Name: ultrasound-based pulse wave velocity evaluation in mice
Uploaded: 2017-02-14T13:00:00
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動物実験は、欧州指令（2010年版/ 63 / UE）、イタリア法（D.Lvo 2014分の26）に従って行われ、それが実験動物ケアの原則に従いました。地域の倫理承認パネルが試験を承認しました。 1.イメージング手順<ol><li> 1リットル/分純酸素中の2.5％イソフルランで満たされた麻酔導入チャンバー内にマウスを置きます。つま先のピンチに無反応によって麻酔の深さを確認してください。 </li><li>仰?...

<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. 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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>

この研究では、マウスでPWV評価のLND-Vのループに基づいて、画像処理アルゴリズムを詳細に説明してきました。提案されたアプローチは、米国の画像処理に基づいてのみ、したがって、既存の技術6、マウスモデルにおける動脈硬化の評価のために13への有効な代替物を表すことができます。実際には、逆に動脈圧力信号の取得に基づいて屠殺される...

マウスモデルは、ますます、心血管疾患（CVD）の調査のために使用され、特に、疾患の発症1の異なる相の特徴付けを可能にする長手方向の研究に使用されています。大動脈の弾性特性は異なる病理学的状態に関連しています。技術的な観点から、動脈硬化は、パルス波が導管容器2内を移動する速度を表す脈波伝播速度（PWV）を測定することによって評価することができます。理由は、その臨床的重要性は、ますますも前臨床小動物モデル3で測定されます。 異なる技術は、マウスにおけるPWVを評価するために利用可能です。侵襲的なアプローチは、カテーテル先端の圧力変換器の使用に基づいています。 PWVは、二つの異なる動脈部位に圧力信号を取得する二つの測定の間の距離を割ることによって評価されます信号4との間の時間シフトによってITES。技術のこれらの種類に関連する主な欠点は、2つの測定位置と、従って、縦研究に使用することができないとの間の距離を評価するための動物の犠牲を必要とすることです。この制限を克服するために、異なる画像化技術に基づく非侵襲的なアプローチが、開発されています。以前の研究は、速度エンコードされた磁気共鳴画像データ5とパルスドップラー信号6の通過時間法を適用したマウスにおいて、PWVの評価を報告しています。しかしながら、これらの方法で得られたPWV値は、動脈硬化の地域の評価です。実際には、大きさや弾性特性の点で異なる動脈を占め、平均値を表しています。また、評価のこれらの種類はinfができ、エラーの原因である二つの測定部位間の距離の評価を必要とします最終的な結果をluence。 PWVは、直径、速度（LND-V）ループ7を用いて評価することができます。この方法は、選択された容器の直径及び流速値の同時評価に基づいています。この手法によれば、LND-Vループは自然対数の直径の値をプロットした対速度値を平均し、PWVは、早期収縮期に対応して得られたループの直線部分の傾きを計算することによって推定されます。この方法の実用化に関しては、以前の作品は、すでにin vitroでのセットアップシステム7への応用と人間8の両方の頸動脈および大腿PWVの評価のためのその使用に関する結果を報告しています。 本研究の主な目的は、Uを用いて、マウスにおいて非侵襲的動脈PWV測定値を提供する画像処理アルゴリズムの詳細な説明を提供することですS映像のみ。提案されたアプローチは、Bモードとパルス波ドップラー（PW-ドップラー）画像の両方の処理により、局所動脈硬化を評価することができ、そのような腹部大動脈として、重要な鍵の動脈に適用することができます。

<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

動脈硬化は、脈波伝播速度（PWV）、 すなわち 、脈波管容器内で移動する速度を計算することにより評価することができます。このパラメータは、ますます、特定の遺伝子型/治療に関連血管機能の変化を評価するために、または心血管疾患の進行を特徴付けるために使用される小型の齧歯類モデルで研究されています。このプロトコルは、超音波（US）画像のみを使用して、マウスでの非侵襲的動脈PWV測定につながる画像処理アルゴリズムを説明します。本手法は、マウスの腹大動脈のPWVを評価し、その年齢に関連した変化を評価するために使用されています。 腹部大動脈米国スキャン高周波米国プローブを備えた特定のUS装置を用いて、気体麻酔下マウスから得られます。 Bモードとパルス波ドプラ（PWドプラ）の画像は、それぞれ、直径を求め、速度の瞬時値を平均するために分析されています。この目的のために、エッジ検出や輪郭追跡技術が採用されています。シングルビートは、直径と速度波形が時間直径-速度（LND-V）ループを実現するために整列され、組み合わされている意味します。 PWV値は、初期の収縮期に対応するループの直線部分の傾きから得られます。 本発明の方法を用いて、マウスの腹部大動脈約解剖学的及び機能的情報を非侵襲的に達成することができます。 US画像の処理を必要とするだけで、その弾性特性の点で、マウスにおける異なった動脈部位の非侵襲的な特徴付けのために有用なツールを表すことができます。本技術の適用は容易従って、マルチサイト動脈硬化の評価を取得する可能性を提供し、そのような頸動脈のような他の血管の地区に拡張することができます。

提案されたアプローチは、以前の研究11匹のマウスの腹部大動脈に適用されています。次の図は、実際のマウスの画像に記載されたアプローチの適用の結果を示します。これらのデータは、1匹の動物（：C57BL6、重量：13週齢の野生型マウス、株33 G）からのものである。特に、 図1は、米国の画像の解析の結果を表します。高フレームレー...

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Ultrasound-based Pulse Wave Velocity Evaluation in Mice

動脈硬化は、動脈硬化の代理指標と考えることができ、心血管疾患とパルス波速度（PWV）の重要な要素を表します。このプロトコルは、異なる動脈部位に適用された超音波画像処理に基づいて、マウスにおいてPWVを算出するための画像処理アルゴリズムを記述する。

マウスにおける超音波ベースのパルス波速度の評価

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

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