Diagnosi multimodale dell'ischemia mesenterica

Riepilogo

Questo articolo presenta un approccio multimodale che mira a superare i limiti dei metodi tradizionali nel rilevare l'ischemia mesenterica e prevenire la necrosi intestinale. La tecnica presentata offre una soluzione promettente combinando l'ecografia all'avanguardia con tecnologie all'avanguardia per la luce nel vicino infrarosso.

Abstract

La diagnosi precoce di ischemia mesenterica rimane difficile perché l'ischemia mesenterica si presenta senza sintomi chiave o reperti fisici e nessun dato di laboratorio indica specificamente lo stato ischemico del tessuto intestinale prima che si sviluppi la necrosi. Sebbene la tomografia computerizzata sia lo standard per l'imaging diagnostico, ci sono diverse limitazioni: (1) valutazioni ripetute sono associate a una maggiore esposizione alle radiazioni e al rischio di danno renale; (2) i risultati della tomografia computerizzata possono essere fuorvianti perché la necrosi si verifica occasionalmente nonostante le arterie mesenteriche opacizzate; e (3) la tomografia computerizzata non è necessariamente disponibile nel periodo d'oro del recupero dell'intestino per quei pazienti in sala operatoria o in un luogo lontano dall'ospedale. Questo articolo descrive una sfida per superare tali limitazioni utilizzando l'ecografia e la luce nel vicino infrarosso, compresi gli studi clinici. Il primo è in grado di fornire non solo informazioni morfologiche e cinetiche dell'intestino, ma anche la perfusione dei vasi mesenterici in tempo reale senza trasferire il paziente o esporlo a radiazioni. L'ecocardiografia transesofagea consente una valutazione precisa della perfusione mesenterica in sala operatoria, in pronto soccorso o in terapia intensiva. Vengono presentati i risultati rappresentativi dell'ischemia mesenterica in sette casi di dissezione aortica. L'imaging nel vicino infrarosso con il verde indocianina aiuta a visualizzare la perfusione dei vasi e dei tessuti intestinali, sebbene questa applicazione richieda la laparotomia. Vengono mostrati i risultati in due casi (aneurisma aortico). La spettroscopia nel vicino infrarosso dimostra il debito di ossigeno nel tessuto intestinale come dati digitali e può essere un candidato per la diagnosi precoce dell'ischemia mesenterica senza laparotomia. L'accuratezza di queste valutazioni è stata confermata dalle ispezioni intraoperatorie e dal decorso postoperatorio (prognosi).

Introduzione

L'ischemia mesenterica acuta può essere pericolosa per la vita se non diagnosticata e trattata senza indugio ^1,2; Tuttavia, la diagnosi precoce seguita dal ripristino della perfusione prima di progredire verso la necrosi intestinale, preferibilmente entro 4 ore, rimane difficile per diversi motivi: (1) l'ischemia mesenterica è causata da molteplici meccanismi e associata a diverse malattie gestite da diverse specialità; (2) non ci sono sintomi, segni o dati di laboratorio specifici per l'ischemia mesenterica; e (3) la tomografia computerizzata (TC), il gold standard per l'imaging diagnostico, è fuorviante perché l'ischemia può essere presente nonostante un'arteria mesenterica superiore opacizzata (SMA)2,3,4,5.

Le cause di ischemia mesenterica includono embolia, trombosi, dissezione o ischemia mesenterica non occlusiva (NOMI)^3,6. L'embolia è causata da un trombo cardiogeno in pazienti con fibrillazione atriale, ventricolo sinistro dilatato o ateroma nell'aorta, che è asintomatico fino all'embolizzazione. Occasionalmente, si genera un trombo nella SMA o nella vena mesenterica superiore. Recentemente è stato dimostrato che il COVID-19 può portare alla formazione di trombi⁷. Nella dissezione aortica, il lembo intimale nell'aorta occlude l'orifizio della SMA, o la dissezione si estende nella SMA e un falso lume espanso comprime il vero lume. Poiché questa ostruzione è "dinamica", l'ischemia mesenterica si verifica anche quando la SMA è opacizzata alla TC con mezzo di contrasto. Non è raro che l'ischemia mesenterica compaia insieme ad altre condizioni critiche, come ictus, infarto del miocardio o rottura dell'aorta, rendendo quindi necessaria una diagnosi tempestiva e accurata per dare priorità al trattamento. Nei pazienti sottoposti a dialisi del sangue per anni, la SMA è spesso ridotta a causa di calcificazioni e il flusso sanguigno può essere ridotto in modo critico a seguito di un intervento cardiochirurgico utilizzando la circolazione extracorporea o vari tipi di stress ^8,9,10. La NOMI può essere causata da un inadeguato apporto di ossigeno alla SMA a causa di insufficienza cardiaca, arresto cardiaco o ipossiemia nonostante una SMA 11,12,13 brevettata. Considerando le varie eziologie e i modelli di insorgenza, è necessario valutare non solo il flusso sanguigno nella SMA, ma anche lo stato ischemico nella parete intestinale.

Un altro motivo per ritardare la diagnosi è la mancanza di sintomi chiave o reperti fisici. La difesa diventa ovvia dopo che l'intestino è stato necrotizzato. Sebbene diversi test di laboratorio, come la proteina C-reattiva, il lattato, la citrullina o la proteina legante gli acidi grassi intestinali, siano stati studiati come potenziali indicatori di ischemia mesenterica ^4,14, nessun test di laboratorio ha dimostrato di rilevare uno stadio precoce dell'ischemia mesenterica fino ad oggi¹⁵. Sebbene la TC sia la modalità di diagnostica per immagini standard dell'ischemia mesenterica^16,17,18, ci possono essere errori nella diagnosi o insidie nella tecnica di ripresa ^5,19, e quindi è necessaria esperienza per una diagnosi accurata, che può richiedere il trasferimento del paziente in un'altra struttura. Inoltre, la TC non è disponibile per i pazienti in sala operatoria (OR), pronto soccorso (ER) o unità di terapia intensiva (ICU) che non possono essere trasferiti al reparto di radiologia. Anche le allergie ai mezzi di contrasto, la tossicità renale o l'esposizione alle radiazioni limitano la TC come esame diagnostico iniziale per ogni paziente con dolore addominale.

L'ischemia intestinale è problematica anche per i chirurghi plastici e ricostruttivi. Durante la chirurgia radicale per il cancro della faringe, viene utilizzato un lembo digiunale libero per ricostruire la faringe resecata. Una porzione del digiuno viene raccolta con un'arteria e un peduncolo venoso, che viene anastomosizzato ai vasi nella regione cervicale, seguita dall'anastomosi del lembo digiunale alla faringe e all'esofago. Per confermare la competenza dell'anastomosi vascolare, l'imaging con indocianina (ICG) è stato eseguito intraoperatoriamente (sezione 3). Tuttavia, ci sono occasioni in cui il lembo sviluppa necrosi entro diversi giorni dall'intervento chirurgico. Sebbene rara, la necrosi del lembo può essere fatale se non viene rilevata e trattata senza indugio. Pertanto, sono stati sviluppati vari tentativi per rilevare l'ischemia digiunale, come l'ecografia frequente (US) per confermare il flusso sanguigno, l'endoscopia ripetuta per verificare il colore della mucosa o la designazione di una porzione sentinella del digiuno per monitorare la perfusione, che viene sepolta in seguito da un'ulteriore procedura chirurgica 20,21,22 ; Tuttavia, tali manovre sono difficili sia per i pazienti che per i medici. Altre modalità applicate all'uso clinico per la diagnosi di ischemia intestinale includono la tomografia a coerenza ottica²³, l'imaging con contrasto a speckle laser²⁴, l'imaging in campo scuro sidestream²⁵ e l'imaging in campo oscuro incidente²⁶. Si prevede che queste modalità promettenti diventeranno ampiamente disponibili attraverso un ulteriore sviluppo.

Considerando la natura dell'ischemia mesenterica, che colpisce diversi campi in varie situazioni, è importante disporre di più misure per rilevarla. Questo articolo propone due potenziali candidati per questo scopo, la luce statunitense e la luce nel vicino infrarosso e presenta i risultati rappresentativi.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocollo

Un'indagine clinica sull'imaging ICG è stata eseguita con l'approvazione del Comitato Etico della Kochi Medical School con il consenso informato di ogni paziente. Sono stati inclusi un totale di 25 pazienti, che sono stati sottoposti a chirurgia ricostruttiva utilizzando innesto digiunale libero dopo la resezione del cancro della faringe o dell'esofago cervicale tra il 2011 e il 2016. Per quanto riguarda gli Stati Uniti, sono state esaminate le registrazioni video ottenute nella pratica clinica tra il 2000 e il 2018. L'approvazione etica è stata revocata su questo, secondo il comitato di revisione etica istituzionale.

1. Ecocardiografia transesofagea (TEE)

NOTA: La TEE, che richiede l'inserimento di una sonda esofagea, è adatta per effettuare una diagnosi o un monitoraggio in sala operatoria o in terapia intensiva dove la valutazione TC non è disponibile. La TEE fornisce informazioni morfologiche e cinetiche, nonché lo stato di perfusione dell'intestino^27,28. Sebbene richieda esperienza nella visualizzazione della SMA, non è così difficile per gli esaminatori esperti di cuore e aorta toracica. La SMA può essere visualizzata con la sonda TEE (vedere la tabella dei materiali) avanzata nello stomaco e il trasduttore diretto posteriormente (Figura 1A).

1. Visualizzare l'aorta discendente sull'asse corto (piano di scansione 0°), quindi far avanzare la sonda nello stomaco con l'immagine dell'aorta tenuta in vista ruotando la sonda in senso antiorario con una leggera anteflessione della punta della sonda per mantenere il trasduttore a contatto con la parete esofagea.
2. Se l'immagine dell'aorta si sposta verso il basso, piegare ulteriormente la punta della sonda (Figura 1B).
3. Utilizzare la modalità color Doppler per facilitare l'identificazione dei rami viscerali tramite segnale di flusso e assicurarsi che l'orifizio dell'arteria celiaca appaia a ore 12 dell'aorta addominale (Figura 1C). Si divide in due o tre arterie entro pochi centimetri dall'orifizio.
4. Far avanzare ulteriormente la sonda di un pollice in modo che l'SMA appaia a ore 12-2.
   NOTA: Una piegatura verso sinistra della punta della sonda è utile per ruotare l'immagine e rappresentare la SMA a ore 12.
5. Assicurarsi che la porzione distale della SMA si trovi tra il pancreas (vena splenica) e l'aorta addominale, dove la vena renale sinistra si incrocia dietro la SMA.
6. Ruotare il piano di scansione a 90° per visualizzare la vista dell'asse lungo dell'aorta e dei rami viscerali. La porzione distale della SMA può essere valutata più facilmente (Figura 1D).
   NOTA: La Figura 1C,D mostra i risultati TEE in un caso chirurgico cardiovascolare senza ischemia mesenterica.

2. US addominale

NOTA: Questa modalità è adatta per sospettare o escludere l'ischemia mesenterica in diversi pazienti con dolore addominale, insieme all'esame obiettivo. Viene utilizzato per valutare la morfologia e la cinetica dell'intestino e il flusso sanguigno nella SMA. La Figura 2A mostra la posizione della sonda (vedi Tabella dei materiali) per ogni scopo.

1. Utilizzare una sonda convessa o settoriale con un intervallo di frequenza da 2 a 5 MHz per facilitare la visualizzazione e la valutazione dell'intestino attraverso la parete addominale con risoluzione e sensibilità adeguate.
   NOTA: Utilizzare un trasduttore con una gamma di frequenza compresa tra 2,5 e 5 MHz per visualizzare l'intestino nell'addome con l'impostazione del guadagno al massimo senza generare rumore di fondo.
2. Posizionare la sonda sulla parete addominale intorno all'ombelico per visualizzare l'intestino (Figura 2B). Trova una qualsiasi finestra acustica (freccia gialla) tra i gas intestinali (linea tratteggiata blu).
3. Controlla le dimensioni e il movimento peristaltico dell'intestino, l'edema della mucosa o la presenza di ascite intorno ad esso. Quest'ultimo indica che si verifica una necrosi intestinale.
4. Per valutare il flusso SMA, la sonda è stata posizionata verticalmente sopra il livello dell'ombelico. Trova la SMA, che nasce dall'aorta addominale e si dirige caudalmente entro pochi centimetri (Figura 2C).
   NOTA: I risultati degli Stati Uniti nella Figura 2B,C sono stati registrati in individui sani.

3. Imaging ICG

NOTA: Questa modalità è adatta per valutare la perfusione dei tessuti in ambito chirurgico.

1. Preparare il sistema di imaging ICG seguendo le istruzioni del produttore (vedere la tabella dei materiali).
2. Iniettare un totale di 2,5 mg di ICG (vedere Tabella dei materiali) disciolti in 10 mL di acqua distillata (0,25 mg/mL) nella linea venosa centrale, seguiti da un lavaggio con 10 mL di soluzione fisiologica (Figura 3A).
3. Visualizzare l'ICG perfuso nell'arteria mesenterica e quindi nel tessuto intestinale in mostra (Figura 3B). Di solito compare circa 10-20 secondi dopo l'iniezione.
   NOTA: I risultati dell'imaging ICG nella Figura 3B sono stati registrati in un caso di ricostruzione con un innesto digiunale libero arruolato nello studio di cui sopra.

4. Spettroscopia nel vicino infrarosso (NIRS)

NOTA: Per risolvere il problema in chirurgia plastica e ricostruttiva (come accennato nella sezione Introduzione), questo studio ha proposto l'uso del sistema NIRS, che è stato utilizzato in chirurgia cardiovascolare²⁹; tuttavia, era necessaria una convalida per confermare che rSO₂ riflette lo stato ischemico del digiuno. Quando il lembo digiunale è stato prelevato, un sensore NIRS è stato posizionato sul digiuno e i cambiamenti in rSO₂ sono stati monitorati quando l'arteria e la vena sono state bloccate e la perfusione è stata ripresa dopo la ricostruzione. Inoltre, sono stati osservati cambiamenti di rSO₂ per 3 giorni dopo l'intervento con il sensore NIRS posizionato sulla pelle del collo. Di seguito sono descritte le procedure consigliate per la valutazione dell'rSO₂ dell'intestino direttamente in campo operatorio.

1. Preparare il sistema NIRS seguendo le istruzioni del produttore (vedere la Tabella dei materiali) (Figura 4A).
2. Utilizzare un sensore appropriato per misurare l'rSO₂ del tessuto in base alla profondità della regione target da valutare (Figura 4B). Posizionare il sensore direttamente su di esso con un contatto leggero in modo da non premere eccessivamente.
   NOTA: Questo studio ha utilizzato un sensore con una distanza tra l'emettitore e il ricevitore di 2 cm.
3. Controllare il valore di rSO₂ indicato sul display, aggiornato ogni 5 s (Figura 4B).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Risultati

TEE
Ci sono stati due tipi di reperti: (1) "tipo di ramo" con un vero lume compresso nella SMA da un falso lume espanso senza flusso sanguigno e (2) "tipo aortico" con il lembo intimale all'orifizio della SMA e mancanza di flusso sanguigno nella SMA (Figura 5A). Sono mostrati i risultati rappresentativi del TEE di tre casi con necrosi intestinale causata da dissezione aortica acuta. In un caso del primo tipo, il vero lume nella SMA è stato gravemente compresso (

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussione

L'ischemia mesenterica rimane un problema irrisolto al di là dell'ambito clinico. Per risolvere un problema così comune, può essere utile prendere un suggerimento da una patologia simile in altri organi. Il concetto di "cascata ischemica" è stato proposto per l'infarto miocardico acuto³² e le anomalie del movimento della parete regionale (ipocinesia, acinesia e discinesi) localizzate nella fase iniziale della cascata sono state utilizzate come indicatore di infarto miocardico invece del flusso...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materiali

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