Portal Hipertansiyonu Tanımlamaya Odaklanan Ultrason Görüntüleme Kullanarak Kontrastlı Subharmonik Yardımlı Basınç Tahmini (SHAPE)
December 5th, 2020
İnfüze edilen kontrast mikrokabarcıkların subharmonik ultrason görüntülemesini kullanarak ortam basınçlarını invaziv olmayan bir şekilde tahmin etmek için bir protokol (uygun kalibrasyonu takiben), kronik karaciğer hastalığı olan insan hastalardan örneklerle açıklanmaktadır.
Bu teknik, vücut içindeki basınçları non-invaziv olarak ölçmek için tasarlanmıştır. Kalpteki basınçları izlemek, kanserlerin tedavisini izlemek ve bu özel projede karaciğerdeki basınçları ölçmek için özellikle yararlıdır. Ultrason kontrast maddesini hazırlamak için, kemoterapi spike'ın şırınga portundan koruyucu kapağı çıkarın ve ajanın üç şişesinden ilkinin tıpasını delmek için bir kemoterapi spike kullanın.
Şişeye iki mililitre steril su ekleyin ve şişeyi hemen bir dakika çalkalayın. Homojen bir ürün elde edildiğinde, ürünü şırıngaya çekin. Sulandırılmış ultrason kontrast maddesi, mililitre başına sekiz mikrolitre konsantrasyonda mikro kabarcıklar içerir.
Diğer iki flakon için sulandırmayı aynı şekilde tekrarladıktan sonra, bağlantı tüplerini doldurmak için salin kullanın ve tüpleri üç bir vanaya bağlayın. Vanayı kanüle giden uzatma borusuna bağlayın ve şırıngayı doğrudan vanaya bağlayın. Daha sonra şırıngayı hastayla aynı seviyede veya altında bir şırınga pompasına monte edin.
İlk ultrason görüntüsü setini elde etmek için bir ultrason tarayıcısını çalıştırın ve C1-6-D eğrisel probu seçin. Tarayıcıda bir karın ön ayarı seçin. Aynı görüntüleme düzleminde ve benzer derinliklerde hem portal hem de hepatik damarların gri tonlamalı görüntülerini elde etmek için subkostal bir yaklaşım ve eğrisel bir dizi kullanın.
Retrograd akışın etkisinden kaçınmak için hepatik ven bölgesini inferior vena kavadan uzakta seçmeye özen göstererek görüntüleri iyi klinik uygulamalara dayalı olarak optimize edin. İlk ultrason görüntülemesinden sonra, vanayı açın ve salin solüsyonunu saatte 120 mililitre oranında infüze ederken, kontrastı dakikada kilogram vücut hızı başına 0.024 mikrolitre oranında birlikte infüze edin. Çift ekran modunda alt harmonik görüntülemeyi etkinleştirmek için, kontrast modunu etkinleştirmek için alt harmonik kontrast dokunmatik panel düğmesini kullanın.
Döner kontrolde alt harmonik görüntüleme genlik modülasyonunu seçin. 2,5 megahertz iletim frekansında alt harmonik görüntüleme gerçekleştirin ve alınan sinyalleri 1,25 megahertz'de elde edin. Portalın ve hepatik damarların açıklığının yanı sıra, infüzyonun başlangıcından bir ila iki dakika kadar sürebilen mikro kabarcıkların varlığını onaylayın.
SHAPE görüntülemeyi optimize etmek için SHAPE otomatik optimizasyon kodunu etkinleştirmek üzere değişen derinlikleri ve zayıflamaları telafi etmek için dokunmatik panelde zaman yoğunluğu eğrisi analizini ve ardından F6 ve K'yi seçin. SHAPE optimizasyon algoritması, her akustik çıkış seviyesi için alt harmonik veriler elde edecektir. Veri toplama işlemi tamamlandıktan sonra, kontrast örneği penceresindeki portal damar üzerinde ilgilenilen bir bölgeyi konumlandırın.
Akustik çıktının bir fonksiyonu olarak bölge içindeki ortalama alt harmonik verileri çizin ve verilere bir lojistik eğri sığdırın. Ardından, bu eğrinin bükülme noktasını optimize edilmiş güç olarak seçin, çünkü bunun en büyük SHAPE hassasiyet noktası olduğu gösterilmiştir. SHAPE'in hassasiyetini en üst düzeye çıkarmak ve UCA süspansiyonunun infüzyonu sırasında beş ila 15 saniyelik segmentlerde mikro kabarcıklardan alt harmonik veriler elde etmek için akustik çıkış gücünü bükülme noktası değerine ayarlayın.
Karaciğerde portal hipertansiyon teşhisi için görüntüleme yapılırken, önemli olan, zayıflamanın etkisini en aza indirmek için hem portal hem de hepatik damarları aynı derinlikte görselleştirmektir. UCA kaynaklı bir denge geliştirmesinden sonra, optimizasyon algoritması etkinleştirilmeli ve alt harmonik genlik ve çıkış gücü seçim eğrileri üretmek için portal damarda bir ilgi bölgesi seçilmelidir. Klinik olarak anlamlı portal hipertansiyonu olan ve olmayan hastalardan alınan bu SHAPE görüntülerinde, ana görsel fark, hipertansiyonu olan hastada karaciğer veninde bulunan ve hipertansiyonu olmayan hastada bulunmayan belirgin subharmonik sinyaldir.
Bazı hastaların klinik ve labatoryal portal hipertansiyon belirtileri gösterdiğini, ancak HVPG değerlerinin normal veya sıfır olduğunu unutmayın. Bu, bir dizi anatomik ve/veya vasküler varyasyona bağlanabilir ve bu da yanlış bir SHAPE teşhisi ile sonuçlanır. Bu teknik non-invaziv, güvenli ve doğrudur.
Bağıl ve mutlak basınç tahminlerinin elde edilmesine izin verir ve şu anda başka hiçbir görüntüleme tekniğinin yapamayacağı bir şeydir.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Genel Bakış
Bu makale, kontrast mikrokabarcıklar üzerinde subharmonik ultrason görüntülemesini kullanarak invaziv olmayan basınç tahmini için bir protokol sunmaktadır. Bu teknik, özellikle karaciğer, kalp ve kanser tedavileri sırasındaki basınçları izlemek için faydalıdır.
Çalışmanın Temel Bileşenleri
Bilim Alanı
- İnvaziv olmayan görüntüleme teknikleri
- Ultrason teknolojisi
- Tıbbi teşhis
Arka Plan
- Subharmonik ultrason görüntüleme, basınç ölçümü için yeni bir yaklaşımdır.
- Mikrokabarcıklar ultrason görüntülemede kontrast ajanları olarak kullanılır.
- Bu yöntem, iç basınçların gerçek zamanlı olarak izlenmesini sağlar.
- Kardiyoloji ve onkoloji de dahil olmak üzere çeşitli tıp alanlarında uygulamaları vardır.
Çalışmanın Amacı
- Ortam basınçlarını tahmin etmek için invaziv olmayan bir yöntem geliştirmek.
- Kronik karaciğer hastalığı olan hastalarda izleme yeteneklerini artırmak.
- Klinik ortamlarda tekrarlanabilen bir protokol sağlamak.
Kullanılan Yöntemler
- Mikrokabarcıkların yeniden yapılandırılmasıyla ultrason kontrast ajanının hazırlanması.
- Doğru basınç okumaları için görüntüleme sisteminin kalibasyonu.
- Tekniğin insan hastalarda uygulanması.
- Çeşitli organlarda, özellikle karaciğerde, basınçların izlenmesi.
Ana Sonuçlar
- Başarılı invaziv olmayan basınç ölçümleri elde edildi.
- Yöntem, klinik uygulamalarda güvenilirlik gösterdi.
- Kronik karaciğer hastalığında basınç dinamikleri hakkında daha iyi anlayış sağlandı.
- Diğer tıbbi durumlarda daha geniş uygulama potansiyeli.
Sonuçlar
- Protokol, invaziv olmayan basınç tahmini için değerli bir araç sunmaktadır.
- Hasta izleme ve tedavi sonuçlarını iyileştirebilir.
- Daha fazla araştırma, farklı tıp alanlarında uygulamalarını genişletebilir.
Sıkça Sorulan Sorular
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.
