تقدير الضغط بمساعدة دون التوافقي المعزز بالتباين (SHAPE) باستخدام التصوير بالموجات فوق الصوتية مع التركيز على تحديد ارتفاع ضغط الدم البابي
ديسمبر 5, 2020
تم وصف بروتوكول لتقدير الضغوط المحيطة بشكل غير جراحي باستخدام التصوير بالموجات فوق الصوتية دون التوافقي للفقاعات الدقيقة المتباينة المملوءة (بعد المعايرة المناسبة) مع أمثلة من المرضى البشريين المصابين بأمراض الكبد المزمنة.
تم تصميم هذه التقنية لقياس الضغوط غير الغازية داخل الجسم. إنه مفيد بشكل خاص لمراقبة الضغوط في القلب ، ومراقبة علاج السرطانات ، وفي هذا المشروع بالذات لقياس الضغوط في الكبد. لتحضير عامل التباين بالموجات فوق الصوتية ، قم بإزالة الغطاء الواقي من منفذ الحقنة في السنبلة الكيميائية واستخدم مسمار كيميائي لتثقيب سدادة أول قوارير من ثلاث قوارير للعامل.
أضف ملليلترين من الماء المعقم إلى القارورة وقم بهز القارورة على الفور لمدة دقيقة واحدة. عندما يتم الحصول على منتج متجانس ، اسحب المنتج إلى المحقنة. يحتوي عامل التباين بالموجات فوق الصوتية المعاد تكوينه على فقاعات دقيقة بتركيز ثمانية ميكرولتر لكل مليلتر.
بعد تكرار إعادة التكوين للقارورتين الأخريين بنفس الطريقة ، استخدم المحلول الملحي لملء أنابيب التوصيل وتوصيل الأنابيب بمحبس ثلاثي الاتجاهات. قم بتوصيل محبس بأنبوب التمديد المؤدي إلى القنية وقم بتوصيل المحقنة مباشرة بالمحبس. ثم قم بتركيب المحقنة على مضخة حقنة على نفس المستوى أو أسفل المريض.
للحصول على مجموعة أولية من صور الموجات فوق الصوتية ، قم بتشغيل ماسح ضوئي بالموجات فوق الصوتية وحدد المسبار المنحني C1-6-D. حدد إعدادا مسبقا للبطن على الماسحة الضوئية. استخدم نهجا تحت الضلعي ومصفوفة منحنية للحصول على صور ذات تدرج رمادي لكل من البوابة والأوردة الكبدية في نفس مستوى التصوير وعلى أعماق مماثلة.
تحسين الصور بناء على الممارسة السريرية الجيدة ، مع الحرص على تحديد منطقة الوريد الكبدي بعيدا عن الوريد الأجوف السفلي لتجنب تأثير التدفق المرتجع. بعد التصوير الأولي بالموجات فوق الصوتية ، افتح محبس وقم بغرس المحلول الملحي بمعدل 120 مل في الساعة مع نقع التباين بمعدل 0.024 ميكرولتر لكل كيلوغرام من معدل الجسم في الدقيقة. لتنشيط التصوير دون التوافقي في وضع العرض المزدوج، استخدم زر لوحة اللمس التباينية دون التوافقية لتنشيط وضع التباين.
حدد تعديل سعة التصوير تحت التوافقي على التحكم الدوار. قم بإجراء التصوير دون التوافقي بتردد إرسال يبلغ 2.5 ميغاهرتز والحصول على الإشارات المستقبلة عند 1.25 ميغاهيرتز. تأكد من سالكية البوابة والأوردة الكبدية بالإضافة إلى وجود فقاعات دقيقة ، والتي يمكن أن تستغرق ما يصل إلى دقيقة إلى دقيقتين من بداية التسريب.
حدد تحليل منحنى شدة الوقت على لوحة اللمس متبوعا ب F6 و K للتعويض عن الأعماق والتوهين المتفاوتة لتنشيط كود التحسين الآلي SHAPE لتحسين تصوير SHAPE. ستحصل خوارزمية تحسين SHAPE على بيانات دون توافقية لكل مستوى إخراج صوتي. بمجرد اكتمال الحصول على البيانات، ضع منطقة اهتمام على وريد البوابة الإلكترونية في نافذة عينة التباين.
ارسم متوسط البيانات الفرعية التوافقية داخل المنطقة كدالة للإخراج الصوتي وقم بملاءمة منحنى لوجستي للبيانات. ثم حدد نقطة الانعطاف لهذا المنحنى كقوة محسنة ، حيث ثبت أن هذه هي النقطة ذات الحساسية الأكبر للشكل. اضبط طاقة الخرج الصوتي على قيمة نقطة الانعطاف لزيادة حساسية الشكل إلى أقصى حد والحصول على بيانات دون توافقية من الفقاعات الدقيقة في مقاطع من خمس إلى 15 ثانية أثناء ضخ تعليق UCA.
عند التصوير لتشخيص ارتفاع ضغط الدم البابي في الكبد ، فإن المفتاح هو تصور كل من الأوردة البابية والكبدية على نفس العمق لتقليل تأثير التوهين. بعد تعزيز التوازن المستحث عن UCA ، يجب تنشيط خوارزمية التحسين واختيار منطقة الاهتمام في الوريد البوابي لإنتاج السعة الفرعية التوافقية ومنحنيات اختيار طاقة الإخراج. في صور SHAPE هذه من المرضى الذين يعانون من ارتفاع ضغط الدم البابي السريري أو بدونه، يتمثل الاختلاف البصري الرئيسي في الإشارة الفرعية التوافقية الملحوظة الموجودة في الوريد الكبدي لدى المريض المصاب بارتفاع ضغط الدم الغائبة في المريض الذي لا يعاني من ارتفاع ضغط الدم.
لاحظ أن بعض المرضى يعانون من علامات سريرية ومخبرية لارتفاع ضغط الدم البابي ولكن لديهم قيم HVPG طبيعية أو صفرية. يمكن أن يعزى ذلك إلى عدد من الاختلافات التشريحية و / أو الوعائية ، مما يؤدي إلى تشخيص SHAPE غير صحيح. هذه التقنية غير جراحية وآمنة ودقيقة.
يسمح بالحصول على تقديرات الضغط النسبية والمطلقة ، وهو شيء لا يمكن لأي تقنية تصوير أخرى القيام به حاليا.
اعرض النص الكامل واحصل على الوصول إلى آلاف الفيديوهات العلمية
نظرة عامة
تقدم هذه المقالة بروتوكولاً لتقدير الضغط غير الغازي باستخدام تصوير بالموجات فوق الصوتية تحت التوافقي لفقاعات التباين الدقيقة. تعتبر هذه التقنية مفيدة بشكل خاص لمراقبة الضغوط في الكبد والقلب وأثناء علاجات السرطان.
مكونات الدراسة الرئيسية
مجال العلم
- تقنيات التصوير غير الغازية
- تكنولوجيا الموجات فوق الصوتية
- التشخيصات الطبية
الخلفية
- تصوير الموجات فوق الصوتية تحت التوافقي هو نهج جديد لقياس الضغط.
- تعمل الفقاعات الدقيقة كعوامل تباين في تصوير الموجات فوق الصوتية.
- يتيح هذا الأسلوب المراقبة في الوقت الفعلي للضغوط الداخلية.
- له تطبيقات في مختلف المجالات الطبية، بما في ذلك أمراض القلب والأورام.
هدف الدراسة
- تطوير طريقة غير غازية لتقدير الضغوط المحيطة.
- تعزيز قدرات المراقبة في المرضى الذين يعانون من أمراض الكبد المزمنة.
- توفير بروتوكول يمكن تكراره في البيئات السريرية.
الطرق المستخدمة
- تحضير عامل تباين بالموجات فوق الصوتية عن طريق إعادة تكوين الفقاعات الدقيقة.
- معايرة نظام التصوير للحصول على قراءات ضغط دقيقة.
- تطبيق التقنية في المرضى البشريين.
- مراقبة الضغوط في مختلف الأعضاء، وخاصة الكبد.
النتائج الرئيسية
- تم الحصول على قياسات ضغط غير غازية ناجحة.
- أظهرت الطريقة موثوقية في التطبيقات السريرية.
- تعزيز فهم ديناميكيات الضغط في أمراض الكبد المزمنة.
- إمكانية لتطبيقات أوسع في حالات طبية أخرى.
الاستنتاجات
- يوفر البروتوكول أداة قيّمة لتقدير الضغط غير الغازي.
- يمكن أن يحسن مراقبة المرضى ونتائج العلاج.
- قد تؤدي الأبحاث الإضافية إلى توسيع تطبيقاتها عبر مختلف المجالات الطبية.
الأسئلة الشائعة
Executive Industry Relevance
Noninvasive, quantitative pressure estimation using subharmonic ultrasound imaging with microbubble contrast agents addresses a critical gap in translational research and preclinical model validation. SHAPE enables real-time, reproducible measurement of vascular pressures, supporting mechanistic de-risking and predictive confidence in disease-relevant systems such as portal hypertension. This capability enhances early discovery, target validation, and risk-adjusted portfolio advancement in biopharma R&D.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables direct interrogation of hemodynamic hypotheses in disease models.
- Supports functional target validation by quantifying pressure changes in response to interventions.
- Facilitates mechanistic de-risking by providing quantitative, noninvasive readouts.
- Improves predictive confidence for vascular and hepatic disease targets.
Screening & Assay Development
- Provides standardized, quantitative pressure measurements for assay development.
- Enables reproducible evaluation of compound effects on vascular pressures.
- Supports scalability and platform reuse across multiple preclinical models.
- Delivers reliable, real-time outputs for screening candidate interventions.
Translational & Preclinical Research
- Aligns pressure measurements with disease-relevant biomarkers in preclinical models.
- Ensures continuity from discovery through preclinical validation for vascular indications.
- Supports risk-adjusted advancement decisions based on quantitative endpoints.
- Provides mechanistic insight into intervention effects on portal hypertension.
Pipeline & Workflow Integration
SHAPE integrates into the discovery-to-preclinical continuum by enabling hypothesis testing, quantitative readouts, and standardized analytics for vascular pressure endpoints.
- Discovery Biology: Supports hypothesis-driven interrogation of vascular mechanisms and pressure modulation.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative pressure outputs for compound evaluation.
- Analytics: Provides subharmonic amplitude measurements and logistic curve-based optimization for robust data comparison.
- Translational Research: Bridges discovery and preclinical validation with disease-relevant pressure biomarkers.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable, noninvasive platform for pressure estimation across multiple disease models.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in vascular target validation.
- Operational Value: Standardizes pressure measurement workflows and enhances reproducibility.
- Strategic Value: Enables better go/no-go decisions and reduces late-stage biological risk.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of vascular and hepatic programs.
Implementation Considerations
- Requires expertise in ultrasound imaging and contrast agent handling.
- Needs access to subharmonic-capable ultrasound systems and analytical software.
- Demands cross-team standardization of imaging protocols and data analysis.
- May require adaptation for different anatomical sites or disease models.
- Diagnostic accuracy can be affected by anatomical or vascular variations in some subjects.
