Name: erythrocyte sedimentation rate: a physics-driven characterization in a medical context
Uploaded: 2023-03-24T14:35:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Erythrocyte Sedimentation Rate: A Physics-Driven Characterization in a Medical Context at JoVE.com

이 작업은 독일 연구 재단의 연구 단위 FOR 2688 - Wa1336/12와 Marie Skłodowska-Curie 보조금 계약 번호 860436-EVIDENCE의 지원을 받았습니다. T.J.와 C.W.는 프랑스 독일 대학교(DFH/UFA)의 자금 지원을 인정합니다. AD는 Saarland University의 Young Investigator Grant의 자금 지원을 인정합니다.

혈액 샘플 수집 및 실험은 "Ärztekammer des Saarlandes", 윤리 투표 51/18에 의해 승인되었으며 헬싱키 선언에 따라 정보에 입각한 동의를 얻은 후 수행되었습니다. 표준 측정은 Westergren 튜브에서 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA)-항응고 혈액(표준 EDTA 농도 1.6mg/mL 혈액, 유럽 표준 NF EN ISO 6710)으로 수행해야 합니다. Westergren 튜브를 채우는 데 필요한 부피는 제조업체에 따라 다릅니다(하부에 더 넓은 저장?...

<ol>
	<li>Bedell, S. E., Bush, B. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Erythrocyte+sedimentation+rate.+From+folklore+to+facts.">Erythrocyte sedimentation rate. From folklore to facts.</a> The American Journal of Medicine. 78, 1001-1009 (1985).</li><li>Grzybowski, A., Sak, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Edmund+Biernacki+(1866-1911):+Discoverer+of+the+erythrocyte+sedimentation+rate.+On+the+100th+anniversary+of+his+death.">Edmund Biernacki (1866-1911): Discoverer of the erythrocyte sedimentation rate. On the 100th anniversary of his death.</a> Clinics in Dermatology. 29 (6), 697-703 (2011).</li><li>Kushner, I., Mackiewicz, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Acute Phase Response: An Overview. Acute Phase Proteins. , (1993).</li><li>Tishkowski, K., Gupta, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Erythrocyte+Sedimentation+Rate.">Erythrocyte Sedimentation Rate.</a> StatPearls Publishing. , (2022).</li><li>Menees, S. B., Powell, C., Kurlander, J., Goel, A., Chey, W. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+meta-analysis+of+the+utility+of+C-reactive+protein,+erythrocyte+sedimentation+rate,+fecal+calprotectin,+and+fecal+lactoferrin+to+exclude+inflammatory+bowel+disease+in+adults+with+IBS.">A meta-analysis of the utility of C-reactive protein, erythrocyte sedimentation rate, fecal calprotectin, and fecal lactoferrin to exclude inflammatory bowel disease in adults with IBS.</a> The Americal Journal of Gastroenterology. 110 (3), 444-454 (2015).</li><li>Brigden, 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=Clinical+utility+of+the+erythrocyte+sedimentation+rate.">Clinical utility of the erythrocyte sedimentation rate.</a> Americal Family Physician. 60 (5), 1443-1450 (1999).</li><li>Liu, 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=Preliminary+case-control+study+to+evaluate+diagnostic+values+of+C-reactive+protein+and+erythrocyte+sedimentation+rate+in+differentiating+active+Crohn's+disease+from+intestinal+lymphoma,+intestinal+tuberculosis+and+Behcet's+syndrome.">Preliminary case-control study to evaluate diagnostic values of C-reactive protein and erythrocyte sedimentation rate in differentiating active Crohn's disease from intestinal lymphoma, intestinal tuberculosis and Behcet's syndrome.</a> The American Journal of the Medical Sciences. 346 (6), 467-472 (2013).</li><li>Greidanus, N. 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=Use+of+erythrocyte+sedimentation+rate+and+C-reactive+protein+level+to+diagnose+infection+before+revision+total+knee+arthroplasty:+A+prospective+evaluation.">Use of erythrocyte sedimentation rate and C-reactive protein level to diagnose infection before revision total knee arthroplasty: A prospective evaluation.</a> The Journal of Bone and Joint Surgery. 89 (7), 1409-1416 (2007).</li><li>Flormann, D., Kuder, E., Lipp, P., Wagner, C., Kaestner, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Is+there+a+role+of+C-reactive+protein+in+red+blood+cell+aggregation.">Is there a role of C-reactive protein in red blood cell aggregation.</a> International Journal of Laboratory Hematology. 37 (4), 474-482 (2015).</li><li>Brust, 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=The+plasma+protein+fibrinogen+stabilizes+clusters+of+red+blood+cells+in+microcapillary+flows.">The plasma protein fibrinogen stabilizes clusters of red blood cells in microcapillary flows.</a> Scientific Reports. 4, 4348 (2014).</li><li>Gray, S. J., Mitchell, E. B., Dick, G. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+purified+protein+fractions+on+sedimentation+rate+of+erythrocytes.">Effect of purified protein fractions on sedimentation rate of erythrocytes.</a> Proceedings of the Society for Experimental Biology and Medicine. 51 (3), 403-404 (1942).</li><li>Kratz, A., 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=ICSH+recommendations+for+modified+and+alternate+methods+measuring+the+erythrocyte+sedimentation+rate.">ICSH recommendations for modified and alternate methods measuring the erythrocyte sedimentation rate.</a> International Journal of Laboratory Hematology. 39 (5), 448-457 (2017).</li><li>Hung, W. T., Collings, A. F., Low, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Erythrocyte+sedimentation+rate+studies+in+whole+human+blood.">Erythrocyte sedimentation rate studies in whole human blood.</a> Physics in Medicine and Biology. 39 (11), 1855-1873 (1994).</li><li>Woodland, N. B., Cordatos, K., Hung, W. T., Reuben, A., Holley, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Erythrocyte+sedimentation+in+columns+and+the+significance+of+ESR.">Erythrocyte sedimentation in columns and the significance of ESR.</a> Biorheology. 33 (6), 477-488 (1996).</li><li>Holley, L., Woodland, N., Hung, W. T., Cordatos, K., Reuben, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+fibrinogen+and+haematocrit+on+erythrocyte+sedimentation+kinetics.">Influence of fibrinogen and haematocrit on erythrocyte sedimentation kinetics.</a> Biorheology. 36 (4), 287-297 (1999).</li><li>Dasanna, A. 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=Erythrocyte+sedimentation:+Effect+of+aggregation+energy+on+gel+structure+during+collapse.">Erythrocyte sedimentation: Effect of aggregation energy on gel structure during collapse.</a> Physical Review. E. 105 (2-1), 024610 (2022).</li><li>Darras, A., 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=Erythrocyte+sedimentation:+collapse+of+a+high-volume-fraction+soft-particle+gel.">Erythrocyte sedimentation: collapse of a high-volume-fraction soft-particle gel.</a> Physical Review Letters. 128 (8), 088101 (2022).</li><li>Darras, A., 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=Imaging+erythrocyte+sedimentation+in+whole+blood.">Imaging erythrocyte sedimentation in whole blood.</a> Frontiers in Physiology. 12, 729191 (2022).</li><li>Darras, A., 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=Acanthocyte+sedimentation+rate+as+a+diagnostic+biomarker+for+neuroacanthocytosis+syndromes:+Experimental+evidence+and+physical+justification.">Acanthocyte sedimentation rate as a diagnostic biomarker for neuroacanthocytosis syndromes: Experimental evidence and physical justification.</a> Cells. 10 (4), 788 (2021).</li><li>Rabe, A., 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=The+erythrocyte+sedimentation+rate+and+its+relation+to+cell+shape+and+rigidity+of+red+blood+cells+from+chorea-acanthocytosis+patients+in+an+off-label+treatment+with+dasatinib.">The erythrocyte sedimentation rate and its relation to cell shape and rigidity of red blood cells from chorea-acanthocytosis patients in an off-label treatment with dasatinib.</a> Biomolecules. 11 (5), 727 (2021).</li><li>Giavarina, D., Capuzzo, S., Pizzolato, U., Soffiati, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Length+of+erythrocyte+sedimentation+rate+(ESR)+adjusted+for+the+hematocrit:+reference+values+for+the+TEST+1+method.">Length of erythrocyte sedimentation rate (ESR) adjusted for the hematocrit: reference values for the TEST 1 method.</a> Clinical Laboratory. 52 (5-6), 241-245 (2006).</li><li>Bull, B. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Is+a+standard+ESR+possible.">Is a standard ESR possible.</a> Laboratory Medicine. 6 (11), 31-39 (1975).</li><li>Bull, B. S., Brecher, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+evaluation+of+the+relative+merits+of+the+Wintrobe+and+Westergren+sedimentation+methods,+including+hematocrit+correction.">An evaluation of the relative merits of the Wintrobe and Westergren sedimentation methods, including hematocrit correction.</a> American Journal of Clinical Pathology. 62 (4), 502-510 (1974).</li><li>Reinhart, W. H., Singh, A., Straub, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Red+blood+cell+aggregation+and+sedimentation:+the+role+of+the+cell+shape.">Red blood cell aggregation and sedimentation: the role of the cell shape.</a> British Journal of Haematology. 73 (4), 551-556 (1989).</li><li>Jan, K., Usami, S., Smith, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+oxygen+tension+and+hematocrit+reading+on+ESRs+of+sickle+cells:+Role+of+RBC+aggregation.">Influence of oxygen tension and hematocrit reading on ESRs of sickle cells: Role of RBC aggregation.</a> Archives of Internal Medicine. 141 (13), 1815-1818 (1981).</li><li>Issaq, H. J., Xiao, Z., Veenstra, T. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Serum+and+plasma+proteomics.">Serum and plasma proteomics.</a> Chemical Reviews. 107 (8), 3601-3620 (2007).</li><li>Yu, Z., 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=Differences+between+human+plasma+and+serum+metabolite+profiles.">Differences between human plasma and serum metabolite profiles.</a> PLoS One. 6 (7), 21230 (2011).</li><li>. Proper Pipetting Techniques - DE Available from: <a target="_blank" href="https://www.thermofisher.com/de/de/home/life-science/lab-plasticware-supplies/lab-plasticware-supplies-learning-center/lab-plasticware-supplies-resource-library/fundamentals-of-pipetting/proper-pipetting-techniques.html">https://www.thermofisher.com/de/de/home/life-science/lab-plasticware-supplies/lab-plasticware-supplies-learning-center/lab-plasticware-supplies-resource-library/fundamentals-of-pipetting/proper-pipetting-techniques.html</a> (2023)</li><li>Otsu, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+threshold+selection+method+from+gray-level+histograms.">A threshold selection method from gray-level histograms.</a> IEEE Transaction on Systems, Man, and Cybernetics. 9 (1), 62-66 (1979).</li><li>Solomon, 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=A+comparison+of+fibrinogen+measurement+methods+with+fibrin+clot+elasticity+assessed+by+thromboelastometry,+before+and+after+administration+of+fibrinogen+concentrate+in+cardiac+surgery+patients.">A comparison of fibrinogen measurement methods with fibrin clot elasticity assessed by thromboelastometry, before and after administration of fibrinogen concentrate in cardiac surgery patients.</a> Transfusion. 51 (8), 1695-1706 (2011).</li><li>Norouzi, N., Bhakta, H. C., Grover, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sorting+cells+by+their+density.">Sorting cells by their density.</a> PLoS One. 12 (7), 0180520 (2017).</li><li>Trudnowski, R. J., Rico, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Specific+gravity+of+blood+and+plasma+at+4+and+37+degrees+C.">Specific gravity of blood and plasma at 4 and 37 degrees C.</a> Clinical Chemistry. 20 (5), 615-616 (1974).</li><li>K&#233;sm&#225;rky, G., Kenyeres, P., R&#225;bai, M., T&#243;th, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasma+viscosity:+A+forgotten+variable.">Plasma viscosity: A forgotten variable.</a> Clinical Hemorheology and Microcirculation. 39 (1-4), 243-246 (2008).</li><li>Teece, L. 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=Gels+under+stress:+The+origins+of+delayed+collapse.">Gels under stress: The origins of delayed collapse.</a> Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 458, 126-133 (2014).</li><li>Lindstr&#246;m, S. B., Kodger, T. E., Sprakel, J., Weitz, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structures,+stresses,+and+fluctuations+in+the+delayed+failure+of+colloidal+gels.">Structures, stresses, and fluctuations in the delayed failure of colloidal gels.</a> Soft Matter. 8 (13), 3657-3664 (2012).</li><li>Bartlett, P., Teece, L. J., Faers, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sudden+collapse+of+a+colloidal+gel.">Sudden collapse of a colloidal gel.</a> Physical Review. E, Statistical, Nonlinear, and Soft Matter Physics. 85, 021404 (2012).</li></ol>

자동화된 프로토콜이 효율적으로 작동하려면 명확한 배경과 적절한 조명이 있어야 합니다. 배경이 어두우면 효율적인 이진화 임계값이 존재하지 않을 수 있습니다. 일반적으로 시간이 지남에 따라 발생하는(증가하는) 일부 용혈이 있는 샘플의 경우 선택한 이진화 임계값이 초기 및 최종 사진 모두와 관련이 있는지 먼저 확인하는 것이 중요합니다.
그림의 이진화 과정과 관련...

적혈구 침강 속도 (ESR)는 20 세기 동안 증거 기반 의학에 공식적으로 도입 된 의료 체외 임상 도구입니다 1,2,3,4. 현재 전 세계적으로 비특이적 염증 검사로 사용되거나 일부 특정 조건의 진화를 모니터링하기 위해 사용됩니다 5,6,7,8. 이것은 주로 피브리노겐 농도의 증가뿐만 아니라 IgM 1,9,10,11과 같은 다른 혈장 성분에서도 발생합니다. 현재 웨스터그렌 표준 프로토콜에 따르면, ESR 값은 정지 상태에서 수직으로 20cm의 전형적인 크기의 수직 튜브를 떠난 후 주어진 시점(30분 또는 1시간)에서 무세포 혈장층의 측정으로 보고됩니다(12). 그러나, 이 측정 방법은 최대 침강 속도(13)에 도달하기 전의 지연을 포함하여 침전 과정에서 질적으로 상이한 단계들이 보고되었기 때문에 비판을 받아왔다. 이 지연은 건강한 샘플의 약 절반에서 1시간 이상 지속된다14. 이 단계 동안의 속도는 침전의 두 번째, 더 빠른 단계 동안과는 다른 스케일링을 따른다15. 판독값을 처음 1시간 동안의 평균 침강 속도로 제한하면 서로 다른 개인 간의 다양한 혈액 특성의 다른 혼합을 비교합니다.
더욱이, 이 프로토콜의 이면에 있는 일반적인 이론적 고려 사항이 잘못된 것으로 최근에 입증되었습니다16,17,18. 생리적 헤마토크릿(약 25% 이상)에서 적혈구(RBC)는 별도의 응집체로 침전되지 않고, 오히려 일반적으로 언급되는 스톡스 침전(Stokes sedimentation)16,17과는 다른 물리적 방정식을 따르는 적혈구(RBC)의 연속적인, 소위 침투(percolating) 네트워크(percolating)로 침전된다. 침전의 시간 분해 측정(전체 곡선)을 기반으로 한 물리적 설명을 고려하는 것이 일부 새로운 의학적 맥락에서 더 강력하다는 것이 나타났습니다(19,20). 또한, 이러한 측정은 세포 모양이 변경되는 병리학에서 ESR을 변경하는 물리적 메커니즘을 밝히는 데 사용될 수 있습니다19,20. 또한, 느린 ESR은 neuroacanthocytosis 증후군 환자19,20의 코호트 측정에서 나타난 바와 같이 유용한 의학적 해석을 가질 수 있습니다. 이 기사에서는 전체 ESR 동역학을 기반으로 물리적으로 의미 있는 매개변수의 측정을 실제로 구현하는 방법을 검토합니다. 보다 정확하게는, 여기에 제시된 방법은 최대 침강 속도 Um을 추출하며, 그 값은 공여체의 헤마토크릿 효과를 고려하여 보정 될 수 있습니다16,17. 이 매개변수는 기존의 측정치(16,17,19,20)보다 더 정확하고 신뢰할 수 있습니다.
또한, 일부 기초 연구에서, 주어진 환자의 염증 상태를 모니터링하는 대신에, ESR 21,22,23에 대한 헤마토크릿의 효과를 배제하거나, 변형된 ESR 19,20,24,25에서 적혈구의 역할을 조사하는 것은 흥미로울 것이다 다른 기증자 사이. 환자의 직접 전혈 샘플이 아닌 샘플을 비교하는 것이 유용할 수 있습니다. 따라서 자가 혈장 또는 혈장 치환기에서 제어된 헤마토크릿으로 적혈구를 재현탁하는 것이 ESR 측정의 첫 번째 단계로 사용될 수 있습니다. 예를 들어, 인산염 완충 식염수(PBS)에 55mg/mL 농도의 덱스트란 70kDa 용액은 건강한 세포에 대한 제어 범위 내에서 침강 범위를 생성한다19. 이 원고는 또한 그러한 단계가 어떻게 수행되어야 하는지, 그리고 제시된 분석이 이러한 경우에도 관련이 있음을 보여줍니다.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Anticoagulant (EDTA or Heparin) tube (for blood sample)</td>
			<td>SARSTEDT</td>
			<td>267001 or 265</td>
			<td>Anticoagulated blood sample to characterize</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Camera EOS M50</td>
			<td>Canon</td>
			<td>Kit EF-M18-150 IS STM</td>
			<td>Any camera should work, provided that sector alimentation, connection to computer for automated shooting and adapted objective are available</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>HERMLE</td>
			<td>302.00 V03 - Z 36 HK</td>
			<td>Requirements: at least 3000 x g ofr 7 min.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro-centrifuge</td>
			<td>MLW</td>
			<td>TH21</td>
			<td>or any other way to determine the hematocrit</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro-hematocrit capilaries</td>
			<td>Fisher scientific</td>
			<td>11884040</td>
			<td>or other capillaries/containers for hematocrit determination</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate Buffered Saline (PBS)</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>10010023</td>
			<td>1x PBS, pH 7.4, 298 Osm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipettes (e.g. positive displacement pipette)</td>
			<td>Gilson</td>
			<td>FD10006</td>
			<td>Pipette required to manipulate blood and/or packed cells.Other models are of course suitable, but be careful to treat blood and pakced cells as highly viscous fluids.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wax sealing plate</td>
			<td>Hirschmann</td>
			<td>9120101</td>
			<td>Sealing wax for the micro-hematocrit capillaries</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Westergren tubes</td>
			<td>Praxindo</td>
			<td>A9244560</td>
			<td>Any other standard Wetsergren tube should work too</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>White background with illumination</td>
			<td>/</td>
			<td>/</td>
			<td>White sheet(s) of paper behind the samples, with usual room light is perfcetly sufficient.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

erythrocyte sedimentation rate: a physics-driven characterization in a medical context

적혈구(또는 적혈구) 침강 속도(ESR)는 일상적인 건강 검진 및 의료 진단에 자주 사용되는 혈액의 물리적 파생 매개변수입니다. 예를 들어, 염증의 경우, 피브리노겐 및 기타 혈장 단백질의 증가와 관련하여 더 높은 ESR이 관찰됩니다. 이러한 증가는 피브리노겐의 증가로 인한 적혈구 (RBC)의 더 큰 응집체의 형성 때문인 것으로 여겨졌다. 실제로, 피브리노겐은 RBC의 작용제-촉진 응집체이며 스톡스 체제에서는 혈액이 더 큰 응집체 침전물에서 더 빨리 관찰되는 것으로 가정됩니다. 그러나 이 가설을 기반으로 하는 ESR 측정의 모든 모델에는 다른 시스템에서는 필요하지 않은 추가적인 물리적 가정이 필요합니다. 게다가, 콜로이드 현탁액 분야의 현대 연구는 매력적인 입자가 침투 응집체 (즉, 용기만큼 넓은 응집체)를 형성한다는 것을 입증했습니다. 이러한 콜로이드의 침전은 소위 "콜로이드 겔 붕괴"를 따릅니다. 최근에는 적혈구가 실제로 동일한 동작을 따르는 것으로 나타났습니다. 이 가설은 또한 RBC의 침전 곡선을 효율적이고 분석적으로 모델링할 수 있게 하며, 여기에서 강력하고 물리적으로 의미 있는 설명자를 추출할 수 있습니다. 이 원고는 이러한 분석을 수행하는 방법을 설명하고 이 접근 방식의 이점에 대해 설명합니다.

올바르게 획득된 이미지 시퀀스의 예는 Supplementary Movie 1(MovieS1.avi)로 제공됩니다. 다양한 조건에 대한 모형의 일련의 특성 적합치가 그림 2에 나와 있습니다. 피브리노겐 농도는 혈장 Fib0 중의 피브리노겐 농도로부터 결정하였으며, 혈청이 피브리노겐을 전혀 갖지 않는다고 가정하였다. 그러므로, Fib = C Fib0, 여기서 C는 혈장-?...

Watch this Scientific Journal Video about Erythrocyte Sedimentation Rate: A Physics-Driven Characterization in a Medical Context at JoVE.com

Erythrocyte Sedimentation Rate: A Physics-Driven Characterization in a Medical Context

적혈구 침강 속도(ESR)는 일상적인 건강 검진 및 의료 진단에 자주 사용되는 물리적 매개변수입니다. 현대의 콜로이드 지식을 바탕으로 전체 침강 곡선에서 물리적으로 의미있는 매개 변수를 추출 할 수있는 이론적 모델이 최근에 개발되었습니다. 여기에서는 시간이 지남에 따라 ESR을 자동으로 수집하는 프로토콜을 제시하고 이 자동화된 데이터 수집에서 이 최신 모델의 매개변수를 추출합니다. 이러한 정제된 매개변수는 또한 의학적 증언을 향상시킬 수 있습니다.

적혈구 침강 속도: 의학적 맥락에서 물리학 기반 특성화

Erythrocyte (or red blood cell) sedimentation rate (ESR) is a physical derived parameter of blood which is often used in routine health checks and medical ...

이 프로토콜은 적혈구 침강 속도 측정값을 최신 물리적 모델과 일치시키고 테스트에 대한 보다 강력한 분석을 제공합니다. 이 프로토콜은 적혈구 침강 속도의 보다 정확하고 체계적인 사용을 가능하게 하지만, 또한 종래의 값을 제공한다. 우리는 이전에 이 기술이 낮은 적혈구 침강 속도 값을 나타내는 장애와 특히 관련이 있음을 입증했습니다.neuroacanthocytosis 증후군에 대한 진단 스크리닝에 사용할 수 있습니다. 시작하려면 표준 9 밀리리터 EDTA 튜브에 혈액을 수집하고 표준 9 밀리리터 혈청 튜브에 혈청을 수집하십시오. 포장 된 적혈구의 최적 압축을 위해, 적어도 7 분 동안 3, 000 g에서 혈액 샘플을 원심 분리하고, 상청액을 흡인한다.이제자가 혈장과 혈청의 혼합물을 결정된 비율로 준비하십시오. 예를 들어, 25 % 내지 75 % 혈장 혈청 혼합물 2.5 밀리리터를 제조 할 때, 혈청 1.875 밀리리터에 혈장 0.625 밀리리터를 첨가한다. 펠릿을 PBS 또는 원하는 현탁액에 재현탁하고 세척을 위해 상청액을 포함시킨 후 부드럽게 혼합합니다.세 번 반복하고 원하는 현탁액으로 마지막 세척을 수행하십시오. 필요한 양의 패킹된 셀을 추출합니다. 45%의 헤마토크릿에서 4밀리리터 샘플에 대해 고점도 액체로 포장된 세포를 처리혈장 혈청 혼합물 또는 기타 원하는 액체의 2.2밀리리터 이내에 1.8밀리리터의 포장된 세포를 현탁합니다.헤마토크릿 측정에 필요한 양의 샘플을 추출하려면 하단 팁을 액체에 담가 미세헤마토크릿 모세관을 만듭니다. 모세관 흡입으로 튜브에서 필요한 양의 샘플이 상승하면 개구부를 덮어 흐름을 멈춥니다. 다음으로, 밀봉 왁스로 모세관을 밀봉하고, 미세 헤마토크릿 원심 분리기에 넣고, 제조자의 지시에 따라 5 분 동안 15, 000 g에서 작동시킨다.모세관의 헤마토크릿 수준을 읽고 참고용으로 기록해 두십시오. 이제 샘플의 침전을 기록하려면 ESR 튜브가 정지 상태로 유지될 홀더 앞에 안정적인 카메라를 설치하고 더 나은 대비를 위해 조명이 켜진 흰색 배경을 사용합니다. 표시가 없는 빈 Westergren 튜브를 사용하여 카메라의 초점과 시야를 설정하여 샘플을 배치할 위치에 가장 높은 해상도를 얻습니다.그림의 테두리가 수직 및 수평 방향으로 정렬되어 있는지 확인합니다. 그런 다음 크기가 조정된 튜브의 사진을 찍어 픽셀 해상도를 추출합니다. 카메라의 조명과 노출 시간을 흰색 배경으로 설정하지만 채도는 설정하지 않습니다.Westergren 튜브의 하단 용기에 제조업체의 지침에 해당하는 샘플의 부피를 채우고 제조업체가 표시한대로 하단 용기에 삽입하십시오. 첫 번째 튜브가 준비되면 홀더에 넣고 카메라 녹화를 시작합니다. 1분에 한 장의 사진을 녹화하면 일반적으로 ESR 운동 곡선의 좋은 해상도를 얻을 수 있습니다.다음 샘플을 준비하고 배치하십시오. s에 서지 마십시오.amp사진을 찍을 때. 기록 후 MATLAB 코드를 사용하여 ESR 곡선을 추출하려면 하나의 튜브만 보이는 관심 영역, 즉 적혈구 cell-free 혈장 계면의 가장 낮은 위치 아래에 있지만 샘플 내에 있는 부분을 선택합니다.X, Y, W, H의 값을 기록하고 MATLAB 스크립트에서 이 값을 사용합니다. RGB 그림의 관심 영역을 회색 음영 그림 또는 행렬로 변환합니다. 일반적으로 세 가지 색상 채널을 결합하는 것은 선명한 배경에서 매우 효율적입니다.그런 다음 그림을 이진화하십시오. 건강한 샘플의 경우 ARC2 임계값을 사용하면 일반적으로 일관된 결과를 얻을 수 있습니다. 헤마토크릿이 높거나 용혈이 심한 샘플의 경우 튜브 내부의 다양한 상 사이에서 얻은 정확한 대비에 따라 수동으로 조정하거나 다른 자동 방법을 사용하는 것이 더 나을 수 있습니다.수평 방향에 따른 GR의 픽셀 값의 평균을 구합니다. 이 단계는 노이즈를 최소화하고 가능한 인터페이스 불규칙성을 효율적으로 평균화합니다. 변동을 계산하기 전에, 특히 튜브에 수평 표시가 있는 경우 이동 평균으로 곡선을 매끄럽게 합니다.그런 다음 인터페이스 위치를 강도 변화가 가장 큰 지점으로 식별하고 각 그림과 각 샘플에 대해 반복합니다. 각 샘플에 대해 적절한 소프트웨어를 사용하여 시간 경과에 따른 인터페이스의 위치를 물리적 모델에 맞는 적절한 형식으로 저장합니다. 적절하게 맞는 소프트웨어를 사용하여 헤마토크릿과 혈주의 초기 높이를 알고 지연 시간, 무차원 시간 및 적혈구의 최종 충전 부피 분율 값을 찾아 물리적 모델에 대한 잔류 편차 제곱의 합을 최소화합니다.그림에서 정량적 곡선이 추출되면 샘플의 물리적 매개변수를 저장합니다. 30분, 1시간 또는 2시간의 기존 ESR 값은 참조를 위해 곡선에서 추출할 수 있습니다. 침강 속도는 헤마토크릿 또는 초기 부피 분율이 증가함에 따라 감소합니다.적혈구의 침전은 피브리노겐의 농도가 감소하면 느려집니다. 추출된 최대 침강 속도의 변화는 시료 헤마토크릿의 함수로서 무차원 시간, 적혈구의 최종 충전 부피 분율 및 지연 시간 동안 얻어진 값으로서 보여진다. 보정은 초기 헤마토크릿에 대한 전반적인 의존성과 대부분의 데이터 분산을 제거한다는 것을 알 수 있습니다.다양한 피브리노겐 농도에 대해 추출된 파라미터의 물성값이 도시되어 있다. 침강 과정 초기의 초기 침강 속도는 피브리노겐 농도가 증가함에 따라 증가합니다. 침전의 무차원 특성 시간은 피브리노겐 농도가 증가함에 따라 감소합니다.침전된 적혈구의 최종 부피 분율은 피브리노겐 농도와 거의 무관합니다. 지연 시간은 피브리노겐 농도가 증가함에 따라 감소하며, 이는 더 강한 인력 상호 작용이 유체 채널의 확립으로 이어지는 초기 적혈구 구조의 재배열을 가속화한다는 것을 나타냅니다. 이미지 획득과 관련하여 중요한 점 중 하나는 균일한 밝은 배경을 갖는 것입니다.튜브 주위에 뚜렷한 그림자를 피하십시오. 이 기술은 겸상 적혈구 빈혈이나 만성 산병과 같은 낮은 적혈구 침강 속도와 관련된 다른 질병의 특성화에 사용될 수 있습니다.

Research

JoVE Journal

Medicine

Making Sense of Listening: The IMAP Test Battery

IMAP 테스트 배터리 : 듣기의 감각을 만들기

The ability to hear is only the first step towards making sense of the range of information contained in an auditory signal. Of equal importance are the ...

연구

의학

Femoral Arterial and Venous Catheterization for Blood Sampling, Drug Administration and Conscious Blood Pressure and Heart Rate Measurements

혈액 샘플링, 마약 관리 및 의식 검사 중 혈압과 심장 박동을 측정 대퇴 동맥혈과 정맥 Catheterization

In multiple fields of study, access to the circulatory system in laboratory studies is necessary. Pharmacological studies in rats using chronically ...

Screening for Melanoma Modifiers using a Zebrafish Autochthonous Tumor Model

Zebrafish Autochthonous 종양 모델을 사용하여 흑종 조절을위한 검사

Genomic studies of  human cancers have yielded a wealth of information about genes that are altered  in tumors1,2,3. A challenge arising from these ...

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

마우스의 탁산의 약동학 및 약력 학적 분석을위한 경동맥 팅크

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 ...

A Simple Critical-sized Femoral Defect Model in Mice

마우스의 간단한 임계 크기의 대퇴 결함 모델

While bone has a remarkable capacity for regeneration, serious bone trauma often results in damage that does not properly heal. In fact, one tenth of all ...

Establishment and Characterization of UTI and CAUTI in a Mouse Model

마우스 모델의 설립 및 요로 감염 및 CAUTI의 특성

Urinary tract infections (UTI) are highly prevalent, a significant cause of morbidity and are increasingly resistant to treatment with antibiotics. ...

Stereo-Electro-Encephalo-Graphy (SEEG) With Robotic Assistance in the Presurgical Evaluation of Medical Refractory Epilepsy: A Technical Note

Stereo-Electro-Encephalo-Graphy SEEG With Robotic Assistance in the Presurgical Evaluation of Medical Refractory Epilepsy: A Technical Note

의료 내화물 간질의 수술 전 평가에서 로봇 지원으로 스테레오 전기 Encephalo-그래피로 (SEEG) : A 기술 참고

SEEG is a method and technique which is used for accurate, invasive recording of seizure activity via three dimensional recordings. In epilepsy patients ...

Transdermal Measurement of Glomerular Filtration Rate in Mice

쥐에서 사 여과 속도의 경 피 측정

Transdermal analysis of glomerular filtration rate (GFR) is an established technique that is used to assess renal function in mouse and rat models of ...

A Fluorescence-based Assay for Characterization and Quantification of Lipid Droplet Formation in Human Intestinal Organoids

인간 장 유기체에서 지질 방울 형성의 특성화 및 정량화를 위한 형광 기반 분석

Dietary lipids are taken up as free fatty acids (FAs) by the intestinal epithelium. These FAs are intracellularly converted into triglyceride (TG) ...

Characterization of Sickling During Controlled Automated Deoxygenation with Oxygen Gradient Ektacytometry

산소 그라데이션 Ektacytometry를 사용하여 제어 된 자동 탈산소 동안 병든의 특성

In sickle cell disease (SCD), a single point mutation in the gene coding for beta-globin causes the production of abnormal hemoglobin S (HbS). When ...