Name: ultrasonic assessment of myocardial microstructure
Uploaded: 2014-01-14T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Ultrasonic Assessment of Myocardial Microstructure at JoVE.com

Vi er takknemlige for ressurser levert av Harvard Medical School / Brigham and Women's Hospital Cardiovascular Physiology Core Laboratory. Dette arbeidet ble delvis støttet av midler fra National Institutes of Health grants HL088533, HL071775, HL093148 og HL099073 (RL). MB var mottaker av en American Heart Association grunnlegger affiliate postdoctoral fellowship award. KU er mottaker av en American Heart Association grunnleggere affiliate postdoctoral fellowship award. SC ble støttet av en pris fra Ellison Foundation.

1. Utarbeidelse av bilder for analyser
<ol><li>Få murine eller menneskelig ekkokardiografisk B-modus bilder i parasternal langaksevisning. Juster innstillinger for tidsøkningskompensasjon og plassering av overføringsfokuset for å optimalisere visualiseringen av LV og andre hjertestrukturer i parasternalvisningen, per vanlig praksis. Kontroller at alle bilder er lagret i DICOM-filformat. Standardiserte bildevisninger plasserer den inferolaterale venstre ventrikulære veggen ved foten av rammen. Rammer må vise hele ...

<ol>
	<li>Yamada, S., Komuro, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integrated+backscatter+for+the+assessment+of+myocardial+viability.">Integrated backscatter for the assessment of myocardial viability.</a> Curr. Opin. Cardiol. 21, 433-437 (2006).</li><li>Mimbs, J. W., O'Donnell, M., Bauwens, D., Miller, J. W., Sobel, B. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+dependence+of+ultrasonic+attenuation+and+backscatter+on+collagen+content+in+dog+and+rabbit+hearts.">The dependence of ultrasonic attenuation and backscatter on collagen content in dog and rabbit hearts.</a> Circ. Res. 47, 49-58 (1980).</li><li>Picano, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+quantitative+ultrasonic+evaluation+of+myocardial+fibrosis+in+humans.">In vivo quantitative ultrasonic evaluation of myocardial fibrosis in humans.</a> Circulation. 81, 58-64 (1990).</li><li>Mizuno, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Myocardial+ultrasonic+tissue+characterization+for+estimating+histological+abnormalities+in+hypertrophic+cardiomyopathy:+comparison+with+endomyocardial+biopsy+findings.">Myocardial ultrasonic tissue characterization for estimating histological abnormalities in hypertrophic cardiomyopathy: comparison with endomyocardial biopsy findings.</a> Cardiology. 96, 16-23 (2001).</li><li>Mizuno, R., Fujimoto, S., Saito, Y., Nakamura, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-invasive+quantitation+of+myocardial+fibrosis+using+combined+tissue+harmonic+imaging+and+integrated+backscatter+analysis+in+dilated+cardiomyopathy.">Non-invasive quantitation of myocardial fibrosis using combined tissue harmonic imaging and integrated backscatter analysis in dilated cardiomyopathy.</a> Cardiology. 108, 11-17 (2007).</li><li>Marini, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cyclic+variation+in+myocardial+gray+level+as+a+marker+of+viability+in+man.+A+videodensitometric+study.">Cyclic variation in myocardial gray level as a marker of viability in man. A videodensitometric study.</a> Eur. Heart. J. 17, 472-479 (1996).</li><li>Komuro, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensitive+detection+of+myocardial+viability+in+chronic+coronary+artery+disease+by+ultrasonic+integrated+backscatter+analysis.">Sensitive detection of myocardial viability in chronic coronary artery disease by ultrasonic integrated backscatter analysis.</a> J. Am. Soc. Echocardiogr. 18, 26-31 (2005).</li><li>Ciulla, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Echocardiographic+patterns+of+myocardial+fibrosis+in+hypertensive+patients:+endomyocardial+biopsy+versus+ultrasonic+tissue+characterization.">Echocardiographic patterns of myocardial fibrosis in hypertensive patients: endomyocardial biopsy versus ultrasonic tissue characterization.</a> J. Am. Soc. Echocardiogr. 10, 657-664 (1997).</li><li>Maceira, A. M., Barba, J., Varo, N., Beloqui, O., Diez, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrasonic+backscatter+and+serum+marker+of+cardiac+fibrosis+in+hypertensives.">Ultrasonic backscatter and serum marker of cardiac fibrosis in hypertensives.</a> Hypertension. 39, 923-928 (2002).</li><li>D'Hooge, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+frame+rate+myocardial+integrated+backscatter.+Does+this+change+our+understanding+of+this+acoustic+parameter.">High frame rate myocardial integrated backscatter. Does this change our understanding of this acoustic parameter.</a> Eur. J. Echocardiogr. 1, 32-41 (2000).</li><li>Finch-Johnston, A. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cyclic+variation+of+integrated+backscatter:+dependence+of+time+delay+on+the+echocardiographic+view+used+and+the+myocardial+segment+analyzed.">Cyclic variation of integrated backscatter: dependence of time delay on the echocardiographic view used and the myocardial segment analyzed.</a> J. Am. Soc. Echocardiogr. 13, 9-17 (2000).</li><li>Di Bello, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increased+echodensity+of+myocardial+wall+in+the+diabetic+heart:+an+ultrasound+tissue+characterization+study.">Increased echodensity of myocardial wall in the diabetic heart: an ultrasound tissue characterization study.</a> J. Am. Coll. Cardiol. 25, 1408-1415 (1995).</li><li>Takiuchi, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+ultrasonic+tissue+characterization+can+identify+high-risk+atherosclerotic+alteration+in+human+carotid+arteries.">Quantitative ultrasonic tissue characterization can identify high-risk atherosclerotic alteration in human carotid arteries.</a> Circulation. 102, 766-770 (2000).</li><li>Querejeta, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Serum+carboxy-terminal+propeptide+of+procollagen+type+I+is+a+marker+of+myocardial+fibrosis+in+hypertensive+heart+disease.">Serum carboxy-terminal propeptide of procollagen type I is a marker of myocardial fibrosis in hypertensive heart disease.</a> Circulation. 101, 1729-1735 (2000).</li></ol>

Vi beskriver protokollen for en bildeanalysealgoritme som kvantifiserer sonografisk signalintensitetsfordeling og i sin tur tilbyr et surrogatmål av myokardmikrostruktur. Standardiserte funksjoner i protokollen, inkludert valg, størrelse og plassering av avkastningen og referanseområdet, bidrar til å minimere bruker- og emnebasert variasjon. Vi demonstrerer at når den brukes på enddiastoliske ekkokardiografiske bilder med én ramme, kan algoritmen på riktig måte skille mellom normalt myokardium versus myokard som...

Ekkokardiografi er en allment tilgjengelig bildemodalitet som vanligvis brukes til ikke-invasiv karakterisere og kvantifisere endringer i hjertestruktur og funksjon. Ultralydvurderinger av hjertevev kan omfatte analyser av backscatter signalintensitet innenfor en gitt interesseregion på et enkelt tidspunkt, så vel som i løpet av hjertesyklusen. Tidligere studier har antydet at mål på sonografisk signalintensitet kan identifisere den underliggende tilstedeværelsen av myokardfiberdisarray, levedyktig versus ikke-levedyktig myokardvev og interstitiell fibrose1-3. Vi refererer til myokard "mikrostruktur" som vevsarkitekturen som kan karakteriseres, ved hjelp av sonografisk analyse, utover lineære målinger av brutto størrelse og morfologi. Følgelig har analyser av sonografisk signalintensitet blitt brukt til å evaluere mikrostrukturelle endringer av myokardvev i innstillingen av hypertrofisk og utvidet kardiomyopati4,5, kronisk koronararteriesykdom6,7, og hypertensiv hjertesykdom8,9. Tidligere etablerte teknikker har imidlertid hovedsakelig stolt på den integrerte eller gjennomsnittlige verdien av backscatter-signalintensiteter, som kan være utsatt for variasjon fra tilfeldig støy5, aliasdata fra lave bildefrekvenser10, og tidsforsinkelser for algoritmer basert på syklisk variasjon11.
Her beskriver vi metoden for å bruke en ultralydbasert bildeanalysealgoritme som strekker seg fra tidligere metoder; Denne algoritmen fokuserer på en enkelt end-diastolisk ramme for bildeanalyse og står for full fordeling av signalintensitetsverdier avledet fra en gitt myokardprøve. Ved å bruke perikardiet som en referanse i rammen12,13, kvantifiserer algoritmen reroduserer variasjon i sonografiske signalintensitetsfordelinger og tilbyr et forbedret surrogatmål for myokardmikrostruktur. I en trinnvis protokoll beskriver vi metoder for å klargjøre bilder for bruk, prøvetaking av interesseområder og behandling av data innenfor utvalgte interesseområder. Vi viser også representative resultater fra å bruke algoritmen på ekkokardiografiske bilder hentet fra mus og mennesker med variabel eksponering for etterbelastningsspenning på venstre ventrikel.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="770">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">ImageJ v 1.46</td>
			<td style="width:268px;">NIH (Bethesda, MD)</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">open access software</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Power ShowCase</td>
			<td style="width:268px;">Trillium Technology (Ann Arbor, MI)</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>commercial software</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

ultrasonic assessment of myocardial microstructure

Ekkokardiografi er en allment tilgjengelig bildemodalitet som vanligvis brukes til ikke-invasiv karakterisere og kvantifisere endringer i hjertestruktur og funksjon. Ultralyd vurderinger av hjertevev kan omfatte analyser av backscatter signalintensitet innenfor en gitt interesseregion. Tidligere etablerte teknikker har hovedsakelig stolt på den integrerte eller gjennomsnittlige verdien av backscatter signalintensiteter, noe som kan være utsatt for variasjon fra aliasdata fra lave bildefrekvenser og tidsforsinkelser for algoritmer basert på syklisk variasjon. Her beskriver vi en ultralydbasert bildealgoritme som strekker seg fra tidligere metoder, kan brukes på en enkelt bilderamme og står for full fordeling av signalintensitetsverdier avledet fra en gitt myokardprøve. Når den brukes på representative muse- og bildedata, skiller algoritmen mellom personer med og uten eksponering for kronisk etterbelastningsmotstand. Algoritmen tilbyr et forbedret surrogatmål av myokardmikrostruktur og kan utføres ved hjelp av åpen tilgang bildeanalyseprogramvare.

Signalintensitetsanalyse utføres i 4 hovedtrinn (figur 1), inkludert: 1) bildevalg og formatering, 2) prøvetaking av avkastning og referanseområder, 3) algoritmeapplikasjon og 4) behandling av endelige verdier for å gi myokard-til-perikardintensitetsforhold. Valg og størrelse på avkastningen er standardisert for å begrense interuser så vel som intrauservariabilitet (figur 2). Plasseringen av hver avkastning er også standardisert med hensyn til hvert anatomiske strukturer for å ...

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

Ultrasonic Assessment of Myocardial Microstructure

Ekkokardiografi brukes vanligvis til ikke-invasiv karakterisere og kvantifisere endringer i hjertestruktur og funksjon. Vi beskriver en ultralydbasert bildealgoritme som tilbyr et forbedret surrogatmål av myokardmikrostruktur og kan utføres ved hjelp av bildeanalyseprogramvare med åpen tilgang.

Ultralyd vurdering av myokard mikrostruktur

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

Research

JoVE Journal

Medicine

Magnetic Resonance Derived Myocardial Strain Assessment Using Feature Tracking

Purpose: An accurate and practical method to measure parameters like strain in myocardial tissue is of great clinical value, since it has been shown, that ...

Acute Myocardial Infarction in Rats

With heart failure leading the cause of death in the USA (Hunt), biomedical research is fundamental to advance medical treatments for cardiovascular ...

Assessment of Cardiac Function and Myocardial Morphology Using Small Animal Look-locker Inversion Recovery (SALLI) MRI in Rats

Assessment of Cardiac Function and Myocardial Morphology Using Small Animal Look-locker Inversion Recovery SALLI MRI in Rats

Vurdering av hjertefunksjonen og Hjerteinfarkt morfologi hjelp Small Animal Look-skap Inversjon Recovery (SALLI) MR i Rats

Small animal magnetic resonance  imaging is an important tool to study cardiac function and changes in myocardial  tissue. The high heart rates of small ...

MRI and PET in Mouse Models of Myocardial Infarction

MR og PET i musemodeller av hjerteinfarkt

Myocardial infarction is one of the leading causes of death in the Western world. The similarity of the mouse heart to the human heart has made it an ...

Myocardial Infarction and Functional Outcome Assessment in Pigs

Hjerteinfarkt og funksjonelle resultatet Vurdering i Pigs

Introduction of newly discovered cardiovascular therapeutics into first-in-man trials depends on a strictly regulated ethical and legal roadmap. One ...

Primary Outcome Assessment in a Pig Model of Acute Myocardial Infarction

Primær Outcome Vurdering i en gris modell av akutt hjerteinfarkt

Mortality after acute myocardial infarction remains substantial and is associated with significant morbidity, like heart failure. Novel therapeutics are ...

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

Transtorakal Speckle Tracking Ekkokardiografi for kvantitativ vurdering av venstre ventrikkels myokard Deformasjon

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

Histological Quantification of Chronic Myocardial Infarct in Rats

Histologisk Kvantifisering av kronisk hjerteinfarkt i rotter

Myocardial infarction is defined as cardiomyocyte death due to prolonged ischemia; an inflammatory response and scar formation (fibrosis) follow the ...

3D Whole-heart Myocardial Tissue Analysis

3D Whole-hjerte Hjerteinfarkt vevet analyse

Cardiac regenerative therapies aim to protect and repair the injured heart in patients with ischemic heart disease. By injecting stem cells or other ...

Ultrasonic-augmented Primary Adult Fibroblast Isolation

Ultralyd-utvidet primær voksen Fibroblast Isolation

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