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Medicine

Multimodale Diagnose der mesenterialen Ischämie

Published: July 21, 2023 doi: 10.3791/65095
Automatic Translation
1
1Liaison Healthcare Engineering Section, Kochi Medical School

Summary

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.

Abstract

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.

Introduction

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 nachweisenkonnte 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.

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Protocol

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 Darms27,28. 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 postoperativrSO2-Veränderungen beobachtet, wenn der NIRS-Sensor auf der Haut des Halses platziert wurde. Die empfohlenen Vorgehensweisen zur Beurteilung desrSO2 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 desrSO2 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 rSO2-Wert , der alle 5 s aktualisiert wird (Abbildung 4B).

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Representative Results

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 (Abbildung 5B). Die Darmnekrose wurde bei der Laparotomie bestätigt und eine Darmresektion durchgeführt. Die Befunde der mesenterialen Ischämie vom Aortentyp variieren von Fall zu Fall. Hier werden zwei Fälle gezeigt. TEE zeigte, dass das wahre Lumen in der Aorta komprimiert war (Abbildung 5C). Die Zöliakie-Arterie war in einem Fall gut durchblutet, während in der SMA kein Blutfluss nachgewiesen werden konnte. In einem anderen Fall wurden beide nicht durchblutet. In beiden Fällen wurde eine Darmnekrose bei der Laparotomie bestätigt.

Abdominal US
Die USA könnten eine reduzierte oder fehlende Peristaltik oder Dilatation des Darms visualisieren (Abbildung 6A). Während der normale Darm in der Regel einen Durchmesser von weniger als 2 cm hatte (Abbildung 2B), war der dilatierte Darm größer als 3 cm, wobei die Trümmer im dilatierten Lumen schwankten, und die verdickten Kerckringfalten28 waren offensichtlich. Aszites um den Darm herum wurde häufig beobachtet. In diesen beiden Fällen mit Aortendissektion war der Darm bereits nekrotisch und musste resektioniert werden.

Abbildung 6B zeigt die US-amerikanischen Befunde einer Thrombose in der Pfortader. Die Blutflusssignale fehlten im linken Ast der Pfortader zur Nabelschnur. Die extrahepatische Pfortader war mit einem Flow-Signal-Defekt dilatiert. Hinter dem Pankreaskörper wurde die Vena mesenterica superior durch einen Thrombus mit beschleunigtem Fluss in die Pfortader verengt, der in einem Längsschnitt dargestellt wurde. In diesem speziellen Fall wurde eine thrombolytische Therapie durchgeführt.

Es wird ein Fall vorgestellt, bei dem es sich um eine akute Aortendissektion handelt, die mit einer mesenterialen Ischämie einhergeht, bei der der Darm gerettet werden konnte. Der Patient stellte sich mit leichten Bauchschmerzen, aber einer signifikanten metabolischen Azidose vor. Trotz trüber SMA in der CT-Beurteilung (Abbildung 7B) zeigte die abdominale US einen hypokinetischen Darm. Das Durchblutungssignal war in der SMA schlecht, während es in der abdominalen Aorta sichtbar war (Abbildung 7A). Es wurde ein beschleunigter Blutfluss an der SMA-Öffnung und ein Rückfluss in die distale SMA vom jejunalen Ast festgestellt, was auf eine signifikante mesenteriale Ischämie hindeutet. Bei der emergenten Laparotomie (Abbildung 7C) erschien der Darm blass und die Peristaltik war leicht reduziert. Nach Revaskularisation verbesserten sich die Farbe und Peristaltik des Darms (Abbildung 7D). Der Darm wurde in diesem Fall gerettet. Obwohl es ein Glück war, dass der SMA-Fluss in diesem Fall visualisiert werden konnte, gibt es Fälle, in denen die Visualisierung des Darms oder des Blutflusses schwierig ist.

ICG-Bildgebung
Abbildung 8 zeigt die Bilder von zwei Fällen mit Darmnekrose vor und nach ICG-Verabreichung. Im ersten Fall war die segmentale Nekrose nur durch Inspektion erkennbar (Abbildung 8A). Zuerst wurden die Mesenterialarterien sichtbar gemacht und dann das Gewebe aufgehellt. Im letzteren Fall war der Unterschied in der Perfusion jedoch durch Inspektion unklar (Abbildung 8B). Die ICG-Bildgebung zeigte eine fleckige Aufhellung auf der linken Seite. Der untere Teil war völlig nekrotisch. Eine Region auf der rechten Seite hellte sich mit deutlicher Peristaltik auf. In diesen beiden Fällen wurden nekrotische Anteile des Darms reseziert. Solche Informationen können bei der CT-Untersuchung verfügbar sein, sind aber bei der Laparotomie nicht unbedingt hilfreich, da sich die Lage des Darms verändert.

NIRS
Abbildung 9A zeigt dierSO2-Veränderungen im Jejunum, das für die Verwendung als freier Jejunumlappen zur Rekonstruktion des resezierten Pharynx30 entnommen wurde. Durch die Klemmung der Arterie sank der rSO2 >60% in jedem Fall auf ein Niveau von <60% in vielen Fällen. Nach einer erneuten Perfusion des Lappens erholte sich der rSO2 in jedem Fall zu >60 %. Nach der Operation blieb rSO2 >60% ohne die Entwicklung einer Nekrose des Jejunallappens. Im Gegensatz dazu war bei der Abklemmung der Vene rSO2 leicht reduziert und der Hämoglobinindex (HbI), der die relative Änderung der Hämoglobindichte darstellt, deutlich erhöht. Die Anwendung von NIRS auf diesem Gebiet wurde auf der Grundlage der Erfahrungen des Autors mit der Überwachung der zerebralen Perfusion mit NIRS in Aortenfällen25 (Abbildung 9B) und einem Fall von vorübergehender Darmischämie aufgrund einer Aortendissektion in Verbindung mit reversiblen Veränderungen von rSO2 vorgeschlagen, die von der Oberfläche der Bauchwand aus mit dem konventionellen NIRS-Sensor mit einem Abstand zwischen Sender und Empfänger von 4 cm31 gemessen wurden.

Sensitivität und Spezifität
Während die Ergebnisse des NIRS-Assessments in jedem eingeschriebenen Fall mit dem ereignislosen postoperativen Verlauf kompatibel waren, reichten die Daten in den anderen drei Anwendungen nicht aus, um eine statistische Analyse durchzuführen, sondern die Beurteilung war in jedem Einzelfall eher "precision medicine"-ähnlich. Die Genauigkeit der Beurteilung wurde durch die intraoperative Inspektion der Laparotomie individuell bestätigt.

Figure 1
Abbildung 1: Visualisierung viszeraler Äste mittels transösophagealer Echokardiographie (TEE). (A) Scanebenen zur Visualisierung der Arteria coeliacus (CEA) und der Arteria mesenterica superior (SMA). (B) Tipps zur Manipulation der Sonde, um ein besseres Bild auf der 12-Uhr-Position zu visualisieren. (C) TEE-Bilder von CEA, SMA und umgebenden Strukturen. (D) Längsachsenansicht von CEA und SMA. In (C) und (D) wird der Blutfluss je nach Flussrichtung rot oder blau dargestellt. Abkürzungen: AB-AO: Bauchschlagader, L-RA: linke Nierenarterie, L-RV: linke Nierenvene. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Figure 2
Abbildung 2: Visualisierung des Darms und der Arteria mesenterica superior (SMA). (A) Orte und Richtungen der Sonde für jede Bewertung. (B) Ein akustisches Fenster zwischen dem Darmgas (blau gestrichelte Linien) in Richtung Darm und einem Bild des normalen Darms. (C) Ein akustisches Fenster für SMA und Bilder von SMA, die mit einem handtellergroßen Ultraschallgerät visualisiert werden. Abkürzungen: AB-AO: Bauchschlagader, CEA: Zöliakie-Arterie. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Figure 3
Abbildung 3: Indocyaningrün (ICG) Bildgebung. (A) Mechanismus der Bildgebung. Wenn Nahinfrarotlicht auf das injizierte ICG im Gewebe eingestrahlt wird, emittiert es fluoreszierendes Licht, das von der Kamera zusammen mit den Bildern des Operationsfeldes aufgezeichnet wird. (B) Sequentielle Bilder der ICG-Bildgebung, die eine Perfusion im freien Jejunallappen zeigen. Das Fluoreszenzbild wird mit dem Bild des Operationsfeldes überlagert. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Figure 4
Abbildung 4: Nahinfrarotspektroskopie (NIRS)-System und Anwendung am jejunalen Lappen. (A) NIRS-System. (B) Sensor zur Beurteilung der regionalen Sauerstoffsättigung im Operationsfeld mit einem Abstand zwischen Sender und Empfänger von 2 cm. Er wurde mit einer sterilen Hülle bedeckt und auf das Jejunum gelegt. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Figure 5
Abbildung 5: Transösophageale echokardiographische Befunde einer mesenterialen Ischämie durch die Aortendissektion. (A) Zwei Arten von Mechanismen der Malperfusion. (B) Asttyp mit dem komprimierten echten Lumen (TL) in der Arteria mesenterica superior (SMA). (C) Aortentyp. In der Bauchschlagadern (AB-AO) wurde der Lappen an die Wand gedrückt. In einem Fall wurde kein Fluss in der SMA nachgewiesen, während ein gutes Flusssignal in der Zöliakiearterie (CEA) vorhanden war. In einem anderen Fall waren beide Arterien fehldurchblutet. Das Fehlen einer Farbkodierung weist darauf hin, dass an der entsprechenden Stelle kein Blutfluss stattfindet. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Figure 6
Abbildung 6: Abdominale Ultraschallbilder der mesenterialen Ischämie. (A) Bilder des ischämischen Darms, der akinetisch und dilatiert war, assoziiert mit offensichtlichen Kerckringfalten und Aszites. (B) Bilder einer Pfortaderthrombose (PV). Es zeigte sich ein Flusssignaldefekt des Thrombus (TH) in der PV, der dilatiert und größer als die Vena cava inferior (IVC) war. Der Teil im Gefäß, in dem die Farbcodierung fehlt, zeigt den Verlust des Blutflusses aufgrund der Thrombusbildung an. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Figure 7
Abbildung 7: Befunde in einem Fall von gerettetem Darm im Zusammenhang mit akuter Aortendissektion. (A) Der Blutfluss in der Arteria mesenterica superior (SMA) war schlecht, aber es wurde ein beschleunigter Fluss mit dem Rückfluss in den distalen Abschnitt von der Arteria ast festgestellt. (B) Die SMA war trüb. (C) Bei der Laparotomie erschien der Darm leicht blass mit reduzierter Peristaltik. (D) Nach Revaskularisation verbesserten sich Farbe und Bewegung. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Figure 8
Abbildung 8: Indocyaningrüne Bildgebung des ischämischen Darms. (A) Segmentale Ischämie. (B) Diffuse Ischämie mit einigen weniger ischämischen Anteilen. Im letzten Teil wurde Peristaltik festgestellt. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Figure 9
Abbildung 9: Veränderungen der regionalen Sauerstoffsättigung (rSO2). (A) Die rSO2 verändert den jejunalen Lappen. (B) Veränderungen desrSO2 in den bilateralen Frontallappen während der Bogenoperation. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Figure 10
Abbildung 10: Ischämische Kaskade und multimodaler Ansatz bei mesenterialer Ischämie. (A) Ischämische Kaskade bei mesenterialer Ischämie. Die Kaskade wird mittels Ultraschall (US) beurteilt und hängt von der Schwere und Dauer der Malperfusion ab. Ersteres kann mit Hilfe des Farbdoppler-Modus, der Indocyaningrün-Bildgebung (ICG) und der Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) beurteilt werden. (B) Multimodalitätsansatz nach Standorten. Die abdominale US und die transösophageale Echokardiographie (TEE) führen Ultraschall aus und beurteilen den Darm sowie die Bauchaorta (AB-AO) und die Arteria mesenterica superior (SMA). ICG-Bildgebung und NIRS emittieren Nahinfrarotlicht. (C) Das Ziel der Bewertung ist bei diesen Modalitäten unterschiedlich. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Figure 11
Abbildung 11: Mechanismus der Veränderungen der regionalen Sauerstoffsättigung (rSO2). Wenn der arterielle Blutfluss unterbrochen wird, nimmt das sauerstoffhaltige Hämoglobin ab undrSO2 wird reduziert. Wenn eine venöse Stauung auftritt, nimmt die venöse Komponente mit reichhaltigem sauerstoffarmem Hämoglobin zu, wodurch rSO2 reduziert und der Hämoglobinindex (HbI) erhöht wird, der die relativen Veränderungen der kumulativen Hämoglobinmenge im Gewebe angibt. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Figure 12
Abbildung 12: Optimierung der Messung der regionalen Sauerstoffsättigung (rSO2) des Darms von der Körperoberfläche. (A,B) Da derrSO2 hauptsächlich in einer Tiefe von ein bis zwei Dritteln des Abstandes zwischen Sender und Empfänger des Sensors abgetastet wird, wird der des Bauchwandmuskels gemessen. (C) Wenn der Sensor gemäß den Ultraschallinformationen in Richtung des Abdomens gedrückt wird, erreicht er die Tiefe des Darms. Die rote Markierung zeigt den Weg des Infrarotlichts an. Der gelbe Pfeil zeigt an, wie der Sensor gedrückt wird. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

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Discussion

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 Myokardinfarktvorgeschlagen 32, und regionale Wandbewegungsanomalien (Hypokinese, Akinese und Dyskinese), die sich im frühen Stadium der Kaskade befinden, wurden als Indikator für einen Myokardinfarkt anstelle des koronaren Blutflusses verwendet, der nicht nicht-invasiv in Echtzeit beurteilt werden kann. Dieses Konzept wurde auf den Darm, der auch ein Muskelorgan ist, angewendet, um die diagnostischen Maßnahmen für mesenteriale Ischämie zu untersuchen (Abbildung 10A).

Um die Kaskade herum wurden zwei Achsen der Malperfusion platziert, d.h. "Schweregrad" und "Dauer". Für die Beurteilung der Mesenterialperfusion stehen vier Modalitäten zur Verfügung, die Ultraschall und Nahinfrarotlicht auf unterschiedliche Weise verwenden (Abbildung 10B). Sie beziehen sich auf jedes Ereignis, das in der ischämischen Kaskade auftritt (Abbildung 10C). Die Kaskade beginnt mit dem Verlust der Durchblutung, gefolgt von einer verminderten Verteilung des arteriellen Blutes, das reichlich sauerstoffreiches Hämoglobin enthält, was zu einem Sauerstoffmangel im Gewebe führt. Es verursacht Funktionsstörungen von Organen, dh Hypokinese des Darms. Obwohl sie zunächst reversibel ist, schreitet die irreversible Schädigung fort, wenn die Durchblutung nicht wiederhergestellt wird. Mit den oben genannten vier Modalitäten kann jeder dieser Schritte bewertet werden. Der Farbdoppler-Modus visualisiert den Blutfluss in Echtzeit und kann für die Entscheidungsfindung bei Interventionen und zur Bewertung der Wirksamkeit der ergriffenen Maßnahmen verwendet werden. Zwei Modalitäten, TEE und abdominale US, werden je nach Situation des Patienten verwendet. Die ICG-Bildgebung visualisiert, wie sich das Blut im Gewebe verteilt. Dies hilft bei der Bestimmung des Ausmaßes der resezierenden nekrotischen Darmsegmente 32,33,34,35. Die Anwendung der ICG-Bildgebung breitet sich heute in verschiedenen Fachgebieten aus, darunter Herz-Kreislauf-Chirurgie36,37, Thoraxchirurgie38, Plastische und Rekonstruktive Chirurgie39. Obwohl die ICG-Bildgebung nur während der Laparotomie zur Verfügung steht, kann sie die Genauigkeit der Sondenlaparotomie verbessern, bei der eine visuelle Inspektion und eine digitale Palpation der Mesenterialarterie verwendet wurden.

Die Schwere der Schädigung kann zunächst durch kinetische Veränderungen und dann durch morphologische Veränderungen unter Verwendung des B-Modus von US40 beurteilt werden. Nach den Erfahrungen des Autors war der Darm bereits nekrotisch, als die letzten fünf Befunde in dieser Kaskade offensichtlich waren. Da die Hypokinese sofort im Darm auftritt und ischämisch wird, scheint die abdominale US das am besten geeignete Werkzeug für Ärzte verschiedener Fachrichtungen, einschließlich Allgemeinmediziner, zu sein, um Patienten mit mesenterialer Ischämie von Patienten mit Bauchschmerzen zu unterscheiden. Handtellergroße US-Geräte, die mit B- und Farb-Doppler-Modi ausgestattet sind, sind bereits verfügbar, und Dilatation und/oder reduzierte Peristaltik sowie sogar SMA-Fluss können überall dort untersucht werden, wo sich der Patient befindet (Abbildung 2C). In diesem Sinne kann US als "visuelles Stethoskop" in die körperliche Untersuchung einbezogen werden, da es nicht-invasiv ist und nützliche Informationen am Krankenbett liefern kann. US wird derzeit für die Diagnose von Darmerkrankungen41 sowie für die Fokussierung auf Ereignisse in der Notaufnahme (Point-of-Care US [POCUS]) wie die akute Aortendissektion42 verwendet. Da es den Blutfluss in der SMA43 visualisieren kann, wird es für die Erstdiagnose und/oder Nachsorge einer lokalisierten SMA-Dissektion44 verwendet. Die Visualisierung der SMA ist jedoch bei adipösen Patienten oder solchen mit reichlich Darmgas oft eine Herausforderung. Da sich das Gas an der Oberseite sammelt, kann der Darm von der Körperseite aus dargestellt werden. Weitere Befunde einer mesenterialen Ischämie sind intestinale Pneumatose oder hepatisches portalvenöses Gas45,46, aber diese Befunde resultieren aus nekrotisiertem Darmgewebe. Es ist wichtig, den Patienten in dieser Phase so schnell wie möglich an das Operationsteam zu übergeben. Die Notfallsituation als akute Aortendissektion ist anders, da im OP eine Untersuchung am Krankenbett ohne CT erforderlich ist. Um diese Probleme zu überwinden, wurde in dieser Studie TEE eingeführt, um die viszeralen Arterien im OP zu visualisieren47 und die mesenteriale Ischämiezu beurteilen 41. In anderen Berichten wurden kürzlich solche TEE-Anwendungen erwähnt48 und könnten bei mehr Patienten eingesetzt werden.

NIRS ist der nächste vielversprechende Kandidat für die Frühdiagnose. Es wurde gezeigt, dass dasrSO2 den Perfusionsstatus im Frontallappen über den Schädel31 oder im freien Jejunallappen über die Halshaut30 genau widerspiegelt (10B). Abbildung 11 zeigt schematisch, dass ein reduzierterrSO2 und ein erhöhter HbI gute Indikatoren für die arterielle Versorgung bzw. die venöse Stauung sind. Wenn die Arterie abgeklemmt wird, wird die Zufuhr von Oxi-Hb reduziert, was zu einem vermindertenrSO2 führt. Bei Verstopfung der Vene nimmt derrSO2-Wert leicht ab, während der Hbi-Wert deutlich erhöht ist. Ein NIRS-System, das einen absolutenrSO2-Wert des Gewebes liefert, würde den Nachweis von reduziertem intestinalemrSO2 von der Bauchoberfläche ohne Laparotomie ermöglichen. Im Gegensatz zu dem Sensor auf der zervikalen Oberfläche ist der Darm im Abdomen jedoch weiter vom Sensor entfernt und kann sich außerhalb des Bereichs befinden, in demrSO2 detektiert wird, so dass der bereitgestellterSO2 der der Bauchdecke ist (Abbildung 12). Um dieses Problem zu lösen, kann die Ultraschalluntersuchung helfen, den Abstand zum Darm zu bestimmen. Wenn der Abstand weiter als die Hälfte bis zwei Drittel des Abstands zwischen dem Sender und dem Empfänger des NIRS-Sensors beträgt, kann der Sensor in Richtung des Abdomens zusammengedrückt werden, so dass sich der Darm innerhalb des Bereichs zur Beurteilung vonrSO228 befindet.

Diese Bewertungen weisen gewisse Einschränkungen auf. Der Umfang, in dem Daten erhoben werden, ist begrenzt. Der abdominale US erkennt leicht akinetische und erweiterte Eingeweide, aber der Blutfluss in der SMA ist nicht immer einfach. Die Visualisierung des viszeralen arteriellen Flusses durch TEE ist auf die Nähe seiner Öffnung beschränkt, aber die Peristaltik des Darms und die mesenteriale Perfusion um den Magen herum können visualisiert werden. Da TEE das Einführen einer Sonde erfordert, ist es für den Einsatz bei anästhesierten Patienten geeignet. Der Einsatz der ICG-Bildgebung ist auf Laparotomiefälle beschränkt, und die Durchdringung von Fluoreszenzlicht beträgt nur wenige Millimeter. Die NIRS-Bewertung scheint die Informationen unter der Haut zu liefern, sammelt aber nur die Daten entlang des Weges des Infrarotlichts, und daher muss die Machbarkeit auf den Darm im Bauchraum weiter untersucht werden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass neben der CT vier Modalitäten zur Verfügung stehen, die für die Rettung des Darms und die Rettung des Patienten hilfreich sein können. Kurz gesagt, eine potentielle Ischämie wird durch Hypokinese des Darms durch US erkannt, und dann wird derrSO2 des Darms über die Bauchdecke mittels NIRS gemessen. Da die Zeit für die Rettung des Darms begrenzt ist, ist es von größter Bedeutung, den Patienten in ein Institut zu bringen, in dem eine entsprechende Intervention durchgeführt werden kann. Zu diesem Zweck ist es wichtig, vielschichtige Lösungen gegen ein solches mehrphasiges Problem zu haben. Mit der jüngsten Entwicklung eines handtellergroßen Geräts wäre die US-Bewertung die einzige Modalität, die überall verfügbar und hilfreich wäre, um Patienten zu unterscheiden, die eine sofortige Überweisung an die erleichterten Krankenhäuser benötigen. Es kann helfen, den Perfusionsstatus von Risikopatienten auf jeder Krankenhausstation zu überwachen. Die NIRS-Bewertung kann ein zusätzliches Instrument sein, da die Pulsoximetrie während der COVID-19-Pandemie weit verbreitet ist. TEE ist nützlich für die perioperative Beurteilung/Überwachung, insbesondere bei Aortendissektion und potenziellem NOMI. Die ICG-Bildgebung dient zur visuellen Bestätigung der Organ-/Transplantatperfusion und zur Bestimmung des Ausmaßes der nekrotischen Dissektion.

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Disclosures

Der Autor hat keine Interessenkonflikte in Bezug auf diese Arbeit.

Acknowledgments

Der Abschnitt über den freien jejunalen Lappen ist das Ergebnis der Arbeit mit Dr. Akiko Yano, Kochi Medical School.

Materials

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

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Multimodale Diagnose der mesenterialen Ischämie
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Orihashi, K. Multimodality Diagnosis … More

Orihashi, K. Multimodality Diagnosis of Mesenteric Ischemia. J. Vis. Exp. (197), e65095, doi:10.3791/65095 (2023).

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