Multimodale Diagnose der mesenterialen Ischämie

Zusammenfassung

In diesem Artikel wird ein multimodaler Ansatz vorgestellt, der darauf abzielt, die Einschränkungen traditioneller Methoden bei der Erkennung von mesenterialer Ischämie und der Vorbeugung von Darmnekrose zu überwinden. Die vorgestellte Technik bietet eine vielversprechende Lösung, indem sie modernste Ultraschalluntersuchung mit modernsten Nahinfrarot-Lichttechnologien kombiniert.

Zusammenfassung

Die Frühdiagnose einer mesenterialen Ischämie ist nach wie vor schwierig, da die mesenteriale Ischämie keine Schlüsselsymptome oder körperlichen Befunde aufweist und keine Labordaten speziell auf den ischämischen Status des Darmgewebes hinweisen, bevor sich eine Nekrose entwickelt. Während die Computertomographie der Standard für die diagnostische Bildgebung ist, gibt es mehrere Einschränkungen: (1) Wiederholte Untersuchungen sind mit einer erhöhten Strahlenbelastung und dem Risiko von Nierenschäden verbunden; (2) Die Befunde der Computertomographie können irreführend sein, da trotz trüber Mesenterialarterien gelegentlich Nekrosen auftreten; und (3) die Computertomographie ist nicht unbedingt in der goldenen Zeit der Rettung des Darms für die Patienten im Operationssaal oder an einem weit vom Krankenhaus entfernten Ort verfügbar. Dieser Artikel beschreibt eine Herausforderung bei der Überwindung solcher Einschränkungen mit Ultraschall und Nahinfrarotlicht, einschließlich klinischer Studien. Ersteres ist in der Lage, nicht nur morphologische und kinetische Informationen des Darms, sondern auch die Durchblutung der Mesenterialgefäße in Echtzeit zu liefern, ohne den Patienten zu verlegen oder einer Strahlung auszusetzen. Die transösophageale Echokardiographie ermöglicht eine präzise Beurteilung der Mesenterialperfusion im OP, in der Notaufnahme oder auf der Intensivstation. Repräsentative Befunde einer mesenterialen Ischämie in sieben Aortendissektionsfällen werden vorgestellt. Die Nahinfrarot-Bildgebung mit Indocyaningrün hilft bei der Visualisierung der Durchblutung von Gefäßen und Darmgewebe, obwohl diese Anwendung eine Laparotomie erfordert. Es werden Befunde in zwei Fällen (Aortenaneurysma) gezeigt. Die Nahinfrarotspektroskopie zeigt die Sauerstoffschuld im Darmgewebe als digitale Daten und kann ein Kandidat für die Früherkennung einer mesenterialen Ischämie ohne Laparotomie sein. Die Richtigkeit dieser Einschätzungen wurde durch intraoperative Inspektionen und postoperativen Verlauf (Prognose) bestätigt.

Einleitung

Eine akute mesenteriale Ischämie kann lebensbedrohlich sein, wenn sie nicht unverzüglich diagnostiziert und behandelt wird ^1,2; Eine frühzeitige Diagnose mit anschließender Wiederherstellung der Perfusion vor dem Fortschreiten zur Darmnekrose, vorzugsweise innerhalb von 4 Stunden, bleibt jedoch aus mehreren Gründen schwierig: (1) Mesenterialischämie wird durch mehrere Mechanismen verursacht und ist mit mehreren Krankheiten verbunden, die von verschiedenen Fachgebieten behandelt werden; (2) Es gibt keine Symptome, Anzeichen oder Labordaten, die spezifisch für eine mesenteriale Ischämie sind; und (3) die Computertomographie (CT), der Goldstandard für die diagnostische Bildgebung, ist irreführend, da trotz einer trüben Arteria mesenterica superior (SMA) eine Ischämie vorliegen kann2,3,4,5.

Zu den Ursachen einer mesenterialen Ischämie gehören Embolie, Thrombose, Dissektion oder nicht-okklusive mesenteriale Ischämie (NOMI)^3,6. Eine Embolie wird durch einen kardiogenen Thrombus bei Patienten mit Vorhofflimmern, erweiterter linker Herzkammer oder Atherom in der Aorta verursacht, das bis zur Embolisation asymptomatisch ist. Gelegentlich wird ein Thrombus in der SMA oder der Vena mesenterica superior erzeugt. Kürzlich konnte gezeigt werden, dass COVID-19 zur Bildung von Thrombus führen kann⁷. Bei der Aortendissektion verschließt der Intimallappen in der Aorta die Öffnung der SMA, oder die Dissektion erstreckt sich in die SMA, und ein erweitertes falsches Lumen komprimiert das wahre Lumen. Da diese Obstruktion "dynamisch" ist, tritt eine mesenteriale Ischämie auch dann auf, wenn die SMA im Kontrastmittel-CT trüb ist. Es ist nicht ungewöhnlich, dass eine mesenteriale Ischämie zusammen mit anderen kritischen Erkrankungen wie Schlaganfall, Myokardinfarkt oder Aortenruptur auftritt, so dass eine schnelle und genaue Diagnose erforderlich ist, um die Behandlung zu priorisieren. Bei Patienten, die sich jahrelang einer Blutdialyse unterziehen, ist die SMA oft aufgrund von Verkalkungen verengt, und der Blutfluss kann nach einer Herzoperation mit extrakorporaler Zirkulation oder verschiedenen Arten von Stress kritisch reduziert sein ^8,9,10. NOMI kann durch eine unzureichende Sauerstoffversorgung der SMA aufgrund von Herzinsuffizienz, Herzstillstand oder Hypoxämie trotz eines patentierten SMA 11,12,13 verursacht werden. Unter Berücksichtigung verschiedener Ätiologien und Auftretensmuster muss nicht nur der Blutfluss in der SMA, sondern auch der ischämische Status in der Darmwand beurteilt werden.

Ein weiterer Grund für eine verzögerte Diagnose ist das Fehlen von Schlüsselsymptomen oder körperlichen Befunden. Die Abwehr wird offensichtlich, nachdem der Darm nekrotisiert wurde. Obwohl mehrere Labortests, wie z. B. C-reaktives Protein, Laktat, Citrullin oder intestinales Fettsäure-bindendes Protein, als potenzielle Indikatoren für eine mesenteriale Ischämie untersucht wurden ^4,14, konnte bisher kein Labortest nachgewiesen werden, der ein frühes Stadium der mesenterialen Ischämie nachweisen^{konnte 15}. Obwohl die CT die standardmäßige diagnostische Bildgebungsmodalität der mesenterialen Ischämie ist ^16,17,18, kann es zu Fehlern in der Diagnose oder Fallstricken in der Filmtechnik kommen ^5,19, und daher ist für eine genaue Diagnose Fachwissen erforderlich, was die Verlegung des Patienten in eine andere Einrichtung erforderlich machen kann. Darüber hinaus ist die CT nicht für Patienten im Operationssaal (OP), in der Notaufnahme (ER) oder auf der Intensivstation (ICU) verfügbar, die nicht in die Radiologie verlegt werden können. Auch Kontrastmittelallergien, Nierentoxizität oder Strahlenbelastung schränken die CT als erste diagnostische Untersuchung für jeden Patienten mit Bauchschmerzen ein.

Die Darmischämie ist auch für plastische und rekonstruktive Chirurgen problematisch. Bei der radikalen Operation des Rachenkarzinoms wird ein freier Jejunallappen verwendet, um den resezierten Rachen zu rekonstruieren. Ein Teil des Jejunums wird mit einer Arterie und einem Venenstiel entnommen, der an den Gefäßen im Halsbereich anastomosiert wird, gefolgt von einer Anastomose des Jejunallappens zum Rachen und zur Speiseröhre. Um die Kompetenz der vaskulären Anastomose zu bestätigen, wurde intraoperativ eine Indocyanin-Bildgebung (ICG) durchgeführt (Abschnitte 3). Es gibt jedoch Fälle, in denen der Lappen innerhalb weniger Tage nach der Operation eine Nekrose entwickelt. Obwohl selten, kann eine Lappennekrose tödlich sein, wenn sie nicht sofort erkannt und behandelt wird. Daher wurden verschiedene Versuche zum Nachweis einer jejunalen Ischämie entwickelt, wie z. B. häufige Ultraschalluntersuchung (US) zur Bestätigung des Blutflusses, wiederholte Endoskopie zur Überprüfung der Schleimhautfarbe oder die Benennung eines Wächterteils des Jejunums zur Überwachung der Perfusion, der anschließend durch einen zusätzlichen chirurgischen Eingriff begraben wird 20,21,22; Solche Manöver sind jedoch sowohl für Patienten als auch für Ärzte schwierig. Andere Modalitäten, die für die klinische Anwendung zur Diagnose von Darmischämie angewendet werden, umfassen die optische Kohärenztomographie²³, die Laser-Speckle-Kontrast-Bildgebung²⁴, die Nebenstrom-Dunkelfeld-Bildgebung²⁵ und die einfallende Dunkelfeld-Bildgebung²⁶. Es wird erwartet, dass diese vielversprechenden Modalitäten durch die weitere Entwicklung weit verbreitet werden.

In Anbetracht der Art der mesenterialen Ischämie, die mehrere Felder in verschiedenen Situationen betrifft, ist es wichtig, mehrere Maßnahmen zu haben, um sie zu erkennen. In diesem Artikel werden zwei mögliche Kandidaten für diesen Zweck vorgeschlagen, US-amerikanisches und Nahinfrarotlicht, und die repräsentativen Ergebnisse vorgestellt.

Protokoll

Eine klinische Untersuchung der ICG-Bildgebung wurde mit Genehmigung der Ethikkommission der Kochi Medical School mit der Einverständniserklärung aller Patienten durchgeführt. Insgesamt wurden 25 Patienten eingeschlossen, die sich zwischen 2011 und 2016 nach Resektion von Krebs des Rachens oder des zervikalen Ösophagus einer rekonstruktiven Operation mit freiem jejunalen Transplantat unterzogen hatten. In den USA wurden die zwischen 2000 und 2018 in der klinischen Praxis aufgenommenen Videoaufzeichnungen überprüft. Auf die ethische Genehmigung wurde hierfür verzichtet, so die institutionelle Ethikkommission.

1. Transösophageale Echokardiographie (TEE)

HINWEIS: TEE, bei dem eine Ösophagussonde eingeführt werden muss, eignet sich für die Diagnose oder Überwachung im OP oder auf der Intensivstation, wo keine CT-Beurteilung verfügbar ist. TEE liefert morphologische und kinetische Informationen sowie den Perfusionsstatus des Darms^27,28. Obwohl es Fachwissen in der Visualisierung der SMA erfordert, ist es für erfahrene Herz- und Thoraxaorten-Untersucher nicht so schwer. Die SMA kann mit der TEE-Sonde (siehe Materialtabelle) sichtbar gemacht werden, die in den Magen vorgeschoben wird, und dem Schallkopf, der nach hinten gerichtet ist (Abbildung 1A).

1. Visualisieren Sie die absteigende Aorta auf der kurzen Achse (Scanebene 0°) und schieben Sie dann die Sonde in den Magen vor, wobei das Bild der Aorta im Blick bleibt, indem Sie die Sonde gegen den Uhrzeigersinn mit einer leichten Anteflexion der Sondenspitze drehen, um den Schallkopf in Kontakt mit der Speiseröhrenwand zu halten.
2. Wenn sich das Bild der Aorta nach unten bewegt, biegen Sie die Sondenspitze weiter (Abbildung 1B).
3. Verwenden Sie den Farb-Doppler-Modus, um die Identifizierung von viszeralen Ästen durch ein Flusssignal zu erleichtern, und stellen Sie sicher, dass die Öffnung der Zöliakie-Arterie auf der 12-Uhr-Position der Bauchschlagaorta erscheint (Abbildung 1C). Sie teilt sich in zwei oder drei Arterien, die nur wenige Zentimeter von der Körperöffnung entfernt sind.
4. Schieben Sie die Sonde einen Zoll weiter, so dass der SMA auf der Position 12-2 Uhr erscheint.
   HINWEIS: Eine Biegung der Sondenspitze nach links ist hilfreich, um das Bild zu drehen und die SMA auf der 12-Uhr-Position darzustellen.
5. Stellen Sie sicher, dass sich der distale Teil der SMA zwischen der Bauchspeicheldrüse (Milzvene) und der Bauchaorta befindet, wo sich die linke Nierenvene hinter der SMA kreuzt.
6. Drehen Sie die Scanebene um 90°, um die Längsachsenansicht der Aorta und der viszeralen Äste zu visualisieren. Der distale Anteil der SMA kann leichter beurteilt werden (Abbildung 1D).
   HINWEIS: Abbildung 1C,D zeigt die TEE-Befunde in einem kardiovaskulären chirurgischen Fall ohne mesenteriale Ischämie.

2. Abdominal US

HINWEIS: Diese Modalität eignet sich für den Verdacht oder Ausschluss einer mesenterialen Ischämie bei mehreren Patienten mit Bauchschmerzen, zusammen mit einer körperlichen Untersuchung. Es wird zur Beurteilung der Morphologie und Kinetik des Darms und des Blutflusses in der SMA verwendet. Abbildung 2A zeigt die Position der Sonde (siehe Materialtabelle) für jeden Zweck.

1. Verwenden Sie eine konvexe oder Sektorsonde mit einem Frequenzbereich von 2 bis 5 MHz, um die Visualisierung und obere Beurteilung des Darms über die Bauchdecke mit ausreichender Auflösung und Empfindlichkeit zu erleichtern.
   HINWEIS: Verwenden Sie einen Schallkopf mit einem Frequenzbereich zwischen 2,5 und 5 MHz, um den Darm im Bauchraum mit der maximalen Verstärkungseinstellung zu visualisieren, ohne Hintergrundgeräusche zu erzeugen.
2. Platzieren Sie die Sonde an der Bauchdecke um den Nabel herum, um den Darm sichtbar zu machen (Abbildung 2B). Finde ein beliebiges akustisches Fenster (gelber Pfeil) zwischen den Darmgasen (blau gestrichelte Linie).
3. Überprüfe die Größe und peristaltische Bewegung des Darms, das Schleimhautödem oder das Vorhandensein von Aszites um ihn herum. Letzteres deutet darauf hin, dass eine Darmnekrose stattfindet.
4. Zur Beurteilung des SMA-Flusses wurde die Sonde senkrecht über dem Nabelniveau platziert. Finde die SMA, die aus der Bauchschlagader entspringt und innerhalb weniger Zentimeter kaudal gerichtet ist (Abbildung 2C).
   HINWEIS: Die US-Ergebnisse in Abbildung 2B,C wurden bei gesunden Personen aufgezeichnet.

3. ICG-Bildgebung

HINWEIS: Diese Modalität eignet sich zur Beurteilung der Durchblutung des Gewebes im chirurgischen Bereich.

1. Bereiten Sie das ICG-Bildgebungssystem gemäß den Anweisungen des Herstellers vor (siehe Materialtabelle).
2. Injizieren Sie insgesamt 2,5 mg ICG (siehe Materialtabelle), gelöst in 10 ml destilliertem Wasser (0,25 mg/ml), in den zentralen Venengang, gefolgt von einer Spülung mit 10 ml Kochsalzlösung (Abbildung 3A).
3. Visualisieren Sie das perfundierte ICG in die Mesenterialarterie und dann in das dargestellte Darmgewebe (Abbildung 3B). Sie tritt in der Regel etwa 10 bis 20 Sekunden nach der Injektion auf.
   HINWEIS: Die ICG-Bildgebungsbefunde in Abbildung 3B wurden in einem Rekonstruktionsfall mit einem freien jejunalen Transplantat aufgezeichnet, das in die obige Studie aufgenommen wurde.

4. Nahinfrarot-Spektroskopie (NIRS)

ANMERKUNG: Um das Problem in der plastischen und rekonstruktiven Chirurgie zu lösen (wie im Abschnitt "Einleitung" erwähnt), wurde in dieser Studie die Verwendung des NIRS-Systems vorgeschlagen, das in der kardiovaskulären Chirurgie verwendet wurde²⁹; Es war jedoch eine Validierung erforderlich, um zu bestätigen, dass rSO₂ den ischämischen Status des Jejunums widerspiegelt. Bei der Entnahme des jejunalen Lappens wurde ein NIRS-Sensor auf dem Jejunum platziert, und die Veränderungen des rSO₂ wurden überwacht, wenn die Arterie und die Vene abgeklemmt wurden, und die Perfusion wurde nach der Rekonstruktion wieder aufgenommen. Darüber hinaus wurden 3 Tage postoperativ_{rSO2-Veränderungen} beobachtet, wenn der NIRS-Sensor auf der Haut des Halses platziert wurde. Die empfohlenen Vorgehensweisen zur Beurteilung des_rSO2 des Darms direkt im Operationsfeld sind hier beschrieben.

1. Bereiten Sie das NIRS-System gemäß den Anweisungen des Herstellers vor (siehe Werkstofftabelle) (Abbildung 4A).
2. Verwenden Sie einen geeigneten Sensor zur Messung des_rSO2 des Gewebes entsprechend der Tiefe der zu beurteilenden Zielregion (Abbildung 4B). Platzieren Sie den Sensor mit leichtem Kontakt direkt darauf, um nicht übermäßig zu drücken.
   HINWEIS: In dieser Studie wurde ein Sensor mit einem Abstand zwischen Sender und Empfänger von 2 cm verwendet.
3. Überprüfen Sie den auf dem Display angezeigten rSO_2-Wert , der alle 5 s aktualisiert wird (Abbildung 4B).

Ergebnisse

TEE
Es gab zwei Arten von Befunden: (1) "Asttyp" mit einem wirklich komprimierten Lumen in der SMA durch ein expandiertes falsches Lumen ohne Blutfluss und (2) "Aortentyp" mit dem Intimallappen an der Öffnung der SMA und fehlendem Blutfluss in der SMA (Abbildung 5A). Gezeigt werden die repräsentativen TEE-Befunde von drei Fällen mit Darmnekrose durch akute Aortendissektion. In einem Fall des erstgenannten Typs wurde das wahre Lumen in der SMA stark komprimiert (

Diskussion

Die mesenteriale Ischämie ist nach wie vor ein ungelöstes Problem, das über den klinischen Bereich hinausgeht. Um ein so häufiges Problem zu lösen, kann eine ähnliche Pathologie in anderen Organen hilfreich sein, um einen Hinweis zu erhalten. Das Konzept der "ischämischen Kaskade" wurde für den akuten Myokardinfarkt^{vorgeschlagen 32}, und regionale Wandbewegungsanomalien (Hypokinese, Akinese und Dyskinese), die sich im frühen Stadium der Kaskade befinden, wurden als Indikator für einen Myo...

Materialien

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