肠系膜缺血的多模式诊断

摘要

本文介绍了一种多模式方法，旨在克服传统方法在检测肠系膜缺血和预防肠坏死方面的局限性。所提出的技术通过将最先进的超声检查与尖端的近红外光技术相结合，提供了一种很有前途的解决方案。

摘要

肠系膜缺血的早期诊断仍然具有挑战性，因为肠系膜缺血没有关键症状或体格检查结果，并且没有实验室数据在坏死发生前明确表明肠组织缺血状态。虽然计算机断层扫描是诊断成像的标准，但存在一些局限性:（1）重复评估与辐射暴露增加和肾损伤风险有关;（2）计算机断层扫描结果可能具有误导性，因为尽管肠系膜动脉混浊，但偶尔会发生坏死;（3）在手术室或远离医院的地方为这些患者挽救肠道的黄金时间内，计算机断层扫描不一定可用。本文描述了使用超声检查和近红外光（包括临床研究）克服这些限制的挑战。前者不仅能够提供肠道的形态学和动力学信息，还能够实时灌注肠系膜血管，而无需转移患者或使其暴露于辐射。经食管超声心动图可精确评估手术室、急诊室或 ICU 的肠系膜灌注。介绍了 7 例主动脉夹层病例肠系膜缺血的代表性表现。吲哚菁绿的近红外成像有助于可视化血管和肠道组织的灌注，尽管此应用需要剖腹手术。显示了两例（主动脉瘤）的发现。近红外光谱将肠道组织中的氧债务显示为数字数据，并且可以作为无需剖腹手术即可早期检测肠系膜缺血的候选者。这些评估的准确性已通过术中检查和术后过程（预后）得到证实。

引言

急性肠系膜缺血可能危及生命，除非立即诊断和治疗 ^1,2;然而，在进展为肠坏死之前（最好在 4 小时内）进行早期诊断和恢复灌注仍然具有挑战性，原因如下:（1） 肠系膜缺血由多种机制引起，并与不同专业管理的多种疾病有关;（2）没有肠系膜缺血的特异性症状、体征或实验室数据;（3） 计算机断层扫描 （CT） 是诊断性影像学的金标准，具有误导性，因为尽管肠系膜上动脉 （SMA^{） 混}浊，但仍可能存在缺血2,3,4,5。

肠系膜缺血的病因包括栓塞、血栓形成、夹层或非闭塞性肠系膜缺血 （NOMI）^3,6。栓塞是由心房颤动、左心室扩张或主动脉粥样硬化患者的心源性血栓引起的，在栓塞之前是无症状的。有时，在 SMA 或肠系膜上静脉中产生血栓。最近研究表明，COVID-19 可导致血栓形成⁷.在主动脉夹层中，主动脉中的内膜瓣阻塞了 SMA 的孔口，或夹层延伸到 SMA，扩张的假腔压迫了真腔。由于这种梗阻是"动态的"，因此即使造影剂 CT 显示 SMA 混浊，也会发生肠系膜缺血。肠系膜缺血与其他危重疾病（如卒中、心肌梗死或主动脉破裂）一起出现的情况并不少见，因此需要及时准确的诊断以优先治疗。在接受血液透析多年的患者中，SMA通常由于钙化而变窄，并且在使用体外循环或各种类型的压力进行心脏手术后，血流量可严重减少^8,9,10。尽管有专利的 SMA^11、12、13，但由于心力衰竭、心脏骤停或低氧血症导致 SMA 供氧不足，可引起 NOMI 引起。考虑到各种病因和发生模式，不仅必须评估 SMA 中的血流，还必须评估肠壁中的缺血状态。

延迟诊断的另一个原因是缺乏关键症状或体格检查结果。肠道坏死后防御变得明显。尽管一些实验室检查，如 C 反应蛋白、乳酸、瓜氨酸或肠脂肪酸结合蛋白，已被研究为肠系膜缺血的潜在指标 ^4,14，但迄今为止，尚未显示实验室检查可检测肠系膜缺血的早期阶段¹⁵。尽管 CT 是肠系膜缺血的标准诊断成像方式 16,17,18，但诊断中可能存在错误或拍摄技术中的缺陷 ^5,19，因此需要专业知识才能准确诊断，这可能需要将患者转移到另一个机构。此外，手术室 （OR）、急诊科 （ER） 或重症监护室 （ICU） 中无法转入放射科的患者无法进行 CT 检查。对造影剂过敏、肾毒性或辐射暴露也限制了 CT 作为每位腹痛患者的初始诊断检查。

肠缺血对于整形和重建外科医生来说也是个问题。在咽癌根治性手术期间，使用游离空肠皮瓣重建切除的咽部。空肠的一部分用动脉和静脉蒂采集，与颈部的血管吻合，然后将空肠瓣吻合到咽部和食道。为了确认血管吻合的能力，术中进行了吲哚菁 （ICG） 成像（第 3 节）。然而，有时皮瓣会在手术后几天内坏死。皮瓣坏死虽然罕见，但除非及时发现和治疗，否则可能是致命的。因此，已经开发了各种检测空肠缺血的尝试，例如频繁的超声检查（US）以确认血流，重复内窥镜检查以验证粘膜颜色，或指定空肠的前哨部分以监测灌注，然后通过额外的外科手术将其掩埋^20,21,22;然而，这种操作对患者和医生来说都是困难的。应用于临床诊断肠缺血的其他方式包括光学相干断层扫描²³、激光散斑对比成像²⁴、侧流暗场成像²⁵ 和入射暗场成像²⁶。这些有前途的模式有望通过进一步发展而广泛使用。

考虑到肠系膜缺血的性质，肠系膜缺血在各种情况下都会影响多个领域，因此采取多种措施来检测肠系膜缺血非常重要。本文为此提出了两种潜在的候选方法，即美光和近红外光，并提出了具有代表性的研究结果。

研究方案

ICG成像的临床研究是在高知医学院伦理委员会的批准下进行的，并征得每位患者的知情同意。共纳入25例患者，他们在2011年至2016年期间在咽癌或颈食管癌切除后接受了使用游离空肠移植物的重建手术。关于美国，已经审查了 2000 年至 2018 年间在临床实践中获得的视频记录。根据机构伦理审查委员会的说法，对此放弃了伦理批准。

1. 经食管超声心动图（TEE）

注意:TEE 需要插入食管探头，适用于在无法进行 CT 评估的手术室或 ICU 中进行诊断或监测。TEE提供形态学和动力学信息以及肠道的灌注状态^27,28。虽然它需要可视化 SMA 的专业知识，但对于有经验的心脏和胸主动脉检查者来说并不难。SMA可以通过TEE探头（参见材料表）推进到胃中，换能器指向后方（图1A）来观察。

1. 在短轴（扫描平面 0°）上可视化降主动脉，然后通过逆时针旋转探头并略微前屈探头将探头推进到胃中，同时保持主动脉图像，以保持换能器与食管壁接触。
2. 如果主动脉的图像向下移动，则进一步弯曲探头尖端（图1B）。
3. 使用彩色多普勒模式便于通过流量信号识别内脏分支，并确保腹腔动脉的孔口出现在腹主动脉的12点钟位置（图1C）。它在孔口几厘米内分为两条或三条动脉。
4. 将探头向前推进一英寸，使 SMA 出现在 12-2 点钟位置。
   注意: 探头尖端向左弯曲有助于旋转图像并描绘 12 点钟位置的 SMA。
5. 确保 SMA 的远端部分位于胰腺（脾静脉）和腹主动脉之间，左肾静脉在 SMA 后面交叉。
6. 将扫描平面旋转 90°，以可视化主动脉和内脏分支的长轴视图。可以更容易地评估SMA的远端部分（图1D）。
   注:图 1C，D 显示了没有肠系膜缺血的心血管手术病例的 TEE 结果。

2. 腹部美声

注意:这种方式适用于怀疑或排除几名腹痛患者的肠系膜缺血，以及体格检查。它用于评估肠道的形态和动力学以及 SMA 中的血流。 图2A 显示了探头在每种用途中的位置（参见 材料表）。

1. 使用频率范围为 2 至 5 MHz 的凸面或扇形探头，以足够的分辨率和灵敏度 通过 腹壁对肠道进行可视化和以上评估。
   注意: 使用频率范围在 2.5 到 5 MHz 之间的换能器在增益设置最大的情况下可视化腹部肠道，而不会产生背景噪声。
2. 将探针放在肚脐周围的腹壁上以观察肠道（图2B）。找到肠道气体之间的任何声窗（黄色箭头）（蓝色虚线）。
3. 检查肠道的大小和蠕动，粘膜水肿或周围是否存在腹水。后者表明发生肠坏死。
4. 为了评估SMA流量，将探头垂直放置在肚脐水平上方。找到SMA，它起源于腹主动脉，并在几厘米内指向尾部（图2C）。
   注:图2B，C中的美国研究结果记录在健康个体中。

3. ICG成像

注意:这种方式适用于评估手术区域组织的灌注。

1. 按照制造商的说明准备 ICG 成像系统（请参阅 材料表）。
2. 将溶于10mL蒸馏水（0.25mg / mL）中的2.5mg ICG（见 材料表）注射到中心静脉管路中，然后用10mL生理盐水冲洗（图3A）。
3. 将灌注的ICG可视化到肠系膜动脉中，然后显示肠道组织（图3B）。它通常在注射后约 10 至 20 秒出现。
   注意: 图 3B 中的 ICG 成像结果记录在上述研究中登记的游离空肠移植物的重建病例中。

4. 近红外光谱（NIRS）

注:为了解决整形和重建手术中的问题（如引言部分所述），本研究建议使用已用于心血管手术的近红外系统²⁹;然而，需要验证以确认 rSO₂ 反映了空肠的缺血状态。采集空肠皮瓣时，在空肠上放置近红外传感器，当动脉和静脉钳夹时监测 rSO₂ 的变化，重建后恢复灌注。此外，术后 3 天观察 rSO₂ 变化，将 NIRS 传感器放置在颈部皮肤上。此处描述了直接在手术领域评估肠道 rSO₂ 的推荐程序。

1. 按照制造商的说明准备NIRS系统（见 材料表）（图4A）。
2. 使用适当的传感器根据要评估的目标区域的深度测量组织的rSO₂ （图4B）。将传感器直接放在上面，轻触，以免过度按压。
   注意:本研究使用的传感器在发射器和接收器之间距离为 2 厘米。
3. 检查显示屏上指示的 rSO₂ 值，每 5 秒更新一次（图 4B）。

结果

三通
有两种类型的发现:（1）"分支型"，SMA中真正的管腔被扩大的假腔压缩，没有血流，以及（2）"主动脉型"，SMA孔口处有内膜瓣，SMA中缺乏血流（图5A）。显示了3例急性主动脉夹层引起的肠坏死的代表性TEE表现。在前一种类型的一种情况下，SMA中的真腔被严重压缩（图5B）。剖腹手术确认肠坏死，并进行肠切除术。主动脉型肠系膜缺血?...

讨论

肠系膜缺血仍然是临床领域之外的一个未解决的问题。为了解决这样一个常见的问题，其他器官的类似病理学可能会有所帮助。急性心肌梗死提出了"缺血性级联"的概念³²，位于级联早期的区域壁运动异常（运动功能减退、运动不振和运动障碍）已被用作心肌梗死的指标，而不是冠状动脉血流，无法实时无创评估。这一概念被应用于肠道，肠道也是一个肌肉器官，以探索肠系膜缺...

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
HyperEye Medical System	Mizuho Ikakogyo Co., Ltd.		ICG imaging system used in Figure 3
Indocyanine green	Daiichi Sankyo Co., Ltd.		ICG used for ICG imaging in Figure 3
TEE system	Philips Electronics	iE33	TEE system used in Figure 5
TOS-96, TOS-OR	TOSTEC Co.		NIRS system used in Figure 4
Ultrasonographic system	Hitachi, Co.	EUB-555, EUP-ES322	echo system used in Figure 1
Ultrasonographic system	Aloka Co.	SSD 5500	echo system used in Figure 2
Vscan	GE Healthcare Co.		Palm-sized echo used in Figure 2