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Avaliação quantitativa da angiogênese tumoral usando ultrassonografia de contraste realçada com compensação de movimento em tempo real

Desenvolver e testar um algoritmo de compensação de movimento em tempo real para imagens de ultrassonografia com contraste da angiogênese tumoral em um sistema de ultra-som clínico.

materiais e métodos
O Painel Institucional Administrativo de Cuidados com Animais de Laboratório aprovou todos os experimentos. Um novo algoritmo de correção de movimento que mede a soma de diferenças absolutas em deslocamentos de pixel dentro de uma caixa de rastreamento designada foi implementado em uma máquina de ultra-som clínico. Medições de angiogênese in vivo (expressas como área de contraste percentual) com e sem ultrassonografia de persistência de intensidade máxima (MIP) com compensação de movimento foram analisadas em xenoenxertos de câncer de cólon humanos (n = 64) em camundongos. Diferenças no sinal de ultrassonografia com e sem compensação de movimento foram comparadas e correlacionadas com os deslocamentos nas direções x e y. O algoritmo foi testado em um adicional de doze camundongos portadores de xenoenxerto de câncer de cólon com (n = 6) e sem (n = 6) terapia anti-vascular (ASA-404).

Resultados
MIP área de contraste percentual foi significativamente diferente ( P <0,001) com e sem compensação de movimento. As diferenças na área de contraste percentual correlacionaram-se significativamente ( P <0,001) com os deslocamentos xey. MIP percentual de medidas de área de contraste foram mais reprodutíveis com compensação de movimento (ICC = 0,69) do que sem (ICC = 0,51) em dois exames de ultra-som consecutivos. Após a terapia anti-vascular, a área de contraste percentual de MIP compensada pelo movimento ( P = 0,03) diminuiu em 39,4 ± 14,6% em relação aos ratos não tratados e correlacionou-se bem com a análise MVD ex vivo (Rho = 0,70; P = 0,05).

Conclusão
A ultrassonografia MIP com compensação de movimento em tempo real permite a quantificação e o monitoramento confiáveis ??e precisos da angiogênese em tumores expostos a artefatos de movimento induzidos pela respiração.

Fonte: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4475587/

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Texto Original

To develop and test a real-time motion compensation algorithm for contrast-enhanced ultrasound imaging of tumor angiogenesis on a clinical ultrasound system.

Materials and methods
The Administrative Institutional Panel on Laboratory Animal Care approved all experiments. A new motion correction algorithm measuring the sum of absolute differences in pixel displacements within a designated tracking box was implemented in a clinical ultrasound machine. In vivo angiogenesis measurements (expressed as percent contrast area) with and without motion compensated maximum intensity persistence (MIP) ultrasound imaging were analyzed in human colon cancer xenografts (n = 64) in mice. Differences in MIP ultrasound imaging signal with and without motion compensation were compared and correlated with displacements in x- and y-directions. The algorithm was tested in an additional twelve colon cancer xenograft-bearing mice with (n = 6) and without (n = 6) anti-vascular therapy (ASA-404). In vivo MIP percent contrast area measurements were quantitatively correlated with ex vivo microvessel density (MVD) analysis.

Results
MIP percent contrast area was significantly different (P < 0.001) with and without motion compensation. Differences in percent contrast area correlated significantly (P < 0.001) with x- and y-displacements. MIP percent contrast area measurements were more reproducible with motion compensation (ICC = 0.69) than without (ICC = 0.51) on two consecutive ultrasound scans. Following anti-vascular therapy, motion-compensated MIP percent contrast area significantly (P = 0.03) decreased by 39.4 ± 14.6 % compared to non-treated mice and correlated well with ex vivo MVD analysis (Rho = 0.70; P = 0.05).

Conclusion
Real-time motion-compensated MIP ultrasound imaging allows reliable and accurate quantification and monitoring of angiogenesis in tumors exposed to breathing-induced motion artifacts.

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