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Erschienen in: Journal of Artificial Organs 4/2013

01.12.2013 | Original Article

Contrast-enhanced ultrasound detects perfusion defects in an ex vivo porcine liver model: a useful tool for the study of hepatic reperfusion

verfasst von: Ahmed Alzaraa, Dhya Al-Leswas, Wen Yuan Chung, Gianpiero Gravante, Morgan Bruno, Kevin West, Ashley Dennison, David Lloyd

Erschienen in: Journal of Artificial Organs | Ausgabe 4/2013

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Abstract

Following transplantation, areas of hypoperfusion can be associated with metabolic changes and poor organ recovery. Our study evaluated contrast-enhanced ultrasound (CEUS) agents for the detection of such areas. Livers were collected from ten pigs, connected to extracorporeal circuits and perfused using autologous blood. After 1 and 4 h livers were scanned with an ultrasound machine following the administration of CEUS agents. Biopsies from perfused and non-perfused areas were collected. The entire parenchyma enhanced strongly on non-contrast ultrasound at 1 h with no perfusion defects. Four hours later multiple perfusion defects manifested not evident with non-contrast ultrasound. Histology confirmed non-perfused areas corresponded to ischemic zones. In our model the addition of CEUS revealed perfusion defects after 4 h. This might facilitate detection and characterization of perfusion defects in transplanted livers.
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Zapletal C, Jahnke C, Mehrabi A, et al. Quantification of liver perfusion by dynamic magnetic resonance imaging: experimental evaluation and clinical pilot study. Liver Transpl. 2009;15:693–700.PubMedCrossRef Zapletal C, Jahnke C, Mehrabi A, et al. Quantification of liver perfusion by dynamic magnetic resonance imaging: experimental evaluation and clinical pilot study. Liver Transpl. 2009;15:693–700.PubMedCrossRef
2.
Zurück zum Zitat Iwanaga K, Tominaga K, Yamamoto K, et al. Local delivery system of cytotoxic agents to tumors by focused sonoporation. Cancer Gene Ther. 2007;14:354–63.PubMedCrossRef Iwanaga K, Tominaga K, Yamamoto K, et al. Local delivery system of cytotoxic agents to tumors by focused sonoporation. Cancer Gene Ther. 2007;14:354–63.PubMedCrossRef
3.
Zurück zum Zitat Klibanov AL. Microbubble contrast agents: targeted ultrasound imaging and ultrasound-assisted drug-delivery applications. Invest Radiol. 2006;41:354–62.PubMedCrossRef Klibanov AL. Microbubble contrast agents: targeted ultrasound imaging and ultrasound-assisted drug-delivery applications. Invest Radiol. 2006;41:354–62.PubMedCrossRef
4.
Zurück zum Zitat Linder JR. Microbubbles in medical imaging: current applications and future directions. Nat Rev Drug Discov. 2004;3:527–32.CrossRef Linder JR. Microbubbles in medical imaging: current applications and future directions. Nat Rev Drug Discov. 2004;3:527–32.CrossRef
5.
Zurück zum Zitat Kiessling F, Huppert J, Palmowski M. Functional and molecular ultrasound imaging: concepts and contrast agents. Curr Med Chem. 2009;16:627–42.PubMedCrossRef Kiessling F, Huppert J, Palmowski M. Functional and molecular ultrasound imaging: concepts and contrast agents. Curr Med Chem. 2009;16:627–42.PubMedCrossRef
6.
Zurück zum Zitat Gravante G, Ong SL, Metcalfe M, et al. The porcine hepatic arterial supply, its variations and their influence on the extracorporeal perfusion of the liver. J Surg Res. 2011;168:56–61.PubMedCrossRef Gravante G, Ong SL, Metcalfe M, et al. The porcine hepatic arterial supply, its variations and their influence on the extracorporeal perfusion of the liver. J Surg Res. 2011;168:56–61.PubMedCrossRef
7.
Zurück zum Zitat Gravante G, Ong SL, Metcalfe MS, et al. Effects of hypoxia due to isovolemic hemodilution on an ex vivo normothermic perfused liver model. J Surg Res. 2010;160:73–80.PubMedCrossRef Gravante G, Ong SL, Metcalfe MS, et al. Effects of hypoxia due to isovolemic hemodilution on an ex vivo normothermic perfused liver model. J Surg Res. 2010;160:73–80.PubMedCrossRef
8.
Zurück zum Zitat Gravante G, Ong SL, Metcalfe MS, et al. Changes in acid-base balance during electrolytic ablation in an ex vivo perfused liver model. Am J Surg. 2010;204:666–70. Gravante G, Ong SL, Metcalfe MS, et al. Changes in acid-base balance during electrolytic ablation in an ex vivo perfused liver model. Am J Surg. 2010;204:666–70.
9.
Zurück zum Zitat Gravante G, Ong SL, Metcalfe MS, et al. Cytokine response of electrolytic ablation in an ex vivo perfused liver model. ANZ J Surg. 2010;80:537–41.PubMedCrossRef Gravante G, Ong SL, Metcalfe MS, et al. Cytokine response of electrolytic ablation in an ex vivo perfused liver model. ANZ J Surg. 2010;80:537–41.PubMedCrossRef
10.
Zurück zum Zitat Gravante G, Ong SL, Metcalfe MS, et al. Cytokine response to ischemia/reperfusion injury in an ex vivo perfused porcine liver model. Transplant Proc. 2009;41:1107–12.PubMedCrossRef Gravante G, Ong SL, Metcalfe MS, et al. Cytokine response to ischemia/reperfusion injury in an ex vivo perfused porcine liver model. Transplant Proc. 2009;41:1107–12.PubMedCrossRef
11.
Zurück zum Zitat Chung WY, Gravante G, Al-Leswas D, et al. The autologous normothermic ex vivo perfused porcine liver-kidney model: improving the circuit’s biochemical and acid–base environment. Am J Surg. 2012;204:518–26.PubMedCrossRef Chung WY, Gravante G, Al-Leswas D, et al. The autologous normothermic ex vivo perfused porcine liver-kidney model: improving the circuit’s biochemical and acid–base environment. Am J Surg. 2012;204:518–26.PubMedCrossRef
12.
Zurück zum Zitat Aggarwal S, Obrist W, Yonas H, et al. Cerebral hemodynamic and metabolic profiles in fulminant hepatic failure: relationship to outcome. Liver Transpl. 2005;11:1353–60.PubMedCrossRef Aggarwal S, Obrist W, Yonas H, et al. Cerebral hemodynamic and metabolic profiles in fulminant hepatic failure: relationship to outcome. Liver Transpl. 2005;11:1353–60.PubMedCrossRef
13.
Zurück zum Zitat Hashimoto H. Time intensity curve manual for LOGIQ7 BT061. Unofficial TIC manual. Ultrasound Lab. GE Healthcare. 2005. Hashimoto H. Time intensity curve manual for LOGIQ7 BT061. Unofficial TIC manual. Ultrasound Lab. GE Healthcare. 2005.
14.
Zurück zum Zitat Schroeder T, Malago M, Debatin JF, et al. “All-in-one” imaging protocols for the evaluation of potential living liver donors: comparison of magnetic resonance imaging and multidetector computed tomography. Liver Transpl. 2005;11:776–87.PubMedCrossRef Schroeder T, Malago M, Debatin JF, et al. “All-in-one” imaging protocols for the evaluation of potential living liver donors: comparison of magnetic resonance imaging and multidetector computed tomography. Liver Transpl. 2005;11:776–87.PubMedCrossRef
15.
Zurück zum Zitat Alzaraa A, Gravante G, Chung WY, et al. Targeted microbubbles in the experimental and clinical setting. Am J Surg. 2012;204:355–66.PubMedCrossRef Alzaraa A, Gravante G, Chung WY, et al. Targeted microbubbles in the experimental and clinical setting. Am J Surg. 2012;204:355–66.PubMedCrossRef
16.
Zurück zum Zitat Wilson SR, Burns PN. An algorithm for the diagnosis of focal liver masses using microbubble contrast-enhanced pulse-inversion sonography. AJR Am J Roentgenol. 2006;186:1401–12.PubMedCrossRef Wilson SR, Burns PN. An algorithm for the diagnosis of focal liver masses using microbubble contrast-enhanced pulse-inversion sonography. AJR Am J Roentgenol. 2006;186:1401–12.PubMedCrossRef
17.
Zurück zum Zitat Martin RC 2nd, Reuter NP, Woodall C. Intra-operative contrast-enhanced ultrasound improves image enhancement in the evaluation of liver tumors. J Surg Oncol. 2010;101:370–5.PubMed Martin RC 2nd, Reuter NP, Woodall C. Intra-operative contrast-enhanced ultrasound improves image enhancement in the evaluation of liver tumors. J Surg Oncol. 2010;101:370–5.PubMed
18.
Zurück zum Zitat Minami Y, Kudo M, Hatanaka K, et al. Radiofrequency ablation guided by contrast harmonic sonography using perfluorocarbon microbubbles (Sonazoid) for hepatic malignancies: an initial experience. Liver Int. 2010;30:759–64.PubMedCrossRef Minami Y, Kudo M, Hatanaka K, et al. Radiofrequency ablation guided by contrast harmonic sonography using perfluorocarbon microbubbles (Sonazoid) for hepatic malignancies: an initial experience. Liver Int. 2010;30:759–64.PubMedCrossRef
19.
Zurück zum Zitat Ren J, Lu MD, Zheng RQ, et al. Evaluation of the microcirculatory disturbance of biliary ischemia after liver transplantation with contrast-enhanced ultrasound: preliminary experience. Liver Transpl. 2009;15:1703–8.PubMedCrossRef Ren J, Lu MD, Zheng RQ, et al. Evaluation of the microcirculatory disturbance of biliary ischemia after liver transplantation with contrast-enhanced ultrasound: preliminary experience. Liver Transpl. 2009;15:1703–8.PubMedCrossRef
20.
Zurück zum Zitat Clevert DA, Stickel M, Minaifar N, et al. Contrast-enhanced ultrasound in liver transplant: first results and potential for complications in the postoperative period. Clin Hemorheol Microcirc. 2009;43:83–94.PubMed Clevert DA, Stickel M, Minaifar N, et al. Contrast-enhanced ultrasound in liver transplant: first results and potential for complications in the postoperative period. Clin Hemorheol Microcirc. 2009;43:83–94.PubMed
21.
Zurück zum Zitat Schäberle W. Ultrasonography in vascular diagnosis: a therapy-oriented textbook and atlas. Springer, Berlin/Heidelberg; 2005. Schäberle W. Ultrasonography in vascular diagnosis: a therapy-oriented textbook and atlas. Springer, Berlin/Heidelberg; 2005.
22.
Zurück zum Zitat Ericzon BG, Eusufzai S, Kubota K, et al. Characteristics of biliary lipid metabolism after liver transplantation. Hepatology. 1990;12:1222–8.PubMedCrossRef Ericzon BG, Eusufzai S, Kubota K, et al. Characteristics of biliary lipid metabolism after liver transplantation. Hepatology. 1990;12:1222–8.PubMedCrossRef
23.
Zurück zum Zitat Baiocchi L, Tisone G, Nistri A, et al. Sequential changes in serum and biliary bile acids after liver transplantation. Transplant Proc. 1995;27:3503–4.PubMed Baiocchi L, Tisone G, Nistri A, et al. Sequential changes in serum and biliary bile acids after liver transplantation. Transplant Proc. 1995;27:3503–4.PubMed
24.
Zurück zum Zitat Tisone G, Angelico M, Baiocchi L, et al. Patterns of bile salts and biliary lipids early after liver transplantation differentiate patients with unfavorable graft outcome. Transplant Proc. 1996;28:1655–6.PubMed Tisone G, Angelico M, Baiocchi L, et al. Patterns of bile salts and biliary lipids early after liver transplantation differentiate patients with unfavorable graft outcome. Transplant Proc. 1996;28:1655–6.PubMed
25.
Zurück zum Zitat Baumgartner U, Schölmerich J, Kremer B, et al. Early detection of graft dysfunction after orthotopic liver transplantation in man by serum and biliary bile acid analysis. Hepatogastroenterology. 1995;42:950–60.PubMed Baumgartner U, Schölmerich J, Kremer B, et al. Early detection of graft dysfunction after orthotopic liver transplantation in man by serum and biliary bile acid analysis. Hepatogastroenterology. 1995;42:950–60.PubMed
26.
Zurück zum Zitat Chung WY, Gravante G, Al-Leswas D, et al. Addition of a kidney to the normothermic ex vivo perfused porcine liver model does not increase cytokine response. J Artif Organs 2012;15:290–4. Chung WY, Gravante G, Al-Leswas D, et al. Addition of a kidney to the normothermic ex vivo perfused porcine liver model does not increase cytokine response. J Artif Organs 2012;15:290–4.
27.
Zurück zum Zitat Tian JL, Zhang JS. Hepatic perfusion disorders: etiopathogenesis and related diseases. World J Gastroenterol. 2006;12:3265–70.PubMed Tian JL, Zhang JS. Hepatic perfusion disorders: etiopathogenesis and related diseases. World J Gastroenterol. 2006;12:3265–70.PubMed
28.
Zurück zum Zitat Pandharipande PV, Krinsky GA, Rusinek H, Lee VS. Perfusion imaging of the liver: current challenges and future goals. Radiology. 2005;234:661–73.PubMedCrossRef Pandharipande PV, Krinsky GA, Rusinek H, Lee VS. Perfusion imaging of the liver: current challenges and future goals. Radiology. 2005;234:661–73.PubMedCrossRef
Metadaten
Titel
Contrast-enhanced ultrasound detects perfusion defects in an ex vivo porcine liver model: a useful tool for the study of hepatic reperfusion
verfasst von
Ahmed Alzaraa
Dhya Al-Leswas
Wen Yuan Chung
Gianpiero Gravante
Morgan Bruno
Kevin West
Ashley Dennison
David Lloyd
Publikationsdatum
01.12.2013
Verlag
Springer Japan
Erschienen in
Journal of Artificial Organs / Ausgabe 4/2013
Print ISSN: 1434-7229
Elektronische ISSN: 1619-0904
DOI
https://doi.org/10.1007/s10047-013-0717-1

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