Fractional moving blood volume in fetal organs estimated using power Doppler ultrasound.

Abstract

Power Doppler ultrasound (PDU) is a sensitive technique to detect slow blood movement. The aim of the present study was to develop a standardized method for quantification of the PDU signals recorded from a specific region of interest (ROI) within fetal organs. The quantification method - fractional moving blood volume (FMBV) - compensating for factors potentially affecting the final results, e.g., depth and attenuation, was compared with the previous method of PDU signal quantification, the mean pixel intensity (MPI). FMBV was estimated in the lungs of 29 healthy fetuses at 35-37 weeks of gestation. The FMBV values were in the range of 27-47% (mean 36.2%) and showed less variation than the MPI values. FMBV in the adrenal glands of 8 fetal lambs exposed to severe asphyxia was compared with blood perfusion measurements with radioactive micrsopheres (RMS) and a high correlation between the two methods was found (r=0.90). The reproducibility of the fetal lung FMBV estimation, performed by two experienced operators in 20 normally grown human fetuses at 32-35 weeks of gestation, was good with an intraclass correlation coefficient of 0.92 and interclass correlation coefficient of 0.70. FMBV was estimated in the lungs of 47 normally grown (NG) and 25 intrauterine growth restricted (IUGR) fetuses after 32 weeks of gestation. The NG fetuses showed a higher lung FMBV values than the IUGR fetuses (p=0.003). Finally, FMBV was estimated in the fetal adrenal gland of lamb fetuses exposed to severe hypoxia. FMBV was maintained for 5 min of severe asphyxia; thereafter a significant reduction in FMBV occurred. After resuscitation, the neonatal adrenal gland FMBV and cortisol levels were significantly higher in the asphyctic than in control lambs. The results of this study indicated that the standardized FMBV is a reliable method for assessment of fetal organ blood circulation.

Abstract (Swedish)

Popular Abstract in Swedish

Energidoppler (eller power Doppler som det populärt brukar kallas) är en metod att mäta blodflöde. Över en ”normal” ultraljudsbild som visar anatomin, kan man skriva över områden där blod rör sig med en avvikande färg, vanligtvis för energidoppler en skala mellan svart-rött-orange till gult. I den föreliggande avhandlingen har lungor hos foster undersökts, och en energidoppler-bild av en lunga kommer därför att se ut som ett träd av orange-gula blodkärl. Med enegidoppler får man dock ingen information om hastigheten utan bara mängden blod som rör sig. I princip kan dock tolka bilden som att om många blodkärl syns, då är blodflödet högt, och om man bara kan se ett fåtal kärl, är flödet mindre. Ett problem är dock att signalen blir beroende av undersökningsdjupet, med andra ord på vilket djup det aktuella blodkärlet befinner sig. Denna avhandling har undersökt en metod för att kompensera Dopplersignalen för detta djupberoende.



Den första artikeln i avhandlingen är en undersökning av metodiken för att ta bra och jämförbara bilder mellan olika patienter. En ultraljudsbild visar ett anatomiskt plan (tvärsnitt) av patienten, och i denna studie visades att ett lämpligt plan att alltid undersöka, är det plan där man samtidigt kan se lungvävnad och alla fyra kamrar i hjärtat. Eftersom alltid samma anatomiska plan undersöks, minskar variationen mellan olika undersökningar. Speciellt visades här att det inte spelar någon roll om väster eller höger lunga undersöks, om bilden tas i den fas när hjärtat pumpar som mest (systole) eller i vilofasen (diastole). Vidare visades att metoden verkligen kompenserar för djupberoendet.



Den andra artikeln visar i djurförsök att det djupkorrigerade måttet är nära relaterat till blodflöde, och dessutom att det är bättre relaterat till blodflöde än måttet utan djupkorrektion.



Den tredje artikeln undersöker om olika operatörer mäter olika värden. Idealt skall två olika operatörer mäta samma värde, men något annorlunda vinkel på ultraljudsgivaren kan till exempel göra att värdena inte helt överensstämmer. Studien visar en mycket bra samstämmighet mellan de två operatörerna.



I den fjärde artikeln visas att foster som lider av tillväxthämning, har ett lägre blodflöde i lungorna. Detta är möjligen en effekt av att blodflöde prioriteras till exempelvis hjärnan och andra viktiga organ om blodtillförseln minskar av olika anledningar. Spridningen i mätvärdenavar mindre med djupkorrigerade data än utan korrektion.



Den femte och sista artikeln är en djurstudie som visar att det djupkorrigerade energidopplermåttet (kallat FMBV) är mycket nära relaterat till nivån av kortisol i blodet. Kortisol är en signalsubstans som förbereder kroppen för stress, på liknande sätt som adrenalin. En intressant slutsats är att FMBV relaterar till kortisolnivån bättre än andra ultraljudsbaserade mått som används idag, såsom exempelvis undersökning av blodflödeshastigheter. Dessutom var FMBV mycket nära relaterat till medelblodtrycket.



Slutsatsen är att FMBV är ett mått som kan användas för att bedöma blodgenomströmning i inre organ, speciellt hos foster.

• author: Hernandez-Andrade, Edgar
• supervisor: [unknown] [unknown]
• opponent: Sturla H, Eik-Nes
• organization: Obstetrics and Gynaecology (Lund)
• publishing date: 2003
• type: Thesis
• publication status: published
• subject: Obstetrics, Gynecology and Reproductive Medicine
• keywords: reproduction, andrology, gynaecology, Obstetrics, sexuality, Obstetrik, gynekologi, andrologi, reproduktion, sexualitet, fetal adrenal gland, fetal lung, radionuclear microspheres, fetal lamb, perfusion, fetus, Power Doppler ultrasound, fractional moving blood volume
• pages: 128 pages
• defense location: December 18, 2003 kl 13.00. Department of Obstetrics and Gynecology, Lund University Hospital
• defense date: 2003-12-18 13:00:00
• language: English
• LU publication?: yes
• additional info: Article: 1.-Estimation of fractional moving blood volume in fetal lung using power Doppler ultrasound. Methodological aspectsJansson T, Hernandez-Andrade E, Lingman G, Maršál K. Ultrasound Med Biol 2003;29:1551-1559 Article: 2.Validation of fractional moving blood volume measurement with power Doppler ultrasound in an experimental sheep modelHernandez-Andrade E, Jansson T, Ley D, Bellander M, Persson M, Lingman G, Maršál K. Ultrasound Obstet Gynecol 2003; in press Article: 3.-Fractional moving blood volume estimation in the fetal lung using power Doppler ultrasound: A reproducibility studyHernandez-Andrade E, Thuring-Jönsson A, Jansson T, Lingman G, Maršál K. Ultrasound Obstet Gynecol 2003; in press Article: 4.-Lung fractional moving blood volume in normally grown and growth restricted fetusesHernandez-Andrade E, Thuring-Jönsson A, Jansson T, Lingman G, Maršál KClinical Physiology and Functional Imaging. 2003; in press Article: 5.-Perinatal adaptive response of the adrenal and carotid blood flow in lamb fetuses exposed to severe acute asphyxiaHernandez-Andrade E, Jansson T, Liuba K, Ley D, Lingman G, Maršál K.J Matern Fetal Neonatal Med 2003;Submitted
• id: f841256a-f7b4-48e3-8983-6857e6cef92e (old id 466401)
• date added to LUP: 2016-04-04 11:19:18
• date last changed: 2018-11-21 21:04:04