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 är tacksamma för resurser från Harvard Medical School / Brigham och Women's Hospital Cardiovascular Physiology Core Laboratory. Detta arbete stöddes delvis av finansiering från National Institutes of Health grants HL088533, HL071775, HL093148 och HL099073 (RL). MB var mottagare av american heart association grundare affiliate postdoktoral fellowship award. KU är mottagare av american heart association founders affiliate postdoktoral fellowship award. SC fick stöd av en utmärkelse från Ellison Foundation.

1. Förberedelse av bilder för analyser
<ol><li>Få bilder i murin eller mänskligt ekokardiografiskt B-läge i den parasteriska långaxelvyn. Justera tidsvinstkompensationsinställningar och placering av överföringsfokus för att optimera visualiseringen av LV och andra hjärtstrukturer i parasternalvyn, enligt vanlig praxis. Se till att alla bilder sparas i DICOM-filformat. Standardiserade bildvyer placerar den inferolaterala vänstra ventrikulära väggen vid ramens botten. Ramar måste visa hela det vänstra ven...

<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 protokollet för en bildanalysalgoritm som kvantifierar sonographic signal intensitet distribution och i sin tur erbjuder ett surrogatmått på skador mikrostruktur. Standardiserade funktioner i protokollet, inklusive val, storlek och positionering av ROI- och referensregionen, tjänar till att minimera användar- och ämnesbaserad variabilitet. Vi visar att när det tillämpas på end-diastolic single-frame ekokardiografiska bilder, algoritmen kan lämpligt skilja mellan normala skador kontra myokardium uts...

Ekokardiografi är en allmänt tillgänglig bildframställning modalitet som ofta används för att noninvasively karakterisera och kvantifiera förändringar i hjärt struktur och funktion. Ultraljud bedömningar av hjärtvävnad kan inkludera analyser av backscatter signal intensitet inom en viss region av intresse vid en enda tidpunkt, liksom under hjärt cykeln. Tidigare studier har föreslagit att mått på sonographic signal intensitet kan identifiera underliggande förekomsten av skador fiber oordning, livskraftiga kontra icke-avundsvärda skador vävnad och interstitiell fibros1-3. Vi hänvisar till hjärtinfarkt "mikrostruktur" som den vävnadsarkitektur som kan karakteriseras, med hjälp av sonografisk analys, utöver linjära mätningar av bruttostorlek och morfologi. Följaktligen har analyser av sonographic signal intensitet använts för att utvärdera mikrostructural förändringar av skador vävnad i inställningen av hypertrophic och dilaterad kardiomyopati4,5, kronisk födans arteriell sjukdom6,7, och hypertensive hjärtsjukdomar8,9. Tidigare etablerade tekniker har dock främst förlitat sig på det integrerade värdet eller medelvärdet av backscatter-signalintensiteter, som kan vara mottagliga för variation från slumpmässigtbrus 5, aliaserade data från låga bildhastigheter10och tidsfördröjningar för algoritmer baserade på cyklisk variation11.
Häri beskriver vi metoden att använda en ultraljudsbaserad bildanalysalgoritm som sträcker sig från tidigare metoder; Denna algoritm fokuserar på en enda end-diastolisk ram för bildanalys och står för den fullständiga fördelningen av signalintensitetsvärden som härrör från ett givet kortprov. Genom att använda pericardium som en inramningsreferens12,13kvantifierar algoritmen på ett reproducerbart sätt variationen i sonografiska signalintensitetsfördelningar och erbjuder ett förbättrat surrogatmått på myokardmikrostruktur. I ett steg-för-steg-protokoll beskriver vi metoder för att förbereda bilder för användning, ta prov på intresseområden och bearbeta data inom utvalda intresseområden. Vi visar också representativa resultat från tillämpningen av algoritmen på ekokardigrafiska bilder förvärvade från möss och människor med varierande exponering för efterbelastningsstress på vänster 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

Ekokardiografi är en allmänt tillgänglig bildframställning modalitet som ofta används för att noninvasively karakterisera och kvantifiera förändringar i hjärt struktur och funktion. Ultraljud bedömningar av hjärtvävnad kan inkludera analyser av backscatter signal intensitet inom en viss region av intresse. Tidigare etablerade tekniker har främst förlitat sig på det integrerade värdet eller medelvärdet av backscatter-signalintensiteter, som kan vara mottagliga för variation från aliaserade data från låga bildhastigheter och tidsfördröjningar för algoritmer baserat på cyklisk variation. Häri beskriver vi en ultraljudsbaserad bildalgoritm som sträcker sig från tidigare metoder, kan tillämpas på en enda bildram och står för den fullständiga fördelningen av signalintensitetsvärden som härrör från ett givet kortprov. När algoritmen tillämpas på representativa mus- och humanbildsdata skiljer den mellan försökspersoner med och utan exponering för kronisk efterbelastningsresistens. Algoritmen erbjuder ett förbättrat surrogatmått på myokardmikrostruktur och kan utföras med hjälp av programvara för öppen bildanalys.

Signalintensitetsanalys utförs i 4 huvudsteg(figur 1),inklusive: 1) bildval och formatering, 2) provtagning ROI och referensområden, 3) algoritmapplikation och 4) bearbetning av slutliga värden för att ge skador till perikardvätska förhållanden. Val och storlek på avkastningen på sysselsatt företag är standardiserat för att begränsa interuser samt intrauservariation (figur 2). Positionering av varje ROI är också standardiserad med avseende på varje ämnes anatomiska struk...

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

Ultrasonic Assessment of Myocardial Microstructure

Ekokardiografi används ofta för att noninvasively karakterisera och kvantifiera förändringar i hjärtstruktur och funktion. Vi beskriver en ultraljudsbaserad bildalgoritm som erbjuder ett förbättrat surrogatmått på myokardmikrostruktur och kan utföras med hjälp av programvara för öppen bildanalys.

Ultraljud bedömning av myokard microstructure

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

Magnetic Resonance Härledda Myocardial Sila Uppskattning med hjälp av funktionen Spåra

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

Akut hjärtinfarkt hos råttor

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

Bedömning av hjärtfunktionen och Myocardial morfologi Använda Small Animal Look-skåp Inversion Recovery (SALLI) MRT i råttor

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

MRI and PET in Mouse Models of Myocardial Infarction

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

Myocardial Infarction and Functional Outcome Assessment in Pigs

Hjärtinfarkt och bedömning Funktionell Utfall i Grisar

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

Primära effektvariabeln i en grismodell av akut hjärtinfarkt

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 Spårning ekokardiografi för kvantitativ bedömning av vänster kammares Myocardial Deformation

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 Kvantifiering av kronisk hjärtinfarkt hos råttor

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-hjärta Myocardial Tissue Analys

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

Ultraljud-förstärkt primär vuxen fibroblast isolering

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