Name: contrast-enhanced subharmonic aided pressure estimation (shape) using ultrasound imaging with a focus on identifying portal hypertension
Uploaded: 2020-12-05T15:00:00
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इस काम को अमेरिकी सेना चिकित्सा अनुसंधान सामग्री कमान द्वारा W81XWH-08-1-0503, और W81XWH-12-1-0066 के तहत, AHA अनुदान संख्या 0655441U और 15SDG25740015 के साथ-साथ NIH R21 HL081892, R21 HL130899, R21 HL130899, R21 HL130899, R21 HL130899, R21 HL130899, R21 HL130899, R21 HL130899, R21 HL130899, R21 HL130899, R21 HL08999, R21 HL08999, R21 HL08999, R21 HL130899, R21 HL130899, R21 HL130899, R21 HL130899, R21 HL130899, R21 HL130899, R21 HL130899, R21 HL130899, R21 HL08999, R21 HL08999, R21 HL08999, R21 HL08999, R21 HL08999, R21 HL08999, R21 HL08999, R21 HL08999, R21 HL08999, R21 HL08999, R21 HL08999, R21 HL08999, R21 HL08999, R21 HL08999, R21 HL08999, R21 HL08999, R21 HL08999, R21 HL08999, R21 HL08999, R21 HL08999, R21 HL08999, R21 HL0899

थॉमस जेफरसन विश्वविद्यालय और पेंसिल्वेनिया विश्वविद्यालय के अस्पताल दोनों के संस्थागत समीक्षा बोर्डों ने इस प्रोटोकॉल को मंजूरी दी। प्रोटोकॉल स्वास्थ्य बीमा पोर्टेबिलिटी और जवाबदेही अधिनियम के ?...

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	<li>Lyshchik, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Fundamentals of CEUS. , (2019).</li><li>Leighton, T. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Acoustic Bubble. , (1994).</li><li>Forsberg, F., Shi, W. T., Goldberg, B. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Subharmonic+imaging+of+contrast+agents.">Subharmonic imaging of contrast agents.</a> Ultrasonics. 38 (1-8), 93-98 (2000).</li><li>Forsberg, F., Piccoli, C. W., Merton, D. A., Palazzo, J. P., Hall, A. 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K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-invasive+intra-cardiac+pressure+measurements+using+subharmonic-aided+pressure+estimation:+proof+of+concept+in+humans.">Non-invasive intra-cardiac pressure measurements using subharmonic-aided pressure estimation: proof of concept in humans.</a> Ultrasound in Medicine and Biology. 43 (11), 2718-2724 (2017).</li><li>Esposito, C., Dickie, K., Forsberg, F., Dave, J. 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F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=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.">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.</a> Ultrasound in Medicine and Biology. , (2020).</li><li>Gupta, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+pulse+shaping+on+subharmonic+aided+pressure+estimation+in+vitro+and+in+vivo.">Effect of pulse shaping on subharmonic aided pressure estimation in vitro and in vivo.</a> Journal of Ultrasound in Medicine. 36 (1), 3-11 (2017).</li><li>Dave, J. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+implementation+of+an+automated+acoustic+output+optimization+algorithm+for+subharmonic+aided+pressure+estimation.">On the implementation of an automated acoustic output optimization algorithm for subharmonic aided pressure estimation.</a> Ultrasonics. 53 (4), 880-888 (2013).</li><li>Gupta, I., Eisenbrey, J. R., Machado, P., Stanczak, M., Wallace, K., Forsberg, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+factors+impacting+subharmonic-+aided+pressure+estimation+(SHAPE).">On factors impacting subharmonic- aided pressure estimation (SHAPE).</a> Ultrasonic Imaging. 41 (1), 35-48 (2019).</li><li>Eisenbrey, J. R., Daecher, A., Kramer, M. R., Forsberg, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+needle+and+catheter+size+on+commercially+available+ultrasound+contrast+agents.">Effects of needle and catheter size on commercially available ultrasound contrast agents.</a> Journal of Ultrasound in Medicine. 34 (11), 1961-1968 (2015).</li></ol>

मानव शरीर के भीतर दबाव का गैर-संवेदनशील, सटीक माप लंबे समय से एक महत्वपूर्ण लेकिन मायावी नैदानिक लक्ष्य रहा है। यहां प्रस्तुत शेप माप के लिए प्रोटोकॉल इस लक्ष्य को प्राप्त करता है। शेप प्रक्रिया का सब?...

दुनिया भर में कार्डियोलॉजी (विशेष रूप से बाएं वेंट्रिकुलर ओपेसिफिकेशन) और रेडियोलॉजी (विशेष रूप से वयस्क और बाल चिकित्सा यकृत घाव लक्षण वर्णन) में नैदानिक उपयोग के लिए कई अलग-अलग अल्ट्रासाउंड कंट्रास्ट एजेंट (यूसीए) को मंजूरी दी जाती है। अल्ट्रासाउंड इमेजिंग की संवेदनशीलता और विशिष्टता को गैस से भरे माइक्रोबबल्स (व्यास < 10 μm) के अंतःशिरा (IV) इंजेक्शन द्वारा यूसीए के रूप में लिपिड या प्रोटीन शेल द्वारा समझाया जा सकता है जो पूरे वाहिका को पार करते हैं और संकेतों को 30 डीबी तक बढ़ाते हैं। ये यूसीए न केवल पीछे बिखरे अल्ट्रासाउंड संकेतों को बढ़ाते हैं, बल्कि पर्याप्त ध्वनिक दबाव (> 200 केपीए) पर वे नॉनलाइनर ऑसिलेटर के रूप में भी कार्य करते हैं। इसलिए, सबहारमोनिक और हार्मोनिक से अल्ट्राहारमोनिक आवृत्तियों तक प्राप्त प्रतिध्वनियों में महत्वपूर्ण ऊर्जा घटकों का उत्पादन किया जाएगा। 1,2 इन नॉनलाइनियर सिग्नल घटकों को ऊतक और रैखिक बुलबुला प्रतिध्वनियों (जैसे, पल्स व्युत्क्रम का उपयोग करके) से निकाला जा सकता है और इसका उपयोग सबहारमोनिक इमेजिंग (एसएचआई) जैसे कंट्रास्ट-विशिष्ट इमेजिंग तौर-तरीकों को बनाने के लिए किया जाता है, जो आधे संचरण आवृत्ति (यानी, एफ 0/2 पर) पर प्राप्त होता है। हमारे समूह ने मानव नैदानिक परीक्षणों में प्रदर्शित किया है कि एसएचआई विभिन्न प्रकार के ट्यूमर और ऊतकों से जुड़े नियोवेसल्स और धमनी में रक्त प्रवाह का पता लगा सकता है। 4,5,6,7,8,9
हमने यूसीए के उपयोग की वकालत संवहनी ट्रेसर के रूप में नहीं, बल्कि सबहारमोनिक कंट्रास्ट बबल आयाम भिन्नताओं की निगरानी करके संचार प्रणाली में गैर-आक्रामक दबाव आकलन के लिए सेंसर के रूप में की है। यह अभिनव तकनीक, जिसे सबहारमोनिक-एडेड प्रेशर एस्टीमेशन (शेप) कहा जाता है, सबहारमोनिक संकेतों के आयाम और हाइड्रोस्टेटिक दबाव (186 मिमीएचजी तक) के बीच व्युत्क्रम रैखिक सहसंबंध पर निर्भर करता है, जैसा कि तालिका 1 >में संक्षेप में प्रस्तुत किया गया है। 10,11 हालांकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि सभी यूसीए इस व्यवहार का प्रदर्शन नहीं करते हैं। सबसे विशेष रूप से, यह दिखाया गया है कि यूसीए सोनोव्यू (यूएसए में लुमेसन के रूप में जाना जाता है) से सबहारमोनिक सिग्नल शुरू में हाइड्रोस्टेटिक दबाव में वृद्धि के साथ बढ़ते हैं, इसके बाद एक पठार और घटते चरण होते हैं। 12 बहरहाल, शेप हृदय में और पूरे कार्डियोवैस्कुलर सिस्टम में दबाव ग्रेडिएंट के साथ-साथ ट्यूमर में अंतरालीय द्रव दबाव को गैर-आक्रामक रूप से प्राप्त करने की संभावना प्रदान करता है। 13,14,15,16,17 हाल ही में, हमने एक वाणिज्यिक अल्ट्रासाउंड स्कैनर पर शेप एल्गोरिदम का एक वास्तविक समय संस्करण लागू किया और अवधारणा का प्रमाण प्रदान किया कि शेप रोगियों के बाएं और दाएं वेंट्रिकल में 3 मिमीएचजी से कम की त्रुटियों के साथ विवो दबाव अनुमानों में प्रदान कर सकता है। 16,17
शेप के साथ आज तक का सबसे अधिक अनुभव पोर्टल उच्च रक्तचाप के निदान के लिए रहा है, जिसमें 220 से अधिक विषयों को नामांकित किया गया है और एक बहु-केंद्र परीक्षण में प्रारंभिक निष्कर्षों की पुष्टि की गई है। 13,14 पोर्टल उच्च रक्तचाप को पोर्टल नस और यकृत नसों या अवर वेना कावा के बीच दबाव ढाल में वृद्धि के रूप में परिभाषित किया गया है जो 5 मिमीएचजी से अधिक है, जबकि नैदानिक रूप से महत्वपूर्ण पोर्टल उच्च रक्तचाप (सीएसपीएच) को 10 मिमीएचजी ≥ एक ढाल या इसके समकक्ष, यकृत शिरापरक दबाव ढाल (एचवीपीजी) की आवश्यकता होती है। 18 सीएसपीएच गैस्ट्रोओसोफेगल वैरिसेस, जलोदर, हेपेटिक डिकंपेनसेशन, पोस्ट-ऑपरेटिव डिकंपेनसेशन और हेपेटोसेलुलर कार्सिनोमा के बढ़ते जोखिम से जुड़ा हुआ है। जलोदर विकसित करने वाले रोगियों में 50% तीन साल की मृत्यु दर होती है और जो जलोदर द्रव के सहज संक्रमण का विकास करते हैं, उनमें 70% एक साल की मृत्यु दर होती है। सिरोसिस वाले रोगियों में गैस्ट्रोओसोफेगल वैरिकेल गठन की 5-10% वार्षिक घटनाएं होती हैं, और रक्तस्राव की 4-15% वार्षिक घटनाएं होती हैं; प्रत्येक रक्तस्राव एपिसोड में मृत्यु का 20% जोखिम होता है। 18,19
यह पांडुलिपि बताती है कि रोगियों के यकृत में पोर्टल उच्च रक्तचाप की पहचान करने पर जोर देने के साथ व्यावसायिक रूप से उपलब्ध उपकरणों और यूसीए का उपयोग करके शेप अध्ययन कैसे किया जाए। दबाव परिवर्तनों का अनुमान लगाने के लिए उच्चतम संवेदनशीलता प्राप्त करने के लिए आवश्यक महत्वपूर्ण अंशांकन प्रक्रिया को विस्तार से समझाया गया है।

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>2 mL syringe</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td>309637</td>
			<td>Used for reconstituting Sonazoid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10 mL saline-filled syringe</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td>306545</td>
			<td>Used for flushing line to verify IV access</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>500 mL saline bag</td>
			<td>Baxter Healthcare Corp</td>
			<td>2131323</td>
			<td>Used for co-infusion with Sonazoid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C1-6-D curvi-linear proble</td>
			<td>GE Healthcare</td>
			<td>H40472LT</td>
			<td>Used for liver imaging</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chemoprotect Spike</td>
			<td>Codan USA</td>
			<td>C355</td>
			<td>Chemospike used for reconstituting Sonazoid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Discofix C Blue</td>
			<td>B. Braun Medical Inc</td>
			<td>16494C</td>
			<td>3-way stopcock</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Intrafix Safeset 180 cm</td>
			<td>B. Braun Medical Inc</td>
			<td>4063000</td>
			<td>Infusion tubing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Logiq E10 ultrasound scanner</td>
			<td>GE Healthcare</td>
			<td>H4928US</td>
			<td>Used for conventional ultrasound imaging as well as for SHI and SHAPE</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luer lock 10 mL syringe</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td>300912</td>
			<td>For infusion of Sonazoid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Medfusion 3500 syringe pump</td>
			<td>Smiths Medical</td>
			<td>3500-500</td>
			<td>Used for infusing Sonazoid at 0.18 mL/kg/hour</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Perfusor-leitung tubing 150 mm</td>
			<td>B. Braun Medical Inc</td>
			<td>8722960</td>
			<td>Extension line enabling syringe connection to patient&#39;s IV access</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SHI/SHAPE software</td>
			<td>GE Healthcare</td>
			<td>H4920CI</td>
			<td>Contrast-specific imaging software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sigma Spectrum infusion system</td>
			<td>Baxter Healthcare Corp</td>
			<td>35700BAX</td>
			<td>Pump used for co-infusing saline at 120 mL/hour</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sonazoid</td>
			<td>GE Healthcare</td>
			<td></td>
			<td>Gas-filled microbubble based ultrasound contrast agent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sterile water, 2 mL</td>
			<td>B. Braun Medical Inc</td>
			<td></td>
			<td>Used for reconstituting Sonazoid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ultrasound gel</td>
			<td>Cardinal Health</td>
			<td>USG-250BT</td>
			<td>Used for contact between probe and patient</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Venflon IV cannula 22GA</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td>393202</td>
			<td>Cannula needle for obtaining IV access</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

contrast-enhanced subharmonic aided pressure estimation (shape) using ultrasound imaging with a focus on identifying portal hypertension

मानव शरीर के भीतर दबाव का गैर-संवेदनशील, सटीक माप लंबे समय से एक महत्वपूर्ण लेकिन मायावी नैदानिक लक्ष्य रहा है। अल्ट्रासाउंड इमेजिंग के लिए कंट्रास्ट एजेंट गैस से भरे, एनकैप्सुलेटेड माइक्रोबबल (व्यास < 10 μm) हैं जो पूरे वाहिका को पार करते हैं और संकेतों को 30 डीबी तक बढ़ाते हैं। ये माइक्रोबबल सबहारमोनिक (संचारित आवृत्ति का आधा) से लेकर उच्च हार्मोनिक्स तक आवृत्तियों पर नॉनलाइनर दोलन भी उत्पन्न करते हैं। सबहारमोनिक आयाम का परिवेश हाइड्रोस्टेटिक दबाव के साथ एक उलटा रैखिक संबंध है। यहां एक अल्ट्रासाउंड प्रणाली जो वास्तविक समय, सबहारमोनिक एडेड प्रेशर एस्टीमेशन (शेप) करने में सक्षम है, प्रस्तुत की गई है। अल्ट्रासाउंड कंट्रास्ट एजेंट इन्फ्यूजन के दौरान, ध्वनिक आउटपुट को अनुकूलित करने के लिए एक एल्गोरिदम सक्रिय होता है। इस अंशांकन के बाद, सबहारमोनिक माइक्रोबबल सिग्नल (यानी, शेप) में दबाव परिवर्तनों के लिए उच्चतम संवेदनशीलता होती है और इसका उपयोग गैर-आक्रामक रूप से दबाव की मात्रा निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है। यकृत में पोर्टल उच्च रक्तचाप की पहचान करने के लिए शेप प्रक्रिया की उपयोगिता यहां जोर दिया गया है, लेकिन तकनीक में कई नैदानिक परिदृश्यों में प्रयोज्यता है।

सभी अल्ट्रासाउंड इमेजिंग परीक्षाओं के साथ, लिवर शेप के लिए पहला विचार लक्ष्य क्षेत्र की सर्वोत्तम संभव बेसलाइन ग्रेस्केल छवियों को प्राप्त करना है और यह सुनिश्चित करना है (डॉपलर इमेजिंग का उपयोग करक?...

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Contrast-Enhanced Subharmonic Aided Pressure Estimation SHAPE Using Ultrasound Imaging with a Focus on Identifying Portal Hypertension

संक्रमित कंट्रास्ट माइक्रोबबल्स (उपयुक्त अंशांकन के बाद) के सबहारमोनिक अल्ट्रासाउंड इमेजिंग का उपयोग करके परिवेश के दबाव का गैर-आक्रामक रूप से आकलन करने के लिए एक प्रोटोकॉल को पुरानी यकृत रोग वाले मानव रोगियों के उदाहरणों के साथ वर्णित किया गया है।

पोर्टल हाइपरटेंशन की पहचान करने पर ध्यान देने के साथ अल्ट्रासाउंड इमेजिंग का उपयोग करते हुए कंट्रास्ट-एन्हांस्ड सबहारमोनिक एडेड प्रेशर एस्टीमेशन (शेप)

Noninvasive, accurate measurement of pressures within the human body has long been an important but elusive clinical goal. Contrast agents for ultrasound ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Contrast-Enhanced Subharmonic Aided Pressure Estimation (SHAPE) Using Ultrasound Imaging with a Focus on Identifying Portal Hypertension

Shape Memory Polymers for Active Cell Culture

सक्रिय सेल संस्कृति आकार मेमोरी पॉलिमर

Shape memory polymers (SMPs) are a class of "smart" materials that have the ability to change from a fixed, temporary shape to a pre-determined permanent ...

Wideband Optical Detector of Ultrasound for Medical Imaging Applications

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Optical sensors of ultrasound are a promising alternative to piezoelectric techniques, as has been recently demonstrated in the field of optoacoustic ...

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प्रीडिजाइन्ड आकार और आकार के साथ पॉलीमेरिक और बायोहाइब्रिड फाइबर का माइक्रोफ्लुइडिक फैब्रिकेशन

A &#8220;sheath&#8221; fluid passing through a microfluidic channel at low Reynolds number can be directed around another &#8220;core&#8221; stream and ...

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उच्च तीव्रता के वास्तविक समय की निगरानी की अल्ट्रासाउंड (HIFU) पृथक केंद्रित<em&gt; इन विट्रो</em&gt; फोकस्ड अल्ट्रासाउंड के लिए सुरीले मोशन इमेजिंग का उपयोग कुत्ते यकृत (HMIFU)

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An Experimental Protocol for Assessing the Performance of New Ultrasound Probes Based on CMUT Technology in Application to Brain Imaging

ब्रेन इमेजिंग करने के लिए आवेदन में CMUT प्रौद्योगिकी के आधार पर नए अल्ट्रासाउंड जांच के प्रदर्शन का आकलन करने के लिए एक प्रायोगिक प्रोटोकॉल

The possibility to perform an early and repeatable assessment of imaging performance is fundamental in the design and development process of new ...

Conducting Multiple Imaging Modes with One Fluorescence Microscope

एक प्रतिदीप्ति माइक्रोस्कोप के साथ कई इमेजिंग मोड का आयोजन

Fluorescence microscopy is a powerful tool to detect biological molecules in situ and monitor their dynamics and interactions in real-time. In addition to ...

Material Formation of Recombinant Spider Silks through Aqueous Solvation using Heat and Pressure

गर्मी और दबाव का उपयोग कर जलीय विलायक के माध्यम से पुनः संयोजक मकड़ी Silks की सामग्री गठन

Many spiders produce seven types of silks. Six of the silks are fiber in form when produced by the spiders. These fibers are not water soluble. In order ...

Patient-Specific Polyvinyl Alcohol Phantom Fabrication with Ultrasound and X-Ray Contrast for Brain Tumor Surgery Planning

ब्रेन ट्यूमर सर्जरी योजना के लिए अल्ट्रासाउंड और एक्स-रे कंट्रास्ट के साथ रोगी-विशिष्ट पॉलीविनाइल अल्कोहल फैंटम फैब्रिकेशन

Phantoms are essential tools for clinical training, surgical planning and the development of novel medical devices. However, it is challenging to create ...