Portal Hipertansiyonu Tanımlamaya Odaklanan Ultrason Görüntüleme Kullanarak Kontrastlı Subharmonik Yardımlı Basınç Tahmini (SHAPE)
5 Aralık 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.
Tam transkripti görüntüleyin ve binlerce bilimsel videoya erişin
Genel Bakış
Bu makale, mikro kabarcık kontrast ajanlarından gelen subharmonik sinyalleri kullanarak vücut içi basınçlarının doğru şekilde ölçülmesi için noninvaziv bir ultrason tekniği sunmaktadır. Subharmonik Destekli Basınç Tahmini (SHAPE) olarak bilinen bu yöntem, özellikle karaciğerde portal hipertansiyonun teşhisi için vurgulanmış olsa da daha geniş klinik uygulamalara sahiptir. Protokol; basınç tahmininin hassasiyetini ve doğruluğunu maksimize etmek için hazırlık, infüzyon, görüntüleme ve optimizasyon adımlarını detaylandırmaktadır.
Temel Çalışma Bileşenleri
Bilim Alanı
- Tıbbi görüntüleme
- Ultrason tanı yöntemleri
- Noninvaziv basınç ölçümü
Arka Plan
- İç basınçların doğru ve invaziv olmayan yöntemlerle ölçümü, uzun süredir devam eden klinik bir zorluktur.
- Ultrason kontrast ajanları (UCA'lar), görüntüleme sinyallerini artıran gazla dolu mikrobaloncuklardır.
- Mikrobaloncuklar, ortam basıncıyla ters orantılı subharmonik sinyaller üreten lineer olmayan osilasyonlar sergiler.
- Mevcut görüntüleme teknikleri, hem göreceli hem de mutlak basınç tahminlerini invaziv olmayan şekilde sunamamaktadır.
Çalışmanın Amacı
- SHAPE kullanarak internal basınçları nicelendirmek için gerçek zamanlı, noninvaziv bir yöntem geliştirmek ve göstermek.
- Basınç değişikliklerine karşı maksimum hassasiyet için ultrason görüntüleme parametrelerini optimize etmek.
- Tekniği, karaciğerde portal hipertansiyon tanısı koymak için doğrulamak.
Kullanılan Yöntemler
- Mikrokabarcık tabanlı ultrason kontrast ajanlarının hazırlanması ve infüzyonu.
- Portal ve hepatik venleri görüntülemek için kurviliner prob ve subkostal yaklaşım kullanılarak yapılan ultrason görüntüleme.
- Belirli frekanslarda (2.5 MHz iletim, 1.25 MHz alım) subharmonik görüntüleme ve genlik modülasyonunun aktivasyonu.
- Maksimum hassasiyet için akustik çıktıyı seçen otomatik SHAPE optimizasyon algoritması.
- Optimal görüntüleme parametrelerini belirlemek için zaman-yoğunluk eğrisi analizi ve lojistik eğri uydurma.
Ana Sonuçlar
- SHAPE, internal basınçların yüksek hassasiyetle, gerçek zamanlı ve noninvaziv olarak kantifikasyonuna olanak tanır.
- Subharmonik sinyaller üzerinden, klinik olarak anlamlı portal hipertansiyonu olan ve olmayan hastalar arasında net bir ayırıcı tanı sağlanır.
- Teknik, hem bağıl hem de mutlak basınç tahminleri sunar.
- Bazı anatomik veya vasküler varyasyonlar, belirli hastalarda tanısal doğruluğu etkileyebilir.
Sonuçlar
- SHAPE, iç basınç ölçümü için güvenli, doğru ve noninvaziv bir yöntemdir.
- Diğer görüntüleme yöntemlerinde bulunmayan benzersiz yetenekler sunar.
- Karaciğer portal hipertansiyonu ötesinde, geniş klinik uygulama potansiyeline sahiptir.
Sıkça Sorulan Sorular
Yönetici Endüstriyel Uygunluk
Mikrokabarcık kontrast ajanları ile subharmonik ultrason görüntüleme kullanılarak yapılan noninvaziv, kantitatif basınç kestirimi, translasyonel araştırmalar ve preklinik model validasyonundaki kritik bir boşluğu doldurmaktadır. SHAPE, vasküler basınçların gerçek zamanlı ve tekrarlanabilir ölçümüne olanak tanıyarak portal hipertansiyon gibi hastalıkla ilgili sistemlerde mekanistik risklerin azaltılmasını ve prediktif güveni destekler. Bu yetenek, biyofarma Ar-Ge süreçlerinde erken keşif, hedef validasyonu ve riske göre ayarlanmış portföy ilerletme çalışmalarını geliştirmektedir.&D.
Biyofarma Ar-Ge'sinde Stratejik Uygulamalar&D
Erken Keşif ve Hedef Doğrulama
- Hastalık modellerinde hemodinamik hipotezlerin doğrudan sorgulanmasına olanak tanır.
- Müdahalelere yanıt olarak basınç değişimlerini nicelendirerek fonksiyonel hedef doğrulamasını destekler.
- Kantitatif ve noninvaziv ölçümler sağlayarak mekanistik risk azaltmayı kolaylaştırır.
- Vasküler ve hepatik hastalık hedefleri için öngörü güvenilirliğini artırır.
Tarama ve Analiz Geliştirme
- Analiz geliştirme için standartlaştırılmış, kantitatif basınç ölçümleri sağlar.
- Bileşiklerin vasküler basınçlar üzerindeki etkilerinin tekrarlanabilir şekilde değerlendirilmesine olanak tanır.
- Birden fazla preklinik modelde ölçeklenebilirliği ve platformun yeniden kullanımını destekler.
- Aday müdahalelerin taranması için güvenilir, gerçek zamanlı çıktılar sunar.
Translasyonel ve Preklinik Araştırmalar
- Basınç ölçümlerini preklinik modellerdeki hastalıkla ilgili biyobelirteçlerle hizalar.
- Vasküler endikasyonlar için keşif aşamasından preklinik doğrulamaya kadar süreklilik sağlar.
- Kantitatif uç noktalar üzerinden riskten arındırılmış ilerleme kararlarını destekler.
- Portal hipertansiyon üzerindeki müdahale etkilerine dair mekanistik içgörü sağlar.
Boru Hattı ve İş Akışı Entegrasyonu
SHAPE, vasküler basınç son noktaları için hipotez testlerini, nicel okumaları ve standardize edilmiş analizleri mümkün kılarak, keşiften preklinik aşamaya kadar olan sürekliliğe entegre olur.
- Keşif Biyolojisi: Vasküler mekanizmaların ve basınç modülasyonunun hipotez odaklı sorgulanmasını destekler.
- Tarama: Bileşik değerlendirmesi için tekrarlanabilir, kantitatif basınç çıktıları sağlar.
- Analitikler: Güçlü veri karşılaştırması için subharmonik genlik ölçümleri ve lojistik eğri tabanlı optimizasyon sunar.
- Translasyonel Araştırma: Hastalıkla ilişkili basınç biyobelirteçleri ile keşif ve preklinik doğrulama arasında köprü kurar.
- Kurumsal Yeniden Kullanım: Birden fazla hastalık modeli genelinde basınç tahmini için yeniden kullanılabilir, noninvaziv bir platform oluşturur.
Operasyonel ve Kurumsal Etki
- Bilimsel Değer: Vasküler hedef doğrulamasında öngörü güvenini artırır ve mekanistik belirsizliği azaltır.
- Operasyonel Değer: Basınç ölçüm iş akışlarını standartlaştırır ve tekrarlanabilirliği artırır.
- Stratejik Değer: Daha iyi devam/durdur kararları verilmesini sağlar ve geç aşama biyolojik riskleri azaltır.
- Portföy Etkisi: Vasküler ve hepatik programların riskle uyumlu önceliklendirilmesini ve ilerletilmesini destekler.
Uygulama Hususları
- Ultrason görüntüleme ve kontrast madde kullanımı konusunda uzmanlık gerektirir.
- Subharmonik özellikli ultrason sistemlerine ve analitik yazılımlara erişim gereklidir.
- Görüntüleme protokollerinin ve veri analizinin ekipler arası standardizasyonunu gerektirir.
- Farklı anatomik bölgeler veya hastalık modelleri için adaptasyon gerektirebilir.
- Bazı deneklerdeki anatomik veya vasküler varyasyonlar diyagnostik doğruluğu etkileyebilir.
