Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

Мультимодальная диагностика мезентериальной ишемии

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

Summary

В данной статье представлен мультимодальный подход, направленный на преодоление ограничений традиционных методов в выявлении мезентериальной ишемии и профилактике некроза кишечника. Представленная методика предлагает перспективное решение, сочетающее современную ультрасонографию с передовыми технологиями ближнего инфракрасного света.

Abstract

Ранняя диагностика мезентериальной ишемии остается сложной задачей, поскольку мезентериальная ишемия проявляется без основных симптомов или физических признаков, и нет лабораторных данных, указывающих конкретно на ишемический статус кишечной ткани до развития некроза. Несмотря на то, что компьютерная томография является стандартом диагностической визуализации, существует несколько ограничений: (1) повторные оценки связаны с повышенной лучевой нагрузкой и риском повреждения почек; (2) результаты компьютерной томографии могут вводить в заблуждение, поскольку некроз иногда возникает, несмотря на помутнение брыжеечных артерий; и (3) компьютерная томография не обязательно доступна в течение «золотого времени» для спасения кишечника для тех пациентов, которые находятся в операционной или в месте, удаленном от больницы. В данной статье описывается задача преодоления таких ограничений с помощью ультрасонографии и ближнего инфракрасного света, включая клинические исследования. Первый способен предоставлять не только морфологическую и кинетическую информацию о кишечнике, но и перфузию брыжеечных сосудов в режиме реального времени, не переводя пациента и не подвергая его облучению. Чреспищеводная эхокардиография позволяет точно оценить перфузию брыжейки в операционной, отделении неотложной помощи или отделении интенсивной терапии. Представлены репрезентативные данные мезентериальной ишемии в семи случаях расслоения аорты. Визуализация в ближнем инфракрасном диапазоне с индоцианиновым зеленым помогает визуализировать перфузию сосудов и тканей кишечника, хотя для этого требуется лапаротомия. Показаны результаты в двух случаях (аневризма аорты). Ближняя инфракрасная спектроскопия демонстрирует кислородный дефицит в ткани кишечника в виде цифровых данных и может быть кандидатом на раннее выявление мезентериальной ишемии без лапаротомии. Точность этих оценок подтверждена интраоперационными осмотрами и послеоперационным течением (прогнозом).

Introduction

Острая мезентериальная ишемия может быть опасной для жизни, если ее не диагностировать и не лечитьбез промедления 1,2; Тем не менее, ранняя диагностика с последующим восстановлением перфузии до прогрессирования некроза кишечника, предпочтительно в течение 4 ч, остается сложной по нескольким причинам: (1) мезентериальная ишемия вызывается несколькими механизмами и связана с несколькими заболеваниями, которые лечатся разными специалистами; (2) отсутствуют симптомы, признаки или лабораторные данные, специфичные для мезентериальной ишемии; и (3) компьютерная томография (КТ), золотой стандарт диагностической визуализации, вводит в заблуждение, поскольку ишемия может присутствовать, несмотря на помутнение верхней брыжеечной артерии (СМА)2,3,4,5.

Причинами ишемии брыжейки являются эмболия, тромбоз, диссекция или неокклюзионная мезентериальная ишемия (НОМИ)3,6. Эмболия вызывается кардиогенным тромбом у пациентов с фибрилляцией предсердий, расширенным левым желудочком или атеромой в аорте, которая протекает бессимптомно до эмболизации. Иногда в СМА или верхней брыжеечной вене образуется тромб. Недавно было показано, что COVID-19 может привести к образованию тромбов7. При расслоении аорты лоскут интимы в аорте закупоривает отверстие СМА, или расслоение распространяется в СМА, а расширенный ложный просвет сжимает истинный просвет. Поскольку эта обструкция является «динамической», мезентериальная ишемия возникает даже тогда, когда СМА помутнеет на контрастной КТ. Нередко мезентериальная ишемия появляется вместе с другими критическими состояниями, такими как инсульт, инфаркт миокарда или разрыв аорты, что требует быстрой и точной диагностики для определения приоритетности лечения. У пациентов, которые годами проходят диализ крови, СМА часто сужается из-за кальцификатов, а кровоток может быть критически снижен после кардиохирургического вмешательства с помощью экстракорпорального кровообращения или различных видов стресса 8,9,10. NOMI может быть вызвана недостаточным снабжением кислородом СМА из-за сердечной недостаточности, остановки сердца или гипоксемии, несмотря на патентованную СМА 11,12,13. Учитывая различную этиологию и характер возникновения, необходимо оценивать не только кровоток при СМА, но и ишемический статус в стенке кишечника.

Еще одной причиной поздней диагностики является отсутствие ключевых симптомов или физических признаков. Защита становится очевидной после того, как кишечник некротизируется. Несмотря на то, что несколько лабораторных тестов, таких как С-реактивный белок, лактат, цитруллин или кишечный белок, связывающий жирные кислоты, были исследованы в качестве потенциальных индикаторов мезентериальной ишемии 4,14,на сегодняшний день не было показано ни одного лабораторного теста, позволяющего выявить раннюю стадию мезентериальной ишемии. Несмотря на то, что КТ является стандартным методом диагностической визуализации при мезентериальной ишемии16,17,18,в технике съемки могут быть ошибки в диагнозе или подводные камни, поэтому для постановки точного диагноза необходимы специальные знания, что может потребовать перевода пациента в другое учреждение. Кроме того, КТ недоступна для пациентов в операционной, отделении неотложной помощи или отделении интенсивной терапии (ОИТ), которые не могут быть переведены в отделение радиологии. Аллергия на контрастное вещество, почечная токсичность или лучевая нагрузка также ограничивают проведение КТ в качестве первичного диагностического обследования для каждого пациента с болью в животе.

Ишемия кишечника также является проблемой для пластических и реконструктивных хирургов. Во время радикальной операции при раке глотки для реконструкции резецированной глотки используется свободный лоскут тощей кишки. Часть тощей кишки захватывается с помощью ножки артерии и вены, которая анастомозируется к сосудам в шейном отделе с последующим анастомозом лоскута тощей кишки в глотку и пищевод. Для подтверждения компетентности сосудистого анастомоза интраоперационная визуализация была выполнена индоцианиновой (ИЦГ) (разделы 3). Однако бывают случаи, когда лоскут развивается некроз в течение нескольких дней после операции. Хотя и редко, лоскутный некроз может быть смертельным, если его не обнаружить и не лечить без промедления. Таким образом, были разработаны различные попытки выявления ишемии тощей кишки, такие как частое ультразвуковое исследование (УЗИ) для подтверждения кровотока, повторная эндоскопия для проверки цвета слизистой оболочки или выделение сигнальной части тощей кишки для мониторинга перфузии, которая затем закапывается с помощью дополнительной хирургической процедуры 20,21,22; Однако такие маневры сложны как для пациентов, так и для врачей. Другие методы, применяемые в клинической практике для диагностики ишемии кишечника, включают оптическую когерентную томографию23, лазерную спекл-контрастную визуализацию24, визуализацию темного полябокового потока 25 и визуализацию темного поля26. Ожидается, что эти многообещающие методы станут широко доступными в ходе дальнейшей разработки.

Учитывая природу мезентериальной ишемии, которая в различных ситуациях затрагивает несколько областей, важно иметь несколько мер для ее обнаружения. В данной статье предложены два потенциальных кандидата для этой цели, США и ближний инфракрасный свет, и представлены репрезентативные результаты.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Клиническое исследование визуализации ICG проводилось с одобрения Комитета по этике Медицинской школы Кочи с информированного согласия каждого пациента. В исследование было включено 25 пациентов, перенесших реконструктивную операцию с использованием свободного трансплантата тощей кишки после резекции рака глотки или шейного отдела пищевода в период с 2011 по 2016 год. Что касается США, то были проанализированы видеозаписи, полученные в клинической практике в период с 2000 по 2018 год. Этическое одобрение этого вопроса было отменено, согласно институциональному этическому комитету.

1. Чреспищеводная эхокардиография (ЧПЭЭ)

ПРИМЕЧАНИЕ: ЧПЭ, которая требует введения пищеводного зонда, подходит для постановки диагноза или мониторинга в операционной или отделении интенсивной терапии, где КТ недоступна. ЧПЭ предоставляет морфологическую и кинетическую информацию, а также перфузионный статус кишечника27,28. Несмотря на то, что это требует опыта визуализации СМА, это не так сложно для опытных исследователей сердца и грудной аорты. СМА можно визуализировать, когда датчик ЧПЭ (см. Таблицу материалов) введен в желудок, а датчик направлен кзади (рис. 1А).

  1. Визуализируйте нисходящую аорту по короткой оси (плоскость сканирования 0°), затем продвигайте зонд в желудок, сохраняя изображение аорты, вращая зонд против часовой стрелки с небольшим антефлексом кончика зонда, чтобы датчик оставался в контакте со стенкой пищевода.
  2. Если изображение аорты движется вниз, согните кончик зонда еще больше (рис. 1B).
  3. Используйте режим цветной допплерографии, чтобы облегчить идентификацию висцеральных ветвей по сигналу потока и убедиться, что отверстие чревной артерии появляется в 12-часовом положении брюшной аорты (рис. 1C). Она разделяется на две или три артерии в пределах нескольких сантиметров от отверстия.
  4. Переместите щуп на один дюйм дальше, чтобы SMA появилась в положении 12-2 часа.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Наклон наконечника щупа влево полезен для поворота изображения и отображения SMA в положении «12 часов».
  5. Убедитесь, что дистальная часть СМА расположена между поджелудочной железой (селезеночной веной) и брюшной аортой, где левая почечная вена пересекается позади СМА.
  6. Поверните плоскость сканирования на 90°, чтобы визуализировать вид аорты и висцеральных ветвей по длинной оси. Дистальную часть СМА легче оценить (рис. 1D).
    ПРИМЕЧАНИЕ: На рисунке 1C, D показаны результаты ЧПЭ в сердечно-сосудистом хирургическом случае без мезентериальной ишемии.

2. УЗИ брюшной полости

ПРИМЕЧАНИЕ: Этот метод подходит для подозрения или исключения мезентериальной ишемии у нескольких пациентов с болью в брюшной полости вместе с физикальным обследованием. Он используется для оценки морфологии и кинетики кишечника и кровотока при СМА. На рисунке 2А показано место зонда (см. Таблицу материалов) для каждой цели.

  1. Используйте конвексный или секторный зонд с диапазоном частот от 2 до 5 МГц для облегчения визуализации и оценки состояния кишечника через брюшную стенку с адекватным разрешением и чувствительностью.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Используйте преобразователь с диапазоном частот от 2,5 до 5 МГц для визуализации кишечника в брюшной полости с максимальной настройкой усиления, не создавая фонового шума.
  2. Поместите зонд на брюшную стенку вокруг пупка, чтобы визуализировать кишечник (рисунок 2B). Найдите любое акустическое окно (желтая стрелка) между кишечными газами (синяя пунктирная линия).
  3. Проверьте размеры и перистальтические движения кишечника, отек слизистой оболочки или наличие асцита вокруг нее. Последнее свидетельствует о том, что имеет место некроз кишечника.
  4. Для оценки течения СМА зонд располагали вертикально над уровнем пупка. Найдите СМА, которая возникает из брюшной аорты и направляется каудально в пределах нескольких сантиметров (рис. 2C).
    ПРИМЕЧАНИЕ: Результаты УЗИ на рисунке 2B, C были зарегистрированы у здоровых людей.

3. Визуализация ICG

ПРИМЕЧАНИЕ: Этот метод подходит для оценки перфузии тканей в хирургическом поле.

  1. Подготовьте систему визуализации ICG в соответствии с инструкциями производителя (см. Таблицу материалов).
  2. Вводят в общей сложности 2,5 мг ICG (см. таблицу материалов), растворенных в 10 мл дистиллированной воды (0,25 мг/мл), в центральную венозную линию с последующим промыванием 10 мл физиологического раствора (рисунок 3A).
  3. Визуализируйте перфузированную ИКГ в брыжеечную артерию, а затем в ткань кишечника (рис. 3B). Обычно она появляется примерно через 10-20 с после инъекции.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Результаты визуализации ICG на рисунке 3B были зарегистрированы в случае реконструкции со свободным трансплантатом тощей кишки, включенным в вышеуказанное исследование.

4. Ближняя инфракрасная спектроскопия (NIRS)

ПРИМЕЧАНИЕ: Для решения проблемы пластической и реконструктивной хирургии (как упоминалось в разделе «Введение») в этом исследовании было предложено использовать систему NIRS, которая использовалась в сердечно-сосудистой хирургии29; тем не менее, необходима валидация для подтверждения того, что rSO2 отражает ишемический статус тощей кишки. При заборе лоскута тощей кишки на тощую кишку помещали датчик NIRS, а при пережатии артерии и вены отслеживали изменения rSO2 , а после реконструкции перфузия возобновлялась. Кроме того, изменения rSO2 наблюдались в течение 3 дней после операции при размещении датчика NIRS на коже шеи. Здесь описаны рекомендуемые процедуры оценки rSO2 кишечника непосредственно в операционном поле.

  1. Подготовьте систему NIRS в соответствии с инструкциями производителя (см. Таблицу материалов) (Рисунок 4A).
  2. Используйте соответствующий датчик для измерения rSO2 ткани в соответствии с глубиной целевой области, подлежащей оценке (Рисунок 4B). Поместите датчик прямо на него световым контактом, чтобы не нажимать чрезмерно.
    ПРИМЕЧАНИЕ: В этом исследовании использовался датчик с расстоянием между излучателем и приемником 2 см.
  3. Проверьте значение rSO2 , указанное на дисплее, обновляемое каждые 5 с (Рисунок 4B).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

ТРОЙНИК
Было два типа находок: (1) «ветвистый тип» с истинным сжатием просвета при СМА расширенным ложным просветом без кровотока и (2) «аортальный тип» с интимальным лоскутом в устье СМА и отсутствием кровотока при СМА (рис. 5А). Представлены репрезентативные данные ЧПЭ трех пациентов с некрозом кишечника, вызванным острым расслоением аорты. В одном случае первого типа истинный просвет в СМА был сильно сжат (рис. 5Б). При лапаротомии подтвержден некроз кишечника и выполнена резекция кишечника. Результаты мезентериальной ишемии аортального типа различаются в зависимости от случая. Здесь показаны два случая. ЧПЭ показала, что истинный просвет аорты был сжат (рис. 5C). В одном случае чревная артерия была хорошо перфузирована, в то время как при СМА кровоток обнаружить не удалось. В другом случае оба не были перфузионными. В обоих случаях некроз кишечника был подтвержден при лапаротомии.

УЗИ брюшной полости
УЗИ могут визуализировать снижение или отсутствие перистальтики или расширения кишечника (рис. 6А). В то время как нормальная кишка обычно была меньше 2 см в диаметре (рис. 2B), расширенная кишка была больше 3 см с обломками, покачивающимися в расширенном просвете, и утолщенные складки Керкринга28 были очевидны. Часто наблюдался асцит вокруг кишечника. В этих двух случаях с расслоением аорты кишечник уже был некротизирован и требовал резекции.

На рисунке 6В показаны результаты УЗИ тромбоза в воротной вене. Сигналы кровотока отсутствовали в левой ветви воротной вены в пупочную часть. Внепеченочная воротная вена расширена с дефектом сигнала потока. За телом поджелудочной железы верхняя брыжеечная вена была сужена тромбом с ускоренным током в воротную вену, визуализируемым на продольном снимке. В данном конкретном случае была проведена тромболитическая терапия.

Представлен случай с острым расслоением аорты, связанным с мезентериальной ишемией, при котором кишечник может быть спасен. Пациент обратился с жалобами на легкую боль в животе, но значительный метаболический ацидоз. Несмотря на помутнение СМА при оценке КТ (рис. 7Б), в брюшной полости выявлено гипокинетическое расстройство кишечника. Сигнал кровотока был слабым при СМА, в то время как в брюшной аорте он был очевиден (рис. 7А). Отмечено ускорение кровотока в устье СМА и обратный ток в дистальную СМА из тощей ветви, что указывает на значительную мезентериальную ишемию. При экстренной лапаротомии (рис. 7В) кишечник выглядел бледным, а перистальтика была несколько снижена. После реваскуляризации улучшился цвет и перистальтика кишечника (рис. 7D). Кишечник в этом случае был спасен. Несмотря на то, что в этом случае удалось визуализировать поток при СМА, бывают случаи, когда визуализация кишечника или кровотока затруднена.

Визуализация ICG
На рисунке 8 представлены изображения двух пациентов с некрозом кишечника до и после введения ICG. В первом случае сегментарный некроз был выявлен только при осмотре (рис. 8А). Сначала визуализировались брыжеечные артерии, а затем ткань осветлялась. В последнем случае, однако, разница в перфузии была неясна при осмотре (рис. 8Б). Снимки ICG показали пятнистое осветление с левой стороны. Нижняя часть была полностью некротизирована. Область справа осветлена явной перистальтикой. В этих двух случаях были удалены некротизированные отделы кишечника. Такая информация может быть доступна при КТ-оценке, но не обязательно полезна во время лапаротомии, поскольку изменяется расположение кишечника.

НИРС
На рисунке 9А показаны изменения rSO2 в тощей кишке, которая была собрана для использования в качестве свободного лоскута тощей кишки для реконструкции резецированной глотки30. При пережатии артерии rSO2 >60% во многих случаях снижался до уровня <60%. При реперфузии лоскутаrSO2 восстанавливался до >60% в каждом случае. После операции rSO2 оставался >60% без каких-либо случаев развития некроза лоскута тощей кишки. Напротив, когда вена была пережата,rSO2 был немного снижен, а индекс гемоглобина (HbI), который представляет собой относительное изменение плотности гемоглобина, был заметно повышен. Применение NIRS в этой области было предложено на основе опыта автора по мониторингу церебральной перфузии с помощью NIRS в случаях аорты25 (рис. 9B) и случае транзиторной ишемии кишечника вследствие расслоения аорты, связанной с обратимыми изменениямиrSO2, которые измерялись от поверхности брюшной стенки с помощью обычного датчика NIRS с расстоянием между излучателем и приемником 4 см31.

Чувствительность и специфичность
В то время как результаты оценки NIRS были совместимы с послеоперационным течением без осложнений в каждом зарегистрированном случае, данных в трех других приложениях было недостаточно для проведения статистического анализа, но оценка была скорее похожа на «прецизионную медицину» в каждом отдельном случае. Точность оценки была индивидуально подтверждена интраоперационным осмотром лапаротомии.

Figure 1
Рисунок 1: Визуализация висцеральных ветвей с помощью чреспищеводной эхокардиографии (ЧПЭЭ). (A) Плоскости сканирования для визуализации чревной артерии (РЭА) и верхней брыжеечной артерии (СМА). (B) Советы по манипуляциям с датчиком для визуализации лучшего изображения в положении «12 часов». (с) TEE-изображения CEA, SMA и окружающих структур. (D) Вид CEA и SMA по длинной оси. На рисунках (C) и (D) кровоток показан красным или синим цветом в зависимости от направления потока. Сокращения: AB-AO: брюшная аорта, L-RA: левая почечная артерия, L-RV: левая почечная вена. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.

Figure 2
Рисунок 2: Визуализация кишечника и верхней брыжеечной артерии (СМА). (A) Места и направления зонда для каждой оценки. (B) Акустическое окно между кишечным газом (синие пунктирные линии) по направлению к кишечнику и изображением нормального кишечника. (C) Акустическое окно для СМА и изображения СМА, визуализированные с помощью ультразвукового аппарата размером с ладонь. Сокращения: AB-AO: брюшная аорта, CEA: чревная артерия. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.

Figure 3
Рисунок 3: Визуализация индоцианиновым зеленым (ICG). (А) Механизм визуализации. Когда ближний инфракрасный свет облучается на введенный ICG в ткани, он излучает флуоресцентный свет, который регистрируется камерой вместе с изображениями операционного поля. (B) Последовательные изображения ИЦГ, показывающие перфузию в свободном лоскуте тощей кишки. Флуоресцентное изображение накладывается на изображение операционного поля. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.

Figure 4
Рисунок 4: Система спектроскопии ближнего инфракрасного диапазона (NIRS) и ее применение к лоскуту тощей кишки. (A) Система NIRS. (B) Датчик, предназначенный для оценки регионарного насыщения кислородом в операционном поле, с расстоянием между излучателем и приемником 2 см. Его накрывали стерильной оболочкой и помещали на тощую кишку. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.

Figure 5
Рисунок 5: Чреспищеводные эхокардиографические данные мезентериальной ишемии, вызванной расслоением аорты. (А) Два типа механизмов мальперфузии. (B) Ветвевого типа со сжатым истинным просветом (TL) в верхней брыжеечной артерии (SMA). (С) Аортальный тип. В брюшной аорте (АБ-АО) лоскут был прижат к стенке. В одном случае при СМА не было обнаружено кровотока, в то время как хороший сигнал потока был в чревной артерии (РЭА). В другом случае обе артерии были нарушены. Отсутствие цветовой кодировки указывает на отсутствие кровотока в соответствующем участке. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.

Figure 6
Рисунок 6: Ультразвуковые снимки брыжеечной ишемии брюшной полости. (А) Изображения ишемизированной кишки, которая была акинетической и расширенной, ассоциированной с явными складками Керкерринга и асцитом. (B) Изображения тромбоза воротной вены (ВВ). В ВП наблюдался дефект сигнала потока со стороны тромба (ТГ), который был расширен и больше, чем нижняя полая вена (НПВ). Участок в сосуде, где отсутствует цветовая кодировка, указывает на потерю кровотока из-за образования тромба. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.

Figure 7
Рисунок 7: Результаты в случае спасения кишечника, связанного с острым расслоением аорты. (А) Кровоток в верхней брыжеечной артерии (СМА) был слабым, но был отмечен ускоренный ток с обратным током в дистальную часть от ветви артерии. (Б) СМА была затемнена. (C) После лапаротомии кишечник выглядел слегка бледным со сниженной перистальтикой. (D) После реваскуляризации цвет и двигательная активность улучшились. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.

Figure 8
Рисунок 8: Индоцианиновая зеленая визуализация ишемизированной кишки. (А) Сегментарная ишемия. (Б) Диффузная ишемия с некоторыми частями, менее ишемизированными. В последней части отмечена перистальтика. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.

Figure 9
Рисунок 9: Изменения регионарного насыщения кислородом (rSO2). (A) Изменения rSO2 лоскута тощей кишки. (B) Изменения rSO2 в двусторонних лобных долях во время операции на дуге. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.

Figure 10
Рисунок 10: Ишемический каскад и мультимодальный подход к мезентериальной ишемии. (А) Ишемический каскад при мезентериальной ишемии. Каскад оценивается с помощью УЗИ (УЗИ) и зависит от тяжести и продолжительности мальперфузии. Первые могут быть оценены с помощью цветового допплеровского режима, визуализации индоцианинового зеленого (ICG) и спектроскопии ближнего инфракрасного диапазона (NIRS). (B) Мультимодальный подход по местам. УЗИ брюшной полости и чреспищеводная эхокардиография (ЧПЭЭ) излучают ультразвук и оценивают кишечник, а также брюшную аорту (AB-AO) и верхнюю брыжеечную артерию (SMA). ICG imaging и NIRS излучают ближний инфракрасный свет. (С) Цель оценки в этих формах различна. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.

Figure 11
Рисунок 11: Механизм изменения регионарного насыщения кислородом (rSO2). При прерывании артериального кровотока снижается оксигенированный гемоглобин и снижаетсяrSO2 . По мере возникновения венозного застоя венозный компонент с богатым деоксигенированным гемоглобином увеличивается, снижая rSO2 и повышая индекс гемоглобина (HbI), что свидетельствует об относительных изменениях кумулятивного количества гемоглобина в ткани. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.

Figure 12
Рисунок 12: Оптимизация измерения регионарного насыщения кислородом (rSO2) кишечника с поверхности тела. (А,Б) Поскольку rSO2 отбирается в основном на глубине от одной до двух третей расстояния между излучателем и приемником датчика, измеряется глубина мышцы брюшной стенки. (C) По мере того, как датчик прижимается к брюшной полости в соответствии с ультразвуковой информацией, он достигает глубины кишечника. Красная маркировка указывает путь инфракрасного света. Желтая стрелка показывает, как нажимается датчик. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Мезентериальная ишемия остается нерешенной проблемой вне клинической области. Для решения такой распространенной проблемы может быть полезна аналогичная патология в других органах. Для острого инфаркта миокарда была предложена концепция «ишемического каскада»32, а в качестве индикатора инфаркта миокарда вместо коронарного кровотока, который не может быть оценен неинвазивно в режиме реального времени использовались регионарные нарушения движения стенок (гипокинез, акинез и дискинез), расположенные на ранней стадии каскада. Эта концепция была применена к кишечнику, который также является мышечным органом, для изучения диагностических мероприятий по мезентериальной ишемии (рис. 10А).

Вокруг каскада были размещены две оси мальперфузии, т.е. «тяжесть» и «продолжительность». Для оценки перфузии брыжейки доступны четыре метода с использованием ультразвука и ближнего инфракрасного света различными способами (рис. 10B). Они связаны с каждым событием, происходящим в ишемическом каскаде (рис. 10C). Каскад начинается с потери перфузии, за которой следует снижение распределения артериальной крови, которая содержит обильный насыщенный кислородом гемоглобин, что приводит к дефициту кислорода в тканях. Он вызывает дисфункцию органов, то есть гипокинез кишечника. Несмотря на то, что изначально это обратимо, необратимое повреждение прогрессирует, если перфузия не восстанавливается. С помощью вышеуказанных четырех методов можно оценить каждый из этих этапов. Режим цветного допплера визуализирует кровоток в режиме реального времени и может быть использован для принятия решения о вмешательстве и оценки эффективности принятых мер. В зависимости от ситуации пациента используются два метода: ЧПЭ и абдоминальное УЗИ. Визуализация ICG визуализирует распределение крови в тканях. Это помогает определить степень резекции некротизированных сегментов кишечника 32,33,34,35. Применение визуализации ICG в настоящее время распространяется на различные специальности, включая сердечно-сосудистую хирургию36,37, торакальную хирургию38, пластическую и реконструктивную хирургию39. Несмотря на то, что использование ICG-визуализации доступно только во время лапаротомии, она может повысить точность зондовой лапаротомии, при которой использовался визуальный осмотр и цифровая пальпация брыжеечной артерии.

Тяжесть повреждения может быть оценена сначала по кинетическим изменениям, а затем по морфологическим изменениям с использованием В-режима US40. Исходя из опыта автора, кишечник уже был некротизирован, когда последние пять находок в этом каскаде были очевидны. Поскольку гипокинез возникает мгновенно в кишечнике и становится ишемическим, абдоминальное УЗИ представляется наиболее подходящим инструментом для врачей различных специальностей, включая врачей общей практики, для различения пациентов с мезентериальной ишемией среди пациентов с болью в животе. Уже доступны ультразвуковые аппараты размером с ладонь, оснащенные режимами B и цветного допплера, и дилатация и/или сниженная перистальтика, а также даже поток СМА могут быть исследованы в любом месте, где находится пациент (рис. 2C). В этом смысле УЗИ может быть включено в физикальное обследование в качестве «визуального стетоскопа», так как оно является неинвазивным и может предоставить полезную информацию у постели больного. В настоящее время УЗИ используется для диагностики заболеваний кишечника41, а также для сосредоточения внимания на событиях в условиях неотложной помощи (УЗИ по месту оказания медицинской помощи [POCUS]), таких как острое расслоение аорты42. Поскольку он может визуализировать кровоток при СМА43, он используется для первоначальной диагностики и/или последующего наблюдения за локализованной диссекцией СМА44. Тем не менее, визуализация СМА часто затруднена у пациентов с ожирением или у пациентов с обильным кишечным газом. Поскольку газ скапливается в верхней части, кишечник может быть изображен со стороны тела. Другие признаки мезентериальной ишемии включают кишечный пневматоз или газ из воротной веныпечени 45,46, но эти признаки являются результатом некротизации кишечной ткани. Очень важно как можно скорее перевести пациента в хирургическую бригаду на этом этапе. Неотложная ситуация, такая как острое расслоение аорты, отличается тем, что в операционной необходима оценка у постели больного без КТ. Чтобы преодолеть эти проблемы, в данном исследовании была введена ЧПЭ для визуализации висцеральных артерий в операционной47 и оценки мезентериальной ишемии41. В других недавних отчетах упоминалось о таких применениях ЧПЭ48, которые могут быть использованы для большего числа пациентов.

NIRS является следующим перспективным кандидатом для ранней диагностики. Было показано, что rSO2 точно отражает статус перфузии в лобной доле через череп31 или в свободном лоскуте тощей кишки через кожу шеи30 (рисунок 10B). На рисунке 11 схематически показано, что пониженныйrSO2 и повышенный HbI являются хорошими индикаторами артериального кровоснабжения и венозного застоя соответственно. Когда артерия пережата, поступление окси-Hb уменьшается, что приводит к снижениюrSO2. По мере того, как вена перегружена, rSO2 немного уменьшается, в то время как HbI заметно увеличивается. Система NIRS, обеспечивающая абсолютное значение rSO2 тканей, позволит выявлять сниженный уровеньrSO2 в кишечнике с поверхности брюшной полости без лапаротомии. Однако, в отличие от датчика на поверхности шейки матки, кишечник в брюшной полости находится дальше от датчика и может находиться за пределами области обнаруженияrSO2, таким образом, обеспечиваемыйrSO2 является показателем брюшной стенки (рис. 12). Решить эту проблему может помочь УЗИ определить расстояние до кишечника. Если расстояние между излучателем и приемником датчика NIRS превышает от половины до двух третей расстояния, датчик может быть сжат по направлению к брюшной полости таким образом, чтобы кишечник располагался в пределах области для оценки rSO228.

Эти оценки имеют определенные ограничения. Объем получаемых данных ограничен. УЗИ брюшной полости легко обнаруживает акинетический и расширенный кишечник, но кровоток при СМА не всегда прост. Визуализация висцерального артериального кровотока с помощью ЧПЭ ограничена окрестностями ее отверстия, но можно визуализировать перистальтику кишечника и брыжеечную перфузию вокруг желудка. Поскольку ЧПЭ требует введения зонда, он подходит для использования у пациентов, находящихся под наркозом. Использование ИКГ-визуализации ограничено случаями лапаротомии, а проникновение флуоресцентного света составляет всего несколько миллиметров. Оценка NIRS, по-видимому, предоставляет информацию под кожей, но собирает данные только по пути инфракрасного света, и, таким образом, осуществимость воздействия на кишечник в брюшной полости требует дальнейшего изучения.

Таким образом, в дополнение к КТ доступны четыре метода, потенциально полезные для спасения кишечника и пациента. Короче говоря, потенциальная ишемия выявляется с помощью гипокинезии кишечника с помощью УЗИ, а затем rSO2 кишечника измеряется через брюшную стенку с помощью NIRS. Поскольку время для спасения кишечника ограничено, первостепенное значение имеет доставить пациента в институт, где может быть проведено соответствующее вмешательство. Для этого важно иметь многогранные решения против такой многофазной проблемы. С недавней разработкой устройства размером с ладонь, оценка УЗИ станет единственным методом, доступным повсеместно и полезным для выявления пациентов, нуждающихся в быстром направлении в специализированные больницы. Это может помочь контролировать перфузионный статус пациентов из группы риска в любой больничной палате. Оценка NIRS может быть дополнительным инструментом, поскольку пульсоксиметрия стала широко использоваться во время пандемии COVID-19. ЧПЭ полезна для периоперационной оценки/мониторинга, особенно в случаях с расслоением аорты и потенциальной НОМИ. Визуализация ICG используется для визуального подтверждения перфузии органа/трансплантата и определения степени некротического рассечения.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

У автора нет конфликта интересов в отношении данной работы.

Acknowledgments

Раздел, посвященный свободному лоскуту тощей кишки, является результатом работы с Акико Яно, доктором медицинских наук, Медицинская школа Кочи.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Bala, M., et al. Acute mesenteric ischemia: updated guidelines of the World Society of Emergency Surgery. World Journal of Emergency Surgery. 17 (1), 54 (2022).
  2. Gnanapandithan, K., Feuerstadt, P. Mesenteric ischemia. Current Gastroenterology Reports. 22 (4), 17 (2020).
  3. Chou, E. L., et al. Evolution in the presentation, treatment, and outcomes of patients with acute mesenteric ischemia. Annals of Vascular Surgery. 74, 53-62 (2021).
  4. Grotelueschen, R., et al. Acute mesenteric infarction: The chameleon of acute abdomen evaluating the quality of the diagnostic parameters in acute mesenteric ischemia. Digestive Surgery. 38 (2), 149-157 (2021).
  5. Pinto, A., et al. Errors in MDCT diagnosis of acute mesenteric ischemia. Abdominal Radiology (NY). 47 (5), 1699-1713 (2022).
  6. Iannacone, E., Robinson, B., Rahouma, M., Girardi, L. Management of malperfusion: New York approach and outcomes. Journal of Cardiac Surgery. 36 (5), 1757-1765 (2021).
  7. Pirola, L., et al. Acute mesenteric ischemia and small bowel imaging findings in COVID-19: A comprehensive review of the literature. World Journal of Gastrointestinal Surgery. 13 (7), 702-716 (2021).
  8. Zingerman, B., et al. Occlusive mesenteric ischemia in chronic dialysis patients. The Israel Medical Association Journal. 23 (9), 590-594 (2021).
  9. Francés Giménez, C., TamayoRodríguez, M. E., AlbarracínMarín-Blázquez, A. Non-oclusive mesenteric ischemia as a complication of dialysis. Revista Espanola de Enfermadades Digestivas. 113 (10), 731-732 (2021).
  10. Takeyoshi, D., et al. Mesenteric ischemia after cardiac surgery in dialysis patients: an overlooked risk factor. The Heart Surgery Forum. 25 (5), E732-E738 (2022).
  11. meroğlu, S., et al. Management of nonocclusive mesenteric ischemia in patients with cardiac failure. The Heart Surgery Forum. 25 (5), E649-E651 (2022).
  12. Paul, M., et al. Frequency, risk factors, and outcomes of non-occlusive mesenteric ischaemia after cardiac arrest. Resuscitation. 157, 211-218 (2020).
  13. Piton, G., et al. Clinical Research in Intensive Care and Sepsis (CRICS) group. Factors associated with acute mesenteric ischemia among critically ill ventilated patients with shock: a post hoc analysis of the NUTRIREA2 trial. Intensive Care Medicine. 48 (4), 458-466 (2022).
  14. Mothes, H., et al. Monitoring of the progression of the perioperative serum lactate concentration improves the accuracy of the prediction of acute mesenteric ischemia development after cardiovascular surgery. Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia. 35 (6), 1792-1799 (2021).
  15. Nuzzo, A., et al. SURVI (Structure d'URgences Vasculaires Intestinales) Research Group (French Intestinal Stroke Center). Accuracy of citrulline, I-FABP and D-lactate in the diagnosis of acute mesenteric ischemia. Scientific Reports. 11 (1), 18929 (2021).
  16. Olson, M. C., et al. Imaging of bowel ischemia: An update, from the AJR Special Series on Emergency Radiology. American Journal of Roentgenology. 220 (2), 173-185 (2022).
  17. Yu, H., Kirkpatrick, I. D. C. An update on acute mesenteric ischemia. Canadian Association of Radiologists Journal. 74 (1), 160-171 (2023).
  18. Sinha, D., Kale, S., Kundaragi, N. G., Sharma, S. Mesenteric ischemia: a radiologic perspective. Abdominal Radiology (NY). 47 (5), 1514-1528 (2022).
  19. Fitzpatrick, L. A., et al. Pearls, pitfalls, and conditions that mimic mesenteric ischemia at CT. Radiographics. 40 (2), 545-561 (2020).
  20. Dionyssopoulos, A., et al. Monitoring buried jejunum free flaps with a sentinel: a retrospective study of 20 cases. Laryngoscope. 122 (3), 519-522 (2012).
  21. Onoda, S., et al. Non-occlusive mesenteric ischemia of a free jejunal flap. Journal of Plastic, Reconstructive & Aesthetic Surgery. 66 (5), e133-e136 (2013).
  22. Ueno, M., et al. Evaluation of blood flow by color Doppler sonography in free jejunal interposition grafts for cervical esophageal reconstruction. World Journal Surgery. 29 (3), 382-387 (2005).
  23. Kiseleva, E., et al. Prospects of intraoperative multimodal OCT application in patients with acute mesenteric ischemia. Diagnostics (Basel). 11 (4), 705 (2021).
  24. Knudsen, K. B. K., et al. Laser speckle contrast imaging to evaluate bowel lesions in neonates with NEC. European Journal of Pediatric Surgery Reports. 5 (1), e43-e46 (2017).
  25. de Bruin, A. F. J., et al. Can sidestream dark field (SDF) imaging identify subtle microvascular changes of the bowel during colorectal surgery. Techniques in Coloproctology. 22 (10), 793-800 (2018).
  26. Uz, Z., Ince, C., Shen, L., Ergin, B., van Gulik, T. M. Real-time observation of microcirculatory leukocytes in patients undergoing major liver resection. Scientific Reports. 11 (1), 4563 (2021).
  27. Orihashi, K., Sueda, T., Okada, K., Imai, K. Perioperative diagnosis of mesenteric ischemia in acute aortic dissection by transesophageal echocardiography. European Journal of Cardiothoracic Surgery. 28 (6), 871-876 (2005).
  28. Orihashi, K. Mesenteric ischemia in acute aortic dissection. General Thoracic and Cardiovascular Surgery. 66 (10), 557-564 (2018).
  29. Orihashi, K., Sueda, T., Okada, K., Imai, K. Near-infrared spectroscopy for monitoring cerebral ischemia during selective cerebral perfusion. European Journal of Cardio-thoracic Surgery. 26 (5), 907-911 (2004).
  30. Yano, A., Orihashi, K., Yoshida, Y., Kuriyama, M. Near-infrared spectroscopy for monitoring free jejunal flap. Journal of Plastic, Reconstructive & Aesthetic Surgery. 74 (1), 108-115 (2021).
  31. Orihashi, K., Matsuura, Y., Sueda, T., Watari, M., Okada, K. Reversible visceral ischemia detected by transesophageal echocardiography and near-infrared spectroscopy. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 119 (2), 384-386 (2000).
  32. Nesto, R. W., Kowalchuk, G. J. The ischemic cascade: temporal sequence of hemodynamic, electrocardiographic and symptomatic expressions of ischemia. American Journal of Cardiology. 59 (7), (1987).
  33. Furusawa, K., et al. Precise diagnosis of acute mesenteric ischemia using indocyanine green imaging prevents small bowel resection: A case report. International Journal of Surgery Case Reports. 97, 107463 (2022).
  34. Ishiyama, Y., Harada, T., Amiki, M., Ito, S. Safety and effectiveness of indocyanine-green fluorescence imaging for evaluating non-occlusive mesenteric ischemia. Asian Journal of Surgery. 45 (11), 2331-2333 (2022).
  35. Bryski, M. G., Frenzel Sulyok, L. G., Kaplan, L., Singhal, S., Keating, J. J. Techniques for intraoperative evaluation of bowel viability in mesenteric ischemia: A review. American Journal of Surgery. 220 (2), 309-315 (2020).
  36. Yamamoto, M., et al. The impact of the quantitative assessment procedure for coronary artery bypass graft evaluations using high-resolution near-infrared fluorescence angiography. Surgery Today. 52 (3), 485-493 (2022).
  37. Yamamoto, M., et al. Indocyanine green angiography for intra-operative assessment in vascular surgery. European Journal of Vascular and Endovascular Surgery. 43 (4), 426-432 (2012).
  38. Anayama, T., et al. Near-infrared dye marking for thoracoscopic resection of small-sized pulmonary nodules: comparison of percutaneous and bronchoscopic injection techniques. Journal of Cardiothoracic Surgery. 13 (1), 5 (2018).
  39. Kuriyama, M., et al. Reconstruction using a divided latissimus dorsi muscle flap after conventional posterolateral thoracotomy and the effectiveness of indocyanine green-fluorescence angiography to assess intraoperative blood flow. Surgery Today. 46 (3), 326-334 (2016).
  40. Martin, K., Hoskins, R. R., Thrush, A. B-mode instrumentation (Chapter 5, P77-104). eds Diagnostic Ultrasound: Physics and Equipment (Third Edition). , CRC Press, Boca Raton. (2019).
  41. Hollerweger, A., et al. Gastrointestinal Ultrasound (GIUS) in Intestinal Emergencies - An EFSUMB Position Paper. Ultraschall in derMedizin. 41 (6), 646-657 (2020).
  42. Kaeley, N., Gangdev, A., Galagali, S. S., Kabi, A., Shukla, K. Atypical presentation of aortic dissection in a young female and the utility of Point-of-Care Ultrasound in identifying aortic dissection in the emergency department. Cureus. 14 (7), e27236 (2022).
  43. Reginelli, A., et al. Intestinal ischemia: US-CT findings correlations. Critical Ultrasound Journal. 5 (Suppl. 1), S7 (2013).
  44. Eldine, R. N., Dehaini, H., Hoballah, J., Haddad, F. Isolated superior mesenteric artery dissection: A novel etiology and a review. Annals of Vascular Diseases. 15 (1), 1-7 (2022).
  45. Kaga, M., Yamashita, E., Ueda, T. Ultrasound detection of the aquarium sign at the bedside. European Journal of Case Reports in Internal Medicine. 7 (12), 002047 (2020).
  46. Lassandro, G., et al. Intestinal pneumatosis: differential diagnosis. Abdominal Radiology (NY). 47 (5), 1529-1540 (2022).
  47. Orihashi, K., et al. Abdominal aorta and visceral arteries visualized with transesophageal echocardiography during operations on the aorta. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 115 (4), 945-947 (1998).
  48. Moral, S., et al. Usefulness of transesophageal echocardiography in the evaluation of celiac trunk and superior mesenteric artery involvement in acute aortic dissection. Journal of American Society of Echocardiography. 34 (4), 327-335 (2021).

Tags

Ишемия брыжейки Диагностика Мультимодальная диагностика Проблемы Компьютерная томография Ограничения Лучевая нагрузка Повреждение почек Некроз Ультрасонография Ближний инфракрасный свет Клинические исследования Морфологическая информация Кинетическая информация Брыжеечные сосуды Чреспищеводная эхокардиография Оценка перфузии Случаи расслоения аорты Визуализация в ближнем инфракрасном диапазоне Индоцианиновый зеленый Перфузия сосудов Перфузия тканей кишечника
Мультимодальная диагностика мезентериальной ишемии
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Orihashi, K. Multimodality Diagnosis … More

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

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter