Published October 1988 | Version v1
Journal article

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

  • 1. Duesseldorf Univ. (Germany, F.R.). Medizinische Klinik D
  • 2. Duesseldorf Univ. (Germany, F.R.). Klinik fuer Gefaesschirurgie und Nierentransplantation
  • 3. EAI-Electronic Associates G.m.b.H., Aachen (Germany, F.R.)

Description

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 portal-venous 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. (orig.)

Abstract (German)

Die Perfusionstransferfunktion der Leber wird als eine idealisierte Zeitaktivitaetskurve definiert, die man nach intra-aortaler Applikation eines nicht-diffundierenden Tracers ueber der Leber messen wuerde, wenn eine Rezirkulation des Tracers ausgeschlossen waere. Die Perfusionstransferfunktion bei normaler und pathologisch veraenderter Leberperfusion wurde experimentell an Foxhounds untersucht, und ihre Reproduzierbarkeit unter unterschiedlichen Applikations- und Auswertebedingungen geprueft. Berechnet wurde sie durch Least-squares-Dekonvolutionsanalyse von First-Pass-Zeitaktivitaetskurven. Die arterielle und portal-venoese Komponente der Perfusionstransferfunktion waren bei allen Tieren deutlich voneinander abgrenzbar. Wiederholte peripher-venoese und intra-aortale Applikationen ergaben gut reproduzierbare Perfusionstransferfunktionen. Durch Ligatur der A. hepatica propria, der V. portae sowie einzelner zufuehrender Gefaesse dieser Vene konnten sowohl die globalen Komponenten (arterielle und portal-venoese) als auch die Subkomponenten der portal-venoesen Komponente der Perfusionstransferfunktion identifiziert werden, was die Richtigkeit des Auswerteverfahrens bestaetigt. Auch die durchgefuehrten Computersimulationen ergaben, dass die verwendete Technik der Matrixregularisation zur Dekonvolution von mit statischem Rauschen behafteten First-Pass-Zeitaktivitaetskurven geeignet ist und die Perfusionsparameter mit einer fuer klinischen Gebrauch ausreichenden Genauigkeit berechnet werden koennen. Die Bestimmung der Perfusionstransferfunktion und ihrer quantitativen Parameter scheint daher eine zuverlaessige Methode zur nichtinvasiven Untersuchung der Haemodynamik der Leber unter physiologischen und pathologischen Bedingungen zu sein. (orig.)

Additional details

Additional titles

Original title (German)
Experimentelle Untersuchung der Leberperfusion mit nichtdiffundierenden Radiotracern: Differenzierung der arteriellen und portal-venoesen Perfusionskomponente durch Dekonvolutionsanalyse von First-Pass-Zeitaktivitaetskurven

Publishing Information

Journal Title
Nuklearmedizin
Journal Volume
27
Journal Issue
5
Series
Nuklearmedizin.
Journal Page Range
209-218
ISSN
0029-5566
CODEN
NUKLD