Contrast-Enhanced Subharmonic Aided Pressure Estimation (SHAPE) met behulp van echografie met een focus op het identificeren van portale hypertensie

Summary

Een protocol voor het niet-invasief schatten van omgevingsdrukken met behulp van subharmonische echografie van geïnfundeerde contrastmicrobubbels (na de juiste kalibratie) wordt beschreven met voorbeelden van menselijke patiënten met chronische leverziekte.

Abstract

Niet-invasieve, nauwkeurige meting van de druk in het menselijk lichaam is al lang een belangrijk maar ongrijpbaar klinisch doel. Contrastmiddelen voor ultrasone beeldvorming zijn met gas gevulde, ingekapselde microbubbels (diameter < 10 μm) die de gehele vasculatuur doorkruisen en signalen tot 30 dB verbeteren. Deze microbubbels produceren ook niet-lineaire oscillaties op frequenties variërend van de subharmonische (de helft van de zendfrequentie) tot hogere harmonischen. De subharmonische amplitude heeft een omgekeerde lineaire relatie met de omgevingshydrostatische druk. Hier wordt een echografiesysteem gepresenteerd dat in staat is om real-time, subharmonic aided pressure estimation (SHAPE) uit te voeren. Tijdens de infusie van ultrasone contrastmiddelen wordt een algoritme voor het optimaliseren van akoestische uitgangen geactiveerd. Na deze kalibratie hebben subharmonische microbubbelsignalen (d.w.z. SHAPE) de hoogste gevoeligheid voor drukveranderingen en kunnen ze worden gebruikt om de druk niet-invasief te kwantificeren. Het nut van de SHAPE-procedure voor het identificeren van portale hypertensie in de lever ligt hier centraal, maar de techniek is toepasbaar in veel klinische scenario's.

Introduction

Een aantal verschillende ultrasone contrastmiddelen (UCA's) zijn goedgekeurd voor klinisch gebruik in de cardiologie (met name linkerventrikelopacificatie) en radiologie (met name karakterisering van leverlaesies bij volwassenen en kinderen) over de hele wereld. ¹ De gevoeligheid en specificiteit van echografie kan worden verbeterd door intraveneuze (IV) injectie van met gas gevulde microbubbels (diameter < 10 μm) ingekapseld door een lipide- of eiwitschil als UCA's die de gehele vasculatuur doorkruisen en signalen met maximaal 30 dB verbeteren. ¹ Deze UCA's versterken niet alleen de teruggekaatste ultrasone signalen, ma....

Protocol

De institutionele beoordelingsraden van zowel Thomas Jefferson University als het ziekenhuis van de Universiteit van Pennsylvania keurden dit protocol goed. Het protocol voldoet aan de Wet meeneembaarheid en verantwoording zorgverzekering. De Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA) heeft een Investigational New Drug approval (IND # 124.465 aan F. Forsberg) afgegeven voor dit protocol. GE Healthcare (Oslo, Noorwegen) leverde de UCA die in dit onderzoek werd gebruikt (Sonazoïde; Tabel 1). Sonazoïde is niet goedgekeurd door de FDA voor klinische toepassingen in de Verenigde Staten, daarom was een IND noodzakelijk. Andere UCA's met FDA-goedkeuring<....

Results

Zoals bij alle echografische onderzoeken, is de eerste overweging voor levervorm het verkrijgen van de best mogelijke baseline grijswaardenbeelden van het doelgebied en om ervoor te zorgen (met behulp van Doppler-beeldvorming) dat er geen intrahepatische portale veneuze shunts of andere vasculaire afwijkingen aanwezig zijn. In het geval van beeldvorming van de lever voor het diagnosticeren van portale hypertensie, is de sleutel om zowel de poortader als een leverader op dezelfde diepte te visualiseren om de impact van ve.......

Discussion

Niet-invasieve, nauwkeurige meting van de druk in het menselijk lichaam is al lang een belangrijk maar ongrijpbaar klinisch doel. Het hier gepresenteerde protocol voor SHAPE-metingen bereikt dit doel. Het meest kritische onderdeel van de SHAPE-procedure is het optimalisatiealgoritme, omdat subharmonische gegevens die niet bij het optimale akoestische uitgangsvermogen zijn verkregen, slecht correleren met hydrostatische drukken. 17,22,23 De eerste versie van deze software die op een Logiq 9-scanne.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
2 mL syringe	Becton Dickinson	309637	Used for reconstituting Sonazoid
10 mL saline-filled syringe	Becton Dickinson	306545	Used for flushing line to verify IV access
500 mL saline bag	Baxter Healthcare Corp	2131323	Used for co-infusion with Sonazoid
C1-6-D curvi-linear proble	GE Healthcare	H40472LT	Used for liver imaging
Chemoprotect Spike	Codan USA	C355	Chemospike used for reconstituting Sonazoid
Discofix C Blue	B. Braun Medical Inc	16494C	3-way stopcock
Intrafix Safeset 180 cm	B. Braun Medical Inc	4063000	Infusion tubing
Logiq E10 ultrasound scanner	GE Healthcare	H4928US	Used for conventional ultrasound imaging as well as for SHI and SHAPE
Luer lock 10 mL syringe	Becton Dickinson	300912	For infusion of Sonazoid
Medfusion 3500 syringe pump	Smiths Medical	3500-500	Used for infusing Sonazoid at 0.18 mL/kg/hour
Perfusor-leitung tubing 150 mm	B. Braun Medical Inc	8722960	Extension line enabling syringe connection to patient's IV access
SHI/SHAPE software	GE Healthcare	H4920CI	Contrast-specific imaging software
Sigma Spectrum infusion system	Baxter Healthcare Corp	35700BAX	Pump used for co-infusing saline at 120 mL/hour
Sonazoid	GE Healthcare		Gas-filled microbubble based ultrasound contrast agent
sterile water, 2 mL	B. Braun Medical Inc		Used for reconstituting Sonazoid
ultrasound gel	Cardinal Health	USG-250BT	Used for contact between probe and patient
Venflon IV cannula 22GA	Becton Dickinson	393202	Cannula needle for obtaining IV access