Summary
En protokol til noninvasivt estimering af omgivende tryk ved hjælp af subharmonisk ultralydsbilleddannelse af infunderede kontrastmikrobobler (efter passende kalibrering) beskrives med eksempler fra humane patienter med kronisk leversygdom.
Abstract
Ikke-invasiv, nøjagtig måling af tryk i menneskekroppen har længe været et vigtigt, men undvigende klinisk mål. Kontrastmidler til ultralydsbilleddannelse er gasfyldte, indkapslede mikrobobler (diameter < 10 μm), der krydser hele vaskulaturen og forbedrer signalerne med op til 30 dB. Disse mikrobobler producerer også ikke-lineære svingninger ved frekvenser, der spænder fra den subharmoniske (halvdelen af transmissionsfrekvensen) til højere harmoniske. Den subharmoniske amplitude har et omvendt lineært forhold til det omgivende hydrostatiske tryk. Her præsenteres et ultralydssystem, der er i stand til at udføre subharmonisk støttet trykestimering (SHAPE) i realtid. Under ultralydkontrastmiddelinfusion aktiveres en algoritme til optimering af akustiske udgange. Efter denne kalibrering har subharmoniske mikroboblesignaler (dvs. SHAPE) den højeste følsomhed over for trykændringer og kan bruges til ikke-invasivt at kvantificere tryk. Nytten af SHAPE-proceduren til identifikation af portalhypertension i leveren er vægten her, men teknikken har anvendelighed på tværs af mange kliniske scenarier.
Introduction
En række forskellige ultralydkontrastmidler (UCA'er) er godkendt til klinisk brug i kardiologi (især venstre ventrikulær opacifikation) og radiologi (især karakterisering af voksne og pædiatriske leverlæsioner) over hele verden. 1 Følsomheden og specificiteten af ultralydsbilleddannelse kan forbedres ved intravenøs (IV) injektion af gasfyldte mikrobobler (diameter < 10 μm) indkapslet af en lipid- eller proteinskal som UCA'er, der krydser hele vaskulaturen og forbedrer signaler med op til 30 dB. 1 Disse UCA'er forbedrer ikke kun de tilbagespredte ultralydssignaler, men ved tilstrækkelige akustiske tryk (> 200 kPa) fungerer de også som ikke-lineære oscillatorer. Derfor vil betydelige energikomponenter blive produceret i de modtagne ekkoer, der spænder fra subharmoniske og harmoniske til ultraharmoniske frekvenser. 1,2 Disse ikke-lineære signalkomponenter kan ekstraheres fra vævs- og lineære bobleekkoer (f.eks. ved hjælp af pulsinversion) og bruges til at skabe kontrastspecifikke billeddannelsesmodaliteter såsom subharmonisk billeddannelse (SHI), som modtager halvdelen af transmissionsfrekvensen (dvs. ved f 0/2). 3 Vores gruppe har i humane kliniske forsøg vist, at SHI kan detektere blodgennemstrømningen i neokar og arterioler forbundet med en række tumorer og væv. 4,5,6,7,8,9
Vi har anbefalet brugen af UCA'er ikke som vaskulære sporstoffer, men som sensorer til ikke-invasiv trykestimering i kredsløbssystemet ved at overvåge subharmoniske kontrastbobleamplitudevariationer. 10 Denne innovative teknik, kaldet subharmonisk støttet trykestimering (SHAPE), er baseret på den inverse lineære korrelation mellem amplituden af de subharmoniske signaler og det hydrostatiske tryk (op til 186 mmHg) målt for de fleste kommercielle UCA'er in vitro (r2 > 0,90) som opsummeret i tabel 1. 10,11 Det skal dog bemærkes, at ikke alle UCA'er udviser denne adfærd. Mest bemærkelsesværdigt har det vist sig, at subharmoniske signaler fra UCA SonoVue (kendt som Lumason i USA) oprindeligt stiger med hydrostatiske trykstigninger, efterfulgt af et plateau og en faldende fase. 12 Ikke desto mindre giver SHAPE mulighed for at tillade trykgradienter i hjertet og i hele det kardiovaskulære system samt interstitiel væsketryk i tumorer, der kan opnås noninvasivt. 13,14,15,16,17 For nylig implementerede vi en realtidsversion af SHAPE-algoritmen på en kommerciel ultralydsscanner og leverede proof-of-concept, at SHAPE kan levere in vivo-trykestimater med fejl på mindre end 3 mmHg i venstre og højre ventrikel hos patienter. 16,17
Den største erfaring med SHAPE til dato har været til diagnosticering af portalhypertension med mere end 220 forsøgspersoner indskrevet og indledende fund bekræftet i et multicenterforsøg. 13,14 Portalhypertension defineres som en stigning i trykgradienten mellem portalvenen og levervenerne eller den ringere vena cava på over 5 mmHg, mens klinisk signifikant portalhypertension (CSPH) kræver en gradient eller tilsvarende, en hepatisk venøs trykgradient (HVPG) ≥ 10 mmHg. 18 CSPH er forbundet med en øget risiko for gastroøsofageale varicer, ascites, leverdekompensation, postoperativ dekompensation og hepatocellulært karcinom. 18,19 Patienter, der udvikler ascites, har en 50% treårig dødelighed, og dem, der udvikler spontan infektion af ascitesvæsken, bærer en 70% etårig dødelighed. Patienter med skrumpelever har en 5-10% årlig forekomst af gastroøsofageal variceal dannelse og en 4-15% årlig forekomst af blødning; Hver blødningsepisode medfører op til 20% risiko for død. 18,19
Dette manuskript beskriver, hvordan man gennemfører en SHAPE-undersøgelse ved hjælp af kommercielt tilgængeligt udstyr og UCA'er med vægt på at identificere portalhypertension i leveren hos patienter. Den kritiske kalibreringsprocedure, der kræves for at opnå den højeste følsomhed over for estimering af trykændringer, forklares detaljeret.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
De institutionelle bedømmelsesudvalg for både Thomas Jefferson University og Hospital of the University of Pennsylvania godkendte denne protokol. Protokollen er i overensstemmelse med Health Insurance Portability and Accountability Act. United States Food and Drug Administration (FDA) udstedte en Investigational New Drug godkendelse (IND # 124.465 til F. Forsberg) for denne protokol. GE Healthcare (Oslo, Norge) leverede UCA, der blev brugt i denne forskning (Sonazoid; Tabel 1). Sonazoid er ikke godkendt af FDA til kliniske anvendelser i USA, hvorfor en IND var nødvendig. Andre UCA'er med FDA-godkendelse1 kan bruges off-label efter den behandlende læges skøn, hvis det anses for potentielt klinisk nyttigt.
BEMÆRK: Den fulde protokol og statistiske analyseplan er tilgængelig på https:// clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT02489045. Prøveregistreringsnummer: NCT # 02489045.
1. Forberedelse af emner
- Gennemgå emnets kendte lægemiddelallergier eller intolerancer, især enhver kendt allergi over for UCA, der anvendes.
- Ekskluder personer med ustabile kardiopulmonale tilstande, eller som generelt er medicinsk ustabile.
- Sæt motivet på en båre i liggende stilling.
- Placer en 18 - 22 gauge kanyle i en vene i forsøgspersonens højre eller venstre arm til UCA-infusionen.
- Sørg for, at nødtjenester (f.eks. En kollisionsvogn) vil være tilgængelige på hospitalet i tilfælde af akutte bivirkninger.
BEMÆRK: UCA'er er meget sikre med alvorlige anafylaktoide reaktioner rapporteret med en hastighed på mindre end 0,01%. 20
2. UCA-præparat (specifikt for Sonazoid)
- Forbered tre (3) hætteglas med 48 μL mikrobobler (6 ml) til hver forsøgsperson ved at resuspendere i henhold til producentens anvisninger. UCA leveres som et tørt pulver i 10 ml forseglede hætteglas. Hætteglassenes headspace indeholder perfluorbutan.
- Perforér proppen på hætteglasset med UCA med en kemospike.
- Fjern beskyttelseshætten fra kemospikens sprøjteport og tilsæt 2 ml sterilt vand.
- Når sprøjten er fastgjort til kemospiken, rystes produktet straks i 1 minut for at sikre et homogent produkt.
- Træk produktet op i sprøjten og injicer produktet tilbage i hætteglasset igen. Dette er for at undgå fortynding af produktet på grund af dødrumsvolumenet i kemospiken.
- Fjern sprøjten fra sprøjteporten, og sæt beskyttelseshætten på igen. Koncentrationen af den rekonstituerede UCA er 8 μL mikrobobler/ml.
- Gentag rekonstitutionsproceduren for de 2 andre hætteglas.
- Brug saltvand (0,9% NaCl-opløsning) til at fylde forbindelsesrørene, før de tilsluttes en 3-vejs stophane. Stophanen vil derefter blive forbundet til forlængerslangen, der fører til kanylen.
- Træk alle tre (3) hætteglas med suspenderet UCA i en 10 ml sprøjte, og anbring den i en sprøjtepumpe på samme niveau eller under patienten, og tilslut den direkte til stophanen.
- Efter den indledende ultralydsbilleddannelse og efter at stophanen er åbnet, infunderes NaCl-opløsningen med en hastighed på 120 ml/time, og Sonazoid infunderes samtidig med en hastighed på 0,024 μL pr. kg legemsvægt pr. minut (suspensionsinfusionshastighed på 0,18 ml/kg/time).
BEMÆRK: Denne infusionshastighed blev valgt baseret på vores gruppes tidligere erfaringer med Sonazoid-infusion hos portalhypertensionspersoner, der gennemgik SHAPE13,14,21. Den nøjagtige resuspensionsprocedure og infusionsmetode varierer afhængigt af den anvendte UCA.
3. Indledende ultralydsbilleddannelse
- Tænd for en ultralydsscanner (f.eks. Logiq E10, version R2), og vælg den krøllede C1-6-D-sonde.
- Vælg en abdominal forudindstilling på ultralydsscanneren, og brug et curvi-lineært array (typisk med en båndbredde på 1-6 eller 2-8 MHz) til at erhverve gråtonebilleder af både portalen og en levervene i samme billedplan og på lignende dybder (figur 1). Dette opnås generelt bedst via en subcostal tilgang.
- Optimer billederne baseret på god klinisk praksis, og sørg for at vælge leverveneregionen væk fra den ringere vena cava for at undgå påvirkning af retrograd flow.
4. SHI- og SHAPE-billeddannelse
- Aktivér SHI-kontrastbilledtilstand i dobbelt visningstilstand (dvs. kører B-tilstand i realtid og SHI samtidigt) ved hjælp af berøringspanelknappen Subharmonisk kontrast , og aktiver kontrasttilstand. Vælg derefter SUBH-AM på drejeknappen.
- Udfør SHI ved en sendefrekvens på 2,5 MHz, og opnå de modtagne signaler ved 1,25 MHz.
- Brug pulsformning til at maksimere genereringen af subharmoniske mikroboblesignaler, såsom en Gaussisk vinduesbinomialfiltreret firkantbølge med Sonazoid,21 men dette er scanner- og UCA-afhængigt. 17
BEMÆRK: Valget af billedfrekvens og pulsform er muligvis ikke tilgængeligt for slutbrugere.
- Bekræft portalens patency og levervenen samt tilstedeværelsen af mikrobobler, hvilket kan tage op til 1-2 minutter fra infusionens start.
- Aktivér den automatiserede SHAPE-optimeringskode for at optimere SHAPE ved at kompensere for varierende dybde og dæmpning. 22,23 Vælg TIC Analysis på berøringspanelet efterfulgt af F6 og derefter k-knappen.
- SHAPE-optimeringsalgoritmen vil indsamle subharmoniske data for hvert akustisk udgangsniveau. Når dataindsamlingen er fuldført, skal du placere et investeringsafkast på portalåren i kontrasteksempelvinduet (øverst til venstre på skærmbilledet TIC-analyse).
- Plot de gennemsnitlige subharmoniske data inden for ROI som en funktion af akustisk output og tilpas en logistisk kurve til dataene. Vælg bøjningspunktet for denne kurve (eller rettere toppen i derivatkurven vist nedenfor) som den optimerede effekt, da dette har vist sig at være punktet med størst SHAPE-følsomhed. 22,23 Et sådant sæt kurver er vist i figur 2.
- Den akustiske udgangseffekt justeres til den værdi, der er identificeret i trin 4.4.1, hvilket sikrer den maksimale ændring i subharmoniske amplituder en funktion af det omgivende tryk (dvs. maksimering af SHAPE's følsomhed).
- Få subharmoniske data fra mikroboblerne (dvs. SHAPE) i 5-15 s segmenter under infusionen af UCA-suspensionen (figur 3).
5. SHAPE-databehandling
- Når den optimerede SHI-cine-loop er erhvervet (trin 5.6), skal du vælge "TIC-analyse" på berøringspanelet.
- Sørg for, at "Bevægelsessporing" er aktiveret på berøringspanelet, som justerer ROI-positionen for hvert billede for at kompensere for vejrtrækning eller anden bevægelse.
- Sørg for, at dB er valgt som enhed for Y-aksen på sporingerne i analysevinduet.
- I kontrasteksempelvinduet (øverst til venstre på skærmen) skal du vælge identiske ROI'er (elliptiske regioner er standard) inden for lever- og portalvenerne. I analysevinduet (til højre) beregnes det subharmoniske signal (i dB) i hvert fartøj som gennemsnit over alle rammerne i en 0,5 MHz båndbredde omkring 1,25 MHz.
- Beregn den endelige SHAPE-gradient (i dB) som forskellen i det gennemsnitlige subharmoniske signal mellem lever- og portalvene-ROI'erne. Baseret på aktuelle undersøgelser er det optimale driftspunkt til identifikation af CSPH -0,11 dB, og den lineære regressionsligning er HVPG = 0,81 x SHAPE + 9,43. 14 Det er vigtigt at bemærke, at denne cutoff og ligning er både scanner- og UCA-afhængige.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Som med alle ultralydsbilleddannelsesundersøgelser er den første overvejelse for leverform at opnå de bedst mulige baseline gråtonebilleder af målområdet og for at sikre (ved hjælp af Doppler-billeddannelse), at der ikke er nogen intrahepatiske portalvenøse shunts eller andre vaskulære abnormiteter til stede. I tilfælde af leverbilleddannelse til diagnosticering af portalhypertension er nøglen at visualisere både portalvenen og en levervene i samme dybde for at minimere virkningen af dæmpning (figur 1).
Selvom UCA-koncentration ikke betragtes som en kritisk faktor i SHAPE-procedurer10,23, anbefales det ikke desto mindre at tilføre UCA for at minimere alle kilder til variabilitet. UCA'en skal rekonstitueres og infunderes (helst gennem en 20 eller 22 gauge kanyle24) i henhold til fabrikantens specifikke anvisninger. Når ligevægtsforbedringen er nået, skal optimeringsalgoritmen aktiveres, og der vælges et investeringsafkast i portalvenen, som vil producere kurver som dem, der er vist i figur 2. Når den optimale akustiske udgangseffekt er valgt, kan kalibrerede SHI-data (dvs. SHAPE) hentes.
Eksempler på SHAPE-billeder i emner med og uden CSPH er vist i figur 3. Den største visuelle forskel er det markerede subharmoniske signal, der er til stede i levervenen i motivet med CSPH (figur 3B) og fraværende i det andet tilfælde (figur 3A). Kvantitative, relative trykestimater kan beregnes ud fra forskellen mellem de gennemsnitlige subharmoniske signaler for ROI'er placeret i lever- og portalvenerne (dvs. SHAPE-gradienten). I ca. 10% af de hidtil undersøgte tilfælde var det subharmoniske signal imidlertid for tæt på scannerens støjbund og måtte kasseres. Dette kan skyldes utilstrækkelig kontrastforbedring. Desuden er der patienter, der har kliniske og laboratoriske tegn på portalhypertension, men som har HVPG-værdier, der er normale eller nul. Dette kan tilskrives en række anatomiske og/eller vaskulære variationer, såsom et emne med en fistel mellem portalen og levervenen, der ikke fører til nogen forskel mellem det frie og kilede tryk og dermed en forkert SHAPE-diagnose (figur 4).
Vi gennemførte en pilotundersøgelse af SHAPE hos mennesker, der gennemgik transjugulær leverbiopsi (med HVPG-målinger som referencestandard), som viste signifikant højere SHAPE-gradienter mellem portalen og levervenerne hos forsøgspersoner med CSPH (dvs. en HVPG-≥ 10 mmHg) end hos dem med lavere HVPG'er (1,37 ± 0,59 dB vs. -1,68 ± 0,27 dB, p < 0,001). 13
For nylig udvidede vi konceptet med at bruge SHAPE til portaltrykestimering i et stort klinisk multicenterforsøg. Resultater fra 178 forsøgspersoner på tværs af to lokaliteter, der brugte modificerede Logiq 9-systemer, fastslog nytten af SHAPE til diagnosticering af CSPH med en følsomhed på 91% (95% konfidensinterval: 88-93%) og en specificitet på 82% (95% konfidensinterval: 75-85%). 14 Den samlede nøjagtighed var 95% for diagnosticering af forsøgspersoner med CSPH (95% konfidensinterval (CI): 89-99%), og disse forsøgspersoner havde en højere SHAPE-gradient end deltagere med lavere HVPG'er (0,27 ± 2,13 dB vs -5,34 ± 3,29 dB; p < 0,001), hvilket indikerer, at SHAPE faktisk kan være et nyttigt værktøj til diagnosticering af portalhypertension14. Tilsvarende var følsomheden og specificiteten til diagnosticering af alle forsøgspersoner med portalhypertension (dvs. HVPG ≥ 5 mmHg) henholdsvis 71% og 80%.
Figur 1: Eksempel på gråtoneleverbillede til SHAPE-initiering. Pile angiver portalvenen (PV) og en levervene (HV). Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 2: Kalibreringskurve for SHAPE-optimering. (A) Subharmonisk amplitude (i dB) som funktion af akustisk udgangseffekt (i %), der viser den karakteristiske S-kurveadfærd. (B) Afledningen af S-kurven for valg af udgangseffekt (pil angiver valgt top og dermed effekt). Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 3: Dual Imaging med B-mode (sort og hvid) og subharmonisk billeddannelse (guld) til henholdsvis venstre og højre for hvert billede. (A) En patient med normale HVPG-værdier (3 mmHg) med et lyst subharmonisk signal fra portalvenen (PV) og utilstrækkeligt signal fra levervenen (HV). (B) En patient med CSPH og en HVPG på 15 mmHg, der udviser betydelige subharmoniske signaler i både portal- og levervener. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 4: Mislykket SHAPE-undersøgelse hos forsøgspersoner med en fistel mellem levervenerne. Denne anatomiske variation resulterede i en HVPG på 0 mmHg, selvom gradienttrykkene (kaldet de frie og kilede tryk 18,19) begge var 39 mmHg (dvs. en forskel på 0 mmHg), mens SHAPE-gradienten var -15,33 dB. Klik her for at se en større version af denne figur.
| UCA | Fabrikant | Subharmonisk signalreduktion (dB) | Lineær regression (r2) |
| definition | Lantheus Medical Imaging, N Billerica, MA, USA | 11,0 ± 0,3 | 0.98 |
| Levovist | Schering AG, Berlin, Tyskland | 9,6 ± 0,2 | 0.98 |
| Lumason alias SonoVue | Bracco, Milano, Italien | 1.0 ± 1.3 | 0.20 |
| Optison | GE Healthcare, Princeton, NJ, USA | 10.1 ± 0.2 | 0.97 |
| Sonazoid | GE Healthcare, Oslo, Norge | 13,3 ± 0,2 | 0.99 |
Tabel 1: Subharmonisk respons (og korrelation) af kommercielle UCA'er til en trykstigning på ca. 185 mmHg.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Ikke-invasiv, nøjagtig måling af tryk i menneskekroppen har længe været et vigtigt, men undvigende klinisk mål. Protokollen for SHAPE-målinger, der præsenteres her, opnår dette mål. Den mest kritiske komponent i SHAPE-proceduren er optimeringsalgoritmen, da subharmoniske data, der ikke er erhvervet ved den optimale akustiske effekt, korrelerer dårligt med hydrostatiske tryk. 17,22,23 Den oprindelige version af denne software, der blev implementeret på en Logiq 9-scanner, var tilbøjelig til at vise flere toppe i derivatet af S-kurven (jf. figur 2B), hvilket gjorde det vanskeligt at vælge den korrekte udgangseffekt. 13,14 Men med forbedret bevægelseskorrektion på Logiq E10-scanneren er dette problem blevet noget afhjulpet. 23 Desuden har SHAPE-algoritmen, således som den er implementeret på nuværende tidspunkt, en fejlrate på ca. 10%, når det subharmoniske signal/støjforhold er for lavt til, at der kan beregnes pålidelige trykestimater. 14 Der er ikke identificeret forskelle i alder, kropsmasseindeks, billeddybde eller leverstatus mellem forsøgspersoner med vellykkede og mislykkede SHAPE-studier.
I denne protokol var UCA fremhævet for SHAPE Sonazoid, men en række kommercielle UCA'er kan anvendes (jf. tabel 1). 11,13,14,15,16 Den infusionsopsætning og mikroboblekoncentration, der kræves til en given UCA, der anvendes sammen med SHAPE, bør justeres baseret på anbefalingerne fra den specifikke producent.
Selvom dette typisk ikke er en brugertilgængelig parameter, er det vigtigt at bruge pulsformning til at maksimere genereringen af subharmoniske mikroboblesignaler for en vellykket SHAPE-procedure. For Logiq-familien af scannere ser en Gaussisk vinduesbinomialfiltreret firkantbølge med Sonazoid optimal21 ud, men dette er scanner- og UCA-afhængigt. 17 Til SonixTABLET-scanneren fra BK Ultralyd kan både en firkantbølge og en kvidrende puls bruges (med forskellige UCA'er). 17 Ud over de ovennævnte systemer er de eneste andre kommercielle ultralydsscannere, der på nuværende tidspunkt er tilgængelige med SHI og dermed SHAPE, fra MindRay.
Denne protokol fokuserede på at identificere portalhypertension hos patienter med kronisk leversygdom som den kliniske anvendelse. En væsentlig årsag er, at eksisterende ikke-invasive teknikker, såsom anvendelse af CT, MR eller ultralydsbilleddannelse, er indirekte og kvalitative, og resultaterne har været ret blandede. 19 Ikke-invasive ultralydsforanstaltninger såsom elastografi for leverstivhed er kvantitative teknikker, der kan identificere patienter med høj risiko for CSPH; især når det kombineres med måling af miltstørrelse og blodpladetal. Der er rapporteret nøjagtigheder på 90-94% for den indledende diagnose af CSPH, men disse metoder er ikke tilstrækkeligt præcise til at muliggøre terapeutiske reduktioner i HVPG, der skal spores. 19 Forbedring af kliniske scoringssystemer, normalisering af serumleverfunktionstest eller reduktion i ascites og varicer indikerer kvalitativt forbedring af portalhypertension. 18 I modsætning til SHAPE giver ingen af disse foranstaltninger imidlertid et kvantitativt mål for portalens tryk. Derfor er den eneste klinisk accepterede metode til kvantificering af portaltryk gennem HVPG målt via et invasivt trykkateter.
Ligeledes kan SHAPE-algoritmen give hjertetrykestimater med fejl på mindre end 3 mmHg hos patienter. 16 Der findes ingen kvantitative, ikke-invasive alternativer til SHAPE inden for kardiologi. Dette er ikke desto mindre en udfordrende applikation, da der kræves absolutte, realtidstrykestimater. 16,17 Undersøgelser af 3D SHAPE til overvågning af interstitiel væsketryk som et mål for brystkræftrespons på neoadjuverende behandling har vist, at ved 10% afslutning af behandlingen (dvs. efter en kemoterapicyklus) kan SHAPE-gradienten mellem tumoren og det omgivende normale væv skelne respondenter fra delvise / ikke-respondere (3,23 ± 1,41 dB vs. -0,88 ± 1,46 dB; p = 0,001). 15 Andre kliniske områder, såsom ikke-invasivt at estimere tryk i blæren eller hjernen, forfølges af forskere over hele verden, der demonstrerer den brede anvendelighed af SHAPE-teknikken.
Sammenfattende kombinerer denne SHAPE-protokol kommercielt tilgængelige UCA'er, en ultralydsscanner og kalibreret SHI for at give realtids, ikke-invasive kvantitative trykestimater og dermed opfylde et betydeligt og hidtil uopfyldt klinisk behov.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Dr. Forsberg, Gupta, Wallace og Eisenbrey har patent på SHAPE-teknologien. Dr. Wallace er ansat hos GE.
Acknowledgments
Dette arbejde støttes delvist af U.S. Army Medical Research Material Command under W81XWH-08-1-0503 og W81XWH-12-1-0066, af AHA-tilskud nr. 0655441U og 15SDG25740015 samt af NIH R21 HL081892, R21 HL130899, R21 HL089175, RC1 DK087365, R01 DK098526, R01 DK118964, R01 CA140338, R01 CA234428, af Lantheus Medical Imaging og af GE Healthcare, Oslo, Norge.
Materials
| 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 |
References
- Fundamentals of CEUS. Lyshchik, A. , Elsevier. Manitoba, Canada. (2019).
- Leighton, T. G. The Acoustic Bubble. , Academic Press. London, England. (1994).
- Forsberg, F., Shi, W. T., Goldberg, B. B.
- Forsberg, F., Piccoli, C. W., Merton, D. A., Palazzo, J. P., Hall, A. L. Breast lesions: imaging with contrast-enhanced subharmonic US - initial experience. Radiology. 244 (3), 718-726 (2007).
- Sridharan, A., et al. Characterizing breast lesions using quantitative parametric 3D subharmonic imaging: a multi-center study. Academic Radiology. 27 (8), 1065-1074 (2020).
- Forsberg, F., et al. Subharmonic and endoscopic contrast imaging of pancreatic masses: a pilot study. Journal of Ultrasound in Medicine. 37 (1), 123-129 (2018).
- Delaney, L. J., et al. Characterization of adnexal masses using contrast-enhanced subharmonic imaging: a pilot study. Journal of Ultrasound in Medicine. 39 (5), 977-985 (2020).
- Eisenbrey, J. R., et al. Contrast-enhanced subharmonic and harmonic ultrasound of renal masses undergoing percutaneous cryoablation. Academic Radiology. 22 (7), 820-826 (2015).
- Gupta, I., et al. Transrectal subharmonic ultrasound imaging for prostate cancer detection. Urology. 138 (4), 106-112 (2020).
- Shi, W. T., Forsberg, F., Raichlen, J. S., Needleman, L., Goldberg, B. B. Pressure dependence of subharmonic signals from contrast microbubbles. Ultrasound in Medicine and Biology. 25 (2), 275-283 (1999).
- Halldorsdottir, V. G., et al. Subharmonic contrast microbubble signals for noninvasive pressure estimation under static and dynamic flow conditions. Ultrasonic Imaging. 33 (3), 153-164 (2011).
- Nio, A. Q. X., et al. Optimal control of SonoVue microbubbles to estimate hydrostatic pressure. IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control. 67 (3), 557-567 (2020).
- Eisenbrey, J. R., et al. Chronic liver disease: noninvasive subharmonic aided pressure estimation of hepatic venous pressure gradient. Radiology. 268 (2), 581-588 (2013).
- Gupta, I., et al. Diagnosing portal hypertension with noninvasive subharmonic pressure estimates from an ultrasound contrast agent. Radiology. , https://doi.org/10.1148/radiol.2020202677 (2020).
- Nam, K., et al. Monitoring neoadjuvant chemotherapy for breast cancer by using three-dimensional subharmonic aided pressure estimation and imaging with US contrast agents: preliminary experience. Radiology. 285 (1), 53-62 (2017).
- Dave, J. K., et al. Non-invasive intra-cardiac pressure measurements using subharmonic-aided pressure estimation: proof of concept in humans. Ultrasound in Medicine and Biology. 43 (11), 2718-2724 (2017).
- Esposito, C., Dickie, K., Forsberg, F., Dave, J. K. Developing an interface and investigating optimal parameters for real-time intra-cardiac subharmonic aided pressure estimation. IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control. , (2020).
- Bosch, J., Groszmann, R. J., Shah, V. H. Evolution in the understanding of the pathophysiological basis of portal hypertension: How changes in paradigm are leading to successful new treatments. Journal of Hepatology. 62, Suppl 121-130 (2015).
- Procopet, B., Berzigotti, A. Diagnosis of cirrhosis and portal hypertension: imaging, non-invasive markers of fibrosis and liver biopsy. Gastroenterology Report. 5 (2), Oxford Academic. 79-89 (2017).
- Dietrich, C. F., et al. Guidelines and good clinical practice recommendations for contrast-enhanced ultrasound (CEUS) in the liver-update 2020 WFUMB in cooperation with EFSUMB, AFSUMB, AIUM, and FLAUS. Ultrasound in Medicine and Biology. , (2020).
- Gupta, I., et al. Effect of pulse shaping on subharmonic aided pressure estimation in vitro and in vivo. Journal of Ultrasound in Medicine. 36 (1), 3-11 (2017).
- Dave, J. K., et al. On the implementation of an automated acoustic output optimization algorithm for subharmonic aided pressure estimation. Ultrasonics. 53 (4), 880-888 (2013).
- Gupta, I., Eisenbrey, J. R., Machado, P., Stanczak, M., Wallace, K., Forsberg, F. On factors impacting subharmonic- aided pressure estimation (SHAPE). Ultrasonic Imaging. 41 (1), 35-48 (2019).
- Eisenbrey, J. R., Daecher, A., Kramer, M. R., Forsberg, F. Effects of needle and catheter size on commercially available ultrasound contrast agents. Journal of Ultrasound in Medicine. 34 (11), 1961-1968 (2015).
