腸間膜虚血の集学的診断

サマリー

この記事では、腸間膜虚血を検出し、腸壊死を予防する際の従来の方法の限界を克服することを目的としたマルチモーダルアプローチを紹介します。提示された技術は、最先端の超音波検査と最先端の近赤外光技術を組み合わせることにより、有望なソリューションを提供します。

要約

腸間膜虚血は主要な症状や身体所見を示さず、壊死が発症する前の腸組織虚血の状態を具体的に示す検査データがないため、腸間膜虚血の早期診断は依然として困難です。コンピュータ断層撮影は画像診断の標準であるが、いくつかの制限がある:(1)評価を繰り返すと、放射線被曝の増加と腎障害のリスクが関連している。(2)コンピューター断層撮影所見は、混濁した腸間膜動脈にもかかわらず壊死が発生することがあるため、誤解を招く可能性があります。(3)コンピュータ断層撮影は、手術室や病院から遠く離れた場所で患者の腸を救出するゴールデンタイム内に必ずしも利用できるとは限りません。本稿では、超音波検査や近赤外光を用いて、このような限界を克服するための課題について、臨床研究も含めて紹介します。前者は、腸の形態学的および動態学的情報だけでなく、患者を移送したり放射線に曝露したりすることなく、腸間膜血管の灌流をリアルタイムで提供することができます。経食道心エコー検査は、手術室、ER、またはICUにおける腸間膜灌流の正確な評価を可能にします。7つの大動脈解離症例における腸間膜虚血の代表的な所見が提示されます。インドシアニングリーンによる近赤外イメージングは、血管や腸組織の灌流を視覚化するのに役立ちますが、この用途には開腹術が必要です。2例(大動脈瘤)の所見を示す。近赤外分光法は、腸組織内の酸素負債をデジタルデータとして示し、開腹術を伴わない腸間膜虚血の早期発見の候補となり得る。これらの評価の正確性は、術中検査と術後の経過(予後)によって確認されています。

概要

急性腸間膜虚血は、遅滞なく診断および治療されない限り、生命を脅かす可能性があります^1,2;しかし、腸壊死に進行する前の早期診断とそれに続く灌流の回復、できれば4時間以内は、いくつかの理由で依然として困難である:(1)腸間膜虚血は複数のメカニズムを介して引き起こされ、異なる専門分野によって管理されるいくつかの疾患に関連している。(2)腸間膜虚血に特異的な症状、徴候、または検査データはありません。(3)画像診断のゴールドスタンダードであるコンピューター断層撮影(CT)は、混濁した上腸間膜動脈(SMA^{)にもかかわらず}虚血が存在する可能性があるため、誤解を招く可能性があります2,3,4,5。

腸間膜虚血の原因には、塞栓症、血栓症、解離、または非閉塞性腸間膜虚血(NOMI)が含まれます^3,6。塞栓症は、心房細動、拡張した左心室、または大動脈のアテロームのある患者の心原性血栓によって引き起こされ、塞栓術までは無症候性です。時折、SMAまたは上腸間膜静脈に血栓が発生します。最近、COVID-19が血栓形成を引き起こす可能性があることが示されています⁷。大動脈解離では、大動脈の内膜フラップがSMAの開口部を閉塞するか、解離がSMAに広がり、拡張された偽内腔が真の内腔を圧迫します。この閉塞は「動的」であるため、SMAが造影CTで混濁していることが示されている場合でも、腸間膜虚血が発生します。腸間膜虚血は、脳卒中、心筋梗塞、大動脈破裂などの重篤な疾患と併発することも珍しくなく、治療を優先するためには迅速かつ正確な診断が必要です。長年血液透析を受けている患者では、石灰化のためにSMAが狭くなることが多く、体外循環またはさまざまな種類のストレスを使用した心臓手術後に血流が著しく減少する可能性があります^8,9,10。NOMIは、特許SMA ^11,12,13にもかかわらず、心不全、心停止、または低酸素血症によるSMAへの不十分な酸素供給によって引き起こされる可能性があります。さまざまな病因や発生パターンを考慮して、SMAの血流だけでなく、腸壁の虚血状態も評価する必要があります。

診断が遅れるもう一つの理由は、主要な症状や身体的所見の欠如です。防御は腸が壊死した後に明らかになります。腸間膜虚血の潜在的な指標として、C反応性タンパク質、乳酸、シトルリン、腸内脂肪酸結合タンパク質などのいくつかの臨床検査が調査されています^が4,14、腸間膜虚血の初期段階を検出する臨床検査は今日まで示されていません¹⁵。CTは腸間膜虚血の標準的な画像診断法であるが16,17,18、診断の誤りや撮影技術の落とし穴^5,19があり、正確な診断には専門知識が必要であり、患者を別の施設に移す必要がある。また、手術室(OR)、救急外来(ER)、集中治療室(ICU)に入院している患者さんで、放射線科に転院できない患者さんにはCTはご利用いただけません。造影剤に対するアレルギー、腎毒性、または放射線被曝も、腹痛のあるすべての患者に対する最初の診断検査としてのCTを制限します。

腸虚血は、形成外科医や再建外科医にとっても問題となります。咽頭癌の根治手術では、切除した咽頭を再建するために遊離空腸皮弁が使用されます。空腸の一部は動脈と静脈椎弓根で採取され、子宮頸部の血管に吻合され、続いて空腸皮弁の吻合が咽頭と食道に行われます。血管吻合の能力を確認するために、インドシアニン(ICG)イメージングを術中に実施しました(セクション3)。ただし、手術後数日以内に皮弁が壊死する場合があります。まれではありますが、皮弁壊死は、遅滞なく検出および治療されない限り、致命的になる可能性があります。したがって、空腸虚血を検出するためのさまざまな試みが開発されており、血流を確認するための頻繁な超音波検査(US)、粘膜の色を確認するための反復内視鏡検査、または空腸のセンチネル部分を指定して灌流を監視し、後で追加の外科的処置によって埋められます20,21,22;しかし、そのような操作は患者と医師の両方にとって困難です。腸虚血を診断するための臨床利用に適用される他のモダリティには、光干渉断層撮影法²³、レーザスペックルコントラスト画像法²⁴、サイドストリーム暗視野画像法²⁵、および入射暗視野画像法²⁶が含まれる。これらの有望なモダリティは、さらなる開発を通じて広く利用可能になることが期待されています。

腸間膜虚血は、さまざまな状況で複数の分野に影響を与える性質を考慮すると、それを検出するための複数の手段を持つことが重要です。本稿では、米国光と近赤外光の2つの候補を提案し、代表的な知見を提示する。

プロトコル

ICGイメージングの臨床調査は、高知医科大学の倫理委員会の承認の下で、すべての患者からのインフォームドコンセントに基づいて実施されました。2011年から2016年の間に咽頭または子宮頸部食道のがんを切除した後、遊離空腸移植片を用いた再建手術を受けた合計25人の患者が含まれた。米国については、2000年から2018年の間に臨床現場で得られたビデオ記録がレビューされています。これについては、倫理的承認が免除されたと、施設倫理審査委員会は述べています。

1.経食道心エコー検査(TEE)

注:TEEは食道プローブの挿入を必要とし、CT評価が利用できない手術室またはICUでの診断またはモニタリングに適しています。TEEは、形態学的および動態学的情報、および腸の灌流状態を提供します^27,28。SMAを可視化するには専門知識が必要ですが、経験豊富な心臓や胸部の大動脈検査官にとってはそれほど難しいことではありません。SMAは、TEEプローブ(材料表を参照)を胃に進め、トランスデューサを後方に向けることで視覚化できます(図1A)。

1. 下行する大動脈を短軸(走査面0°)で視覚化し、プローブの先端をわずかに前屈させてプローブを反時計回りに回転させ、トランスデューサーを食道壁に接触させ続けることで、大動脈の画像が見えるようにプローブを胃に進めます。
2. 大動脈の画像が下に移動する場合は、プローブの先端をさらに曲げます(図1B)。
3. カラードップラーモードを使用して、フローシグナルによる内臓枝の識別を容易にし、腹腔動脈の開口部が腹部大動脈の12時の位置に現れるようにします(図1C)。それはオリフィスから数センチメートル以内で2つまたは3つの動脈に分かれます。
4. SMAが12-2時の位置に表示されるように、プローブをさらに1インチ進めます。
   注意: プローブの先端を左に曲げると、画像を回転させ、SMAを12時の位置で表現するのに役立ちます。
5. SMAの遠位部分が膵臓(脾臓静脈)と腹部大動脈の間にあり、左腎静脈がSMAの後ろを横切っていることを確認します。
6. スキャン面を90°回転させて、大動脈と内臓枝の長軸ビューを視覚化します。SMAの遠位部は、より簡単に評価することができます(図1D)。
   注: 図1C、D は、腸間膜虚血のない心臓血管外科症例におけるTEE所見を示しています。

2.腹部US

注:このモダリティは、身体検査とともに、腹痛のある数人の患者の間で腸間膜虚血を疑ったり除外したりするのに適しています。腸の形態や動態、SMAの血流を評価するために使用されます。 図2A は、各目的におけるプローブの位置( 材料表参照)を示す。

1. 2〜5 MHzの周波数範囲の凸型またはセクター型プローブを使用して、適切な解像度と感度で腹壁 を介した 腸の視覚化と上記の評価を容易にします。
   注意: 2.5〜5 MHzの周波数範囲のトランスデューサーを使用して、バックグラウンドノイズを発生させずにゲイン設定を最大にして腹部の腸を視覚化します。
2. へその周りの腹壁にプローブを置き、腸を視覚化します(図2B)。腸内ガス(青い点線)の間の音響ウィンドウ(黄色の矢印)を見つけます。
3. 腸の大きさや蠕動運動、粘膜浮腫、またはその周りの腹水の存在を確認します。後者は、腸の壊死が起こることを示しています。
4. SMAの流れを評価するために、プローブはへその高さより上に垂直に配置されました。腹部大動脈から発生し、数センチメートル以内で尾側を向くSMAを見つけます(図2C)。
   注: 図2B、C の米国の所見は、健康な個人で記録されました。

3. ICGイメージング

注:このモダリティは、術野における組織の灌流を評価するのに適しています。

1. 製造元の指示に従ってICGイメージングシステムを準備します( 材料表を参照)。
2. 10 mLの蒸留水(0.25 mg/mL)に溶解した合計2.5 mgのICG( 材料表を参照)を中心静脈ラインに注入し、続いて10 mLの生理食塩水で洗い流します(図3A)。
3. 灌流されたICGを腸間膜動脈に可視化し、次に腸組織を表示します(図3B)。通常、注射後約10〜20秒で現れます。.
   注: 図3B のICG画像所見は、上記の研究に登録された遊離空腸移植片による再建症例で記録されました。

4. 近赤外分光法(NIRS)

注:形成外科および再建外科の問題を解決するために(「はじめに」セクションで述べたように)、この研究では、心臓血管外科で使用されているNIRSシステムの使用を提案しました²⁹。しかし、rSO₂が空腸の虚血状態を反映していることを確認するためのバリデーションが必要でした。空腸皮弁を採取する際に、空腸にNIRSセンサーを留置し、動脈と静脈をクランプした際の_rSO2の変化をモニターし、再建後に灌流を再開した。また、術後3日間、頸部の皮膚にNIRSセンサーを装着した状態でrSO2の変化を観察した。ここでは、手術野で直接腸のrSO₂を評価するための推奨手順について説明します。

1. 製造元の指示に従ってNIRSシステムを準備します( 材料表を参照)(図4A)。
2. 評価する対象領域の深さに応じて、組織のrSO₂ を測定するための適切なセンサーを使用します(図4B)。過度に押しすぎないように、センサーを軽く接触させて直接置きます。
   注:この研究では、投光器と受光器の間の距離が2cmのセンサーを使用しました。
3. ディスプレイに表示されるrSO₂ 値を確認し、5秒ごとに更新します(図4B)。

結果

ティー
所見は、(1)血流のない拡張した偽内腔によりSMAの内腔が真に圧迫された「分岐型」と、(2)SMAのオリフィスに内膜弁があり、SMAの血流が不足する「大動脈型」の2種類であった(図5A)。急性大動脈解離による腸壊死を呈した3例の代表的なTEE所見を示す。前者のタイプでは、SMAの真のルーメンがひどく圧縮されていました(図5B)。開腹時に腸壊死が確認され、腸切除術が行われました。大動脈型腸間膜虚血の所見は症例によって異なります。ここでは、2つのケースを示します。TEEは、大動脈の真の内腔が圧迫されていることを明らかにしました(図5C)。腹腔動脈は1例で十分に灌流されていたが、SMAでは血流は検出されなかった。別のケースでは、両方とも灌流されていませんでした。.いずれの場合も開腹時に腸壊死が確認された。

腹部US
米国では...

ディスカッション

腸間膜虚血は、臨床分野を超えて未解決の問題のままです。このような一般的な問題を解決するには、他の臓器における同様の病理学がヒントを得るのに役立つかもしれません。急性心筋梗塞に対しては「虚血性カスケード」という概念が提唱され³²、非侵襲的にリアルタイムに評価できない冠動脈血流に代わり、カスケード初期に位置する局所壁運動異常(低運動、運動障害、ジスキネジシス)を心筋梗塞の指標として用いてきた。この概念を筋肉器官でもある腸に適用し、腸間膜虚血の診断方法を検討しました(図10A)。

カスケードの周囲に灌流不良の2つの軸、すなわち「重症度」と「持続時間」を配置しました。腸間膜灌流の評価には、超音波と近赤外光を使用する4つのモダリティがさまざまな方法で利用できます(図10B)。これらは、虚血カスケードで発生する各イベントに関連しています(図10C)。カスケードは灌流の喪...

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
ハイパーアイメディカルシステム	みずほ伊化学工業株式会社		図3で使用されているICGイメージングシステム
インドシアニングリーン	第一三共(株)		図3のICGイメージングに使用したICG
TEEシステム	Philips Electronics	iE33	で使用したTEEシステム
			図4
超音波診断装置	日立製作	図1で使用した	EUB-555、EUP-ES322
	Aloka Co.	図2で使用した	SSD 5500
Vscan	GE Healthcare Co.		図 2 で使用した手のひらサイズのエコー

: 図5のTOS-96、TOS-OR TOSTEC Co.所に採用されているNIRSシステムエコーシステムエコーシステム