Name: ultrasound-based pulse wave velocity evaluation in mice
Uploaded: 2017-02-14T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Ultrasound-based Pulse Wave Velocity Evaluation in Mice at JoVE.com

Dyreforsøg blev udført i overensstemmelse med det europæiske direktiv (2010/63 / UE) og den italienske lov (D.Lvo 26/2014), og det fulgte principper for forsøgsdyr pleje. Den lokale Etisk godkendelse Panel godkendt undersøgelsen. 1. Imaging Procedure <ol><li> Placer musen i en anæstesi induktion kammer fyldt med 2,5% isofluran i 1 l / min rent oxygen. Kontroller dybden af ​​anæstesi ved passivitet til tå knivspids. </li><li> Placer dyret på en temperatur kontrolleret bord i rygleje. Fugt dyrets ø...

<ol>
	<li>Zaragoza, 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=Animal+Models+of+Cardiovascular+Diseases.">Animal Models of Cardiovascular Diseases.</a> J Biomed Biotechnol. 2011, 497-841 (2011).</li><li>Laurent, 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=Expert+consensus+document+on+arterial+stiffness:+methodological+issues+and+clinical+applications.">Expert consensus document on arterial stiffness: methodological issues and clinical applications.</a> Eur Heart J. 27, 2588-2605 (2006).</li><li>Wang, Y. X., 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+aortic+stiffness+assessed+by+pulse+wave+velocity+in+apolipoprotein+E-deficient+mice.">Increased aortic stiffness assessed by pulse wave velocity in apolipoprotein E-deficient mice.</a> Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 278, 428-434 (2000).</li><li>Mitchell, G. F., Pfeffer, M. A., Finn, P. V., Pfeffer, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+techniques+for+measuring+pulse-wave+velocity+in+the+rat.">Comparison of techniques for measuring pulse-wave velocity in the rat.</a> J Appl Physiol. 82 (1), 203-210 (1997).</li><li>Parczyk, M., Herold, V., Klug, G., Bauer, W. R., Rommel, E., Jakob, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regional+in+vivo+transit+time+measurements+of+aortic+pulse+wave+velocity+in+mice+with+high-field+CMR+at+17.6+Tesla.">Regional in vivo transit time measurements of aortic pulse wave velocity in mice with high-field CMR at 17.6 Tesla.</a> J Cardiovasc Magn Reson. 12, 72 (2010).</li><li>Hartley, C. J., Taffet, G. E., Michael, L. H., Pham, T. T., Entman, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+determination+of+pulse-wave+velocity+in+mice.">Noninvasive determination of pulse-wave velocity in mice.</a> Am J Physiol. 273 (1), 494-500 (1997).</li><li>Feng, J., Khir, A. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+wave+speed+and+wave+separation+in+the+arteries+using+diameter+and+velocity.">Determination of wave speed and wave separation in the arteries using diameter and velocity.</a> J Biomech. 43 (3), 455-462 (2010).</li><li>Borlotti, A., Khir, A. W., Rietzschel, E. R., De Buyzere, M. L., Vermeersch, S., Segers, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+determination+of+local+pulse+wave+velocity+and+wave+intensity:+changes+with+age+and+gender+in+the+carotid+and+femoral+arteries+of+healthy+human.">Noninvasive determination of local pulse wave velocity and wave intensity: changes with age and gender in the carotid and femoral arteries of healthy human.</a> J Appl Physiol. 113 (5), 727-735 (2012).</li><li>Ch&#233;rin, 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=Ultrahigh+frame+rate+retrospective+ultrasound+microimaging+and+blood+flow+visualization+in+mice+in+vivo.">Ultrahigh frame rate retrospective ultrasound microimaging and blood flow visualization in mice in vivo.</a> Ultrasound Med Biol. 32 (5), 683-691 (2006).</li><li>Gemignani, V., Faita, F., Ghiadoni, L., Poggianti, E., Demi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+system+for+real-time+measurement+of+the+brachial+artery+diameter+in+B-mode+ultrasound+images.">A system for real-time measurement of the brachial artery diameter in B-mode ultrasound images.</a> IEEE Trans Med Imaging. 26 (3), 393-404 (2006).</li><li>Di Lascio, N., Stea, F., Kusmic, C., Sicari, R., Faita, F. <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+assessment+of+pulse+wave+velocity+in+mice+by+means+of+ultrasound+images.">Non-invasive assessment of pulse wave velocity in mice by means of ultrasound images.</a> Atherosclerosis. 237 (1), 31-37 (2014).</li><li>Nichols, W. W., O'Rourke, 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=.">.</a> McDonald's Blood Flow in Arteries: Theoretical, Experimental, and Clinical Principles. , 215-358 (1998).</li><li>Williams, 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=Noninvasive+ultrasonic+measurement+of+regional+and+local+pulse+wave+velocity+in+mice.">Noninvasive ultrasonic measurement of regional and local pulse wave velocity in mice.</a> Ultrasound Med Biol. 33 (9), 1368-1375 (2007).</li><li>Penny, D. 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=Aortic+wave+intensity+of+ventricular-vascular+interaction+during+incremental+dobutamine+infusion+in+adult+sheep.">Aortic wave intensity of ventricular-vascular interaction during incremental dobutamine infusion in adult sheep.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 294, 481-489 (2008).</li><li>Segers, P., 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=Wave+reflection+leads+to+over-+and+underestimation+of+local+wave+speed+by+the+PU-+and+QA-loop+methods:+theoretical+basis+and+solution+to+the+problem.">Wave reflection leads to over- and underestimation of local wave speed by the PU- and QA-loop methods: theoretical basis and solution to the problem.</a> Physiol Meas. 35 (5), 847-861 (2014).</li></ol>

I denne undersøgelse har et billedbehandlingssystem algoritme baseret på LND-V loop for PWV vurdering i mus blevet beskrevet i detaljer. Den foreslåede tilgang er baseret på behandling af de amerikanske kun billeder og dermed kunne udgøre et gyldigt alternativ til eksisterende teknikker 6, 13 til evaluering af arteriel stivhed i musemodeller. Faktisk omvendt til invasive metoder 6 som er baseret på erhvervelse af intra-arterielle tr...

Musemodeller er i stigende grad anvendt til undersøgelse af hjerte-kar-sygdom (CVD) og især anvendt i longitudinelle studier, der tillader karakterisering af forskellige faser af sygdommen udvikling 1. Elastiske egenskaber af store arterier er relateret til forskellige patologiske tilstande; fra et teknisk synspunkt, kan arteriel stivhed vurderes ved at måle puls bølge hastighed (PWV), som repræsenterer den hastighed, hvormed den puls bølge rejser i en kanal beholder 2. På grund af sin kliniske signifikans, er det i stigende grad måles selv i prækliniske små dyremodeller 3. Forskellige teknikker er tilgængelige til at vurdere PWV i mus. Invasive metoder er baseret på anvendelsen af ​​kateter-tip tryktransducere. PWV vurderes ved at erhverve tryksignaler ved to forskellige arterielle steder og dividere afstanden mellem de to målinger sites ved tidsforskydningen mellem signalerne 4. Den største ulempe forbundet med disse typer af teknikker er, at de kræver dyreoffer for evalueringen af ​​afstanden mellem de to målesteder og således ikke kan anvendes i longitudinelle studier. For at overvinde denne begrænsning, ikke-invasive metoder, baseret på forskellige billeddannelsesteknikker, er blevet udviklet. Tidligere undersøgelser har rapporteret PWV vurderinger i mus opnået ved at anvende transittiden metode på velocity-kodet magnetisk resonans data 5 og Pulserende-Doppler-signaler 6. Imidlertid PWV værdi opnået med disse metoder er en regional evaluering af arteriel stivhed. Faktisk repræsenterer en gennemsnitsværdi, der tegner sig for forskellige arterier med hensyn til størrelse og elastiske egenskaber. Desuden er disse typer af evalueringer kræve, at vurderingen af ​​afstanden mellem de to målinger lokaliteter, som er en kilde til fejl, som kunne influence det endelige resultat. PWV kan vurderes ved hjælp af diameteren-hastighed (LND-V) loop 7. Denne metode er baseret på den samtidige vurdering af værdier diameter og strømningshastighed i en udvalgt beholder. Ifølge denne fremgangsmåde er LND-V loop opnået ved afbildning værdier diameter naturlige logaritme vs betyde hastighedsværdier og PWV estimeres ved at beregne hældningen af ​​den lineære del af den opnåede sløjfe svarende til den tidlige systoliske fase. Med hensyn til den praktiske gennemførelse af denne metode, har tidligere værker allerede rapporteret resultater om dens anvendelse i en in vitro set-up system 7 og dets anvendelse til vurdering af både carotis og femoralis PWV hos mennesker 8. Hovedformålet med denne undersøgelse er at give en detaljeret beskrivelse af et billede algoritme, der giver en ikke-invasiv arteriel PWV måling i mus ved hjælp af US billeder kun. Den foreslåede fremgangsmåde tillader evaluering af lokal arteriel stivhed ved hjælp af behandling af både B-mode og Pulsed-Wave Doppler (PW-Doppler) billeder og kan anvendes på arterier af central betydning, såsom den abdominale aorta.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="772">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:216px;">VEVO2100</td>
			<td style="width:260px;">FUJIFILM VisualSonics Inc, Toronto, Canada</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:177px;">micro-ultrasound equipment</td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;">MS250 Ultrasound Probe</td>
			<td style="width:260px;">FUJIFILM VisualSonics Inc, Toronto, Canada</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>micro-ultrasound probe</td>
		</tr>
		<tr height="55">
			<td height="55" style="height:55px;width:216px;">EKV Software</td>
			<td style="width:260px;">FUJIFILM VisualSonics Inc, Toronto, Canada</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Software</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Matlab R2015a&#160;</td>
			<td style="width:260px;">MathWorks Inc, Natick, MA, USA</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Software</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Conductive Paste</td>
			<td style="width:260px;">Chosen by the operator</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Laboratory material</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Petroleum Jelly</td>
			<td style="width:260px;">Chosen by the operator</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Laboratory material</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Depilatory Cream</td>
			<td style="width:260px;">Chosen by the operator</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Laboratory material</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Acoustic Coupling Gel&#160;</td>
			<td style="width:260px;">Chosen by the operator</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Laboratory material</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Developed Matlab Software</td>
			<td style="width:260px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>The authors are willing to collaborate with those researchers who are interested in the software and to make the software available under their supervision</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

ultrasound-based pulse wave velocity evaluation in mice

Arteriel stivhed kan vurderes ved at beregne Pulsbølgehastigheden (PWV), dvs. den hastighed, hvormed pulsbølgen rejser i en ledning fartøj. Denne parameter i stigende grad undersøgt i små gnaver modeller, hvor det bruges til at vurdere ændringer i vaskulær funktion relateret til bestemte genotyper / behandlinger eller til karakterisering hjertekarsygdomme progression. Denne protokol beskriver et billedbehandlingssystem algoritme, der fører til ikke-invasiv arteriel PWV måling i mus kun bruger ultralyd (US) billeder. Den foreslåede teknik er blevet anvendt til at vurdere abdominale aorta PWV i mus og evaluere sine aldersbetingede ændringer,. Abdominal aorta Amerikanske scanninger opnås fra mus under gasformig anæstesi ved hjælp af en bestemt amerikansk enhed udstyret med højfrekvente amerikanske sonder. B-mode og Pulse-Wave Doppler (PW-Doppler) billeder analyseres for at opnå diameter og betyder velocity øjeblikkelige værdier henholdsvis. Til dette formål er kant afsløring og kontur sporing teknikker anvendt. Den fælles-slag middeldiameter og hastigheds bølgeformer er tidsjusteret og kombineret for at opnå diameteren-hastighed (LND-V) sløjfe. PWV værdier opnået fra hældningen af ​​den lineære del af sløjfen, som svarer til den tidlige systoliske fase. Med den foreliggende fremgangsmåde, anatomisk og funktionel information om musen abdominale aorta kan være ikke-invasivt opnået. Krav om behandlingen af ​​amerikanske kun billeder, kan det udgøre et nyttigt redskab for den ikke-invasiv karakterisering af forskellige arterielle steder i musen i form af elastiske egenskaber. Anvendelsen af ​​den foreliggende teknik kan let udvides til andre vaskulære distrikter, såsom halspulsåren, hvilket giver mulighed for at få en multi-site arteriel stivhed vurdering.

Den foreslåede strategi er blevet anvendt til mus abdominale aorta i en tidligere undersøgelse 11. De følgende figurer viser resultaterne af anvendelsen af ​​den beskrevne fremgangsmåde på rigtige mus billeder. Disse data stammer fra et enkelt dyr (vild type mus, 13 uger gamle, stamme: C57BL6, vægt: 33 g) Især figur 1 repræsenterer resultatet af analysen af de amerikanske billeder. Edge detection og kontur sporing teknikker, der anvend...

Watch this Scientific Journal Video about Ultrasound-based Pulse Wave Velocity Evaluation in Mice at JoVE.com

Ultrasound-based Pulse Wave Velocity Evaluation in Mice

Arteriel stivhed er en nøglefaktor i hjertekarsygdomme og Pulsbølgehastigheden (PWV) kan betragtes som et surrogat indeks for arteriel stivhed. Denne protokol beskriver en billedbehandling algoritme til beregning PWV i mus baseret på ultralyd billedbehandling, der er gældende på forskellige arterielle sites.

Ultralyd-baserede Pulse Wave Velocity Evaluering i mus

Arterial stiffness can be evaluated by calculating pulse wave velocity (PWV), i.e., the speed with which the pulse wave travels in a conduit vessel. This ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Pulse Wave Velocity Testing in the Baltimore Longitudinal Study of Aging

Pulsbølgehastigheden Afprøvning i Baltimore Longitudinal Study of Aging

Carotid-femoral pulse wave velocity is considered the gold standard for measurements of central arterial stiffness obtained through noninvasive ...

Automated Measurement of Microcirculatory Blood Flow Velocity in Pulmonary Metastases of Rats

Automatiseret Måling af mikrocirkulatorisk Blood Flow Velocity i lungemetastaser af rotter

Because the lung is a major target organ of metastatic disease, animal models to study the physiology of pulmonary metastases are of great importance. ...

Carotid Artery Infusions for Pharmacokinetic and Pharmacodynamic Analysis of Taxanes in Mice

Halspulsåren infusioner farmakokinetisk og farmakodynamisk analyse af Taxaner i mus

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study ...

Ultrasound Based Assessment of Coronary Artery Flow and Coronary Flow Reserve Using the Pressure Overload Model in Mice

Ultralyd funderet vurdering af koronararterie Flow og koronar Flow Reserve Brug af trykoverbelastning Model i mus

Transthoracic Doppler echocardiography (TTDE) is a clinically useful, noninvasive tool for studying coronary artery flow velocity and coronary flow ...

Development of a Direct Pulp-capping Model for the Evaluation of Pulpal Wound Healing and Reparative Dentin Formation in Mice

Udvikling af en Direct Pulp-capping Model for Vurdering af pulpa Sårheling og Reparative Dentin Formation i mus

Dental pulp is a vital organ of a tooth fully protected by enamel and dentin. When the pulp is exposed due to cariogenic or iatrogenic injuries, it is ...

In Vivo Evaluation of Fracture Callus Development During Bone Healing in Mice Using an MRI-compatible Osteosynthesis Device for the Mouse Femur

In Vivo Evaluation of Fracture Callus Development During Bone Healing in Mice Using an MRI-compatible Osteosynthesis Device for the Mouse Femur

In Vivo Evaluering af fraktur Callus udvikling under knogleheling i mus ved hjælp af en Mr-kompatible osteosyntese enhed for musen lårben

Endochondral fracture healing is a complex process involving the development of fibrous, cartilaginous, and osseous tissue in the fracture callus. The ...

Measuring the Carotid to Femoral Pulse Wave Velocity (Cf-PWV) to Evaluate Arterial Stiffness

Measuring the Carotid to Femoral Pulse Wave Velocity Cf-PWV to Evaluate Arterial Stiffness

Måling af carotis at Femoral Pulse Wave hastighed (Cf-PWV) til at evaluere Karstivhed

For the elderly, arterial stiffening is a good marker for aging evaluation and it is recommended that the arterial stiffness be determined noninvasively ...

Lung Fixation under Constant Pressure for Evaluation of Emphysema in Mice

Lunge fiksering under konstant tryk for evaluering af emfysem i mus

Emphysema is a significant feature of chronic obstructive pulmonary disease (COPD). Studies involving an emphysematous mouse model require optimal lung ...

Invasive Hemodynamic Assessment for the Right Ventricular System and Hypoxia-Induced Pulmonary Arterial Hypertension in Mice

Invasiv Hæodynamisk vurdering for det højre ventrikel system og hypoxia-induceret pulmonal arteriel hypertension i mus

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a chronic and severe cardiopulmonary disorder. Mice are a popular animal model used to mimic this disease. ...

Repetitive Blood Sampling from the Subclavian Vein of Conscious Rat

Gentagen blodprøvetagning fra den subklaviske vene hos bevidst rotte

Rats are widely used in pharmacokinetics (PK) and toxicokinetic (TK) studies that need to collect a certain amount of blood at specific time points to ...