Experimentelle Untersuchung der Leberperfusion mit nichtdiffundierenden Radiotracern: Differenzierung der arteriellen und portal-venösen Perfusionskomponente durch Dekonvolutionsanalyse von First-Pass-Zeitaktivitätskurven

Z. Szabö; G. Torsello; C. Reifenrath; R. Porschen; H. Vosberg

doi:10.1055/s-0038-1629453

Nuklearmedizin - NuclearMedicine, Inhaltsverzeichnis

Nuklearmedizin 1988; 27(05): 209-218
DOI: 10.1055/s-0038-1629453

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Schattauer GmbH

Experimentelle Untersuchung der Leberperfusion mit nichtdiffundierenden Radiotracern: Differenzierung der arteriellen und portal-venösen Perfusionskomponente durch Dekonvolutionsanalyse von First-Pass-Zeitaktivitätskurven

Experimental Investigation of the Perfusion of the Liver with Non-Diffusible Tracers - Differentiation of the Arterial and Portal-Venous Components by Deconvolution Analysis of First-Pass Time-Activity Curves

Z. Szabö

¹Aus der Nuklearmedizinischen Klinik (Direktor: Prof. Dr. L. E. Feinendegen), der Klinik für Gefäßchirurgie und Nierentransplantation (Leiter: Prof. Dr. W. Sandmann) und der Medizinischen Klinik D - Schwerpunkt Gastroenterologie (Direktor: Prof. Dr. G. Strohmeyer) der Medizinischen Einrichtungen der Universität Düsseldorf, Düsseldorf, BRD

,

G. Torsello

¹Aus der Nuklearmedizinischen Klinik (Direktor: Prof. Dr. L. E. Feinendegen), der Klinik für Gefäßchirurgie und Nierentransplantation (Leiter: Prof. Dr. W. Sandmann) und der Medizinischen Klinik D - Schwerpunkt Gastroenterologie (Direktor: Prof. Dr. G. Strohmeyer) der Medizinischen Einrichtungen der Universität Düsseldorf, Düsseldorf, BRD

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C. Reifenrath

¹Aus der Nuklearmedizinischen Klinik (Direktor: Prof. Dr. L. E. Feinendegen), der Klinik für Gefäßchirurgie und Nierentransplantation (Leiter: Prof. Dr. W. Sandmann) und der Medizinischen Klinik D - Schwerpunkt Gastroenterologie (Direktor: Prof. Dr. G. Strohmeyer) der Medizinischen Einrichtungen der Universität Düsseldorf, Düsseldorf, BRD

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R. Porschen

¹Aus der Nuklearmedizinischen Klinik (Direktor: Prof. Dr. L. E. Feinendegen), der Klinik für Gefäßchirurgie und Nierentransplantation (Leiter: Prof. Dr. W. Sandmann) und der Medizinischen Klinik D - Schwerpunkt Gastroenterologie (Direktor: Prof. Dr. G. Strohmeyer) der Medizinischen Einrichtungen der Universität Düsseldorf, Düsseldorf, BRD

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H. Vosberg

¹Aus der Nuklearmedizinischen Klinik (Direktor: Prof. Dr. L. E. Feinendegen), der Klinik für Gefäßchirurgie und Nierentransplantation (Leiter: Prof. Dr. W. Sandmann) und der Medizinischen Klinik D - Schwerpunkt Gastroenterologie (Direktor: Prof. Dr. G. Strohmeyer) der Medizinischen Einrichtungen der Universität Düsseldorf, Düsseldorf, BRD

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Abstract

The transfer function of the liver perfusion is an idealised time-activity curve that could be registered over the liver if a non-diffusible tracer would be injected directly into the abdominal aorta and no tracer recirculation would occur. The reproducibility of the transfer function was experimentally investigated in foxhounds. Both the routes of tracer application and the modes of data evaluation were varied and the perfusion was investigated under physiological and pathological conditions. The transfer function was calculated by deconvolution analysis of first-pass time-activity curves using the matrix regularisation method. The transfer function showed clearly distinguishable arterial and portal-venous components. Repeated peripheral venous and central aortic applications resulted in reproducible curves. In addition to the arterial and portal-venous components the subcomponents of the portalvenous component could also be identified in the transfer function after ligation of the appropriate vessels. The accuracy of the mathematical procedure was tested by computer simulations. The simulation studies demonstrated also that the matrix regularisation technique is suitable for deconvolution analysis of time-activity curves even when they are significantly contaminated by statistical noise. Calculation of the transfer function of liver perfusion and of its quantitative parameters seems thus to be a reliable method for non-invasive investigation of liver hemodynamics under physiological and pathological conditions.

Zusammenfassung

Die Perfusionstransferfunktion der Leber wird als eine idealisierte Zeitaktivitätskurve definiert, die man nach intra-aortaler Applikation eines nichtdiffundierenden Tracers über der Leber messen würde, wenn eine Rezirkulation des Tracers ausgeschlossen wäre. Die Perfusionstransferfunktion bei normaler und pathologisch veränderter Leberperfusion wurde experimentell an Foxhounds untersucht, und ihre Reproduzierbarkeit unter unterschiedlichen Applikations- und Auswertebedingungen geprüft. Berechnet wurde sie durch Least-squares-Dekonvolutionsanalyse von First-Pass-Zeitaktivitätskurven. Die arterielle und portal-venöse Komponente der Perfusionstransferfunktion waren bei allen Tieren deutlich voneinander abgrenzbar. Wiederholte peripher-venöse und intra-aortale Applikationen ergaben gut reproduzierbare Perfusionstransferfunktionen. Durch Ligatur der A. hepatica propria, der V. portae sowie einzelner zuführender Gefäße dieser Vene konnten sowohl die globalen Komponenten (arterielle und portal-venöse) als auch die Subkomponenten der portal-venösen Komponente der Perfusionstransferfunktion identifiziert werden, was die Richtigkeit des Auswerteverfahrens bestätigt. Auch die durchgeführten Computersimulationen ergaben, daß die verwendete Technik der Matrixregularisation zur Dekonvolution von mit statistischem Rauschen behafteten First-Pass-Zeitaktivitätskurven geeignet ist und die Perfusionsparameter mit einer für klinischen Gebrauch ausreichenden Genauigkeit berechnet werden können. Die Bestimmung der Perfusionstransferfunktion und ihrer quantitativen Parameter scheint daher eine zuverlässige Methode zur nichtinvasiven Untersuchung der Hämodynamik der Leber unter physiologischen und pathologischen Bedingungen zu sein.

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