stringtranslate.com

УЗИ с контрастным усилением

Ультрасонография почек с контрастным усилением , показывающая почечноклеточную карциному, успешно вылеченную с помощью термической абляции, поскольку контрастное усиление не наблюдается [1]
Неспецифическое кортикальное поражение на КТ подтверждается кистозным и доброкачественным с помощью контрастного УЗИ почек с использованием слияния изображений. [1]

Ультразвуковое исследование с контрастным усилением ( CEUS ) — это применение контрастного вещества для ультразвуковой диагностики в традиционной медицинской сонографии . Ультразвуковые контрастные вещества основаны на различных способах отражения звуковых волн от поверхностей раздела веществ. Это может быть поверхность небольшого пузырька воздуха или более сложная структура. Коммерчески доступные контрастные вещества представляют собой заполненные газом микропузырьки , которые вводятся внутривенно в системный кровоток . Микропузырьки обладают высокой степенью эхогенности (способностью объекта отражать ультразвуковые волны). Существует большая разница в эхогенности между газом в микропузырьках и мягкими тканями , окружающими тело. Таким образом, ультразвуковая визуализация с использованием контрастных веществ с микропузырьками усиливает обратное рассеяние ультразвука (отражение) ультразвуковых волн, чтобы получить сонограмму с повышенной контрастностью из-за высокой разницы в эхогенности. Ультразвуковое исследование с контрастным усилением можно использовать для визуализации перфузии крови в органах, измерения скорости кровотока в сердце и других органах, а также для других целей.

Нацеливающие лиганды , которые связываются с рецепторами, характерными для внутрисосудистых заболеваний, могут быть сопряжены с микропузырьками , что позволяет комплексу микропузырьков избирательно накапливаться в интересующих областях, таких как больные или аномальные ткани. Эта форма молекулярной визуализации, известная как направленный контрастно-усиленный ультразвук, будет генерировать сильный ультразвуковой сигнал только в том случае, если направленные микропузырьки связываются в интересующей области. Нацеленный контрастно-усиленный ультразвук может иметь множество применений как в медицинской диагностике, так и в медицинской терапии. Однако направленный метод еще не одобрен FDA для клинического использования в Соединенных Штатах.

Ультразвуковое исследование с контрастным усилением считается безопасным для взрослых, сопоставимым с безопасностью контрастных веществ МРТ и лучшим, чем рентгеноконтрастные вещества, используемые при контрастной КТ . Более ограниченные данные о безопасности у детей позволяют предположить, что такое использование так же безопасно, как и у взрослых. [2]

Пузырчатая эхокардиограмма

Эхокардиограмма — это исследование сердца с помощью ультразвука. Пузырьковая эхокардиограмма — это расширение этого метода, которое использует простые пузырьки воздуха в качестве контрастного вещества во время этого исследования и часто требует специального запроса.

Хотя цветной допплер можно использовать для обнаружения аномальных потоков между камерами сердца (например, персистирующее (открытое) овальное окно ), его чувствительность ограничена . При специальном поиске такого дефекта, как этот, в качестве контрастного вещества можно использовать небольшие пузырьки воздуха и вводить их внутривенно, где они перемещаются в правую часть сердца. Тест будет положительным для аномальной коммуникации, если будет видно, что пузырьки проходят в левую часть сердца. (Обычно они выходят из сердца через легочную артерию и останавливаются легкими.) Эта форма пузырькового контрастного вещества создается на специальной основе тестирующим врачом путем перемешивания нормального физиологического раствора (например, путем быстрого и многократного переноса физиологического раствора между двумя соединенными шприцами) непосредственно перед инъекцией. [ необходима цитата ]

Контрастные вещества с микропузырьками

Общие характеристики

Существует множество контрастных агентов микропузырьков. Микропузырьки различаются по составу оболочки, составу газового ядра и по тому, являются ли они целевыми. [ необходима цитата ]

Независимо от состава оболочки или газового ядра, размер микропузырьков довольно однороден. Они лежат в диапазоне 1–4 микрометров в диаметре. Это делает их меньше эритроцитов , что позволяет им легко проходить через кровообращение, а также через микроциркуляцию.

Специфические агенты

Целевые микропузырьки

Целевые микропузырьки находятся на стадии доклинической разработки. Они сохраняют те же общие характеристики, что и нецелевые микропузырьки, но они снабжены лигандами, которые связывают определенные рецепторы, экспрессируемые интересующими типами клеток, такими как воспаленные клетки или раковые клетки. Текущие микропузырьки, находящиеся в разработке, состоят из липидной монослойной оболочки с перфторуглеродным газовым ядром. Липидная оболочка также покрыта слоем полиэтиленгликоля (ПЭГ). ПЭГ предотвращает агрегацию микропузырьков и делает микропузырьки более нереактивными. Он временно «скрывает» микропузырьки от поглощения иммунной системой, увеличивая время циркуляции и, следовательно, время визуализации. [11] В дополнение к слою ПЭГ оболочка модифицирована молекулами, которые позволяют присоединять лиганды , связывающие определенные рецепторы . Эти лиганды присоединяются к микропузырькам с помощью карбодиимидной , малеимидной или биотин-стрептавидиновой связи. [11] Биотин-стрептавидин является наиболее популярной стратегией связывания, поскольку сродство биотина к стрептавидину очень сильное, и лиганды легко маркировать биотином. В настоящее время эти лиганды представляют собой моноклональные антитела, полученные из культур клеток животных, которые специфически связываются с рецепторами и молекулами, экспрессируемыми целевым типом клеток. Поскольку антитела не гуманизированы, они будут вызывать иммунный ответ при использовании в терапии человека. Гуманизация антител является дорогостоящим и трудоемким процессом, поэтому было бы идеально найти альтернативный источник лигандов, например, синтетически произведенные целевые пептиды , которые выполняют ту же функцию, но без иммунных проблем. [ необходима цитата ]

Типы

Существуют две формы контрастного УЗИ: ненаправленная (используется в клинике сегодня) и направленная (находится в стадии доклинической разработки). Эти два метода немного отличаются друг от друга.

Нецелевой CEUS

Ненаправленные микропузырьки, такие как вышеупомянутые SonoVue, Optison или Levovist, вводятся внутривенно в системный кровоток в виде небольшого болюса. Микропузырьки будут оставаться в системном кровотоке в течение определенного периода времени. В течение этого времени ультразвуковые волны направляются на интересующую область. Когда микропузырьки в кровотоке проходят мимо окна визуализации, сжимаемые газовые ядра микропузырьков колеблются в ответ на высокочастотное звуковое энергетическое поле, как описано в статье об ультразвуке . Микропузырьки отражают уникальный эхосигнал , который резко контрастирует с окружающей тканью из-за несоответствия порядков величин между эхогенностью микропузырьков и тканей. Ультразвуковая система преобразует сильную эхогенность в контрастное изображение интересующей области. Таким образом, эхо кровотока усиливается, что позволяет врачу отличать кровь от окружающих тканей. [ необходима цитата ]

Целевой CEUS

Направленный контрастный ультразвук работает аналогичным образом, с несколькими изменениями. Микропузырьки, нацеленные на лиганды, которые связывают определенные молекулярные маркеры, которые экспрессируются областью визуализации интереса, по-прежнему вводятся системно в небольшом болюсе. Микропузырьки теоретически перемещаются по кровеносной системе, в конечном итоге находя свои соответствующие цели и связываясь специфически. Затем ультразвуковые волны могут быть направлены на область интереса. Если в области связалось достаточное количество микропузырьков, их сжимаемые газовые ядра колеблются в ответ на высокочастотное звуковое энергетическое поле, как описано в статье об ультразвуке . Направленные микропузырьки также отражают уникальное эхо, которое резко контрастирует с окружающей тканью из-за несоответствия порядков величин между эхогенностью микропузырьков и тканей. Ультразвуковая система преобразует сильную эхогенность в контрастно-усиленное изображение области интереса, показывая местоположение связанных микропузырьков. [12] Обнаружение связанных микропузырьков может затем показать, что интересующая область экспрессирует этот конкретный молекулярный маркер, который может указывать на определенное болезненное состояние, или идентифицировать конкретные клетки в интересующей области. [ необходима цитата ]

Приложения

Ненаправленное контрастное ультразвуковое исследование в настоящее время применяется в эхокардиографии и радиологии . Направленное контрастное ультразвуковое исследование разрабатывается для различных медицинских применений.

Нецелевой CEUS

Ненаправленные микропузырьки, такие как Optison и Levovist, в настоящее время используются в эхокардиографии. Кроме того, ультразвуковой контрастный агент SonoVue [13] используется в радиологии для характеристики поражений.

Целевой CEUS

Преимущества

В дополнение к преимуществам, упомянутым в статье о медицинской сонографии , контрастное ультразвуковое исследование имеет следующие дополнительные преимущества:

Недостатки

Помимо недостатков, упомянутых в статье о медицинской сонографии , контрастное ультразвуковое исследование имеет следующие недостатки:

Смотрите также


Ссылки

  1. ^ ab Первоначально содержимое скопировано из: Hansen, Kristoffer; Nielsen, Michael; Ewertsen, Caroline (2015). "Ultrasonography of the Kidney: A Pictorial Review". Diagnostics . 6 (1): 2. doi : 10.3390/diagnostics6010002 . ISSN  2075-4418. PMC 4808817.  PMID 26838799  .(CC-BY 4.0)
  2. ^ Сидху, Пол; Кантисани, Вито; Деганелло, Аннамария; Дитрих, Кристоф; Дюран, Кармина; Франке, Дорис; Харканьи, Золтан; Косиак, Войцех; Миле, Витторио; Нтулия, Айкатерини; Пискунович, Мацей; Селларс, Мария; Гиля, Одд (2016). «Роль ультразвука с контрастным усилением (CEUS) в педиатрической практике: заявление о позиции EFSUMB». Ultraschall in der Medizin – Европейский журнал ультразвука . 38 (1): 33–43. дои : 10.1055/s-0042-110394 . ISSN  0172-4614. ПМИД  27414980.
  3. ^ ab McCulloch M.; Gresser C.; Moos S.; Odabashian J.; Jasper S.; Bednarz J.; Burgess P.; Carney D.; Moore V.; Sisk E.; Waggoner A.; Witt S.; Adams D. (2000). "Физика ультразвукового контраста: серия статей о контрастной эхокардиографии, статья 3". J Am Soc Echocardiogr . 13 (10): 959–67. doi :10.1067/mje.2000.107004. PMID  11029724.
  4. ^ abcde Lindner JR (2004). «Микропузырьки в медицинской визуализации: текущие приложения и будущие направления». Nat Rev Drug Discov . 3 (6): 527–32. doi :10.1038/nrd1417. PMID  15173842. S2CID  29807146.
  5. ^ Anderton N, Carlson CS, Matsumoto R, Shimizu RI, Poortinga AT, Kudo N, Postema M (2022). «О жесткости четырехсот микропузырьков, стабилизированных Пикерингом». Японский журнал прикладной физики . 61 (SG): SG8001. Bibcode : 2022JaJAP..61G8001A. doi : 10.35848/1347-4065/ac4adc . S2CID  245915590.
  6. ^ Панфилова А., Чен П., ван Слоун Р., Вийкстра Х., Постема М., Миши М. (2021). «Экспериментальная акустическая характеристика эндоскелетного противопузырькового контрастного вещества: первые результаты». Медицинская физика . 48 (11): 6765–6780. Bibcode : 2021MedPh..48.6765P. doi : 10.1002/mp.15242. PMC 9293338. PMID  34580883. 
  7. ^ "Definity-perflutren инъекция, суспензия". DailyMed . 19 августа 2020 г. Получено 22 октября 2020 г.
  8. ^ "Luminity EPAR". Европейское агентство по лекарственным средствам (EMA) . 17 сентября 2018 г. Получено 22 октября 2020 г.
  9. ^ "SonoVue, INN-сульфур гексафторид - Приложение I - Краткое описание характеристик продукта" (PDF) . Европейское агентство по лекарственным средствам . Получено 24.02.2019 .
  10. ^ "Perflexane: (AF0150, AFO 150, Imagent, Imavist™)". Drugs in R&D, Volume 3, Number 5, 2002, pp. 306–309(4) . Adis International . Получено 2010-03-08 .
  11. ^ abcd Клибанов АЛ (2005). «Лиганд-несущие газонаполненные микропузырьки: ультразвуковые контрастные агенты для целевой молекулярной визуализации». Bioconjug. Chem . 16 (1): 9–17. doi :10.1021/bc049898y. PMID  15656569.
  12. ^ abcd Клибанов АЛ (1999). «Целевая доставка газонаполненных микросфер, контрастных агентов для ультразвуковой визуализации». Adv Drug Deliv Rev. 37 ( 1–3): 139–157. doi :10.1016/s0169-409x(98)00104-5. PMID  10837732.
  13. ^ Шнайдер, М. (ноябрь 1999 г.). «SonoVue, новый контрастный агент для ультразвуковой диагностики». Eur. Radiol . 9 (3 Supplement): S347–S348. doi :10.1007/pl00014071. PMID  10602926. S2CID  19613214.
  14. ^ Рогнин, Н.Г.; Фринкинг, П.; Коста, М.; Ардити, М. (ноябрь 2008 г.). «In vivo перфузионная количественная оценка с помощью контрастного ультразвука: проверка использования линеаризованных видеоданных по сравнению с необработанными данными РЧ». Симпозиум IEEE по ультразвуку 2008 г. стр. 1690–1693. doi :10.1109/ULTSYM.2008.0413. ISBN 978-1-4244-2428-3. S2CID  45679140.
  15. ^ Клодон, М; Дитрих, см.; Чой, Би.; Косгроув, DO; Кудо, М.; Нолсё, CP.; Пискалья, Ф.; Уилсон, старший; Барр, Р.Г.; Чаммас, MC.; Чаубал, штат Нью-Йорк; Чен, Миннесота; Клеверт, округ Колумбия; Корреас, Дж. М.; Дин, Х.; Форсберг, Ф.; Фаулкс, Дж.Б.; Гибсон, штат РН; Гольдберг, BB.; Лассау, Н.; Лин, Эл.; Мэттри, РФ; Мориясу, Ф.; Солбиати, Л.; Уэскотт, HP.; Сюй, HX (февраль 2013 г.). «Руководящие принципы и рекомендации по надлежащей клинической практике для ультразвукового исследования печени с контрастным усилением (CEUS) — обновление 2012 г.: инициатива WFUMB-EFSUMB в сотрудничестве с представителями AFSUMB, AIUM, ASUM, FLAUS и ICUS». Ultrasound Med Biol . 39 (2) : 187–210. doi :10.1016/j.ultrasmedbio.2012.09.002. hdl :11585/144895. PMID  23137926. S2CID  2224370.
  16. ^ Rognin, NG; Arditi, M.; Mercier, L.; Frinking, PJA; Schneider, M.; Perrenoud, G.; Anaye, A.; Meuwly, J.; Tranquart, F. (ноябрь 2010 г.). «Параметрическая визуализация для характеристики очаговых поражений печени при ультразвуковом исследовании с контрастным усилением». IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control . 57 (11): 2503–2511. doi :10.1109/TUFFC.2010.1716. PMID  21041137. S2CID  19339331.
  17. ^ Anaye, A; Perrenoud, G.; Rognin, N.; Arditi, M.; Mercier, L.; Frinking, P.; Ruffieux, C.; Peetrons, P.; Meuli, R.; Meuwly, JY. (Октябрь 2011 г.). «Дифференциация очаговых поражений печени: полезность параметрической визуализации с контрастным усилением УЗИ». Радиология . 261 (1): 300–310. doi :10.1148/radiol.11101866. PMID  21746815.
  18. ^ ab Takalkar AM; Klibanov AL; Rychak JJ; Lindner JR; Ley K. (2004). «Динамика связывания и отсоединения микропузырьков, нацеленных на P-селектин в условиях контролируемого сдвигового потока». J. Control. Release . 96 (3): 473–482. doi :10.1016/j.jconrel.2004.03.002. PMID  15120903.
  19. ^ Eniola AO; Willcox PJ; Hammer DA (2003). «Взаимодействие между качением и прочной адгезией, выясненное с помощью бесклеточной системы, созданной с двумя различными парами рецептор-лиганд». Biophys. J . 85 (4): 2720–31. Bibcode :2003BpJ....85.2720E. doi :10.1016/s0006-3495(03)74695-5. PMC 1303496 . PMID  14507735. 
  20. ^ Eniola AO; Hammer DA (2005). «Характеристика in vitro миметиков лейкоцитов для нацеливания терапевтических средств на эндотелий с использованием двух рецепторов». Биоматериалы . 26 (34): 7136–44. doi :10.1016/j.biomaterials.2005.05.005. PMID  15953632.
  21. ^ Weller GE; Villanueva FS; Tom EM; Wagner WR (2005). «Целевые ультразвуковые контрастные агенты: оценка эндотелиальной дисфункции in vitro и многоцелевое воздействие на ICAM-1 и сиалил Льюис(x)». Biotechnol. Bioeng . 92 (6): 780–8. doi :10.1002/bit.20625. PMID  16121392.
  22. ^ Рычак Дж. Дж., Клибанов А. Л., В. Янг, Б. Ли, С. Эктон, А. Леппанен, Р. Д. Каммингс и К. Лей. «Улучшенная адгезия микропузырьков к P-селектину с физиологически настроенным целевым лигандом», 10-й симпозиум по исследованиям контрастности ультразвука в радиологии, Сан-Диего, Калифорния, март 2005 г.
  23. ^ Ван, X; Хагемейер, CE; Хохманн, JD; Лейтнер, E; Армстронг, PC; Цзя, F; Ольшевски, M; Нидлс, A; Питер, K; Инго, A (июнь 2012 г.). «Новые микропузырьки с одноцепочечными антителами для молекулярной ультразвуковой визуализации тромбоза: проверка уникального неинвазивного метода быстрого и чувствительного обнаружения тромбов и мониторинга успеха или неудачи тромболизиса у мышей». Circulation . 125 (25): 3117–3126. doi : 10.1161/CIRCULATIONAHA.111.030312 . PMID  22647975.
  24. ^ Yap, ML; McFadyen, JD; Wang, X; Hohmann, JD; Ziegler, M; Yao, Y; Pham, A; Harris, M; Donnelly, PS; Hogarth, PM; Pietersz, GA; Lim, B; Peter, K (июнь 2017 г.). «Нацеливание на активированные тромбоциты: уникальный и потенциально универсальный подход к визуализации рака». Theranostics . 7 (10): 2565–2574. doi : 10.7150/thno.19900 . PMC 5558553 . PMID  28819447. 
  25. ^ Ван, X; Сирл, AK; Хохманн, JD; Лю, AO; Абрахам, MK; Паласубраманиам, J; Лим, B; Яо, Y; Уоллерт, M; Ю, E; Чен, YC; Питер, K (апрель 2018 г.). «Двойная тераностическая доставка микроРНК останавливает развитие аневризмы брюшной аорты». Молекулярная терапия . 25 (4): 1056–1065. doi : 10.1016 /j.ymthe.2018.02.010 . PMC 6080135. PMID  2952574. 
  26. ^ Ван, X; Гканатсас, Y; Паласубраманиам, J; Хохманн, JD; Чен, YC; Лим, B; Хагемейер, CE; Питер, K (март 2016 г.). «Тромбоцелевые тераностические микропузырьки: новая технология для одновременной быстрой ультразвуковой диагностики и бескровного фибринолитического лечения тромбоза». Theranostics . 6 (5): 726–738. doi : 10.7150/thno.14514 . PMC 4805666 . PMID  27022419. 
  27. ^ Dimcevski G, Kotopoulis S, Bjånes T, Hoem D, Schjött J, Gjertsen BT, Biermann M, Molven A, Sorbye H, Mc Cormack E, Postema M, Gilja OH (2016). «Клиническое исследование на людях с использованием ультразвука и микропузырьков для улучшения лечения гемцитабином неоперабельного рака поджелудочной железы». Journal of Controlled Release . 243 : 172–181. doi : 10.1016/j.jconrel.2016.10.007 . hdl : 1956/16668 . PMID  27744037.
  28. ^ Søreide K, Stättner S (2021). Søreide K, Stättner S (ред.). Учебник по раку поджелудочной железы: принципы и практика хирургической онкологии. Гейдельберг: Springer. doi : 10.1007/978-3-030-53786-9. ISBN 978-3-030-53786-9. S2CID  231793989.
  29. ^ ab Линднер, Дж. Р., А. Л. Клибанов и К. Лей. Нацеливание на воспаление, В: Биомедицинские аспекты нацеливания лекарств. (Музыкантов, В. Р., Торчилин, В. П. , ред.) Kluwer, Бостон, 2002; стр. 149–172.
  30. ^ Wei, K; Jayaweera, AR; Firoozan, S; Linka, A; Skyba, DM; Kaul, S (февраль 1998 г.). «Количественная оценка кровотока в миокарде с помощью разрушения микропузырьков под действием ультразвука, вводимых в виде постоянной венозной инфузии». Circulation . 97 (5): 473–483. doi : 10.1161/01.cir.97.5.473 . PMID  9490243.
  31. ^ Arditi, M; Frinking, PJA.; Zhou, X.; Rognin, NG. (Июнь 2006 г.). «Новый формализм для количественной оценки перфузии тканей методом разрушения-восполнения в контрастной ультразвуковой визуализации». IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control . 53 (6): 1118–1129. doi :10.1109/TUFFC.2006.1642510. PMID  16846144. S2CID  6328131.
  32. ^ Рычак, Дж. Дж.; Клибанов, АЛ; Хоссак, ДЖ. (март 2005 г.). «Акустическая радиационная сила усиливает направленную доставку ультразвуковых контрастных микропузырьков: проверка in vitro». Труды IEEE по ультразвуку, сегнетоэлектрикам и управлению частотой . 52 (3): 421–433. doi :10.1109/TUFFC.2005.1417264. PMID  15857050. S2CID  25032596.
  33. ^ Дейтон, П.; Клибанов, А.; Бранденбургер, Г.; Феррара, К. (октябрь 1999 г.). «Акустическая радиационная сила in vivo: механизм, помогающий нацеливать микропузырьки». Ultrasound Med Biol . 25 (8): 1195–1201. doi :10.1016/s0301-5629(99)00062-9. PMID  10576262.
  34. ^ Frinking, PJ; Tardy, I; Théraulaz, M; Arditi, M; Powers, J; Pochon, S; Tranquart, F (август 2012 г.). «Влияние силы акустического излучения на эффективность связывания BR55, специфичного для VEGFR2 ультразвукового контрастного агента». Ultrasound Med Biol . 38 (8): 1460–1469. doi :10.1016/j.ultrasmedbio.2012.03.018. PMID  22579540.
  35. ^ Gessner, RC; Streeter, JE; Kothadia, R; Feingold, S; Dayton, PA (апрель 2012 г.). «In vivo проверка применения силы акустического излучения для повышения диагностической полезности молекулярной визуализации с использованием 3-мерного ультразвука». Ultrasound Med Biol . 38 (4): 651–660. doi :10.1016/j.ultrasmedbio.2011.12.005. PMC 3355521. PMID  22341052 . 
  36. ^ Рогнин, Н.Г.; Унникришнан, С.; Клибанов, АЛ. (Сентябрь 2013 г.). «Усиление молекулярной ультразвуковой визуализации с помощью объемной акустической радиационной силы (VARF): доклиническая in vivo валидация на мышиной модели опухоли». Тезисы Всемирного конгресса по молекулярной визуализации 2013 г. Архивировано из оригинала 11 октября 2013 г.

Внешние ссылки