Summary
En protokoll for ikke-invasiv estimering av omgivelsestrykk ved bruk av subharmonisk ultralydavbildning av infuserte kontrastmikrobobler (etter passende kalibrering) er beskrevet med eksempler fra humane pasienter med kronisk leversykdom.
Abstract
Ikke-invasiv, nøyaktig måling av trykk i menneskekroppen har lenge vært et viktig, men unnvikende klinisk mål. Kontrastmidler for ultralydavbildning er gassfylte, innkapslede mikrobobler (diameter < 10 μm) som krysser hele vaskulaturen og forbedrer signaler med opptil 30 dB. Disse mikroboblene produserer også ikke-lineære svingninger ved frekvenser som spenner fra subharmoniske (halvparten av sendefrekvensen) til høyere harmoniske svingninger. Den subharmoniske amplituden har et inverst lineært forhold til det omgivende hydrostatiske trykket. Her presenteres et ultralydsystem som er i stand til å utføre sanntids, subharmonisk assistert trykkestimering (SHAPE). Under infusjon av ultralydkontrastmiddel aktiveres en algoritme for optimalisering av akustiske utganger. Etter denne kalibreringen har subharmoniske mikroboblesignaler (dvs. SHAPE) den høyeste følsomheten for trykkendringer og kan brukes til ikke-invasivt kvantifisering av trykk. Nytten av SHAPE-prosedyren for å identifisere portal hypertensjon i leveren er vekten her, men teknikken har anvendelighet på tvers av mange kliniske scenarier.
Introduction
En rekke forskjellige kontrastmidler for ultralyd (UCAs) er godkjent for klinisk bruk innen kardiologi (spesielt opasifisering av venstre ventrikkel) og radiologi (spesielt karakterisering av leverskader hos voksne og barn) over hele verden. 1 Følsomheten og spesifisiteten til ultralydavbildning kan forbedres ved intravenøs (IV) injeksjon av gassfylte mikrobobler (diameter < 10 μm) innkapslet av et lipid- eller proteinskall som UCA som krysser hele vaskulaturen og forbedrer signaler med opptil 30 dB. 1 Disse UCAene forbedrer ikke bare de tilbakespredte ultralydsignalene, men ved tilstrekkelig akustisk trykk (> 200 kPa) fungerer de også som ikke-lineære oscillatorer. Derfor vil betydelige energikomponenter bli produsert i de mottatte ekkoene som spenner fra subharmoniske og harmoniske til ultraharmoniske frekvenser. 1,2 Disse ikke-lineære signalkomponentene kan ekstraheres fra vev og lineære bobleekko (f.eks. ved hjelp av pulsinversjon) og brukes til å lage kontrastspesifikke avbildningsmodaliteter som subharmonisk avbildning (SHI), som mottar ved halvparten av sendefrekvensen (dvs. ved f 0/2). 3 Vår gruppe har vist i kliniske studier på mennesker at SHI kan oppdage blodstrømmen i neokar og arterioler assosiert med en rekke svulster og vev. 4,5,6,7,8,9
Vi har tatt til orde for bruk av UCA ikke som vaskulære sporstoffer, men som sensorer for ikke-invasiv trykkestimering i sirkulasjonssystemet ved å overvåke subharmoniske kontrastbobleamplitudevariasjoner. 10 Denne innovative teknikken, kalt subharmonisk-assistert trykkestimering (SHAPE), er avhengig av den inverse lineære korrelasjonen mellom amplituden til de subharmoniske signalene og hydrostatisk trykk (opptil 186 mmHg) målt for de fleste kommersielle UCA in vitro (r2 > 0,90) som oppsummert i tabell 1. 10,11 Det bør imidlertid bemerkes at ikke alle UCA utviser denne oppførselen. Spesielt har det vist seg at subharmoniske signaler fra UCA SonoVue (kjent som Lumason i USA) først stiger med hydrostatisk trykkøkning, etterfulgt av et platå og en avtagende fase. 12 Ikke desto mindre gir SHAPE muligheten til å tillate at trykkgradienter i hjertet og gjennom hele kardiovaskulærsystemet samt interstitielt væsketrykk i svulster oppnås ikke-invasivt. 13,14,15,16,17 Nylig implementerte vi en sanntidsversjon av SHAPE-algoritmen på en kommersiell ultralydskanner og ga proof-of-concept som SHAPE kan gi in vivo trykkestimater med feil på mindre enn 3 mmHg i venstre og høyre ventrikler hos pasienter. 16,17
Den mest erfaringen med SHAPE hittil har vært for diagnostisering av portalhypertensjon med mer enn 220 personer inkludert og innledende funn bekreftet i en multisenterstudie. 13,14 Portalhypertensjon er definert som en økning i trykkgradienten mellom portvenen og levervenene eller den nedre vena cava som overstiger 5 mmHg, mens klinisk signifikant portalhypertensjon (CSPH) krever en gradient eller tilsvarende, en hepatisk venøs trykkgradient (HVPG) ≥ 10 mmHg. 18 CSPH er forbundet med økt risiko for gastroøsofageale varicer, ascites, leverdekompensasjon, postoperativ dekompensasjon og hepatocellulært karsinom. 18,19 Pasienter som utvikler ascites har en 50% treårig dødelighet og de som utvikler spontan infeksjon av ascites væsken bære en 70% ett-års dødelighet. Pasienter med cirrhose har en 5-10% årlig forekomst av gastroøsofageal variceal dannelse, og en 4-15% årlig forekomst av blødning; Hver blødningsepisode medfører opptil 20% risiko for død. 18,19
Dette manuskriptet beskriver hvordan man kan gjennomføre en SHAPE-studie ved hjelp av kommersielt tilgjengelig utstyr og UCA med vekt på å identifisere portal hypertensjon i leveren til pasienter. Den kritiske kalibreringsprosedyren som kreves for å oppnå høyest følsomhet for estimering av trykkendringer, forklares i detalj.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
De institusjonelle gjennomgangsstyrene ved både Thomas Jefferson University og Hospital of the University of Pennsylvania godkjente denne protokollen. Protokollen er i samsvar med Health Insurance Portability and Accountability Act. United States Food and Drug Administration (FDA) utstedte en Investigational New Drug godkjenning (IND # 124,465 til F. Forsberg) for denne protokollen. GE Healthcare (Oslo, Norge) leverte UCA som ble brukt i denne undersøkelsen (Sonazoid; Tabell 1). Sonazoid er ikke godkjent av FDA for noen kliniske applikasjoner i USA, og derfor var en IND nødvendig. Andre UCA med FDA-godkjenning1 kan brukes off-label etter skjønn fra behandlende lege hvis det anses potensielt klinisk nyttig.
MERK: Den fullstendige protokollen og den statistiske analyseplanen er tilgjengelig på https:// clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT02489045. Registreringsnummer for prøveversjon: NCT # 02489045.
1. Emne forberedelse
- Gjennomgå fagets kjente narkotikaallergier eller intoleranser, spesielt enhver kjent allergi mot UCA som brukes.
- Ekskluder personer med ustabile kardiopulmonale tilstander eller som generelt er medisinsk ustabile.
- Sett motivet på en båre i liggende stilling.
- Plasser en 18-22 gauge kanyle i en vene i motivets høyre eller venstre arm for UCA infusjon.
- Sørg for at nødtjenester (f.eks. en krasjvogn) vil være tilgjengelige på sykehuset i tilfelle akutte bivirkninger.
MERK: UCA er veldig trygge med alvorlige anafylaktoide reaksjoner rapportert med en hastighet på mindre enn 0,01%. 20
2. UCA forberedelse (spesifikt for Sonazoid)
- Klargjør tre (3) hetteglass med 48 mikrobobler (6 ml) for hvert forsøksperson ved å resuspendere i henhold til produsentens instruksjoner. UCA leveres som et tørt pulver innen 10 ml forseglede hetteglass. Hetteglassets hodeavstand inneholder perfluorbutan.
- Perforer proppen på UCA-hetteglasset med en kjemospike.
- Fjern beskyttelseshetten fra sprøyteporten på chemospike og tilsett 2 ml sterilt vann.
- Med sprøyten igjen festet til kjemospiken, rist straks produktet i 1 minutt for å sikre et homogent produkt.
- Trekk preparatet inn i sprøyten og injiser produktet tilbake i hetteglasset igjen. Dette er for å unngå fortynning av produktet på grunn av dødromsvolumet i kjemospiken.
- Fjern sprøyten fra sprøyteporten og sett på beskyttelseshetten igjen. Konsentrasjonen av rekonstituert UCA er 8 mikroliter mikrobobler/ml.
- Gjenta prosedyren for rekonstituering av de andre 2 hetteglassene.
- Bruk saltvann (0,9% NaCl-løsning) for å fylle opp tilkoblingsrørene før du kobles til en 3-veis stoppekran. Stoppekranen vil da kobles til forlengelsesslangen som fører til kanylen.
- Trekk alle tre (3) hetteglassene med suspendert UCA inn i en 10 ml sprøyte, og plasser den i en sprøytepumpe på samme nivå eller under pasienten, og koble direkte til stoppekranen.
- Etter den første ultralydavbildningen og etter at stoppekranen er åpnet, infunderer NaCl-oppløsningen med en hastighet på 120 ml/time, og infunderer sonazoid samtidig med en hastighet på 0,024 mikrol per kg kroppsvekt per minutt (infusjonshastighet på suspensjon på 0,18 ml/kg/time).
MERK: Denne infusjonshastigheten ble valgt basert på gruppens tidligere erfaringer med sonazoid infusjon hos pasienter med portal hypertensjon som gjennomgikk SHAPE13,14,21. Den nøyaktige resuspenderingsprosedyren og infusjonsmetoden vil variere avhengig av UCA som brukes.
3. Innledende ultralydavbildning
- Slå på en ultralydskanner (f.eks. Logiq E10, versjon R2) og velg C1-6-D krøllete sonde.
- Velg en abdominal forhåndsinnstilling på ultralydskanneren og bruk en kurvelineær matrise (vanligvis med en båndbredde på 1-6 eller 2-8 MHz) for å ta gråtonebilder av både portalen og en levervene i samme bildeplan og på lignende dybder (figur 1). Dette oppnås vanligvis best via en subcostal tilnærming.
- Optimaliser bildene basert på god klinisk praksis og pass på å velge leverveneområdet vekk fra den dårligere vena cava for å unngå påvirkning av retrograd strømning.
4. SHI og SHAPE-avbildning
- Aktiver SHI-kontrastavbildningsmodus i dobbel skjermmodus (dvs. kjører sanntids B-modus og SHI samtidig) ved hjelp av berøringspanelknappen for subharmonisk kontrast og aktiver kontrastmodus. Velg deretter SUBH-AM på rotasjonskontrollen.
- Utfør SHI ved en sendefrekvens på 2, 5 MHz og oppnå de mottatte signalene ved 1, 25 MHz.
- Bruk pulsforming for å maksimere genereringen av subharmoniske mikroboblesignaler, for eksempel en gaussisk vindusfiltrert firkantbølge med Sonazoid,21 men dette er skanner- og UCA-avhengig. 17
MERK: Valget av bildefrekvens og pulsform er kanskje ikke tilgjengelig for sluttbrukere.
- Bekreft tålmodigheten til portalen og levervenen, samt tilstedeværelsen av mikrobobler, som kan ta opptil 1-2 minutter fra infusjonsstart.
- Aktiver den automatiske optimaliseringskoden SHAPE for å optimalisere SHAPE ved å kompensere for varierende dybde og demping. 22,23 Velg TISK Analyse på berøringspanelet etterfulgt av F6 og deretter k-knappen.
- SHAPE-optimaliseringsalgoritmen vil samle inn subharmoniske data for hvert akustiske utgangsnivå. Når datainnsamlingen er fullført, plasserer du en avkastning på avkastningen på portalvenen i kontrasteksempelvinduet (øverst til venstre på TIC Analysis-skjermen).
- Plott de gjennomsnittlige subharmoniske dataene innenfor avkastningen som en funksjon av akustisk utgang og tilpass en logistisk kurve til dataene. Velg bøyningspunktet for denne kurven (eller rettere sagt toppen i den deriverte kurven vist under) som optimalisert effekt, da dette har vist seg å være punktet med størst SHAPE-følsomhet. 22,23 Et slikt sett med kurver er vist i figur 2.
- Juster den akustiske utgangseffekten til verdien identifisert i trinn 4.4.1, som vil sikre maksimal endring i subharmoniske amplituder en funksjon av omgivelsestrykk (dvs. maksimere følsomheten til SHAPE).
- Hent subharmoniske data fra mikroboblene (dvs. SHAPE) i 5-15 s segmenter under infusjonen av UCA-suspensjonen (figur 3).
5. Behandling av SHAPE-data
- Når den optimaliserte SHI-cine-loopen er anskaffet (trinn 5.6), velger du "TIC Analysis" på berøringspanelet.
- Forsikre deg om at "Bevegelsessporing" er aktivert på berøringspanelet, som justerer ROI-posisjonen for hver ramme for å kompensere for pust eller annen bevegelse.
- Kontroller at dB er valgt som enhet for Y-aksen på sporene i analysevinduet.
- I kontrastprøvevinduet (øverst til venstre på skjermen) velger du identiske ROIer (elliptiske regioner er standard) i lever- og portalvenene. I analysevinduet (til høyre) gjennomsnittes det subharmoniske signalet (i dB) i hvert fartøy over alle rammene i en båndbredde på 0,5 MHz rundt 1,25 MHz.
- Beregn den endelige SHAPE-gradienten (i dB) som forskjellen i det gjennomsnittlige subharmoniske signalet mellom lever- og portalveneavkastningen. Basert på nåværende studier er det optimale driftspunktet for å identifisere CSPH -0,11 dB og den lineære regresjonsligningen er HVPG = 0,81 x SHAPE + 9,43. 14 Det er viktig å merke seg at denne cutoff og ligning er både skanner og UCA avhengig.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Som ved alle ultralydundersøkelser er det første hensynet til lever-SHAPE å ta best mulig utgangsgråtonebilder av målområdet og å sikre (ved bruk av doppleravbildning) at det ikke er intrahepatiske portalvenøse shunter eller andre vaskulære abnormiteter tilstede. Ved leveravbildning for diagnostisering av portalhypertensjon er nøkkelen å visualisere både portvenen og en levervene på samme dybde for å minimere effekten av demping (figur 1).
Selv om UCA-konsentrasjon ikke anses som en kritisk faktor i SHAPE-prosedyre10,23, anbefales det likevel å infisere UCA for å minimere alle kilder til variabilitet. UCA skal rekonstitueres og infunderes (fortrinnsvis gjennom en 20 eller 22 gauge kanyle24) i henhold til produsentens spesifikke instruksjoner. Når likevektsforbedring er nådd, bør optimaliseringsalgoritmen aktiveres og en avkastning i portalvenen velges, som vil produsere kurver som de som er vist i figur 2. Når den optimale akustiske utgangseffekten er valgt, kan kalibrerte SHI-data (dvs. SHAPE) anskaffes.
Eksempler på SHAPE-bilder i motiver med og uten CSPH er presentert i figur 3. Den viktigste visuelle forskjellen er det markerte subharmoniske signalet som er tilstede i levervenen hos forsøkspersonen med CSPH (figur 3B) og fraværende i det andre tilfellet (figur 3A). Kvantitative, relative trykkestimater kan beregnes ut fra forskjellen mellom de gjennomsnittlige subharmoniske signalene for avkastning plassert i lever- og portalvenene (dvs. SHAPE-gradienten). Men i omtrent 10% av tilfellene som er studert så langt, var det subharmoniske signalet for nær skannerens støygulv og måtte kastes. Dette kan skyldes utilstrekkelig kontrastforbedring. Videre er det pasienter som presenterer kliniske og laboratoriemessige tegn på portalhypertensjon, men som har HVPG-verdier som er normale eller null. Dette kan tilskrives en rekke anatomiske og/eller vaskulære variasjoner, for eksempel én forsøksperson med fistel mellom portalen og levervena som ikke førte til forskjell mellom fritt og kilt trykk og dermed feil SHAPE-diagnose (figur 4).
Vi gjennomførte en pilotstudie av SHAPE hos 45 pasienter som gjennomgikk transjugulær leverbiopsi (med HVPG-målinger som referansestandard), som viste signifikant høyere SHAPE-gradienter mellom portalen og levervener hos personer med CSPH (dvs. en HVPG-≥ 10 mmHg) enn hos de med lavere HVPG (1,37 ± 0,59 dB vs. -1,68 ± 0,27 dB, p < 0,001). 13
Nylig utvidet vi konseptet med å bruke SHAPE for portaltrykkestimering i en stor klinisk multisenterstudie. Resultater fra 178 personer på tvers av to steder ved hjelp av modifiserte Logiq 9-systemer etablerte nytten av SHAPE for diagnostisering av CSPH med en sensitivitet på 91 % (95 % konfidensintervall: 88-93 %) og en spesifisitet på 82 % (95 % konfidensintervall: 75-85 %). 14 Den totale nøyaktigheten var 95 % for diagnostisering av forsøkspersoner med CSPH (95 % konfidensintervall (KI): 89-99 %), og disse forsøkspersonene hadde en høyere SHAPE-gradient enn deltakere med lavere HVPG (0,27 ± 2,13 dB vs. -5,34 ± 3,29 dB; p < 0,001), noe som indikerer at SHAPE faktisk kan være et nyttig verktøy for diagnostisering av portalhypertensjon14. Tilsvarende var sensitiviteten og spesifisiteten for diagnostisering av alle personer med portal hypertensjon (dvs. HVPG ≥ 5 mmHg) henholdsvis 71% og 80%.
Figur 1: Eksempel på gråtoneleverbilde for initiering av SHAPE. Piler indikerer portvenen (PV) og en levervene (HV). Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 2: Kalibreringskurve for SHAPE-optimalisering. (A) Subharmonisk amplitude (i dB) som funksjon av akustisk utgangseffekt (i %) som viser den karakteristiske S-kurveoppførselen. (B) Den deriverte av S-kurven for valg av utgangseffekt (pilen indikerer valgt topp og dermed effekt). Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 3: Dobbel avbildning med B-modus (svart-hvitt) og subharmonisk avbildning (gull) henholdsvis til venstre og høyre for hvert bilde. (A) En pasient med normale HVPG-verdier (3 mmHg) med et lyst subharmonisk signal fra portvenen (PV) og utilstrekkelig signal fra levervenen (HV). (B) En pasient med CSPH og en HVPG på 15 mmHg som viser betydelige subharmoniske signaler i både portal- og levervener. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 4 Mislykket SHAPE-studie med forsøksperson med fistel mellom levervenene. Denne anatomiske variasjonen resulterte i en HVPG på 0 mmHg selv om gradienttrykket (referert til som det frie og kilede trykket 18,19) begge var 39 mmHg (dvs. en forskjell på 0 mmHg), mens SHAPE-gradienten var -15,33 dB. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
| UCA | Fabrikant | Subharmonisk signalreduksjon (dB) | Lineær regresjon (r2) |
| Definisjon | Lantheus medisinsk bildebehandling, N Billerica, MA, USA | 11,0 ± 0,3 | 0.98 |
| Levovist | Schering AG, Berlin, Tyskland | 9,6 ± 0,2 | 0.98 |
| Lumason aka SonoVue | Bracco, Milano, Italia | 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 |
Tabell 1: Subharmonisk respons (og korrelasjon) av kommersielle UCA til en trykkøkning på ca. 185 mmHg.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Ikke-invasiv, nøyaktig måling av trykk i menneskekroppen har lenge vært et viktig, men unnvikende klinisk mål. Protokollen for SHAPE-målinger som presenteres her oppnår dette målet. Den mest kritiske komponenten i SHAPE-prosedyren er optimaliseringsalgoritmen, siden subharmoniske data som ikke er oppnådd ved optimal akustisk effekt, vil korrelere dårlig med hydrostatisk trykk. 17,22,23 Den første versjonen av denne programvaren implementert på en Logiq 9-skanner var tilbøyelig til å vise flere topper i den deriverte av S-kurven (jf. figur 2B), noe som gjorde det vanskelig å velge riktig utgangseffekt. 13,14 Men med forbedret bevegelseskorreksjon på Logiq E10-skanneren har dette problemet blitt noe redusert. 23 Videre har SHAPE-algoritmen slik den er implementert en feilrate på ca. 10 %, der det subharmoniske signal-støy-forholdet er for lavt til at pålitelige trykkestimater kan beregnes. 14 Det er ikke identifisert forskjeller i alder, kroppsmasseindeks, bildedybde eller leverstatus mellom forsøkspersoner med vellykkede og mislykkede SHAPE-studier.
I denne protokollen var UCA fremhevet for SHAPE Sonazoid, men en rekke kommersielle UCA kan brukes (jf., tabell 1). 11,13,14,15,16 Infusjonsoppsettet og mikroboblekonsentrasjonen som kreves for en gitt UCA brukt med SHAPE, bør justeres basert på anbefalingene fra den spesifikke produsenten.
Selv om dette vanligvis ikke er en brukertilgjengelig parameter, er det viktig å bruke pulsforming for å maksimere genereringen av subharmoniske mikroboblesignaler for en vellykket SHAPE-prosedyre. For Logiq-familien av skannere virker en gaussisk vindusfiltrert firkantbølge med Sonazoid optimal21, men dette er skanner- og UCA-avhengig. 17 For SonixTABLET-skanneren fra BK Ultrasound kan både en firkantbølge og en pipepuls brukes (med forskjellige UCAer). 17 Bortsett fra systemene nevnt ovenfor, er de eneste andre kommersielle ultralydskannerne som for øyeblikket er tilgjengelige med SHI og dermed SHAPE, fra MindRay.
Denne protokollen fokuserte på å identifisere portalhypertensjon hos pasienter med kronisk leversykdom som klinisk applikasjon. En viktig årsak er at eksisterende ikke-invasive teknikker, for eksempel bruk av CT, MR eller ultralydavbildning, er indirekte og kvalitative, og resultatene har vært ganske blandede. 19 Ikke-invasive ultralydtiltak som elastografi for leverstivhet er kvantitative teknikker som kan identifisere pasienter med høy risiko for CSPH; Spesielt når det kombineres med måling av miltstørrelse og blodplatetall. Nøyaktigheter på 90-94% for den første diagnosen CSPH er rapportert, men disse metodene er ikke tilstrekkelig presise til at terapeutiske reduksjoner i HVPG kan spores. 19 Forbedring i kliniske skåringssystemer, normalisering av leverfunksjonstester i serum eller reduksjon i ascites og varicer indikerer kvalitativt forbedring i portal hypertensjon. 18 Men i motsetning til SHAPE gir ingen av disse målene et kvantitativt mål på portaltrykket. Følgelig er den eneste klinisk aksepterte metoden for å kvantifisere portaltrykk gjennom HVPG målt via et invasivt trykkkateter.
På samme måte kan SHAPE-algoritmen gi estimater av hjertetrykk med feil på mindre enn 3 mmHg hos pasienter. 16 Det finnes ingen kvantitative, ikke-invasive alternativer til SHAPE innen kardiologi. Dette er likevel en utfordrende applikasjon, siden absolutte trykkestimater i sanntid kreves. 16,17 Undersøkelser av 3D SHAPE for overvåking av interstitielt væsketrykk som et mål på brystkreftrespons på neoadjuvant behandling har vist at ved 10 % fullføring av behandlingen (dvs. etter en kjemoterapisyklus) kan SHAPE-gradienten mellom svulsten og det omkringliggende normale vevet skille respondere fra partielle/ikke-respondere (3,23 ± 1,41 dB vs. -0,88 ± 1,46 dB; p = 0,001). 15 Andre kliniske områder, som ikke-invasiv estimering av trykk i blæren eller hjernen, blir forfulgt av forskere over hele verden som demonstrerer den brede anvendeligheten av SHAPE-teknikken.
Oppsummert kombinerer denne SHAPE-protokollen kommersielt tilgjengelige UCAer, en ultralydskanner og kalibrert SHI for å gi ikke-invasive kvantitative trykkestimater i sanntid, og dermed oppfylle et betydelig og hittil uoppfylt klinisk behov.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Dr. Forsberg, Gupta, Wallace og Eisenbrey har patentsøknad på SHAPE-teknologien. Dr. Wallace er ansatt i GE.
Acknowledgments
Dette arbeidet støttes delvis av US Army Medical Research Material Command under W81XWH-08-1-0503, og W81XWH-12-1-0066, av AHA-tilskudd nr. 0655441U og 15SDG25740015 samt av NIH R21 HL081892, R21 HL130899, R21 HL089175, RC1 DK087365, R01 DK098526, R01 DK118964, R01 CA140338, R01 CA234428, av Lantheus Medical Imaging og av 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).
