veya farklı kaynaklara sahip farklı dalgalar) yayarak ve elde edilen görüntüleri ekleyerek ele alınabilir. Bu yöntem "tutarlı bileşikleme"12olarak adlandırılır. İki büyük sonuç ortaya çıkar. İlk olarak, kare hızı sadece uçuşun ultrason süresine bağlıdır ve 1 ila 10 kHz arasında tipik değerlere ulaşabilir. İkinci olarak, bu, mekansal ve zamansal boyutlarda, mekansal tutarlılık olarak da adlandırılan veri sürekliliğini sağlar. Geleneksel yerelleştirme/niceleme takası böylece bozulur. Yüksek kare hızı ve mekansal tutarlılığın bu kombinasyonu, ultrason ile kan akışlarını tespit etme yeteneği üzerinde muazzam bir etkiye sahiptir. Geleneksel ultrason ile karşılaştırıldığında, ultra hızlı ultrason kan akışının tam karakterizasyonunu sağlar3. Pratik olarak, kullanıcı, kare hızı tarafından verilen bir zaman ölçeğiyle (genellikle 200 μs zamansal çözünürlük için 5 kHz kare hızı) elde etme süresi boyunca (genellikle ≈1 s) görüntünün her pikselinde hız süresi kursuna erişebilir. Bu yüksek kare hızı, yöntemi kalp odaları13 veya koroner mikro perfüzyon14ile miyokard gibi hareketli organlarda hızlı akış gibi çok çeşitli uygulamalar için uygun hale getirir. Ayrıca, mekansal tutarlılığının yavaş kan akışını arka plan hareketli dokulardan ayırma yeteneğini güçlü bir şekilde geliştirdiği ve bu nedenle mikro vasküler akışa duyarlılığı artırdığı gösterilmiştir15. Bu kapasite hem hayvanlarda16 hem de insanlarda beynin mikro vaskülatlarına erişim sağlar17.
Bu nedenle, ultra hızlı ultrason çeşitli durumlarda kan akışını görüntünü için çok uygundur. Yumuşak biyolojik dokularla sınırlıdır ve kemikler veya akciğer gibi gaz boşluğu gibi sert arayüzlerin varlığından güçlü bir şekilde etkilenecektir. Ultrason dizisinin fiziksel parametrelerinin ayarlanarak hem yavaş (1 mm/sn11,16'yakadar) hem de hızlı akışların (birkaç m/s'ye kadar) incelenmesine izin verir. Mekansal çözünürlük ve penetrasyon derinliği arasında bir denge vardır. Tipik olarak, yaklaşık 5 mm penetrasyon pahasına 50 μm çözünürlük elde edilebilir. Tersine, penetrasyon 1 mm çözünürlük maliyetine 15-20 cm'ye kadar uzatılabilir. Bu makalede kullanılan tarayıcı gibi çoğu ultra hızlı tarayıcının yalnızca 2D görüntüler sağladığını belirtmek gerekir.
Burada, ultra hızlı Doppler görüntüleme kavramını tanıtmak için basit bir protokol öneriyoruz, programlanabilir bir araştırma ultrason tarayıcısı ve doppler hayalet biyolojik dokuya gömülü bir damarı (arter veya damar) taklit ediyor.

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

blood flow imaging with ultrafast doppler

Atımlı-Doppler etkisi, kan akışını değerlendirmek için klinik ekografyada kullanılan ana tekniktir. Geleneksel odaklanmış ultrason Doppler modları ile uygulanan, birkaç sınırı vardır. İlk olarak, kan akışlarını çevredeki hareketli dokulardan ayırt etmek için ince ayarlanmış bir sinyal filtreleme operasyonuna ihtiyaç vardır. İkincisi, operatör kan akışlarını lokalize etmek veya ölçmek arasında seçim yapmalıdır. Son yirmi yılda ultrason görüntüleme, odaklanmamış dalgalar kullanılarak ultra hızlı ultrasonun ortaya çıkmasıyla bir paradigma değişikliğine uğramıştır. Kare hızında yüz kat artışa (10000 Hz'e kadar) ek olarak, bu yeni teknik aynı zamanda geleneksel nicelik / yerelleştirme ticaretini de bozarak görüş alanının tam bir kan akışı eşlemesini ve tek piksel seviyesinde (50 μm'ye kadar) ince hız ölçümlerine eşzamanlı erişim sunar. Hem mekansal hem de zamansal boyutlardaki bu veri sürekliliği doku/kan filtreleme sürecini güçlü bir şekilde iyileştirir ve bu da küçük kan akışı hızlarına (1 mm/sn'ye kadar) duyarlılığın artmasına neden olur. Bu yöntem makalesinde, ana parametrelerinin yanı sıra ultra hızlı Doppler kavramını da tanıtmayı hedefliyoruz. Öncelikle odaklanmamış dalga görüntülemenin fiziksel prensiplerini özetliyoruz. Ardından, Doppler sinyal işleme ana adımlarını sunuyoruz. Özellikle, kritik doku/kan akışı ayırma algoritmalarının pratik uygulamasını ve bu filtrelenmiş verilerden hızların çıkarılmasını açıklıyoruz. Bu teorik açıklama in vitro deneyimlerle desteklenmiştir. Akan kan taklit sıvısı ile bir kanal gömen bir doku hayaleti, araştırma programlanabilir ultrason sistemi ile görüntülenmiştir. Bir kan akışı görüntüsü elde edilir ve akış özellikleri kanalda birkaç piksel için görüntülenir. Son olarak, karotis, böbrek, tiroid, beyin ve kalp gibi çeşitli organlarda örnekler gösteren in vivo uygulamaların gözden geçirilmesi önerilmektedir.

Satın alma ve işlem sonrası kalitesi öncelikle görsel inceleme ile değerlendirilir. Kanalın şekli güç Doppler görüntüsünde açıkça görülmeli ve doku alanı karanlık görünmelidir. Güç Doppler sinyali kanalla sınırlı değilse, dağınıklık filtresi adımının yanlış gittiği (SVD eşiği çok düşük) veya probun alım sırasında güçlü bir hareket yaşadığı anlamına gelebilir.
Görsel incelemeden sonra, kanalın içindeki spektrogramın incelenmesi, deneyi...

Watch this Scientific Journal Video about Blood Flow Imaging with Ultrafast Doppler at JoVE.com

Blood Flow Imaging with Ultrafast Doppler

Bu protokol, kan akışlarını ölçmek için ultra hızlı ultrason Doppler görüntülemenin nasıl uygulanacağını göstermektedir. 1 s uzunluğunda bir kazanımdan sonra, deneyci her piksel için eksenel hız değerlerine sahip tam görüş alanının bir filmine her ≈0,3 ms'ye (uçuşun ultrason süresine bağlı olarak) erişebilir.

Ultra Hızlı Doppler ile Kan Akışı Görüntüleme

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

blood-flow-imaging-with-ultrafast-doppler

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Electrical Engineering

Anatomy and Physiology

Bioengineering

Unit 1

Sampling

Blood Vessels and Circulation

SCIENTISTS IN ACTION

7.3K Görüntüleme.  The Hospital for Sick Children, PGCRL Research Institute. Bu protokol, kan akışlarını ölçmek için ultra hızlı ultrason Doppler görüntülemenin nasıl uygulanacağını göstermektedir. 1 s uzunluğunda bir kazanımdan sonra, deneyci her piksel için eksenel hız değerlerine sahip tam görüş alanının bir filmine her ≈0,3 ms'ye (uçuşun ultrason süresine bağlı olarak) erişebilir.

Video: Blood Flow Imaging with Ultrafast Doppler

Localization and Relative Quantification of Carbon Nanotubes in Cells with Multispectral Imaging Flow Cytometry

Carbon-based nanomaterials, like carbon nanotubes (CNTs), belong to this type of nanoparticles which are very difficult to discriminate from carbon-rich cell structures and de facto there is still no quantitative method to assess their distribution at cell and tissue levels. What we propose here is an innovative method allowing the detection and quantification of CNTs in cells using a multispectral imaging flow cytometer (ImageStream, Amnis). This newly developed device integrates both a high-throughput of cells and high resolution imaging, providing thus images for each cell directly in flow and therefore statistically relevant image analysis. Each cell image is acquired on bright-field (BF), dark-field (DF), and fluorescent channels, giving access respectively to the level and the distribution of light absorption, light scattered and fluorescence for each cell. The analysis consists then in a pixel-by-pixel comparison of each image, of the 7,000-10,000 cells acquired for each condition of the experiment. Localization and quantification of CNTs is made possible thanks to some particular intrinsic properties of CNTs: strong light absorbance and scattering; indeed CNTs appear as strongly absorbed dark spots on BF and bright spots on DF with a precise colocalization.
This methodology could have a considerable impact on studies about interactions between nanomaterials and cells given that this protocol is applicable for a large range of nanomaterials, insofar as they are capable of absorbing (and/or scattering) strongly enough the light.

In this study, the main purpose was to monitor the cellular uptake and eventual exocytosis of carbon nanotubes (CNTs). From this perspective, we proposed here a unique method using multispectral imaging flow cytometry allowing a quantification and localization of CNTs in a statistically relevant number of cells.

Çokspektrumlu Görüntüleme Sitometrisi ile Hücreleri yerelleştirme ve Karbon nanotüpler Bağıl Kantitasyonu

Carbon-based nanomaterials, like carbon nanotubes (CNTs), belong to this type of nanoparticles which are very difficult to discriminate from carbon-rich ...

Biyomühendislik

Improved Method for the Preparation of a Human Cell-based, Contact Model of the Blood-Brain Barrier

The blood-brain barrier (BBB) comprises impermeable but adaptable brain capillaries which tightly control the brain environment. Failure of the BBB has been implied in the etiology of many brain pathologies, creating a need for development of human in vitro BBB models to assist in clinically-relevant research. Among the numerous BBB models thus far described, a static (without flow), contact BBB model, where astrocytes and brain endothelial cells (BECs) are cocultured on the opposite sides of a porous membrane, emerged as a simplified yet authentic system to simulate the BBB with high throughput screening capacity. Nevertheless the generation of such model presents few technical challenges. Here, we describe a protocol for preparation of a contact human BBB model utilizing a novel combination of primary human BECs and immortalized human astrocytes. Specifically, we detail an innovative method for cell-seeding on inverted inserts as well as specify insert staining techniques and exemplify how we use our model for BBB-related research.

Establishment of human models of the blood-brain barrier (BBB) can benefit research into brain conditions associated with BBB failure. We describe here an improved technique for preparation of a contact BBB model, which permits coculturing of human astrocytes and brain endothelial cells on the opposite sides of a porous membrane.

Yöntem kan-beyin bariyerini bir insan hücre tabanlı bir İletişim Modelinin Hazırlanması için Geliştirilmiş

The blood-brain barrier (BBB) comprises impermeable but adaptable brain capillaries which tightly control the brain environment. Failure of the BBB has ...

Sensitive Detection of Proteopathic Seeding Activity with FRET Flow Cytometry

Increasing evidence supports transcellular propagation of toxic protein aggregates, or proteopathic seeds, as a mechanism for the initiation and progression of pathology in several neurodegenerative diseases, including Alzheimer's disease and the related tauopathies. The potentially critical role of tau seeds in disease progression strongly supports the need for a sensitive assay that readily detects seeding activity in biological samples. 
By combining the specificity of fluorescence resonance energy transfer (FRET), the sensitivity of flow cytometry, and the stability of a monoclonal cell line, an ultra-sensitive seeding assay has been engineered and is compatible with seed detection from recombinant or biological samples, including human and mouse brain homogenates. The assay employs monoclonal HEK 293T cells that stably express the aggregation-prone repeat domain (RD) of tau harboring the disease-associated P301S mutation fused to either CFP or YFP, which produce a FRET signal upon protein aggregation. The uptake of proteopathic tau seeds (but not other proteins) into the biosensor cells stimulates aggregation of RD-CFP and RD-YFP, and flow cytometry sensitively and quantitatively monitors this aggregation-induced FRET. The assay detects femtomolar concentrations (monomer equivalent) of recombinant tau seeds, has a dynamic range spanning three orders of magnitude, and is compatible with brain homogenates from tauopathy transgenic mice and human tauopathy subjects. With slight modifications, the assay can also detect seeding activity of other proteopathic seeds, such as &#945;-synuclein, and is also compatible with primary neuronal cultures. The ease, sensitivity, and broad applicability of FRET flow cytometry makes it useful to study a wide range of protein aggregation disorders.

Cell-to-cell transfer of protein aggregates, or proteopathic seeds, may underlie the progression of pathology in neurodegenerative diseases. Here, a novel FRET flow cytometry assay is described that enables specific and sensitive detection of seeding activity from recombinant or biological samples.

FRET Akım Sitometrisi ile Proteopathic Tohumculuk Faaliyet duyarlı Algılama

Increasing evidence supports transcellular propagation of toxic protein aggregates, or proteopathic seeds, as a mechanism for the initiation and ...

In Vitro Model of Physiological and Pathological Blood Flow with Application to Investigations of Vascular Cell Remodeling

Vascular disease is a common cause of death within the United States. Herein, we present a method to examine the contribution of flow dynamics towards vascular disease pathologies. Unhealthy arteries often present with wall stiffening, scarring, or partial stenosis which may all affect fluid flow rates, and the magnitude of pulsatile flow, or pulsatility index. Replication of various flow conditions is the result of tuning a flow pressure damping chamber downstream of a blood pump. Introduction of air within a closed flow system allows for a compressible medium to absorb pulsatile pressure from the pump, and therefore vary the pulsatility index. The method described herein is simply reproduced, with highly controllable input, and easily measurable results. Some limitations are recreation of the complex physiological pulse waveform, which is only approximated by the system. Endothelial cells, smooth muscle cells, and fibroblasts are affected by the blood flow through the artery. The dynamic component of blood flow is determined by the cardiac output and arterial wall compliance. Vascular cell mechano-transduction of flow dynamics may trigger cytokine release and cross-talk between cell types within the artery. Co-culture of vascular cells is a more accurate picture reflecting cell-cell interaction on the blood vessel wall and vascular response to mechanical signaling. Contribution of flow dynamics, including the cell response to the dynamic and mean (or steady) components of flow, is therefore an important metric in determining disease pathology and treatment efficacy. Through introducing an in vitro co-culture model and pressure damping downstream of blood pump which produces simulated cardiac output, various arterial disease pathologies may be investigated.

In Vitro Model of Physiological and Pathological Blood Flow with Application to Investigations of Vascular Cell Remodeling

This protocol replicates physiological or pathological blood flow in vitro to aid in determining cell response in disease pathologies. By introducing a pressure damping chamber downstream of a blood pump, blood flow across the vasculature can be recapitulated and imposed on a monolayer of vascular endothelium or a mimetic co-culture.

Vasküler Hücre Remodeling Soruşturma Fizyolojik in vitro Modeli ve Uygulaması ile Patolojik Kan Akış

Vascular disease is a common cause of death within the United States. Herein, we present a method to examine the contribution of flow dynamics towards ...

Microfluidic Flow Chambers Using Reconstituted Blood to Model Hemostasis and Platelet Transfusion In Vitro

Blood platelets prepared for transfusion gradually lose hemostatic function during storage. Platelet function can be investigated using a variety of (indirect) in vitro experiments, but none of these is as comprehensive as microfluidic flow chambers. In this protocol, the reconstitution of thrombocytopenic fresh blood with stored blood bank platelets is used to simulate platelet transfusion. Next, the reconstituted sample is perfused in microfluidic flow chambers which mimic hemostasis on exposed subendothelial matrix proteins. Effects of blood donation, transport, component separation, storage and pathogen inactivation can be measured in paired experimental designs. This allows reliable comparison of the impact every manipulation in blood component preparation has on hemostasis. Our results demonstrate the impact of temperature cycling, shear rates, platelet concentration and storage duration on platelet function. In conclusion, this protocol analyzes the function of blood bank platelets and this ultimately aids in optimization of the processing chain including phlebotomy, transport, component preparation, storage and transfusion.

Microfluidic Flow Chambers Using Reconstituted Blood to Model Hemostasis and Platelet Transfusion In Vitro

Platelet transfusion and hemostasis was modeled using blood reconstitution and microfluidic flow chambers to investigate the function of blood banking platelets. The data demonstrate the consequences of platelet storage lesion on hemostasis, in vitro.

Mikroakışkan Akış Chambers Hemostaz ve Trombosit Transfüzyon Model Sulandırılarak Kan kullanma<em&gt; İn Vitro</em

Blood platelets prepared for transfusion gradually lose hemostatic function during storage. Platelet function can be investigated using a variety of ...

A Microfluidic Flow Chamber Model for Platelet Transfusion and Hemostasis Measures Platelet Deposition and Fibrin Formation in Real-time

Microfluidic models of hemostasis assess platelet function under conditions of hydrodynamic shear, but in the presence of anticoagulants, this analysis is restricted to platelet deposition only. The intricate relationship between Ca2+-dependent coagulation and platelet function requires careful and controlled recalcification of blood prior to analysis. Our setup uses a Y-shaped mixing channel, which supplies concentrated Ca2+/Mg2+ buffer to flowing blood just prior to perfusion, enabling rapid recalcification without sample stasis. A ten-fold difference in flow velocity between both reservoirs minimizes dilution. The recalcified blood is then perfused in a collagen-coated analysis chamber, and differential labeling permits real-time imaging of both platelet and fibrin deposition using fluorescence video microscopy. The system uses only commercially available tools, increasing the chances of standardization. Reconstitution of thrombocytopenic blood with platelets from banked concentrates furthermore models platelet transfusion, proving its use in this research domain. Exemplary data demonstrated that coagulation onset and fibrin deposition were linearly dependent on the platelet concentration, confirming the relationship between primary and secondary hemostasis in our model. In a timeframe of 16 perfusion min, contact activation did not take place, despite recalcification to normal Ca2+ and Mg2+ levels. When coagulation factor XIIa was inhibited by corn trypsin inhibitor, this time frame was even longer, indicating a considerable dynamic range in which the changes in the procoagulant nature of the platelets can be assessed. Co-immobilization of tissue factor with collagen significantly reduced the time to onset of coagulation, but not its rate. The option to study the tissue factor and/or the contact pathway increases the versatility and utility of the assay.

This paper describes an experimental model of hemostasis that simultaneously measures platelet function and coagulation. Platelet and fibrin fluorescence is measured in real-time, and platelet adhesion rate, coagulation rate, and onset of coagulation are determined. The model is used to determine platelet procoagulant properties under flow in concentrates for transfusion.

Trombosit Transfüzyon ve Hemostaz için bir mikroakışkan Akış Odası Modeli Gerçek zamanlı Trombosit Birikimi ve Fibrin oluşumu Tedbirleri

Microfluidic models of hemostasis assess platelet function under conditions of hydrodynamic shear, but in the presence of anticoagulants, this analysis is ...

Cerebral Blood Flow-Based Resting State Functional Connectivity of the Human Brain using Optical Diffuse Correlation Spectroscopy

To obtain a comprehensive understanding of the human brain, utilization of cerebral blood flow (CBF) as a source of contrast is desired because it is a key hemodynamic parameter related to cerebral oxygen supply. Resting state low frequency fluctuations based on oxygenation contrast have been shown to provide correlations between functionally connected regions. The presented protocol uses optical diffuse correlation spectroscopy (DCS) to assess blood flow-based resting state functional connectivity (RSFC) in the human brain. Results of CBF-based RSFC in human frontal cortex indicate that intra-regional RSFC is significantly higher in the left and right cortices compared to inter-regional RSFC in both cortices. This protocol should be of interest to researchers who employ multi-modal imaging techniques to study human brain function, especially in the pediatric population.

This protocol demonstrates how to measure resting state functional connectivity in the human prefrontal cortex using a custom-made diffuse correlation spectroscopy instrument. The report also discuss practical aspects of the experiment as well as detailed steps for analyzing the data.

Optik Diffüz Korelasyon Spektroskopisi ile İnsan Beyninin Serebral Kan Akışı Nadayalı Dinlenme Durumu Fonksiyonel Bağlantısı

To obtain a comprehensive understanding of the human brain, utilization of cerebral blood flow (CBF) as a source of contrast is desired because it is a ...

Characterizing Single-Molecule Conformational Changes Under Shear Flow with Fluorescence Microscopy

Single-molecule behavior under mechanical perturbation has been characterized widely to understand many biological processes. However, methods such as atomic force microscopy have limited temporal resolution, while F&#246;rster resonance energy transfer (FRET) only allow conformations to be inferred. Fluorescence microscopy, on the other hand, allows real-time in situ visualization of single molecules in various flow conditions. Our protocol describes the steps to capture conformational changes of single biomolecules under different shear flow environments using fluorescence microscopy. The shear flow is created inside microfluidic channels and controlled by a syringe pump. As demonstrations of the method, von Willebrand factor (VWF) and lambda DNA are labeled with biotin and fluorophore and then immobilized on the channel surface. Their conformations are continuously monitored under variable shear flow using total internal reflection (TIRF) and confocal fluorescence microscopy. The reversible unraveling dynamics of VWF are useful for understanding how its function is regulated in human blood, while the conformation of lambda DNA offers insights into the biophysics of macromolecules. The protocol can also be widely applied to study the behavior of polymers, especially biopolymers, in varying flow conditions and to investigate the rheology of complex fluids.

We present a protocol for immobilizing single macromolecules in microfluidic devices and quantifying changes in their conformations under shear flow. This protocol is useful for characterizing the biomechanical and functional properties of biomolecules such as proteins and DNA in a flow environment.

Floresan Mikroskopi ile Kesme Akışı Altında Tek Moleküllü Konformasyonel Değişikliklerin Karakterizasyonu

Single-molecule behavior under mechanical perturbation has been characterized widely to understand many biological processes. However, methods such as ...

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.

Diseke İmplant Dokularının İmmün Fonksiyon Analizi için Yüksek Boyutluluk Akış Sitometrisi

The success of implanting laboratory-grown tissue or a medical device in an individual is subject to the immune response of the recipient host. ...

Quantifying Fibrillar Collagen Organization with Curvelet Transform-Based Tools

Fibrillar collagens are prominent extracellular matrix (ECM) components, and their topology changes have been shown to be associated with the progression of a wide range of diseases including breast, ovarian, kidney, and pancreatic cancers. Freely available fiber quantification software tools are mainly focused on the calculation of fiber alignment or orientation, and they are subject to limitations such as the requirement of manual steps, inaccuracy in detection of the fiber edge in noisy background, or lack of localized feature characterization. The collagen fiber quantitation tool described in this protocol is characterized by using an optimal multiscale image representation enabled by curvelet transform (CT). This algorithmic approach allows for the removal of noise from fibrillar collagen images and the enhancement of fiber edges to provide location and orientation information directly from a fiber, rather than using the indirect pixel-wise or window-wise information obtained from other tools. This CT-based framework contains two separate, but linked, packages named &#8220;CT-FIRE&#8221; and &#8220;CurveAlign&#8221; that can quantify fiber organization on a global, region of interest (ROI), or individual fiber basis. This quantification framework has been developed for more than ten years and has now evolved into a comprehensive and user-driven collagen quantification platform. Using this platform, one can measure up to about thirty fiber features including individual fiber properties such as length, angle, width, and straightness, as well as bulk measurements such as density and alignment. Additionally, the user can measure fiber angle relative to manually or automatically segmented boundaries. This platform also provides several additional modules including ones for ROI analysis, automatic boundary creation, and post-processing. Using this platform does not require prior experience of programming or image processing, and it can handle large datasets including hundreds or thousands of images, enabling efficient quantification of collagen fiber organization for biological or biomedical applications.

Here, we present a protocol to use a curvelet transform-based, open-source MATLAB software tool for quantifying fibrillar collagen organization in the extracellular matrix of both normal and diseased tissues. This tool can be applied to images with collagen fibers or other types of line-like structures.

Curvelet Transform Tabanlı Araçlarla Fibrillar Kollajen Organizasyonunu Ölçme

Fibrillar collagens are prominent extracellular matrix (ECM) components, and their topology changes have been shown to be associated with the progression ...