The dual-energy technique win used to separate the bone-only and tissue-only images from the conventional chest images. The equivalent thickness of the basic materials are estimated from low and high energy images of a given complex materials using the attenuation coefficient of ma serial componens. We showed that the image quality of dual-energy imaging method can be influenced by the ponlinearity and noise components of system and spectrum distributions The quantitative analysis of Calcium component was performed by dual-energy technique and it is shown that the concentration of the Calcium could be accurately estimated within 5% error range.
Nahid El Faquir;Quinten Wolff;Rafi Sakhi;Ben Ren;Zouhair Rahhab;Sander van Weenen;Patrick Geeve;Ricardo P J Budde;Eric Boersma;Joost Daemen;Nicolas M van Mieghem;Peter P de Jaegere
Journal of Cardiovascular Imaging
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v.30
no.4
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pp.292-304
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2022
BACKGROUND: Calcium is a determinant of paravalvular leakage (PVL) after transcatheter aortic valve implantation (TAVI). This is based on a fixed contrast attenuation value while X-ray attenuation is patient-dependent and without considering frame expansion and PVL location. We examined the role of calcium in (site-specific) PVL after TAVI using a patient-specific contrast attenuation coefficient combined with frame expansion. METHODS: 57 patients were included with baseline CT, post-TAVI transthoracic echocardiography and rotational angiography (R-angio). Calcium load was assessed using a patient-specific contrast attenuation coefficient. Baseline CT and post-TAVI R-angio were fused to assess frame expansion. PVL was assessed by a core lab. RESULTS: Overall, the highest calcium load was at the non-coronary-cusp-region (NCR, 436 mm3) vs. the right-coronary-cusp-region (RCR, 233 mm3) and the left-coronary-cusp-region (LCR, 244 mm3), p < 0.001. Calcium load was higher in patients with vs. without PVL (1,137 vs. 742 mm3, p = 0.012) and was an independent predictor of PVL (odds ratio, 4.83, p = 0.004). PVL was seen most often in the LCR (39% vs. 21% [RCR] and 19% [NCR]). The degree of frame expansion was 71% at the NCR, 70% at the RCR and 74% at the LCR without difference between patients with or without PVL. CONCLUSIONS: Calcium load was higher in patients with PVL and was an independent predictor of PVL. While calcium was predominantly seen at the NCR, PVL was most often at the LCR. These findings indicate that in addition to calcium, specific anatomic features play a role in PVL after TAVI.
Recent studies have implicated reactive oxygen species (ROS) as determinants of the pathological pain caused by the activation of peripheral neurons. It has not been elucidated, however, how ROS activate the primary sensory neurons in the pain pathway. In this study, calcium imaging was performed to investigate the effects of NaOCl, a ROS donor, on the intracellular calcium concentration ($[Ca^{2+}]i$) in acutely dissociated dorsal root ganglion (DRG) neurons. DRG was sequentially treated with 0.2 mg/ml of both protease and thermolysin, and single neurons were then obtained by mechanical dissociation. The administration of NaOCl then caused a reversible increase in the $[Ca^{2+}]i$, which was inhibited by pretreatment with phenyl-N-tertbuthylnitrone (PBN) and isoascorbate, both ROS scavengers. The NaOCl-induced $[Ca^{2+}]i$ increase was suppressed both in a calcium free solution and after depletion of the intracellular $Ca^{2+}$ pool by thapsigargin. Additionally, this increase was predominantly blocked by pretreatment with the transient receptor potential (TRP) antagonists, ruthenium red ($50\;{\mu}M$) and capsazepine ($10\;{\mu}M$). Collectively, these results suggest that an increase in the intracellular calcium concentration is produced from both extracellular fluid and the intracellular calcium store, and that TRP might be involved in the sensation of pain induced by ROS.
Background: Persistent uroliths after a cystotomy in dogs are a common cause of surgical failure. Objectives: This study examined the following: the success rate of retrograde urohydropropulsion in male dogs using non-enhanced computed tomography (CT), whether the CT mean beam attenuation values in Hounsfield Units (mHU) measured in vivo could predict the urolithiasis composition and whether the selected reconstruction kernel may influence the measured mHU. Methods: All dogs and cats that presented with lower urinary tract uroliths and had a non-enhanced CT preceding surgery were included. In male dogs, CT was performed after retrograde urohydropropulsion to detect the remaining urethral calculi. The percentage and location of persistent calculi were recorded. The images were reconstructed using three kernels, from smooth to ultrasharp, and the calculi mHU were measured. Results: Sixty-five patients were included in the study. The success rate of retrograde urohydropropulsion in the 45 male dogs was 55.6% and 86.7% at the first and second attempts, respectively. The predominant components of the calculi were cystine (20), struvite (15), calcium oxalate (8), and urate (7). The convolution kernel influenced the mHU values (p < 0.05). The difference in mHU regarding the calculus composition was better assessed using the smoother kernel. A mHU greater than 1,000 HU was predictive of calcium oxalate calculi. Conclusions: Non-enhanced CT is useful for controlling the success of retrograde urohydropropulsion. The mHU could allow a prediction of the calculus composition, particularly for calcium oxalate, which may help determine the therapeutic strategy.
Nam gyu Kang;Young Joo Suh;Kyunghwa Han;Young Jin Kim;Byoung Wook Choi
Korean Journal of Radiology
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v.22
no.3
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pp.334-343
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2021
Objective: We aimed to develop a prediction model for diagnosing severe aortic stenosis (AS) using computed tomography (CT) radiomics features of aortic valve calcium (AVC) and machine learning (ML) algorithms. Materials and Methods: We retrospectively enrolled 408 patients who underwent cardiac CT between March 2010 and August 2017 and had echocardiographic examinations (240 patients with severe AS on echocardiography [the severe AS group] and 168 patients without severe AS [the non-severe AS group]). Data were divided into a training set (312 patients) and a validation set (96 patients). Using non-contrast-enhanced cardiac CT scans, AVC was segmented, and 128 radiomics features for AVC were extracted. After feature selection was performed with three ML algorithms (least absolute shrinkage and selection operator [LASSO], random forests [RFs], and eXtreme Gradient Boosting [XGBoost]), model classifiers for diagnosing severe AS on echocardiography were developed in combination with three different model classifier methods (logistic regression, RF, and XGBoost). The performance (c-index) of each radiomics prediction model was compared with predictions based on AVC volume and score. Results: The radiomics scores derived from LASSO were significantly different between the severe AS and non-severe AS groups in the validation set (median, 1.563 vs. 0.197, respectively, p < 0.001). A radiomics prediction model based on feature selection by LASSO + model classifier by XGBoost showed the highest c-index of 0.921 (95% confidence interval [CI], 0.869-0.973) in the validation set. Compared to prediction models based on AVC volume and score (c-indexes of 0.894 [95% CI, 0.815-0.948] and 0.899 [95% CI, 0.820-0.951], respectively), eight and three of the nine radiomics prediction models showed higher discrimination abilities for severe AS. However, the differences were not statistically significant (p > 0.05 for all). Conclusion: Models based on the radiomics features of AVC and ML algorithms may perform well for diagnosing severe AS, but the added value compared to AVC volume and score should be investigated further.
Recently, much attention has been paid to human retinoblastoma since it provide a good model system for studying mechanisms underlying cell growth, differentiation, proliferation, and apoptosis, and for developing cancer therapy. However, until now it is unclear whether purinergic receptors are involved in the calcium mobilization in the retinoblastoma cells. In this regard, we measured possible purinergic signaling in WERI-Rb-1 cells using $Ca^{2+}$ imaging technique and RT-PCR method. ATP-induced $[Ca^{2+}]_i$ transients was maintained to about $90.7{\pm}1.0%$ of the control (n=48) even in the absence of extracellular calcium. The ATP-induced intracellular calcium response was only attained to $10.4{\pm}1.8%$ (n=55) of peak amplitude of the control after preincubation of 1 ${\mu}MU-73122$, a PLC inhibitor, but it was not affected by 1 ${\mu}MU-73343$, a inactive form of U-73122. And also ATP-induced $[Ca^{2+}]_i$ rise was almost attenuated by 20 ${\mu}M$ 2-APB, a putative $IP_3$ receptor inhibitor. Two subtypes of $IP_3$ receptor $(IP_{3-1}R,\;IP_{3-2}R)$ were identified by a RT-PCR method. These findings suggest that purinergic stimuli can cause calcium mobilization via $PLC-IP_3$ pathway after the activation of P2Y receptors in the retinoblastoma cells, which may play important roles in cell proliferation, differentiation, growth, and cell death.
Background: The incidence of ischemic cerebrovascular disease is increasing in recent years and has been one of the leading causes of neurological dysfunction and death. Ginsenoside Rg1 has been found to protect against neuronal damage in many neurodegenerative diseases. However, the effect and mechanism by which Rg1 protects against cerebral ischemia-reperfusion injury (CIRI) are not fully understood. Here, we report the neuroprotective effects of Rg1 treatment on CIRI and its possible mechanisms in mice. Methods: A bilateral common carotid artery ligation was used to establish a chronic CIRI model in mice. HT22 cells were treated with Rg1 after OGD/R to study its effect on [Ca2+]i. The open-field test and poleclimbing experiment were used to detect behavioral injury. The laser speckle blood flowmeter was used to measure brain blood flow. The Nissl and H&E staining were used to examine the neuronal damage. The Western blotting was used to examine MAP2, PSD95, Tau, p-Tau, NOX2, PLC, p-PLC, CN, NFAT1, and NLRP1 expression. Calcium imaging was used to test the level of [Ca2+]i. Results: Rg1 treatment significantly improved cerebral blood flow, locomotion, and limb coordination, reduced ROS production, increased MAP2 and PSD95 expression, and decreased p-Tau, NOX2, p-PLC, CN, NFAT1, and NLRP1 expression. Calcium imaging results showed that Rg1 could inhibit calcium overload and resist the imbalance of calcium homeostasis after OGD/R in HT22 cells. Conclusion: Rg1 plays a neuroprotective role in attenuating CIRI by inhibiting oxidative stress, calcium overload, and neuroinflammation.
The effects of acute ethanol on the high K+ induced $Ca^{2+}}$ signals were examined from primary cultures of cerebellar granule neurons. $Ca^{2+}}$ signals were measured with Calcium Green-1 based microscopic video imaging. Because $Ca^{2+}}$ signal was low in most of granule neurons without stimuli, high KCI was used for depolarization. In most case, acute exposure to ethanol reduced the peak amplitude of the $Ca^{2+}}$ signals, induced by high K+, even though low concentration of ethanol(2~10mM) was used and the effects lasted more than 30min. In was also possible to see differences of ethanol inhibition, i.e. the temporal pattern of $Ca^{2+}}$ signal reductions and the strength of inhibition of $Ca^{2+}}$ signals in cerebellar granule neurons. These results indicate that low concentration of ethanol has diverse actions on the $Ca^{2+}}$ signals in cerebellar granule neurons.
Journal of Physiology & Pathology in Korean Medicine
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v.18
no.2
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pp.621-625
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2004
Bilateral striopallidodentate calcinosis, popularly referred to as Fahr's disease, is a disorder radiologically characterized by bilateral calcifications of the basal ganglia, thalami, dentate nuclei of the cerebellum, and the white matter of the cerebral hemisphere without serum calcium-phosphorus metabolism and related endocrinologic abnormalities. Intracranial calcifications are easily visible as high-density on CT. On magnetic resonance images, the calcifications exhibit different signal intensities. The differences in signal intensity are thought to be related to the stage of the disease, differences in calcium metabolism, and the volume of the calcium deposit. Based on literature review, I report the case of a 63 year man with bilateral symmetrical calcification in the basal ganglia, dentate nuclei of the cerebellum, and the white matter of the cerebral hemisphere who present a 5 year history of progressive dysarthria associated with left thalamic infarction.
International Journal of Vascular Biomedical Engineering
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v.3
no.2
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pp.1-9
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2005
Flow-induced dilation of blood vessel is the result of a series of bioreaction in vascular endothelial cells(VEC). Shear stress change by blood flow in human artery or vein is sensed by the mechanoreceptor and responsible for such a chain reaction. The inositol(1,4,5)-triphophate($IP_3$) is produced in the first stage to elevate permeability of the intercellular membrane to calcium ions by which the cytosolic calcium concentration is consequently increased. This intracellular calcium transient triggers synthesis of EDRF and prostacyclin. The mathematical model of this VEC calcium dynamics is reproduced from the literature. We then use the Computational Fluid Dynamics(CFD) technique to investigate the blood stream dictating the VEC calcium dynamics. The pulsatile blood flow in a stenosed blood vessel is considered here as a part of study on thrombogenesis. We calculate the pulsating shear stress (thus its temporal change) distributed over the stenosed artery that is implemented to the VEC calcium dynamics model. It has been found that the pulsatile shear stress induces larger intracellular $Ca^{2+}$ transient plus much higher amount of EDRF and prostacyclin release in comparison with the steady shear stress case. It is concluded that pulsatility of the physiological shear stress is important to keep the vasodilation function in the stenosed part of the blood vessel.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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