Proje no NVKP_16-1–2016-0017 ('Ulusal Kalp Programı'), NVKP_16 finansman programı kapsamında finanse edilen Macaristan Ulusal Araştırma, Geliştirme ve İnovasyon Fonu'ndan sağlanan destekle uygulanmıştır. Araştırma, Semmelweis Üniversitesi'nin Terapötik Gelişim ve Biyogörüntüleme tematik programları çerçevesinde Macaristan'daki Yenilik ve Teknoloji Bakanlığı'nın Tematik Mükemmellik Programı (2020-4.1.1.-TKP2020) tarafından finanse edildi.

Bu protokol, Semmelweis Üniversitesi Bilim ve Araştırma Etiği Bölgesel ve Kurumsal Komitesi'nin yönergelerine uyar. Bu iletişim kuralı belirli bir satıcı için geçerlidir. Ultrason makinesi ve postprocesing yazılımından bağımsız olarak bazı adımlar geçerliliğini korusa da, diğer satıcıların çözümleri kullanılsa önemli farklılıklar olabilir.
1. Teknik gereksinimler
<ol><li>3D görüntüleme yapabilen bir ekokardiyografi makinesi kullan.</li>
	<li>Fazlı dizi dönüştürücüsü yapabilen bir 3D transtorasik ekokardiyografi bağlayın.</li>
	<li>Sistemin kayıtları ve analizleri kardiyak döngüyle senkronize etmesini sağlamak için ultrason sisteminin dahili 3 kurşunlu EKG'sini uygulayın.</li>
</ol>2. 3D ekokardiyografik görüntülerin alınması
<ol><li>Hastayı sol lateral decubitus pozisyonuna getirin (sol kol başın üzerine gerilmiş olarak sol tarafta yatan hasta).</li>
	<li>Ekrandaki EKG izlemenin kaliteli olduğundan emin olun. NOT: Yazılım EKG sinyaline göre kardiyak döngünün farklı noktalarını algılayacağından, bu iş sonrası işleme için bir ön koşuldur.</li>
	<li>Görüntüyü çözün ve transdüser ile hastayı muayene etmeye başlayın. Geleneksel apikal dört odalı görünümü görselleştirin.</li>
	<li>Sektör genişliğini LV'ye ayarlayarak, sol kulakçık kesilecek derinliği düşürerek ve hafif bir aşırı again kullanarak görüntü kalitesini optimize edin. NOT: Tüm LV endo'sunda ve epikardial yüzeyin görünür olduğundan emin olun.</li>
	<li>3D moda geçmek için 4D düğmesine basın. NOT: Dokunmatik ekrandaki Çok Dilimli... düğmesine basarak, standart kısa ve uzun eksenli kesimler kullanarak 3B veri kümesine genel bakış için dört seçenek (5, 7, 8, 12 dilim) kullanılabilir. Gerekirse, transdüser konumlandırması, apikalden mitral kapak seviyesine kadar tüm LV duvar kalınlığının piramital 3D veri kümesine dahil edilmesini sağlamak için düzeltilebilir. 12 dilim (dokuz ayarlanabilir kısa eksen görünümü ile) kullanılması önerilir.</li>
	<li>Multi Beat veya Single Beat modunu kullanarak 3D görüntüler alın.<ol>
<li>Veri kümesinin 2, 3, 4 veya 6 kardiyak döngüden (ekranda kurulabilir) yeniden inşa edileceğini daha yüksek uzamsal ve zamansal çözünürlük elde etmek için Multi Beat modunu kullanın - hastanın son ekspiratuar nefes tutuşu ve dikiş yapıtlarını en aza indirmek için gereken kararlı dönüştürücü konumlandırma. NOT: Tek Vuruş alımı daha düşük uzamsal ve zamansal çözünürlüktedir; bununla birlikte, çoğu modern dönüştürücü daha iyi kaliteye sahiptir ve bu nedenle, daha fazla analizden geçmek için yeniden yapılandırma olmadan uygun 3D veri kümeleri elde etmek için kullanılabilir. Genel bir öneri olarak, daha fazla analiz için saniyede 15 birim üzerinde hacim hızları önerilir.</li>
		<li>Tam ses düzeyi alt birimlerden yeniden inşa edildiğinde ve tüm LV görünür olduğunda, görüntüyü dondurun. Döngü Seçimi ve Döngü Sayısı düğmelerini kullanarak, en uygun elde edilen kardiyak döngüleri seçin ve Görüntü Deposu'na basın. NOT: Dikiş objeleri, yan yana mekansal veya geçici olarak yanlış hizalanmış alt yapılardır. LV duvarlarında önemli bir düşüş veya dikiş yapıtları olan veri kümeleri genellikle daha fazla analiz için uygun değildir. Zaten edinilmiş olan 3D veri kümesinin kalitesi, Çok Dilimli mod kullanılarak iki kez kontrol edilebilir.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. LV morfolojisini ve işlevini ölçmek için postprocessing
<ol><li>Daha fazla analiz için uygun bir 3D veri kümesi seçin. NOT: Protokolün bu kısmı, daha önce edinilmiş ve kaydedilmiş iyi kalitede 3D görüntüler gerektirir ve ultrason makinesinde ve ayrı bir iş istasyonunda da gerçekleştirilebilir.</li>
	<li>Ölçü | tıklayın Ses seviyesi ve ardından 4D Otomatik LVQ'yi seçin.</li>
	<li>Dört ekranda (üç apikal görünüm: dört, iki ve üç bölmeli görünümler ve bir kısa eksen görünümü, ikincisi uzun eksenli görünümlerde yatay bir düzlem tarafından ayarlanabilir), yazılım apikal dilimlerin standart görünümlere hizalamasını değiştir'i ister. Gerekirse, ilgili standart görünümü göstermek için eğilip döndürerek apikal görünümleri manuel olarak düzeltin, böylece önsezi ortadan kaldırılın. Kaliperleri uzun eksenli görünümlerde sürükleyip hareket ettirerek kaliperi LV'nin uzun ekseniyle hizalamak için eğmeyi ayarlayın. Makinedeki ilgili veya Tüm düğmeleri döndür veya kısa eksenli görüntüdeki kaliperleri ayarlayarak döndürmeyi ayarlayın. NOT: Yazılım önerisi Otomatik Hizala düğmesine basılarak sıfırlanabilir.</li>
	<li>Görünüm hizalamasını bitirdikten sonra, bir sonraki adım EDV'ye tıklayın. Son diyastolik (ED) çerçeve EKG sinyali kullanılarak otomatik olarak algılanır, ancak gerekirse manuel olarak düzeltilebilir.</li>
	<li>LV endo ve epikardial yüzeyin yarı otomatik algısı<ol><li>Herhangi bir apiical görünümde manuel olarak iki dönüm noktası seçin. İlk olarak, LV tepesini ve daha sonra herhangi bir apikal görünümde LV tabanının ortasını (mitral annulus seviyesi) tanımlayın. Algoritma, tüm LV'nin endokardiyal kenarlığını otomatik olarak konturlar. NOT: İki seçenek daha vardır: Manuel, yani her apikal görünümde iki bazal ve bir apikal yer işareti ayarlanmalıdır ve otomatik init, herhangi bir kullanıcı etkileşimi olmadan LV'yi otomatik olarak konturlayacaktır.</li>
		<li>Algılanan yüzeyin görsel doğrulamasına izin vermek için üç apikal görünümde, farklı düzeylerde üç kısa eksen görünümünde ve kullanıcı tarafından denetlenen dördüncü bir kısa eksende kontur güvenilirliğini kontrol edin. Kontur düzeltmesi, daha sonra kontur çizgisine dahil edilecek noktaların el ile eklenmesiyle mümkündür. NOT: Geri Al ile daha önce eklenen nokta silinebilir. Sıfırla düğmesi, tüm bölümü baştan başlatmak için konturu sıfırlar. Kontur görünürlüğü, gri ölçekli görüntüdeki endokardiyal yüzeyin değer kazanmasına izin vermek için ayarlanabilir. Endokardiyal ve epikardiyal konturlama doğru ve tutarlı bir şekilde yapılmalıdır. Ayrıntılı bir öneri için lütfen aşağıdaki referansı kontrol edin6.</li>
		<li>Bir sonraki adımı seçin, bu da ESV'dir.</li>
		<li>Son sistolik çerçevedeki endokardiyal konturu tanımlamak ve düzeltmek için önceki noktalarda belirtildiği gibi aynı prosedürü (3.5.1-3.5.2) tekrarlayın. NOT: Son sistolik (ES) çerçeve EKG sinyali kullanılarak otomatik olarak algılanır, ancak gerekirse manuel olarak düzeltilebilir. Ekranda son diyastolik hacim (EDV), uç sistolik hacim (ESV), ejeksiyon fraksiyonu (EF), kalp atış hızı (İk), inme hacmi (SV), kardiyak çıkış (CO) ve küresellik indeksi (SpI) değerleri zaten görüntülenir.</li>
		<li>Sonraki adım için Ses seviyesi dalga formuna basın. Yazılım, LV'nin dinamik bir 3D modelini ve ayrıca kardiyak döngü boyunca endokardiyal yüzeyi kare kare takip ederken zaman hacmi eğrisini görüntüler (Şekil 1). NOT: Burada, endokardiyal kenarlığı herhangi bir çerçevede düzenleme imkanı vardır.</li>
		<li>Bir sonraki adım için LV Mass tuşuna basın. Yazılım, LV epikardial konturlarını son diyastolik çerçeveye otomatik olarak konturlar ve LV kütlesini (EDMass) hesaplar. NOT: Gerekirse, epicardial yüzeyin konturlarını, herhangi bir kısa veya uzun eksenli düzlemde içerecek noktalar (daha önce açıklandığı yöntemle aynı) ekleyerek düzenleyin. Hangi konturların ayarlanacağını seçebilir: Endo, Epi veya Endo+Epi.</li>
		<li>Bir sonraki adım için 4D Strain ROI tuşuna basın. Yazılım, LV epikardial konturlarını otomatik olarak son sistolik çerçeveye konturlar ve LV uç sistolik kütlesini (ESMass) hesaplar. NOT: Gerekirse, epicardial yüzeyin son sistolik konturlarını, herhangi bir kısa veya uzun eksenli düzleme dahil etmek için noktalar ekleyerek (daha önce açıklandığı yöntemle aynı) düzenleyin. ESMass, EDMass ile benzer değerde olmalıdır. Bu adım, benek izleme ile 3D gerinim değerlerini hesaplamak için gereklidir.</li>
		<li>Bir sonraki adım için 4D Gerinim Sonuçları'na basın. Yazılım, 3D miyokard izlemeyi birden fazla kısa ve uzun eksenli düzlemde ve kardiyak döngü boyunca 17 standart LV segmentinin karşılık gelen gerinim değerlerini kare kare görselleştirir. Zaman zorlanması eğrileri ve boğa gözü arsası da görüntülenir. Aşağıdaki parametreler hesaplanır ve gösterilebilir: boyuna gerinim, çevresel gerinim, radyal gerinim, alan gerinim, dönme ve burulma. NOT: Görüntülerin görsel gözlemi veya zaman zorlanması eğrisine göre düşük bir izleme kalitesine sahip olduğu düşünülmesi durumunda, belirli bir LV segmentini analizden çıkarma olasılığı vardır. Ancak, yazılım varsayılan olarak segment onayı veya reddi önerir. Renk kodlu gerinim değerleri, "Düzen" değiştirilerek LV'nin dinamik bir 3B modelinde görselleştirilebilir.</li>
	</ol></li>
	<li>Çözümlemeyi sonlandırmak için Onayla ve Çık'a basın.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Guta, A. 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=Three-dimensional+echocardiography+to+assess+left+ventricular+geometry+and+function.">Three-dimensional echocardiography to assess left ventricular geometry and function.</a> Expert Review of Cardiovascular Therapy. 17 (11), 801-815 (2019).</li><li>Surkova, 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=Current+Clinical+Applications+of+Three-Dimensional+Echocardiography:+When+the+Technique+Makes+the+Difference.">Current Clinical Applications of Three-Dimensional Echocardiography: When the Technique Makes the Difference.</a> Current Cardiology Reports. 18 (11), 109 (2016).</li><li>Lang, R. 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=Recommendations+for+cardiac+chamber+quantification+by+echocardiography+in+adults:+an+update+from+the+American+Society+of+Echocardiography+and+the+European+Association+of+Cardiovascular+Imaging.">Recommendations for cardiac chamber quantification by echocardiography in adults: an update from the American Society of Echocardiography and the European Association of Cardiovascular Imaging.</a> Journal of the American Society of Echocardiography. 28 (1), 1-39 (2015).</li><li>Matyas, 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=Comparison+of+speckle-tracking+echocardiography+with+invasive+hemodynamics+for+the+detection+of+characteristic+cardiac+dysfunction+in+type-1+and+type-2+diabetic+rat+models.">Comparison of speckle-tracking echocardiography with invasive hemodynamics for the detection of characteristic cardiac dysfunction in type-1 and type-2 diabetic rat models.</a> Cardiovascular Diabetology. 17 (1), 13 (2018).</li><li>Kovacs, 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=Impact+of+hemodialysis,+left+ventricular+mass+and+FGF-23+on+myocardial+mechanics+in+end-stage+renal+disease:+a+three-dimensional+speckle+tracking+study.">Impact of hemodialysis, left ventricular mass and FGF-23 on myocardial mechanics in end-stage renal disease: a three-dimensional speckle tracking study.</a> International Journal of Cardiovascular Imaging. 30 (7), 1331-1337 (2014).</li><li>Muraru, D., 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=Comprehensive+analysis+of+left+ventricular+geometry+and+function+by+three-dimensional+echocardiography+in+healthy+adults.">Comprehensive analysis of left ventricular geometry and function by three-dimensional echocardiography in healthy adults.</a> Journal of the American Society of Echocardiography. 26 (6), 618-628 (2013).</li><li>Lakatos, B. 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=Relationship+between+Cardiac+Remodeling+and+Exercise+Capacity+in+Elite+Athletes:+Incremental+Value+of+Left+Atrial+Morphology+and+Function+Assessed+by+Three-Dimensional+Echocardiography.">Relationship between Cardiac Remodeling and Exercise Capacity in Elite Athletes: Incremental Value of Left Atrial Morphology and Function Assessed by Three-Dimensional Echocardiography.</a> Journal of the American Society of Echocardiography. 33 (1), 101-109 (2020).</li><li>Muraru, D., 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=Intervendor+Consistency+and+Accuracy+of+Left+Ventricular+Volume+Measurements+Using+Three-Dimensional+Echocardiography.">Intervendor Consistency and Accuracy of Left Ventricular Volume Measurements Using Three-Dimensional Echocardiography.</a> Journal of the American Society of Echocardiography. 31 (2), 158-168 (2018).</li><li>Kalam, K., Otahal, P., Marwick, T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prognostic+implications+of+global+LV+dysfunction:+a+systematic+review+and+meta-analysis+of+global+longitudinal+strain+and+ejection+fraction.">Prognostic implications of global LV dysfunction: a systematic review and meta-analysis of global longitudinal strain and ejection fraction.</a> Heart. 100 (21), 1673-1680 (2014).</li><li>Muraru, D., 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=Validation+of+a+novel+automated+border-detection+algorithm+for+rapid+and+accurate+quantitation+of+left+ventricular+volumes+based+on+three-dimensional+echocardiography.">Validation of a novel automated border-detection algorithm for rapid and accurate quantitation of left ventricular volumes based on three-dimensional echocardiography.</a> European Journal of Echocardiography. 11 (4), 359-368 (2010).</li><li>Doronina, 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+Female+Athlete's+Heart:+Comparison+of+Cardiac+Changes+Induced+by+Different+Types+of+Exercise+Training+Using+3D+Echocardiography.">The Female Athlete's Heart: Comparison of Cardiac Changes Induced by Different Types of Exercise Training Using 3D Echocardiography.</a> BioMed Research International. 2018, 3561962 (2018).</li><li>Takeuchi, 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=Measurement+of+left+ventricular+mass+by+real-time+three-dimensional+echocardiography:+validation+against+magnetic+resonance+and+comparison+with+two-dimensional+and+m-mode+measurements.">Measurement of left ventricular mass by real-time three-dimensional echocardiography: validation against magnetic resonance and comparison with two-dimensional and m-mode measurements.</a> Journal of the American Society of Echocardiography. 21 (9), 1001-1005 (2008).</li><li>Armstrong, A. 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=LV+mass+assessed+by+echocardiography+and+CMR,+cardiovascular+outcomes,+and+medical+practice.">LV mass assessed by echocardiography and CMR, cardiovascular outcomes, and medical practice.</a> JACC Cardiovasc Imaging. 5 (8), 837-848 (2012).</li><li>Olah, 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=Characterization+of+the+dynamic+changes+in+left+ventricular+morphology+and+function+induced+by+exercise+training+and+detraining.">Characterization of the dynamic changes in left ventricular morphology and function induced by exercise training and detraining.</a> International Journal of Cardiology. 277, 178-185 (2019).</li><li>Nagy, V. 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=Role+of+Right+Ventricular+Global+Longitudinal+Strain+in+Predicting+Early+and+Long-Term+Mortality+in+Cardiac+Resynchronization+Therapy+Patients.">Role of Right Ventricular Global Longitudinal Strain in Predicting Early and Long-Term Mortality in Cardiac Resynchronization Therapy Patients.</a> PLoS One. 10 (12), e0143907 (2015).</li><li>Kovacs, A., Lakatos, B., Tokodi, M., Merkely, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Right+ventricular+mechanical+pattern+in+health+and+disease:+beyond+longitudinal+shortening.">Right ventricular mechanical pattern in health and disease: beyond longitudinal shortening.</a> Heart Failure Reviews. 24 (4), 511-520 (2019).</li><li>Badano, L. 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=Use+of+three-dimensional+speckle+tracking+to+assess+left+ventricular+myocardial+mechanics:+inter-vendor+consistency+and+reproducibility+of+strain+measurements.">Use of three-dimensional speckle tracking to assess left ventricular myocardial mechanics: inter-vendor consistency and reproducibility of strain measurements.</a> European Heart Journal - Cardiovascular Imaging. 14 (3), 285-293 (2013).</li></ol>

LV morfolojik ve fonksiyonel ölçümler, kardiyak hastalıkların tanı, yönetim ve takibinin temel taşlarını temsil eder; Dahası, onlar sonucun güçlü tahmincileridir. Genel olarak, LV'nin 2D ekokardiyografi tabanlı değerlendirilmesi mevcut uygulama yönergeleri tarafından önerilmektedir; bununla birlikte, LV şekli7,8 ile ilgili geometrik varsayımlardan uzak olduğu için 3D ekokardiyografinin daha doğru olduğu kanıtlanmıştır. Benek takibi ile deformasyon görüntüleme, duvar hareketi anormalliklerinin daha hassas bir şekilde ölçülmesini sağlayan miyokard suşunun farklı yönlerini değerlendirmek için sağlam bir yöntemdir5. Boyuna suş, ejeksiyon fraksiyonu9'a kıyasla yerleşik bir üstün prognostik değere sahiptir.
Genellikle, LV, son ekspiratuar nefes tutma sırasında 4 ila 6 kardiyak döngüden yeniden yapılandırılmış tam hacimli 3D veri kümeleri kullanılarak transtorasik bir apikal pencereden elde edilir ve daha sonra alt hacimler en uygun uzamsal ve zamansal çözünürlüğü elde etmek için otomatik olarak birbirine dikilir. Uygun bir 3D veri kümesi için önkoşul, dönüştürücü frekanslarının, derinliğin ayarlanmasında ve hafif bir aşırıganın kullanılmasıyla optimize edilmiş bir 2D görüntüdür. Amaç, tüm LV endo ve epikardial yüzeyi, satın almadan önce birkaç kısa ve uzun eksenli görünümü kontrol ederek sağlanabilecek iyi bir piramit veri kümesine dahil etmektir: makinenin kullanıcı arayüzü bu çok düzlemli görünümü sağlar. 2D ölçümler için kullanılan geleneksel görünüme kıyasla görselleştirmeyi optimize etmek için farklı dönüştürücü konumlandırması kullanılabilir, çünkü forshortening işlem sonrası sırasında düzeltilebilir. Ek solunum manevraları da uygulanabilir.
LV morfolojisini ve işlevini ölçmek için geleneksel 2D yöntemlerin doğasında sınırlamalar vardır. LV endokardiyal yüzeyinin uygun dönüştürücü konumlandırmasına ve manuel konturlarına büyük ölçüde güvenirler. Ayrıca, şu anda önerilen çift kanatlı Simpson'ın yöntemi sadece iki tomografik düzlemleri dikkate alır ve mermi şeklindeki LV yapısının kalan büyük yüzeyini ihmal eder. LV hacimlerini ölçmek için LV şekli hakkında geometrik varsayımlar kullanılır3. 3D olmayan yöntemler LV hacimlerini önemli ölçüde hafife haline haline 10. Düzensiz LV şekilleri ve nadir görülen duvar hareketi anormallikleri olan hastalarda bu eksiklikler daha da abartılıyor11. LV kütlesi, mevcut M moduna rağmen güçlü bir sonuç tahmincisidir veya 2D teknikleri çok sayıda sınırlama taşır. Doğrusal ölçümler kullanılarak yaygın olarak uygulanan Devereux formülü, normal LV kütle aralığını hafife almaktadır; bununla birlikte, önemli hipertrofi mevcut olduğunda önemli ölçüde abartmaktadır12,13. 3D ekokardiyografi tabanlı ölçümler daha tekrarlanabilir ve altın standart CMR ile daha iyi bir korelasyona sahiptir. Küresellik indeksi LV şeklinin geleneksel ama iyi performans gösteren bir ölçüsüdür ve ölçümü 3D ekokardiyografi kullanılarak daha temsilidir. Gerinim ve gerinim oranı ölçümleri, üstün duyarlılıkları ve ilave prognostik değerleri nedeniyle araştırma ve klinik uygulamaların önemli bir parçası haline gelmektedir14,15. Boyuna ve çevresel kısaltma ve hatta rotasyonel mekanikler 3D benek izleme ile ölçülebilirken, veriler değerlerini kanıtlıyor16. 3D analiz, düzlem dışı hareketi ortadan kaldırır (2D yaklaşımının bilinen sınırlaması); ancak yazılım algoritmalarındaki farklılıklarla birlikte 3D veri kümelerinin daha düşük zamansal ve mekansal çözünürlüğü göz önünde bulundurulmalıdır.
3D LV nicelemenin hızı ve sağlamlığı klinisyenleri her hastada kullanmaya çekerken, birkaç sınırlama göz önünde bulundurulmalıdır. Görüntü kalitesindeki tüm gelişmelere rağmen, ekokardiyografik penceresi yarı otomatik ve hatta manuel ölçümler için yetersiz kalacak olan hastaların belirli bir alt kümesi kalacaktır. Klinik deneyim, klinisyeni ölçülen değerlere bakmaya ve kontrast ekokardiyografi veya CMR gibi alternatif teknikler hakkında düşünmeye başlamaya itebilir. "Göz küreleme" önerilmese de, uzman beklentisi ve ölçülen değerler arasında bir korelasyon arayabiliriz. Yazılım algoritmaları, otomatik endo ve epikardial konturlama sırasında LV şeklinin öğrenilmiş modellerini uygular; bu nedenle, görüntüleme hacminin dışında olan bölgelerde bile bir kontur göreceğiz. Bu tür enterpolasyonu en aza indirmek için tüm LV endo ve epikardial yüzeyi edinilen hacme dahil etmeye çalışmalıyız. Tüm çabalara rağmen, bu bırakma devam ettiğinde, sonuçlar dikkatli bir şekilde yorumlanmalıdır. Dikiş yapıtları, çok atımlı rekonstrüksiyon sırasında, düzensiz ritim, istenmeyen dönüştürücü veya hasta hareketinin (nefes tutmaması) ve hatta teknik sorunlardan kaynaklanan oldukça sıktır. Bu eserlere rağmen 3D rekonstrüksiyonlar genellikle mümkün olsa da, sonuçlar sorgulanmalı ve dikişsiz başka bir döngü kullanılarak yeni analizler başlatılmalıdır. Çoğu modern dönüştürücü, çok atımlı alım olmadan yeterli uzamsal ve zamansal çözünürlüğe (saniyede >20 cilt) izin verir ve bu da elbette bu sorunu ortadan kaldırır. Uygun görüntü alma ve yazılım sonrası işleme için, istikrarlı, kaliteli bir EKG izlemenin rolü aşırı vurgulanamaz. İşaret yapılarını post-iş sırasında yerleştirmek, önemli ölçüde nihai değerleri ve genel izleme kalitesini etkileyen önemli bir öneme sahiptir. Şu anda, hemen hemen her hasta için otomatik konturlamanın manuel olarak düzeltilmesi gereklidir; bununla birlikte, ne kadar çok etkileşime girersek, tekrarlanabilirliği kötüleşecek daha fazla insan hatasının ortaya çıkabileceğini unutmamak zorundayız. Yazılımla ilgili konturlama hatalarını işlemek için uygun bir takas ayarlanmalıdır. Bu sorun, öğrenme eğrisi sırasında ince ayar yapılacak ve deneyim büyüdükçe iyileşecektir. Daha da önemlisi, 3D gerinim değerlerinin ölçümünde önemli satıcı farklılıkları vardır ve şu anda 2D benek izleme17 ile küresel boyuna gerinim durumunda zaten gerçekleşmiş bir standardizasyon yoktur. Sonuçların takip kalitesi ve güvenilirliği 2D benek takibi ile ilgili olarak daha yüksektir, 3D gerinim ölçümleri tercihen bu makalenin yazıldığı sırada araştırma arenasına yerleştirilir.
Sonuç olarak, 3D ekokardiyografi tabanlı yazılım çözümleri LV morfolojisi ve fonksiyonu ile ilgili en doğru ekokardiyografik sonuçları vermektedir. CMR ile doğrulanırlar ve geleneksel 2D teknikler olarak daha tekrarlanabilir ve daha az zaman alıcı oldukları kanıtlanmıştır. Araştırmalarda ve klinik yaşamda uygulamaları gelişmeye devam edecektir. Yapay zekayı kullanarak daha fazla iyileştirme, insan etkileşimi olmadan otomatik nicelemenin yolunu açabilir.

Kardiyolojide sol ventrikül (LV) morfolojisi ve fonksiyonunun değerlendirilmesi genel ve daha spesifik incelemelerin ağırlıklı amacıdır1. Yoğun miktarda bilgi sağlayabilen yaygın ve noninvaziv transtorasik ekokardiyografi (TTE), uygun, hızlı ve uygun maliyetli bir değerlendirme için tercih edilen yöntemdir.
LV kütlesinin, hacimlerinin ve sonraki çıkarma fraksiyonunun ölçümü önemli tanısal ve aynı zamanda prognostik değere sahiptir2. Belirli bir ölçü ne kadar doğru olursa, değeri o kadar yüksek olur. Altın standart kardiyak manyetik rezonans (CMR) imaging türetilmiş değerlerle daha iyi bir korelasyon, ekokardiyografik teknikler için devam eden bir kovalamacadır. Genel olarak, klinik uygulama kılavuzları çift kanatlı Simpson'ın LV hacmi ve fırlatma fraksiyonu ölçümü için yöntemini önermektedir3. Bununla birlikte, LV genellikle düzensiz bir şekle sahip üç boyutlu (3D) bir yapıdır ve bu nedenle, LV morfolojisini ve işlevini doğru bir şekilde tanımlamak için bazı klinik senaryolarda şüphesiz birkaç tomografik düzlem başarısız olacaktır. Ultrasonik donanım ve yazılım teknolojisindeki son gelişmeler, ekokardiyografik protokollerde devrim oluşturan gerçek zamanlı 3D görüntülemenin geliştirilmesine izin verdi.
Ayrıca, duvar hareketi anormallikleri ile ilgili nicel bir yaklaşım ihtiyacı deformasyon görüntülemenin artmasına neden oldu4. Gerinim ve gerinim oranı parametreleri, standart gri ölçekli görüntüler kullanılarak benek takibi ile hesaplanabilir. 3D ekokardiyografi, iki boyutlu gerinim değerlendirmesinin çeşitli eksikliklerini de aşabilir5. Pahalı bir bilimsel araçtan, 3D ekokardiyografi günlük klinik uygulamalarda kullanılan güçlü bir teknik haline gelmeye başladı ve LV'nin niceliği kesinlikle bu atılımın ilk satırında.
Bu makale, ipuçları ve püf noktaları sunarak ve ayrıca LV ile ilgili bu önemli tekniğin yaygın ama teknik olarak sağlam kullanımını kolaylaştırmak için potansiyel tuzakları vurgulayarak okuyucuya ayrıntılı bir 3D protokolle rehberlik etmeyi amaçlamaktadır.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>3V-D/4V-D/4Vc-D</td>
			<td>General Electric</td>
			<td>n.a.</td>
			<td>ultrasound probe</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4D Auto LVQ</td>
			<td>General Electric</td>
			<td>n.a.</td>
			<td>software for analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>E9/E95</td>
			<td>General Electric</td>
			<td>n.a.</td>
			<td>ultrasound machine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EchoPac v203</td>
			<td>General Electric</td>
			<td>n.a.</td>
			<td>software for analysis</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

evaluation of left ventricular structure and function using 3d echocardiography

Sol ventrikülün (LV) üç boyutlu (3D) nicelemesi, çeşitli kardiyak bozukluklarda tanısal doğruluk ve hassas risk tabakalaşması açısından önemli katma değer sağlar. Son zamanlarda rutin kardiyoloji pratiğinde 3D ekokardiyografi mevcuttur; ancak, yüksek kaliteli görüntü alımı ve sonraki analizler dik bir öğrenme eğrisi vardır. Bu makale, ipuçları ve püf noktaları sunarak ve ayrıca LV ile ilgili bu önemli tekniğin yaygın ama teknik olarak sağlam kullanımını kolaylaştırmak için potansiyel tuzakları vurgulayarak okuyucuya ayrıntılı bir 3D protokolle rehberlik etmeyi amaçlamaktadır. Her şeyden önce, optimum uzamsal ve zamansal çözünürlüğe sahip yüksek kaliteli bir 3D veri kümesinin edinimini gösteriyoruz. Ardından, en yaygın olarak uygulanan yerleşik yazılımlardan birini kullanarak LV'nin ayrıntılı bir nicelemesine yönelik analitik adımları sunuyoruz. LV hacimlerini, küreselliği, kütleyi ve ayrıca sistolik fonksiyonu ejeksiyon fraksiyonunu ve miyokard deformasyonunu (boyuna ve çevresel zorlanma) ölçerek ölçeceğiz. Geleneksel ekokardiyografik yaklaşımdan 3D tabanlı nicelemeye geçişin şiddetle önerildiği temel senaryolar hakkında klinik örnekler tartışacak ve sağlayacağız.

LV'nin 3D analizi hastaların çoğunda mümkündür. Olgu 1, normal ventrikül hacimleri ve fonksiyonu olan sağlıklı bir gönüllüdür (Şekil 1). Olgu 2 (Şekil 2), genişlemiş kardiyomiyopatisi ve geniş bir QRS kompleksi (160 ms) sol demet dal blok morfolojisi olan 64 yaşında bir erkek hastadır. Altın standart CMR ölçümleri şunlardı: son diyastolik hacim: 243 mL, uç sistolik hacim: 160 mL, çıkarma fraksiyonu: %34, LV kütlesi: 163 g. Konvansiyonel lineer ekokardiyografik ölçümler LV hacimlerini (uç diyastolik: 139 mL, uç sistolik: 76 mL) ve fazla tahmin edilen ejeksiyon fraksiyonunu (%45) ve LV kütlesini (469 g) önemli ölçüde hafife lar. Bununla birlikte, 3D ekokardiyografik ölçümler Şekil 2'de gösterildiği gibi altın standarda çok daha yakındır. Ayrıca, miyokard mekaniğinin 3D benek takibi ile analizi, dissenkron kasılmalar ve segmental disfonksiyon hakkında anlamlı veriler sağlar. Hastaya daha sonra başarılı kardiyak resynchronizasyon tedavisi uygulandı.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61212/61212fig1.jpg"> Şekil 1: 18 yaşındaki bir kadın gönüllünün kardiyovasküler hastalıklardan arınmış 3D LV analizi. Geçerli görüntü Ses seviyesi dalga biçimine (adım 3.5.5) başvurur. Ekranın sol tarafında üç farklı LV uzun eksenli ve bir kısa eksenli görünüm görülebilir; yeşil kontur, son diyastolik endokardiyal yüzeyi temsil eder. Sağ üst köşede, normal LV hacimlerini, şeklini ve işlevini gösteren ana sonuçlar görülebilir. Bunun altında, kardiyak döngü boyunca 3D LV endokardiyal yüzey modeli (kırmızı) ve zaman hacmi eğrisi görülebilir. ED: end-diastolic, ES: end-sistolik, EDMass: LV kütlesi, EDV: end-diastolic hacim, ESV: end-sistolik hacim, EF: fırlatma fraksiyonu, İk: kalp atış hızı, BPM: dakikada atım, SV: inme hacmi, CO: kardiyak çıkış, SpI: küresellik indeksi. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/61212/61212fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61212/61212fig2.jpg"> Şekil 2: Genişlemiş kardiyomiyopati hastasının 3D LV analizi. Geçerli görüntü 4D Gerinim Sonuçları'nı (adım 3.5.8) ifade eder. Ekranın sol tarafında, renk kodlu boyuna gerinim değerleri LV'nin 3B modelinde görselleştirilir ve yanal duvarda (mavi) daha az zorlanma gösterir. Nicel olarak, son sistolik gerinim değerleri, 17 standart LV segmentinin boğa gözü arsasında sağ alt köşede gösterilir. Sağ üst köşede, küresel ve segmental boyuna gerinim değerleri kardiyak döngü boyunca zaman gerinim eğrilerinde görülebilir. ED: end-diastolic, ES: end-systolic, EDV: end-diastolic volume, ESV: end-systolic volume, EF: ejeksiyon fraksiyonu, G: global, HR: kalp atış hızı, BPM: dakikada atım, SV: inme hacmi, CO: kardiyak çıkış, SpI: küresellik indeksi. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/61212/61212fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Evaluation of Left Ventricular Structure and Function using 3D Echocardiography at JoVE.com

Evaluation of Left Ventricular Structure and Function using 3D Echocardiography

Bu yazıda, sol ventrikülün 3D ekokardiyografi ile hacimsel değerlendirilmesi ve benek izleme analizi için, özellikle bu tekniğin fizibilitesini en üst düzeye çıkaran pratik yönlere odaklanan adım adım bir alım ve analiz protokolü sunuyoruz.

3D Ekokardiyografi Kullanılarak Sol Ventrikül Yapısı ve İşlevinin Değerlendirilmesi

Three-dimensional (3D) quantification of the left ventricle (LV) provides significant added value in terms of diagnostic accuracy and precise risk ...

evaluation-left-ventricular-structure-function-using-3d

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Bioengineering

3.8K Görüntüleme.  Semmelweis University. Bu yazıda, sol ventrikülün 3D ekokardiyografi ile hacimsel değerlendirilmesi ve benek izleme analizi için, özellikle bu tekniğin fizibilitesini en üst düzeye çıkaran pratik yönlere odaklanan adım adım bir alım ve analiz protokolü sunuyoruz.

Video: Evaluation of Left Ventricular Structure and Function using 3D Echocardiography

Measuring Left Ventricular Pressure in Late Embryonic and Neonatal Mice

Blood pressure increases significantly during embryonic and postnatal development in vertebrate animals. In the mouse, blood flow is first detectable around embryonic day (E) 8.51. Systolic left ventricular (LV) pressure is 2 mmHg at E9.5 and 11 mmHg at E14.52. At these mid-embryonic stages, the LV is clearly visible through the chest wall for invasive pressure measurements because the ribs and skin are not fully developed. Between E14.5 and birth (approximately E21) imaging methods must be used to view the LV. After birth, mean arterial pressure increases from 30 - 70 mmHg from postnatal day (P) 2 - 353. Beyond P20, arterial pressure can be measured with solid-state catheters (i.e. Millar or Scisense). Before P20, these catheters are too big for developing mouse arteries and arterial pressure must be measured with custom pulled plastic catheters attached to fluid-filled pressure transducers3 or glass micropipettes attached to servo null pressure transducers4.
Our recent work has shown that the greatest increase in blood pressure occurs during the late embryonic to early postnatal period in mice5-7. This large increase in blood pressure may influence smooth muscle cell (SMC) phenotype in developing arteries and trigger important mechanotransduction events. In human disease, where the mechanical properties of developing arteries are compromised by defects in extracellular matrix proteins (i.e. Marfan's Syndrome8 and Supravalvular Aortic Stenosis9) the rapid changes in blood pressure during this period may contribute to disease phenotype and severity through alterations in mechanotransduction signals. Therefore, it is important to be able to measure blood pressure changes during late embryonic and neonatal periods in mouse models of human disease.
We describe a method for measuring LV pressure in late embryonic (E18) and early postnatal (P1 - 20) mice. A needle attached to a fluid-filled pressure transducer is inserted into the LV under ultrasound guidance. Care is taken to maintain normal cardiac function during the experimental protocol, especially for the embryonic mice. Representative data are presented and limitations of the protocol are discussed.

Measuring left ventricular pressure (LV) in embryonic and neonatal mice is described. Pressure is measured by inserting a needle connected to a fluid-filled transducer into the LV under ultrasound guidance. Care must be taken to maintain normal cardiac function during the experimental protocol.

Geç Embriyonik ve Yenidoğan Farelerde Ölçüm Sol Ventrikül Basınç

Blood pressure increases significantly during embryonic and postnatal development in vertebrate animals. In the mouse, blood flow is first detectable ...

Biyomühendislik

In Vivo Quantitative Assessment of Myocardial Structure, Function, Perfusion and Viability Using Cardiac Micro-computed Tomography

The use of Micro-Computed Tomography (MicroCT) for in vivo studies of small animals as models of human disease has risen tremendously due to the fact that MicroCT provides quantitative high-resolution three-dimensional (3D) anatomical data non-destructively and longitudinally. Most importantly, with the development of a novel preclinical iodinated contrast agent called eXIA160, functional and metabolic assessment of the heart became possible. However, prior to the advent of commercial MicroCT scanners equipped with X-ray flat-panel detector technology and easy-to-use cardio-respiratory gating, preclinical studies of cardiovascular disease (CVD) in small animals required a MicroCT technologist with advanced skills, and thus were impractical for widespread implementation. The goal of this work is to provide a practical guide to the use of the high-speed Quantum FX MicroCT system for comprehensive determination of myocardial global and regional function along with assessment of myocardial perfusion, metabolism and viability in healthy mice and in a cardiac ischemia mouse model induced by permanent occlusion of the left anterior descending coronary artery (LAD).

In Vivo Quantitative Assessment of Myocardial Structure, Function, Perfusion and Viability Using Cardiac Micro-computed Tomography

This method outlines the use of Quantum Micro-Computed Tomography (MicroCT) to assess cardiac morphology, function, perfusion, metabolism and viability with iodinated contrast agent in mice with experimentally-induced myocardial ischemia. The technique can be applied for non-destructive high-throughput longitudinal in vivo imaging of various animal models of human heart disease.

Miyokard Yapı, Fonksiyon Vivo Kantitatif Değerlendirilmesi yılında Perfüzyon ve Canlılık Kardiyak Mikro-bilgisayarlı Tomografi ile

The use of Micro-Computed Tomography (MicroCT) for in vivo studies of small animals as models of human disease has risen tremendously due to the fact that ...

Improving 2D and 3D Skin In Vitro Models Using Macromolecular Crowding

The glycoprotein family of collagens represents the main structural proteins in the human body, and are key components of biomaterials used in modern tissue engineering. A technical bottleneck is the deposition of collagen in vitro, as it is notoriously slow, resulting in sub-optimal formation of connective tissue and subsequent tissue cohesion, particularly in skin models. Here, we describe a method which involves the addition of differentially-sized sucrose co-polymers to skin cultures to generate macromolecular crowding (MMC), which results in a dramatic enhancement of collagen deposition. Particularly, dermal fibroblasts deposited a significant amount of collagen I/IV/VII and fibronectin under MMC in comparison to controls.
The protocol also describes a method to decellularize crowded cell layers, exposing significant amounts of extracellular matrix (ECM) which were retained on the culture surface as evidenced by immunocytochemistry. Total matrix mass and distribution pattern was studied using interference reflection microscopy. Interestingly, fibroblasts, keratinocytes and co-cultures produced cell-derived matrices (CDM) of varying composition and morphology. CDM could be used as &#34;bio-scaffolds&#34; for secondary cell seeding, where the current use of coatings or scaffolds, typically from xenogenic animal sources, can be avoided, thus moving towards more clinically relevant applications.
In addition, this protocol describes the application of MMC during the submerged phase of a 3D-organotypic skin co-culture model which was sufficient to enhance ECM deposition in the dermo-epidermal junction (DEJ), in particular, collagen VII, the major component of anchoring fibrils. Electron microscopy confirmed the presence of anchoring fibrils in cultures developed with MMC, as compared to controls. This is significant as anchoring fibrils tether the dermis to the epidermis, hence, having a pre-formed mature DEJ may benefit skin graft recipients in terms of graft stability and overall wound healing. Furthermore, culture time was condensed from 5 weeks to 3 weeks to obtain a mature construct, when using MMC, reducing costs.

Improving 2D and 3D Skin In Vitro Models Using Macromolecular Crowding

We present a protocol to obtain cell-derived matrices rich in extracellular matrix proteins, using macromolecular crowders (MMC). In addition, we present a protocol which incorporates MMC in 3D organotypic skin co-culture generation, which reduces culture time while maintaining maturity of construct.

Geliştirilmesi 2D ve 3D Cilt<em&gt; İn Vitro</emMakromoleküler Dışlamasını Kullanma&gt; Modeller

The glycoprotein family of collagens represents the main structural proteins in the human body, and are key components of biomaterials used in modern ...

Micropatterning and Assembly of 3D Microvessels

In vitro platforms to study endothelial cells and vascular biology are largely limited to 2D endothelial cell culture, flow chambers with polymer or glass based substrates, and hydrogel-based tube formation assays. These assays, while informative, do not recapitulate lumen geometry, proper extracellular matrix, and multi-cellular proximity, which play key roles in modulating vascular function. This manuscript describes an injection molding method to generate engineered vessels with diameters on the order of 100 &#181;m. Microvessels are fabricated by seeding endothelial cells in a microfluidic channel embedded within a native type I collagen hydrogel. By incorporating parenchymal cells within the collagen matrix prior to channel formation, specific tissue microenvironments can be modeled and studied. Additional modulations of hydrodynamic properties and media composition allow for control of complex vascular function within the desired microenvironment. This platform allows for the study of perivascular cell recruitment, blood-endothelium interactions, flow response, and tissue-microvascular interactions. Engineered microvessels offer the ability to isolate the influence from individual components of a vascular niche and precisely control its chemical, mechanical, and biological properties to study vascular biology in both health and disease.

This manuscript presents an injection molding method to engineer microvessels that recapitulate physiological properties of endothelium. The microfluidic-based process creates patent 3D vascular networks with tailorable conditions, such as flow, cellular composition, geometry, and biochemical gradients. The fabrication process and examples of potential applications are described.

Micropatterning ve 3D mikrodamarlar Meclisi

In vitro platforms to study endothelial cells and vascular biology are largely limited to 2D endothelial cell culture, flow chambers with polymer or glass ...

Bioprinting of Cartilage and Skin Tissue Analogs Utilizing a Novel Passive Mixing Unit Technique for Bioink Precellularization

Bioprinting is a powerful technique for the rapid and reproducible fabrication of constructs for tissue engineering applications. In this study, both cartilage and skin analogs were fabricated after bioink pre-cellularization utilizing a novel passive mixing unit technique. This technique was developed with the aim to simplify the steps involved in the mixing of a cell suspension into a highly viscous bioink. The resolution of filaments deposited through bioprinting necessitates the assurance of uniformity in cell distribution prior to printing to avoid the deposition of regions without cells or retention of large cell clumps that can clog the needle. We demonstrate the ability to rapidly blend a cell suspension with a bioink prior to bioprinting of both cartilage and skin analogs. Both tissue analogs could be cultured for up to 4 weeks. Histological analysis demonstrated both cell viability and deposition of tissue specific extracellular matrix (ECM) markers such as glycosaminoglycans (GAGs) and collagen I respectively.

Cartilage and skin analogs were bioprinted using a nanocellulose-alginate based bioink. The bioinks were cellularized prior to printing via a single step passive mixing unit. The constructs were demonstrated to be uniformly cellularized, have high viability, and exhibit favorable markers of differentiation.

Bioprinting kıkırdak ve cilt doku analogları bir roman pasif birimi teknik Bioink Precellularization için karıştırma kullanmak

Bioprinting is a powerful technique for the rapid and reproducible fabrication of constructs for tissue engineering applications. In this study, both ...

Purification and Analytics of a Monoclonal Antibody from Chinese Hamster Ovary Cells Using an Automated Microbioreactor System

Monoclonal antibodies (mAbs) are one of the most popular and well-characterized biological products manufactured today. Most commonly produced using Chinese hamster ovary (CHO) cells, culture and process conditions must be optimized to maximize antibody titers and achieve target quality profiles. Typically, this optimization uses automated microscale bioreactors (15 mL) to screen multiple process conditions in parallel. Optimization criteria include culture performance and the critical quality attributes (CQAs) of the monoclonal antibody (mAb) product, which may impact its efficacy and safety. Culture performance metrics include cell growth and nutrient consumption, while the CQAs include the mAb's N-glycosylation and aggregation profiles, charge variants, and molecular weight. This detailed protocol describes how to purify and subsequently analyze HCCF samples produced by an automated microbioreactor system to gain valuable performance metrics and outputs. First, an automated protein A fast protein liquid chromatography (FPLC) method is used to purify the mAb from harvested cell culture samples. Once concentrated, the glycan profiles are analyzed by mass spectrometry using a specific platform (refer to the Table of Materials). Antibody molecular weights and aggregation profiles are determined using size exclusion chromatography-multiple angle light scattering (SEC-MALS), while charge variants are analyzed using microchip capillary zone electrophoresis (mCZE). In addition to the culture performance metrics captured during the bioreactor process (i.e., culture viability, cell counts, and common metabolites including glutamine, glucose, lactate, and ammonia), spent media is analyzed to identify limiting nutrients to improve the feeding strategies and overall process design. Therefore, a detailed protocol for the absolute quantification of amino acids by liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS) of spent media is also described. The methods used in this protocol take advantage of high-throughput platforms that are compatible for large numbers of small-volume samples.

A detailed protocol for the purification and subsequent analysis of a monoclonal antibody from harvested cell culture fluid (HCCF) of automated microbioreactors has been described. Use of analytics to determine critical quality attributes (CQAs) and maximizing limited sample volume to extract vital information is also presented.

Otomatik bir Mikrobioreactor sistemi kullanılarak Çin hamster yumurtlama hücrelerinden bir monoklonal antikor arıtma ve analitik

Monoclonal antibodies (mAbs) are one of the most popular and well-characterized biological products manufactured today. Most commonly produced using ...

Four-Dimensional CT Analysis Using Sequential 3D-3D Registration

Four-dimensional computed tomography (4DCT) provides a series of volume data and visualizes joint motions. However, numerical analysis of 4DCT data remains difficult because segmentation in all volumetric frames is time-consuming. We aimed to analyze joint kinematics using a sequential 3D-3D registration technique to provide the kinematics of the moving bone with respect to the fixed bone semiautomatically using 4DCT DICOM data and existing software. Surface data of the source bones are reconstructed from 3DCT. The trimmed surface data are respectively matched with surface data from the first frame in 4DCT. These trimmed surfaces are sequentially matched until the last frame. These processes provide positional information for target bones in all frames of the 4DCT. Once the coordinate systems of the target bones are decided, translation and rotation angles between any two bones can be calculated. This 4DCT analysis offers advantages in kinematic analyses of complex structures such as carpal or tarsal bones. However, fast or large-scale motions cannot be traced because of motion artifacts.

We analyzed joint kinematics from four-dimensional computed tomography data. The sequential 3D-3D registration method semiautomatically provides the kinematics of the moving bone with respect to the subject bone from four-dimensional computed tomography data.

Sıralı 3D-3D Kaydı Nı Kullanarak Dört Boyutlu CT Analizi

Four-dimensional computed tomography (4DCT) provides a series of volume data and visualizes joint motions. However, numerical analysis of 4DCT data ...

Optical Imaging of Isolated Murine Ventricular Myocytes

The ability to isolate adult cardiac myocytes has permitted researchers to study a variety of cardiac pathologies at the single cell level. While advances in calcium sensitive dyes have permitted the robust optical recording of single cell calcium dynamics, recording of robust transmembrane optical voltage signals has remained difficult. Arguably, this is because of the low single to noise ratio, phototoxicity, and photobleaching of traditional potentiometric dyes. Therefore, single cell voltage measurements have long been confined to the patch clamp technique which while the gold standard, is technically demanding and low throughput. However, with the development of novel potentiometric dyes, large, fast optical responses to changes in voltage can be obtained with little to no phototoxicity and photobleaching. This protocol describes in detail how to isolate adult murine myocytes which can be used for cellular shortening, calcium, and optical voltage measurements. Specifically, the protocol describes how to use a ratiometric calcium dye, a single-excitation calcium dye, and a single excitation voltage dye. This approach can be used to assess the cardiotoxicity and arrhythmogenicity of various chemical agents. While phototoxicity is still an issue at the single cell level, methodology is discussed on how to reduce it.

We present the methodology for the isolation of murine myocytes and how to obtain voltage or calcium traces simultaneously with sarcomere shortening traces using fluorescence photometry with simultaneous digital cell geometry measurements.

İzole Murine Ventriküler Miyositlerin Optik Görüntülemesi

The ability to isolate adult cardiac myocytes has permitted researchers to study a variety of cardiac pathologies at the single cell level. While advances ...

Primary Clarification of CHO Harvested Cell Culture Fluid using an Acoustic Separator

Primary clarification is an essential step in a biomanufacturing process for the initial removal of cells from therapeutic products within the harvested cell culture fluid. While traditional methods like centrifugation or filtration are widely implemented for cell removal, the equipment for these processes have large footprints and operation can involve contamination risks and filter fouling. Additionally, traditional methods may not be ideal for continuous bioprocessing schemes for primary clarification. Thus, an alternate application using acoustic (sound) waves was investigated to continuously separate cells from the cell culture fluid. Presented in this study is a detailed protocol for using a bench-scale acoustic wave separator (AWS) for the primary separation of culture fluid containing a monoclonal IgG1 antibody from a CHO cell bioreactor harvest. Representative data are presented from the AWS and demonstrate how to achieve effective cell clarification and product recovery. Finally, potential applications for AWS in continuous bioprocessing are discussed. Overall, this study provides a practical and general protocol for the implementation of AWS in primary clarification for CHO cell cultures and further describes its application potential in continuous bioprocessing.

Presented here is a protocol for the primary clarification of CHO cell culture using an acoustic separator. This protocol can be used for the primary clarification of shake flask cultures or bioreactor harvests and has the potential application for continuous clarification of the cell bleed material during perfusion bioreactor operations.

Akustik Ayırıcı Kullanarak CHO Hasat Edilen Hücre Kültürü Sıvısının Birincil Netleştirilmesi

Primary clarification is an essential step in a biomanufacturing process for the initial removal of cells from therapeutic products within the harvested ...

Measuring 3D In-vivo Shoulder Kinematics using Biplanar Videoradiography

The shoulder is one of the human body's most complex joint systems, with motion occurring through the coordinated actions of four individual joints, multiple ligaments, and approximately 20 muscles. Unfortunately, shoulder pathologies (e.g., rotator cuff tears, joint dislocations, arthritis) are common, resulting in substantial pain, disability, and decreased quality of life. The specific etiology for many of these pathologic conditions is not fully understood, but it is generally accepted that shoulder pathology is often associated with altered joint motion. Unfortunately, measuring shoulder motion with the necessary level of accuracy to investigate motion-based hypotheses is not trivial. However, radiographic-based motion measurement techniques have provided the advancement necessary to investigate motion-based hypotheses and provide a mechanistic understanding of shoulder function. Thus, the purpose of this article is to describe the approaches for measuring shoulder motion using a custom biplanar videoradiography system. The specific objectives of this article are to describe the protocols to acquire biplanar videoradiographic images of the shoulder complex, acquire CT scans, develop 3D bone models, locate anatomical landmarks, track the position and orientation of the humerus, scapula, and torso from the biplanar radiographic images, and calculate the kinematic outcome measures. In addition, the article will describe special considerations unique to the shoulder when measuring joint kinematics using this approach.

Biplane videoradiography can quantify shoulder kinematics with a high degree of accuracy. The protocol described herein was specifically designed to track the scapula, humerus, and the ribs during planar humeral elevation, and outlines the procedures for data collection, processing, and analysis. Unique considerations for data collection are also described.

Biplanar Videoradyografi kullanarak 3D In-vivo Omuz Kinematik ölçümü

The shoulder is one of the human body's most complex joint systems, with motion occurring through the coordinated actions of four individual joints, ...