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

Estamos agradecidos por los recursos proporcionados por la Escuela de Medicina de Harvard / Brigham and Women's Hospital Cardiovascular Physiology Core Laboratory. Este trabajo fue apoyado en parte por el financiamiento de las subvenciones hl088533, HL071775, HL093148 y HL099073 (RL) de los Institutos Nacionales de Salud. MB recibió un premio de beca postdoctoral afiliado a la Asociación Americana del Corazón. KU ha recibido un premio de beca postdoctoral afiliado a los fundadores de la Asociación Americana del Corazón. SC fue apoyado por un premio de la Fundación Ellison.

1. Preparación de imágenes para análisis
<ol><li>Obtenga imágenes ecocardiográficas murinas o humanas en modo B en la vista paraesternal de eje largo. Ajuste la configuración de compensación de ganancia de tiempo y la colocación del enfoque de transmisión para optimizar la visualización del VI y otras estructuras cardíacas en la vista paraesternal, según la práctica habitual. Asegúrese de que todas las imágenes se guardan en formato de archivo DICOM. Las vistas estandarizadas de la imagen colocan la pare...

<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>

Describimos el protocolo para un algoritmo del análisis de la imagen que cuantifique la distribución sonográfica de la intensidad de la señal y, a su vez, ofrezca una medida sustituta de la microestructura del miocardio. Las características estandarizadas del protocolo, incluida la selección, el tamaño y el posicionamiento del ROI y la región de referencia, sirven para minimizar la variabilidad basada en el usuario y el sujeto. Se demuestra que cuando se aplica a las imágenes ecocardiográficas de un solo marco ...

La ecocardiografía es una modalidad ampliamente accesible de la proyección de imagen que se utiliza comúnmente para caracterizar y para cuantificar no invasor cambios en estructura y la función cardiacas. Las evaluaciones ultrasónicas del tejido cardíaco pueden incluir análisis de la intensidad de la señal de retrospersión dentro de una región dada de interés en un solo punto en el tiempo, así como a lo largo del ciclo cardíaco. Estudios previos han sugerido que las medidas de intensidad de la señal sonográfica pueden identificar la presencia subyacente de desorden de la fibra miocárdica, tejido miocárdico viable versus no viable, y fibrosis intersticial1-3. Nos referimos a la 'microestructura' miocárdica como la arquitectura tisular que se puede caracterizar, mediante análisis sonográfico, más allá de las mediciones lineales de tamaño bruto y morfología. En consecuencia, se han utilizado análisis de la intensidad de la señal sonográfica para evaluar las alteraciones microestructurales del tejido miocárdico en el contexto de la miocardiopatía hipertrófica y dilatada4,5,la enfermedad arterial coronaria crónica6,7y la cardiopatía hipertensiva8,9. Sin embargo, las técnicas previamente establecidas se han basado predominantemente en el valor integrado o medio de las intensidades de la señal de retrospersión, que pueden ser susceptibles a la variabilidad del ruido aleatorio5,los datos con alias de velocidades de fotogramas bajas10,y los retrasos de tiempo para los algoritmos basados en la variación cíclica11.
Adjunto, describimos el método de usar un algoritmo ultrasonido-basado del análisis de la imagen que extienda de métodos anteriores; este algoritmo se centra en un único marco diastólico final para el análisis de imágenes y explica la distribución completa de los valores de intensidad de la señal derivados de una muestra miocárdica dada. Mediante el uso del pericardio como referencia en el marco12,13,el algoritmo cuantifica de forma reproducible la variación en las distribuciones de intensidad de la señal sonográfica y ofrece una medida sustitutiva mejorada de la microestructura miocárdica. En un protocolo paso a paso, describimos métodos para preparar imágenes para su uso, muestrear regiones de interés y procesar datos dentro de regiones seleccionadas de interés. También mostramos resultados representativos de la aplicación del algoritmo a imágenes ecocardiográficas adquiridas de ratones y seres humanos con exposición variable a la tensión de poscarga en el ventrículo izquierdo.

<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

La ecocardiografía es una modalidad ampliamente accesible de la proyección de imagen que se utiliza comúnmente para caracterizar y para cuantificar no invasor cambios en estructura y la función cardiacas. Las evaluaciones ultrasónicas del tejido cardíaco pueden incluir análisis de la intensidad de la señal de retrospersión dentro de una región determinada de interés. Las técnicas previamente establecidas se han basado predominantemente en el valor integrado o medio de las intensidades de la señal de retrospersión, que pueden ser susceptibles a la variabilidad de los datos con alias de velocidades de fotogramas bajas y los retrasos de tiempo para los algoritmos basados en la variación cíclica. Adjunto, describimos un algoritmo ultrasonido-basado de la proyección de imagen que extiende de métodos anteriores, se puede aplicar a un solo marco de la imagen y explica la distribución completa de los valores de la intensidad de la señal derivados de una muestra del miocardio dada. Cuando se aplica a datos representativos de imágenes de ratones y humanos, el algoritmo distingue entre sujetos con y sin exposición a la resistencia crónica a la poscarga. El algoritmo ofrece una medida sustituta mejorada de la microestructura miocárdica y se puede realizar utilizando un software de análisis de imágenes de acceso abierto.

El análisis de la intensidad de la señal se realiza en 4 pasos principales(Figura 1),que incluyen: 1) selección y formato de imágenes, 2) roi de muestreo y áreas de referencia, 3) aplicación de algoritmos y 4) procesamiento de valores finales para producir relaciones de intensidad miocárdica a pericárdica. La selección y el tamaño del ROI están estandarizados para limitar la variabilidad interusuario e intrausuario (Figura 2). El posicionamiento de cada ROI también está esta...

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

Ultrasonic Assessment of Myocardial Microstructure

La ecocardiografía se utiliza comúnmente para caracterizar y cuantificar de forma no invasiva los cambios en la estructura y función cardíaca. Describimos un algoritmo de imagen ultrasonido-basado que ofrece una medida sustituta mejorada de microestructura del miocardio y se puede realizar usando el software de análisis de imagen de acceso abierto.

Evaluación ultrasónica de la microestructura miocárdica

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

Evaluación de Resonancia Magnética Derivado deformación miocárdica mediante función de seguimiento

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 ...

Investigación

Medicina

Acute Myocardial Infarction in Rats

Infarto agudo de miocardio en ratas

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

Evaluación de la función cardiaca y la morfología de miocardio utilizando pequeñas Look-locker Recuperación Inversion Animal (SALLI) MRI en ratas

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

Resonancia magnética y PET en modelos de ratón de infarto de miocardio

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

Infarto de miocardio y la evaluación de resultados funcionales en los cerdos

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

La evaluación de resultado primaria en un modelo porcino de infarto agudo de miocardio

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

Transtorácica Ecocardiografía moteado de seguimiento para la evaluación cuantitativa de la deformación miocárdica ventricular izquierda

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

La cuantificación histológica de miocardio infarto crónico en ratas

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

El análisis del tejido de miocardio entero en 3D del corazón

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

Aislamiento de fibroblastos para adultos primarios aumentados por ultrasonidos

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