Summary
주입된 조영제 미세 기포의 저고조파 초음파 영상을 활용하여 주변 압력을 비침습적으로 추정하기 위한 프로토콜(적절한 보정 후)은 만성 간 질환이 있는 인간 환자의 예와 함께 설명됩니다.
Abstract
인체 내 압력의 비침습적이고 정확한 측정은 오랫동안 중요하지만 파악하기 어려운 임상 목표였습니다. 초음파 영상용 조영제는 가스로 채워진 캡슐화된 미세 기포(직경 < 10μm)로, 전체 혈관 구조를 가로지르고 신호를 최대 30dB까지 향상시킵니다. 이러한 미세 기포는 또한 저고조파(송신 주파수의 절반)에서 더 높은 고조파에 이르는 주파수에서 비선형 진동을 생성합니다. 저고조파 진폭은 주변 정수압과 반비례 선형 관계를 갖습니다. 여기에는 실시간 저고조파 보조 압력 추정(SHAPE)을 수행할 수 있는 초음파 시스템이 제시됩니다. 초음파 조영제를 주입하는 동안 음향 출력을 최적화하는 알고리즘이 활성화됩니다. 이 보정 후, 저고조파 미세 기포 신호(즉, SHAPE)는 압력 변화에 가장 높은 감도를 가지며 압력을 비침습적으로 정량화하는 데 사용할 수 있습니다. 간에서 문맥압항진증을 식별하기 위한 SHAPE 절차의 유용성이 여기에서 강조되지만 이 기술은 많은 임상 시나리오에 적용할 수 있습니다.
Introduction
다양한 초음파 조영제(UCA)가 전 세계적으로 심장학(특히 좌심실 혼탁) 및 방사선학(특히 성인 및 소아 간 병변 특성화)에서 임상적으로 사용하도록 승인되었습니다. 1 초음파 이미징의 감도와 특이성은 전체 혈관 구조를 가로지르고 최대 30dB까지 신호를 향상시키는 UCA로 지질 또는 단백질 껍질로 캡슐화된 가스로 채워진 미세 기포(직경 < 10μm)의 정맥 주사(IV) 주입으로 향상될 수 있습니다. 1 이러한 UCA는 후방 산란 초음파 신호를 향상시킬 뿐만 아니라 충분한 음향 압력(> 200kPa)에서 비선형 발진기 역할도 합니다. 따라서 중요한 에너지 성분은 저고조파 및 고조파에서 초고조파 주파수에 이르는 수신된 에코에서 생성됩니다. 1,2 이러한 비선형 신호 성분은 조직 및 선형 버블 에코로부터 추출될 수 있고(예를 들어, 펄스 반전 사용), 송신 주파수의 절반(즉, f 0/2)에서 수신되는 서브고조파 이미징(SHI)과 같은 콘트라스트 특정 이미징 양식을 생성하는 데 사용될 수 있다. 3 우리 그룹은 SHI가 다양한 종양 및 조직과 관련된 신생 혈관 및 세동맥의 혈류를 감지할 수 있음을 인간 임상 시험에서 입증했습니다. 4,5,6,7,8,9
우리는 UCA를 혈관 추적자가 아니라 저고조파 대비 기포 진폭 변화를 모니터링하여 순환계의 비침습적 압력 추정을 위한 센서로 사용하는 것을 옹호했습니다. 10 SHAPE(Subharmonic-Aided Pressure Estimation)라고 하는 이 혁신적인 기술은 표 1에 요약된 바와 같이 대부분의 상용 UCA에 대해 측정된 정수압 신호의 진폭과 정수압(최대 186mmHg) 사이의 역 선형 상관 관계에 의존합니다(r2 > 0.90). 10,11 그러나 모든 UCA가 이러한 동작을 나타내는 것은 아닙니다. 가장 주목할 만한 것은 UCA SonoVue(미국에서는 Lumason으로 알려짐)의 저고조파 신호가 처음에는 정수압 증가에 따라 상승한 다음 정체기와 감소 위상에 따라 상승하는 것으로 나타났습니다. 12 그럼에도 불구하고 SHAPE는 심장과 심혈관계 전체의 압력 구배와 종양의 간질액 압력을 비침습적으로 얻을 수 있는 가능성을 제공합니다. 13,14,15,16,17 최근 상용 초음파 스캐너에 SHAPE 알고리즘의 실시간 버전을 구현하고 SHAPE가 환자의 좌심실 및 우심실에서 3mmHg 미만의 오류로 생체 내 압력 추정치를 제공할 수 있다는 개념 증명을 제공했습니다. 16,17
현재까지 SHAPE에 대한 가장 많은 경험은 220명 이상의 피험자가 등록하고 다기관 시험에서 초기 결과가 확인된 문맥압항진증을 진단한 것입니다. 13,14 문맥압항진증은 문맥과 간정맥 사이의 압력 구배 또는 하대정맥이 5mmHg를 초과하는 증가로 정의되는 반면, 임상적으로 유의한 문맥항진증(CSPH)은 구배 또는 이에 상응하는 간정맥압 구배(HVPG)≥ 10mmHg가 필요합니다. 18 CSPH는 위식도 정맥류, 복수, 간 대상부전, 수술 후 대상부전 및 간세포 암종의 위험 증가와 관련이 있습니다. 18,19 복수가 발생한 환자는 3년 사망률이 50%이고 복수액의 자연 감염이 발생한 환자는 1년 사망률이 70%입니다. 간경변 환자는 매년 5-10%의 위식도 정맥류 형성 발생률과 4-15%의 연간 출혈 발생률을 보입니다. 각 출혈 에피소드는 최대 20%의 사망 위험을 수반합니다. 18,19
이 원고는 환자의 간에서 문맥압항진증을 식별하는 데 중점을 두고 상업적으로 이용 가능한 장비와 UCA를 사용하여 SHAPE 연구를 수행하는 방법을 설명합니다. 압력 변화 추정에 대한 최고의 감도를 달성하는 데 필요한 중요한 교정 절차가 자세히 설명되어 있습니다.
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Protocol
Thomas Jefferson University와 Hospital of the University of Pennsylvania의 기관 검토 위원회는 이 프로토콜을 승인했습니다. 이 프로토콜은 건강 보험 이동성 및 책임법(Health Insurance Portability and Accountability Act)을 준수합니다. 미국 식품의약국(FDA)은 이 프로토콜에 대해 연구용 신약 승인(IND # 124,465 to F. Forsberg)을 발행했습니다. GE 헬스케어(노르웨이 오슬로)는 본 연구에 사용된 UCA를 제공(Sonazoid; 표 1). Sonazoid는 미국 내 임상 적용에 대해 FDA의 승인을 받지 않았기 때문에 IND가 필요했습니다. FDA 승인1 을 받은 다른 UCA는 임상적으로 유용하다고 판단되는 경우 담당 의사의 재량에 따라 오프라벨로 사용할 수 있습니다.
참고: 전체 프로토콜 및 통계 분석 계획은 https:// clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT02489045 에서 확인할 수 있습니다. 평가판 등록 번호: NCT # 02489045.
1. 과목 준비
- 피험자의 알려진 약물 알레르기 또는 과민증, 특히 사용 중인 UCA에 대한 알려진 알레르기를 검토합니다.
- 불안정한 심폐 질환이 있거나 일반적으로 의학적으로 불안정한 피험자는 제외합니다.
- 앙와위 자세로 들것에 피사체를 올려 놓으십시오.
- UCA 주입을 위해 피험자의 오른쪽 또는 왼쪽 팔의 정맥에 18 - 22 게이지 캐뉼라를 놓습니다.
- 급성 부작용이 발생할 경우 병원 내에서 응급 서비스(예: 크래시 카트)를 이용할 수 있는지 확인하십시오.
참고: UCA는 0.01% 미만의 비율로 보고된 심각한 아나필락시이드 유형 반응으로 매우 안전합니다. 20
2. UCA 준비(소나조이드에 한함)
- 제조업체의 지침에 따라 재현탁하여 각 피험자에 대해 3μL의 마이크로버블(48mL)이 들어 있는 6개의 바이알을 준비합니다. UCA는 10mL 밀봉된 바이알 내에서 건조 분말로 공급됩니다. 바이알의 헤드 스페이스에는 퍼플 루오로 부탄이 포함되어 있습니다.
- 화학 스파이크로 UCA 바이알의 마개를 천공합니다.
- 화학 스파이크의 주사기 포트에서 보호 캡을 제거하고 멸균수 2mL를 추가합니다.
- 주사기를 케모 스파이크에 부착 한 상태에서 즉시 제품을 1 분 동안 흔들어 균질 한 제품을 확인하십시오.
- 제품을 주사기에 넣고 제품을 바이알에 다시 주입하십시오. 이것은 화학 스파이크의 데드 스페이스 부피로 인한 제품의 희석을 방지하기 위한 것입니다.
- 주사기 포트에서 주사기를 제거하고 보호 캡을 다시 부착합니다. 재구성된 UCA의 농도는 8μL 마이크로버블/mL입니다.
- 다른 2개의 바이알에 대해 재구성 절차를 반복합니다.
- 0.9방향 마개에 연결하기 전에 식염수(3% NaCl 용액)를 사용하여 연결 튜브를 채우십시오. 그런 다음 마개는 캐뉼라로 이어지는 확장 튜브에 연결됩니다.
- 부유 UCA 바이알 3개를 모두 10mL 주사기에 넣고 환자와 같은 수준 또는 아래에 있는 주사기 펌프에 넣고 마개에 직접 연결합니다.
- 초기 초음파 영상 후 마개를 연 후 NaCl 용액을 120mL/시간의 속도로 주입하고 분당 체중 kg당 0.024μL의 속도로 Sonazoid를 공동 주입합니다(현탁액 주입 속도 0.18mL/kg/시간).
참고: 이 주입 속도는 SHAPE 13,14,21을 겪고 있는 문맥압항진증 피험자에서 소나조이드 주입에 대한 우리 그룹의 이전 경험을 기반으로 선택되었습니다. 정확한 재현탁 절차와 주입 방법은 사용된 UCA에 따라 다릅니다.
3. 초기 초음파 영상
- 초음파 스캐너(예: Logiq E10, 버전 R2)의 전원을 켜고 C1-6-D 곡선형 프로브를 선택합니다.
- 초음파 스캐너에서 복부 사전 설정을 선택하고 곡선 선형 어레이(일반적으로 1-6 또는 2-8MHz 대역폭)를 사용하여 동일한 이미징 평면과 유사한 깊이에서 문맥과 간정맥의 그레이스케일 이미지를 획득합니다(그림 1). 이것은 일반적으로 늑골하 접근법을 통해 가장 잘 달성됩니다.
- Good Clinical Practice를 기반으로 이미지를 최적화하고 역행 흐름의 영향을 피하기 위해 하대정맥에서 멀리 떨어진 간정맥 부위를 선택하도록 주의하십시오.
4. SHI 및 SHAPE 이미징
- Subharmonic Contrast 터치 패널 버튼을 사용하여 듀얼 디스플레이 모드(즉, 실시간 B 모드와 SHI를 동시에 실행)에서 SHI 콘트라스트 이미징 모드를 활성화하고 콘트라스트 모드를 활성화합니다. 그런 다음 로터리 컨트롤에서 SUBH-AM을 선택합니다.
- 2.5MHz의 송신 주파수에서 SHI를 수행하고 1.25MHz에서 수신된 신호를 얻습니다.
- 펄스 형성을 사용하여 Sonazoid를 사용한 가우스 창 이항 필터링 구형파와 같은 저고조파 미세 기포 신호의 생성을 최대화합니다.21 그러나 이것은 스캐너와 UCA에 따라 다릅니다. 17
알림: 최종 사용자는 이미징 주파수와 펄스 모양을 선택하지 못할 수 있습니다.
- 문맥과 간정맥의 개통과 주입 시작부터 최대 1-2 분이 소요될 수있는 미세 기포의 존재 여부를 확인하십시오.
- SHAPE 자동 최적화 코드를 활성화하여 다양한 깊이와 감쇠를 보정하여 SHAPE를 최적화합니다. 22,23 터치 패널에서 TIC 분석(TIC Analysis)을 선택한 다음 F6 키를 누른 다음 k 버튼을 누릅니다.
- SHAPE 최적화 알고리즘은 모든 음향 출력 레벨에 대한 저조조파 데이터를 수집합니다. 데이터 수집이 완료되면 대비 샘플 창(TIC 분석 화면의 왼쪽 상단)에서 문맥에 ROI를 배치합니다.
- ROI 내의 평균 저고조파 데이터를 음향 출력의 함수로 플로팅하고 로지스틱 곡선을 데이터에 피팅합니다. 이 곡선의 변곡점(또는 아래에 표시된 미분 곡선의 피크)을 최적화된 전력으로 선택하면 SHAPE 감도가 가장 큰 지점으로 표시됩니다. 22,23 이러한 곡선 세트 중 하나가 그림 2에 나와 있습니다.
- 음향 출력 전력을 4.4.1단계에서 식별된 값으로 조정하면 주변 압력의 함수인 저고조파 진폭의 최대 변화를 보장합니다(즉, SHAPE의 감도 최대화).
- UCA 현탁액을 주입하는 동안 5-15초 세그먼트의 미세 기포(즉, SHAPE)에서 저고조파 데이터를 수집합니다(그림 3).
5. SHAPE 데이터 처리
- 최적화된 SHI 시네 루프를 획득하면(5.6단계) 터치 패널에서 "TIC 분석"을 선택합니다.
- 터치 패널에서 "모션 추적"이 활성화되어 있는지 확인하여 호흡 또는 기타 동작을 보정하기 위해 각 프레임의 ROI 위치를 조정합니다.
- 분석 창에서 추적의 Y축 단위로 dB가 선택되어 있는지 확인합니다.
- 대조 샘플 창(화면 왼쪽 상단)에서 간정맥 및 문맥 내에서 동일한 ROI(타원형 영역이 기본값임)를 선택합니다. 분석 창(오른쪽)에서 각 용기 내의 저고조파 신호(dB 단위)는 약 1.25MHz의 0.5MHz 대역폭에서 모든 프레임에 걸쳐 평균화됩니다.
- 최종 SHAPE 기울기(dB)를 간과 문맥 ROI 사이의 평균 저고조파 신호의 차이로 계산합니다. 현재 연구에 따르면 CSPH를 식별하기 위한 최적 동작점은 -0.11dB이고 선형 회귀 방정식은 HVPG = 0.81 x SHAPE + 9.43입니다. 14 이 컷오프와 방정식은 스캐너와 UCA에 따라 다르다는 점에 유의해야 합니다.
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Representative Results
모든 초음파 영상 검사와 마찬가지로 간 SHAPE에 대한 첫 번째 고려 사항은 대상 영역의 가능한 최상의 기본 그레이스케일 이미지를 얻고 (도플러 이미징 사용) 간내 문맥 정맥 션트 또는 기타 혈관 이상이 없는지 확인하는 것입니다. 문맥압항진증 진단을 위한 간 영상의 경우 핵심은 감쇠의 영향을 최소화하기 위해 문맥과 간정맥을 동일한 깊이로 시각화하는 것입니다(그림 1).
UCA 농도가 SHAPE 절차10,23에서 중요한 요소로 간주되지 않더라도 모든 변동성 원인을 최소화하기 위해 UCA를 주입하는 것이 좋습니다. UCA는 제조업체의 특정 지침에 따라 재구성 및 주입되어야 합니다(바람직하게는 20 또는 22 게이지 바늘(24)를 통해). 평형 향상에 도달하면 최적화 알고리즘이 활성화되고 문맥의 ROI가 선택되어 그림 2와 같은 곡선이 생성됩니다. 최적의 음향 출력 전력이 선택되면 보정된 SHI 데이터(즉, SHAPE)를 획득할 수 있습니다.
CSPH가 있거나 없는 피험자의 SHAPE 이미지 예가 그림 3에 나와 있습니다. 주요 시각적 차이는 CSPH가 있는 피험자의 간정맥에 존재하는 현저한 저조화 신호(그림 3B)이고 다른 경우에는 존재하지 않는다는 것입니다(그림 3A). 정량적 상대 압력 추정치는 간정맥과 문맥에 배치된 ROI의 평균 저고조파 신호(즉, SHAPE 구배) 간의 차이로부터 계산할 수 있습니다. 그러나 지금까지 연구된 사례의 약 10%에서 저고조파 신호가 스캐너의 노이즈 플로어에 너무 가까워 폐기해야 했습니다. 이는 부적절한 대비 향상 때문일 수 있습니다. 또한, 문맥압항진증의 임상적 및 실험실적 징후를 나타내지만 HVPG 값이 정상 또는 0인 환자가 있습니다. 이는 문맥과 간정맥 사이에 누공이 있는 한 피험자가 자유 압력과 쐐기 압력 사이에 차이가 없어 잘못된 SHAPE 진단과 같은 여러 해부학적 및/또는 혈관 변형에 기인할 수 있습니다(그림 4).
우리는 경정맥 간 생검을 받는 45명의 환자(HVPG 측정을 참조 표준으로 제공)를 받는 45명의 환자에서 SHAPE에 대한 인간 최초의 파일럿 연구를 수행했으며, 이는 CSPH가 있는 피험자(즉, HVPG ≥ 10mmHg)가 낮은 HVPG(1.37dB ± 0.59dB 대 -1.68dB ± 0.27dB)를 가진 피험자보다 문맥과 간정맥 사이의 SHAPE 기울기가 유의하게 더 높은 것으로 나타났습니다. p < 0.001). 13
최근 우리는 대규모 다기관 임상 시험에서 문맥압 추정을 위해 SHAPE를 사용하는 개념을 확장했습니다. 수정된 Logiq 9 시스템을 사용하여 두 사이트에 걸쳐 178명의 피험자를 대상으로 한 결과는 91%(95% 신뢰 구간: 88-93%)의 민감도와 82%(95% 신뢰 구간: 75-85%)의 특이도로 CSPH를 진단하기 위한 SHAPE의 유용성을 확립했습니다. 14 CSPH가 있는 피험자를 진단하는 데 대한 전체 정확도는 95%였으며(95% 신뢰 구간(CI): 89-99%), 이러한 피험자는 HVPG가 낮은 참가자보다 SHAPE 기울기가 더 높았습니다(0.27 ± 2.13dB 대 -5.34 ± 3.29dB; p < 0.001) SHAPE가 문맥압항진증 진단에 실제로 유용한 도구가 될 수 있음을 나타냅니다14. 유사하게, 문맥압항진증(즉, HVPG ≥ 5mmHg)을 갖는 모든 대상체를 진단하기 위한 민감도 및 특이도는 각각 71% 및 80%였다.
그림 1: SHAPE 개시를 위한 그레이스케일 간 이미지의 예. 화살표는 문맥(PV)과 간정맥(HV)을 나타냅니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 2: SHAPE 최적화를 위한 보정 곡선. (A) 음향 출력 전력의 함수로서의 저고조파 진폭(dB)은 특징적인 S-곡선 거동을 나타냅니다. (B) 출력 전력 선택을 위한 S-곡선의 미분(화살표는 선택된 피크 및 그에 따른 전력을 나타냄). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 3: 각 이미지의 왼쪽과 오른쪽에 각각 B 모드(흑백) 및 저조파 이미징(금색)을 사용한 듀얼 이미징. (A) 문맥(PV)의 밝은 저고조파 신호와 간정맥(HV)의 부적절한 신호가 있는 정상 HVPG 값(3mmHg)을 가진 환자. (B) CSPH가 있고 HVPG가 15mmHg인 환자가 문맥과 간정맥 모두에서 상당한 저고조파 신호를 나타냅니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 4: 간정맥 사이에 누공이 있는 피험자의 실패한 SHAPE 연구. 이러한 해부학적 변화는 기울기 압력(자유 압력 및 쐐기 압력 18,19라고 함)이 모두 39mmHg(즉, 0mmHg의 차이)인 반면 SHAPE 구배가 -15.33dB임에도 불구하고 HVPG가 0mmHg가 되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
| 증권 시세 표시기 | 생산자 | 저고조파 신호 감소(dB) | 선형 회귀(r2) |
| 무한대 | Lantheus Medical Imaging, N Billerica, MA, 미국 | 11.0 ± 0.3 | 0.98 |
| 레보비스트 | Schering AG, 베를린, 독일 | 9.6 ± 0.2 | 0.98 |
| Lumason 일명 SonoVue | Bracco, 밀라노, 이탈리아 | 1.0 ± 1.3 | 0.20 |
| 옵티슨 | GE Healthcare, 미국 뉴저지주 프린스턴 | 10.1 ± 0.2 | 0.97 |
| 소나조이드 | GE Healthcare, 노르웨이 오슬로 | 13.3 ± 0.2 | 0.99 |
표 1: 약 185mmHg의 압력 증가에 대한 상용 UCA의 저고조파 응답(및 상관관계).
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Discussion
인체 내 압력의 비침습적이고 정확한 측정은 오랫동안 중요하지만 파악하기 어려운 임상 목표였습니다. 여기에 제시된 SHAPE 측정 프로토콜은 이 목표를 달성합니다. SHAPE 절차의 가장 중요한 구성 요소는 최적의 음향 출력에서 획득되지 않은 저조파 데이터가 정수압과 잘 상관되지 않기 때문에 최적화 알고리즘입니다. 17,22,23 Logiq 9 스캐너에 구현된 이 소프트웨어의 초기 버전은 S-곡선의 미분에 여러 피크를 표시하는 경향이 있어 올바른 출력 전력 선택이 어려웠습니다. 13,14 그러나 Logiq E10 스캐너의 향상된 동작 보정으로 이 문제가 다소 완화되었습니다. 23 더욱이, 현재 구현된 SHAPE 알고리즘은 약 10%의 고장률을 가지며, 여기서 저고조파 신호 대 잡음비는 신뢰할 수 있는 압력 추정치를 계산하기에는 너무 낮다. 14 SHAPE 연구에 성공한 피험자와 실패한 피험자 사이에 연령, 체질량 지수, 영상 깊이 또는 간 상태의 차이는 확인되지 않았습니다.
이 프로토콜에서 SHAPE에 대해 강조된 UCA는 Sonazoid였지만 많은 상용 UCA를 사용할 수 있습니다(참조, 표 1). 11,13,14,15,16 SHAPE와 함께 사용되는 특정 UCA에 필요한 주입 설정 및 미세 기포 농도는 특정 제조업체의 권장 사항에 따라 조정되어야 합니다.
이것은 일반적으로 사용자가 접근할 수 있는 파라미터는 아니지만, 펄스 형성을 사용하여 저고조파 미세 기포 신호의 생성을 극대화하는 것은 성공적인 SHAPE 절차에 중요합니다. Logiq 스캐너 제품군의 경우 Sonazoid가 있는 가우스 창 이항 필터링된 구형파가 최적으로 나타납니다21, 그러나 이것은 스캐너와 UCA에 따라 다릅니다. 17 BK 초음파의 SonixTABLET 스캐너의 경우 구형파와 처프 펄스를 모두 사용할 수 있습니다(다른 UCA 사용). 17 위에서 언급한 시스템 외에도 현재 SHI와 SHAPE에서 사용할 수 있는 유일한 상용 초음파 스캐너는 MindRay의 제품입니다.
이 프로토콜은 임상 적용으로 만성 간 질환 환자의 문맥압항진증을 식별하는 데 중점을 두었습니다. 주된 이유는 CT, MRI 또는 초음파 영상을 사용하는 것과 같은 기존의 비침습적 기술이 간접적이고 질적이며 결과가 상당히 혼합되어 있기 때문입니다. 19 간 경직에 대한 탄성 검사와 같은 비침습적 초음파 측정은 CSPH 위험이 높은 환자를 식별할 수 있는 정량적 기술입니다. 특히 비장 크기 및 혈소판 수 측정과 결합할 때. CSPH의 초기 진단에 대한 90-94%의 정확도가 보고되었지만 이러한 방법은 HVPG의 치료적 감소를 추적할 수 있을 만큼 충분히 정확하지 않습니다. 19 임상 점수 시스템의 개선, 혈청 간 기능 검사의 정상화 또는 복수 및 정맥류의 감소는 문맥압항진증의 개선을 정성적으로 나타냅니다. 18 그러나 SHAPE와 달리 이러한 측정 중 어느 것도 문맥 압력의 정량적 측정을 제공하지 않습니다. 결과적으로, 문맥압을 정량화하기 위해 임상적으로 허용되는 유일한 방법은 침습적 압력 카테터를 통해 측정된 HVPG를 사용하는 것입니다.
마찬가지로, SHAPE 알고리즘은 환자에서 3mmHg 미만의 오류로 심압 추정치를 제공할 수 있습니다. 16 SHAPE에 대한 정량적, 비침습적 대안은 심장학에 존재하지 않습니다. 그럼에도 불구하고 이것은 절대적인 실시간 압력 추정치가 필요하기 때문에 어려운 응용 분야입니다. 16,17 신보강 요법에 대한 유방암 반응의 척도로서 간질액 압력을 모니터링하기 위한 3D SHAPE에 대한 조사에 따르면 치료 완료율이 10%일 때(즉, 한 번의 화학요법 주기 후) 종양과 주변 정상 조직 사이의 SHAPE 구배는 반응자를 부분적/비반응자와 구별할 수 있습니다(3.23 ± 1.41dB 대 -0.88dB ± 1.46dB; p = 0.001). 15 방광이나 뇌의 압력을 비침습적으로 추정하는 것과 같은 다른 임상 영역은 SHAPE 기술의 광범위한 적용 가능성을 입증하는 전 세계 연구자들에 의해 추구되고 있습니다.
요약하면, 이 SHAPE 프로토콜은 상업적으로 이용 가능한 UCA, 초음파 스캐너 및 보정된 SHI를 결합하여 실시간 비침습적 정량적 압력 추정치를 제공하므로 지금까지 충족되지 않은 중요한 임상 요구를 충족합니다.
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Disclosures
Forsberg, Gupta, Wallace 및 Eisenbrey 박사는 SHAPE 기술에 대한 특허를 출원 중입니다. 월리스 박사는 GE의 직원입니다.
Acknowledgments
이 작업은 W81XWH-08-1-0503 및 W81XWH-12-1-0066에 따른 미 육군 의료 연구 자료 사령부, AHA 보조금 번호 0655441U 및 15SDG25740015, NIH R21 HL081892, R21 HL130899, R21 HL089175, RC1 DK087365, R01 DK098526, R01 DK118964, R01 CA140338, R01 CA234428, Lantheus Medical Imaging 및 노르웨이 오슬로의 GE Healthcare에 의해 부분적으로 지원됩니다.
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).
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