Summary
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).
Introduction
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 mesenterica16,17,18, 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.
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Protocol
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'intestino27,28. 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).
- 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.
- Se l'immagine dell'aorta si sposta verso il basso, piegare ulteriormente la punta della sonda (Figura 1B).
- 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.
- 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. - 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.
- 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.
- 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. - 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).
- 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.
- 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.
- Preparare il sistema di imaging ICG seguendo le istruzioni del produttore (vedere la tabella dei materiali).
- 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).
- 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.
- Preparare il sistema NIRS seguendo le istruzioni del produttore (vedere la Tabella dei materiali) (Figura 4A).
- 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. - Controllare il valore di rSO2 indicato sul display, aggiornato ogni 5 s (Figura 4B).
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Representative Results
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 (Figura 5B). La necrosi intestinale è stata confermata dopo la laparotomia ed è stata eseguita la resezione intestinale. I risultati dell'ischemia mesenterica di tipo aortico variano da un caso all'altro. Qui vengono mostrati due casi. La TEE ha rivelato che il vero lume nell'aorta era compresso (Figura 5C). L'arteria celiaca era ben perfusa in un caso, mentre il flusso sanguigno non poteva essere rilevato nella SMA. In un altro caso, entrambi non sono stati perfusi. In entrambi i casi, la necrosi intestinale è stata confermata in laparotomia.
US addominale
L'ecografia potrebbe visualizzare una peristalsi ridotta o assente o una dilatazione dell'intestino (Figura 6A). Mentre l'intestino normale era di solito più piccolo di 2 cm di diametro (Figura 2B), l'intestino dilatato era più grande di 3 cm con detriti che ondeggiavano nel lume dilatato e le pieghe ispessite di Kerckring28 erano evidenti. L'ascite intorno all'intestino è stata spesso osservata. In questi due casi con dissezione aortica, l'intestino era già necrotico e necessitava di resezione.
La Figura 6B mostra i risultati ecografici di trombosi nella vena porta. I segnali del flusso sanguigno erano assenti nel ramo sinistro della vena porta alla porzione ombelicale. La vena porta extraepatica era dilatata con un difetto del segnale di flusso. Dietro il corpo pancreatico, la vena mesenterica superiore è stata ristretta da un trombo con flusso accelerato nella vena porta visualizzata su una scansione longitudinale. In questo caso particolare è stata effettuata una terapia trombolitica.
Viene presentato un caso che coinvolge una dissezione aortica acuta associata a ischemia mesenterica in cui l'intestino potrebbe essere salvato. Il paziente presentava un lieve dolore addominale ma una significativa acidosi metabolica. Nonostante la SMA opacizzata alla valutazione TC (Figura 7B), l'ecografia addominale ha rivelato un intestino ipocinetico. Il segnale del flusso sanguigno era scarso nella SMA, mentre era evidente nell'aorta addominale (Figura 7A). Sono stati osservati un flusso sanguigno accelerato all'orifizio SMA e un flusso inverso nella SMA distale dal ramo digiunale, indicando una significativa ischemia mesenterica. Alla laparotomia d'urgenza (Figura 7C), l'intestino appariva pallido e la peristalsi era leggermente ridotta. Dopo la rivascolarizzazione, il colore e la peristalsi dell'intestino sono migliorati (Figura 7D). In questo caso l'intestino è stato salvato. Sebbene sia stata una fortuna che il flusso SMA potesse essere visualizzato in questo caso, ci sono casi in cui la visualizzazione dell'intestino o del flusso sanguigno è difficile.
Imaging ICG
La Figura 8 mostra le immagini di due casi con necrosi intestinale prima e dopo la somministrazione di ICG. Nel primo caso, la necrosi segmentale era evidente solo all'ispezione (Figura 8A). Le arterie mesenteriche sono state visualizzate per prime, e poi il tessuto si è illuminato. In quest'ultimo caso, tuttavia, la differenza di perfusione non era chiara all'ispezione (Figura 8B). L'imaging ICG ha mostrato uno schiarimento a chiazze sul lato sinistro. La parte inferiore era totalmente necrotica. Una regione sulla destra illuminata da un'evidente peristalsi. In questi due casi, sono state resecate porzioni necrotiche dell'intestino. Tali informazioni possono essere disponibili con la valutazione TC, ma non sono necessariamente utili durante la laparotomia perché la posizione dell'intestino cambia.
NIRS (NIRS)
La Figura 9A mostra le variazioni di rSO2 nel digiuno, che è stato raccolto per essere utilizzato come lembo di digiuno libero per ricostruire la faringe30 resecata. Quando l'arteria è stata bloccata, l'rSO2 >60% in ogni caso è sceso a un livello <60% in molti casi. Quando il lembo è stato riperfuso, rSO2 ha recuperato al >60% in ogni caso. Dopo l'intervento chirurgico, rSO2 è rimasto >60% senza alcun caso di necrosi del lembo digiunale. Al contrario, quando la vena è stata bloccata, rSO2 è stato leggermente ridotto e l'indice di emoglobina (HbI), che è il cambiamento relativo nella densità dell'emoglobina, è stato marcatamente elevato. L'applicazione della NIRS a questo campo è stata proposta sulla base dell'esperienza dell'autore con il monitoraggio della perfusione cerebrale con NIRS nei casi aortici25 (Figura 9B) e in un caso di ischemia intestinale transitoria dovuta a dissezione aortica associata a cambiamenti reversibili di rSO2, che sono stati misurati dalla superficie della parete addominale utilizzando il sensore NIRS convenzionale con una distanza tra emettitore e ricevitore di 4 cm31.
Sensibilità e specificità
Mentre i risultati della valutazione NIRS erano compatibili con il decorso postoperatorio senza incidenti in ogni caso arruolato, i dati nelle altre tre applicazioni non erano sufficienti per eseguire l'analisi statistica, ma la valutazione era piuttosto simile alla "medicina di precisione" in ogni singolo caso. L'accuratezza della valutazione è stata confermata individualmente dall'ispezione intraoperatoria della laparotomia.
Figura 1: Visualizzazione dei rami viscerali mediante ecocardiografia transesofagea (TEE). (A) Piani di scansione per la visualizzazione dell'arteria celiaca (CEA) e dell'arteria mesenterica superiore (SMA). (B) Suggerimenti per manipolare la sonda per visualizzare un'immagine migliore a ore 12. (C) Immagini TEE di CEA, SMA e strutture circostanti. (D) Vista sull'asse lungo di CEA e SMA. In (C) e (D), il flusso sanguigno è mostrato in rosso o blu in base alla direzione del flusso. Abbreviazioni: AB-AO: aorta addominale, L-RA: arteria renale sinistra, L-RV: vena renale sinistra. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 2: Visualizzazione dell'intestino e dell'arteria mesenterica superiore (SMA). (A) Luoghi e direzioni della sonda per ogni valutazione. (B) Una finestra acustica tra il gas intestinale (linee tratteggiate blu) verso l'intestino e un'immagine dell'intestino normale. (C) Una finestra acustica per la SMA e immagini di SMA visualizzate utilizzando un dispositivo ecografico delle dimensioni di un palmo. Abbreviazioni: AB-AO: aorta addominale, CEA: arteria celiaca. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 3: Imaging con verde di indocianina (ICG). (A) Meccanismo di imaging. Quando la luce del vicino infrarosso viene irradiata all'ICG iniettato nel tessuto, emette luce fluorescente, che viene registrata dalla telecamera insieme alle immagini del campo operatorio. (B) Immagini sequenziali di imaging ICG che mostrano la perfusione nel lembo digiunale libero. L'immagine in fluorescenza si sovrappone all'immagine del campo operatorio. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 4: Sistema di spettroscopia nel vicino infrarosso (NIRS) e applicazione al lembo digiunale. (A) Sistema NIRS. (B) Un sensore realizzato per valutare la saturazione regionale di ossigeno nel campo chirurgico, con una distanza tra l'emettitore e il ricevitore di 2 cm. Era coperto da una guaina sterile e posto sul digiuno. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 5: Reperti ecocardiografici transesofagei di ischemia mesenterica causata dalla dissezione aortica. (A) Due tipi di meccanismi per la malperfusione. (B) Tipo di ramo con il lume vero compresso (TL) nell'arteria mesenterica superiore (SMA). (C) Tipo aortico. Nell'aorta addominale (AB-AO), il lembo è stato compresso alla parete. In un caso, non è stato rilevato alcun flusso nella SMA, mentre un buon segnale di flusso era nell'arteria celiaca (CEA). In un altro caso, entrambe le arterie sono state malperfuse. L'assenza di codifica a colori indica che non c'è flusso sanguigno nel sito corrispondente. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 6: Immagini ecografiche addominali di ischemia mesenterica. (A) Immagini dell'intestino ischemico, che era acinetico e dilatato, associato a evidenti pieghe di Kerckring e ascite. (B) Immagini di trombosi della vena porta (PV). C'era un difetto del segnale di flusso da parte del trombo (TH) nel PV, che era dilatato e più grande della vena cava inferiore (IVC). La porzione del vaso in cui la codifica a colori è assente indica la perdita del flusso sanguigno a causa della formazione di trombi. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 7: Risultati in un caso di intestino recuperato associato a dissezione aortica acuta. (A) Il flusso sanguigno era scarso nell'arteria mesenterica superiore (SMA), ma è stato notato un flusso accelerato con il flusso inverso nella porzione distale dall'arteria di ramo. (B) La SMA è stata opacizzata. (C) Dopo la laparotomia, l'intestino appariva leggermente pallido con una ridotta peristalsi. (D) Dopo la rivascolarizzazione, il colore e il movimento sono migliorati. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 8: Imaging con verde di indocianina dell'intestino ischemico. (A) Ischemia segmentale. (B) Ischemia diffusa con alcune porzioni meno ischemiche. La peristalsi è stata notata in quest'ultima parte. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 9: Variazioni della saturazione regionale di ossigeno (rSO2). (A) L'rSO2 cambia il lembo digiunale. (B) Cambiamenti in rSO2 nei lobi frontali bilaterali durante la chirurgia dell'arco. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 10: Cascata ischemica e approccio multimodale all'ischemia mesenterica. (A) Cascata ischemica per ischemia mesenterica. La cascata viene valutata mediante ecografia (US) ed è influenzata dalla gravità e dalla durata della malperfusione. Il primo può essere valutato impiegando la modalità color Doppler, l'imaging con verde indocianina (ICG) e la spettroscopia nel vicino infrarosso (NIRS). (B) Approccio multimodale per località. L'ecocardiografia addominale ecografica e transesofagea (TEE) emette ultrasuoni e valuta l'intestino, l'aorta addominale (AB-AO) e l'arteria mesenterica superiore (SMA). L'imaging ICG e il NIRS emettono luce nel vicino infrarosso. (C) L'obiettivo della valutazione è diverso in queste modalità. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 11: Meccanismo dei cambiamenti nella saturazione regionale di ossigeno (rSO2). Quando il flusso sanguigno arterioso viene interrotto, l'emoglobina ossigenata diminuisce e l'rSO2 si riduce. Quando si verifica la congestione venosa, la componente venosa con emoglobina ricca deossigenata aumenta, riducendo rSO2 e aumentando l'indice di emoglobina (HbI), che indica i cambiamenti relativi nella quantità cumulativa di emoglobina nel tessuto. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 12: Ottimizzazione della misurazione della saturazione regionale di ossigeno (rSO2) dell'intestino dalla superficie corporea. (A,B) Poiché l'rSO2 viene campionato principalmente a una profondità compresa tra uno e due terzi della distanza tra l'emettitore e il ricevitore del sensore, viene misurata quella del muscolo della parete addominale. (C) Quando il sensore viene premuto verso l'addome in base alle informazioni ecografiche, raggiunge la profondità dell'intestino. Il contrassegno rosso indica il percorso della luce infrarossa. La freccia gialla mostra come viene premuto il sensore. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
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Discussion
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 sanguigno coronarico, che non può essere valutato in modo non invasivo in tempo reale. Questo concetto è stato applicato all'intestino, che è anche un organo muscolare, per esplorare le misure diagnostiche per l'ischemia mesenterica (Figura 10A).
Attorno alla cascata sono stati posti due assi di malperfusione, cioè "gravità" e "durata". Per valutare la perfusione mesenterica, sono disponibili quattro modalità che utilizzano gli ultrasuoni e la luce del vicino infrarosso in modi diversi (Figura 10B). Sono correlati a ciascun evento che si verifica nella cascata ischemica (Figura 10C). La cascata inizia con la perdita di perfusione, seguita da una ridotta distribuzione del sangue arterioso, che contiene abbondante emoglobina ossigenata, che porta a carenza di ossigeno nel tessuto. Provoca una disfunzione degli organi, cioè l'ipocinesia dell'intestino. Sebbene inizialmente sia reversibile, il danno irreversibile progredisce se la perfusione non viene ripristinata. Le quattro modalità di cui sopra possono valutare ciascuna di queste fasi. La modalità Color Doppler visualizza il flusso sanguigno in tempo reale e può essere utilizzata per il processo decisionale di intervento e per valutare l'efficacia delle misure adottate. Vengono utilizzate due modalità, TEE e ecografia addominale, a seconda della situazione del paziente. L'imaging ICG visualizza il modo in cui il sangue viene distribuito nel tessuto. Questo aiuta a determinare l'estensione dei segmenti intestinali necrotici resecanti 32,33,34,35. L'applicazione dell'imaging ICG si sta ora diffondendo in varie specialità tra cui la chirurgia cardiovascolare36,37, la chirurgia toracica38, la chirurgia plastica e ricostruttiva39. Sebbene l'uso dell'imaging ICG sia disponibile solo durante la laparotomia, può migliorare l'accuratezza della laparotomia con sonda in cui sono state utilizzate l'ispezione visiva e la palpazione digitale dell'arteria mesenterica.
La gravità del danno può essere valutata prima dai cambiamenti cinetici, poi dai cambiamenti morfologici che impiegano il modo B di US40. Sulla base dell'esperienza dell'autore, l'intestino era già necrotico quando gli ultimi cinque risultati in questa cascata erano evidenti. Poiché l'ipocinesia compare istantaneamente nell'intestino e diventa ischemica, l'ecografia addominale sembra essere lo strumento più adatto per i medici di varie specialità, compresi i medici generici, per distinguere i pazienti con ischemia mesenterica tra i pazienti con dolore addominale. Sono già disponibili dispositivi ecografici delle dimensioni di un palmo dotati di modalità B e color Doppler e la dilatazione e/o la peristalsi ridotta, nonché il flusso SMA, possono essere esaminati ovunque si trovi il paziente (Figura 2C). In questo senso, l'ecografia può essere inclusa nell'esame obiettivo come "stetoscopio visivo", in quanto non è invasiva e può fornire informazioni utili al letto del paziente. L'ecografia è attualmente utilizzata per la diagnosi delle malattie intestinali41 e per concentrarsi su eventi in ambito ER (POCUS) come la dissezione aortica acuta42. Poiché è in grado di visualizzare il flusso sanguigno nella SMA43, viene utilizzato per la diagnosi iniziale e/o il follow-up della dissezione localizzata della SMA44. Tuttavia, la visualizzazione della SMA è spesso difficile nei pazienti obesi o in quelli con abbondanza di gas intestinali. Poiché il gas si raccoglie nella parte superiore, l'intestino può essere raffigurato dal lato del corpo. Altri segni di ischemia mesenterica includono la pneumatosi intestinale o il gas venoso portale epatico45,46, ma questi risultati derivano dal tessuto intestinale necrotizzato. In questa fase è fondamentale trasferire il paziente all'équipe chirurgica il prima possibile. L'impostazione di emergenza come la dissezione aortica acuta è diversa perché è necessaria una valutazione al letto del paziente senza TC in sala operatoria. Per superare questi problemi, questo studio ha introdotto la TEE per visualizzare le arterie viscerali nella sala operatoria47 e valutare l'ischemia mesenterica41. Altri rapporti hanno recentemente citato tali applicazioni TEE48 e possono essere utilizzate per un maggior numero di pazienti.
La NIRS è il prossimo candidato promettente per la diagnosi precoce. È stato dimostrato che l'rSO2 riflette accuratamente lo stato di perfusione nel lobo frontale attraverso il cranio31 o nel lembo digiunale libero attraverso la pelle del collo30 (Figura 10B). La Figura 11 illustra schematicamente che la riduzione dell'rSO2 e l'aumento dell'HbI sono buoni indicatori rispettivamente dell'apporto arterioso e della congestione venosa. Quando l'arteria viene bloccata, l'apporto di oxi-Hb si riduce, portando a una diminuzione di rSO2. Man mano che la vena è congestionata, l'rSO2 diminuisce leggermente mentre l'HbI aumenta notevolmente. Un sistema NIRS che fornisca un valore assoluto di rSO2 dei tessuti consentirebbe di rilevare una riduzione dell'rSO2 intestinale dalla superficie addominale senza laparotomia. A differenza del sensore sulla superficie cervicale, tuttavia, l'intestino nell'addome è più lontano dal sensore e può essere oltre la regione di rilevamento dell'rSO2, quindi l'rSO2 fornito è quello della parete addominale (Figura 12). Per risolvere questo problema, l'ecografia può aiutare a determinare la distanza dall'intestino. Se la distanza è superiore a metà o due terzi della distanza tra l'emettitore e il ricevitore del sensore NIRS, il sensore può essere compresso verso l'addome in modo che l'intestino si trovi all'interno della regione per la valutazione di rSO228.
Queste valutazioni presentano alcune limitazioni. La misura in cui i dati vengono ottenuti è limitata. L'ecografia addominale rileva prontamente l'intestino acinetico e dilatato, ma il flusso sanguigno nella SMA non è sempre facile. La visualizzazione del flusso arterioso viscerale mediante TEE è limitata alla vicinanza del suo orifizio, ma è possibile visualizzare la peristalsi dell'intestino e la perfusione mesenterica intorno allo stomaco. Poiché la TEE richiede l'inserimento di una sonda, è adatta per l'uso in pazienti anestetizzati L'uso della valutazione dell'imaging ICG è limitato ai casi di laparotomia e la penetrazione della luce fluorescente è di pochi millimetri. La valutazione NIRS sembra fornire le informazioni sotto la pelle, ma raccoglie i dati solo lungo il percorso della luce infrarossa e, quindi, la fattibilità sull'intestino nell'addome richiede ulteriori indagini.
In sintesi, oltre alla TC sono disponibili quattro modalità, potenzialmente utili per il recupero dell'intestino e il salvataggio del paziente. In breve, la potenziale ischemia viene rilevata dall'ipocinesia dell'intestino mediante ecografia, quindi l'rSO2 dell'intestino viene misurato attraverso la parete addominale mediante NIRS. Poiché il tempo per il recupero dell'intestino è limitato, è di primaria importanza portare il paziente in un istituto dove possa essere fornito un intervento appropriato. A tal fine, è importante disporre di soluzioni multiformi contro un problema così multifasico. Con il recente sviluppo di un dispositivo palmare, la valutazione ecografica sarebbe l'unica modalità disponibile ovunque e utile per distinguere i pazienti che necessitano di un tempestivo rinvio agli ospedali facilitati. Può aiutare a monitorare lo stato di perfusione dei pazienti a rischio in qualsiasi reparto ospedaliero. La valutazione NIRS può essere uno strumento aggiuntivo poiché la pulsossimetria è diventata ampiamente utilizzata durante la pandemia di COVID-19. La TEE è utile per la valutazione/monitoraggio perioperatorio, soprattutto nei casi di dissezione aortica e potenziale NOMI. L'imaging ICG deve essere utilizzato per confermare visivamente la perfusione di organi/innesti e determinare l'estensione della dissezione necrotica.
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Disclosures
L'autore non ha conflitti di interesse riguardo a quest'opera.
Acknowledgments
La sezione sul lembo digiunale libero è il risultato del lavoro con Akiko Yano, MD, 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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