Waiting
Login processing...

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

Medicine

Multimodalitetsdiagnose af mesenterisk iskæmi

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

Summary

Denne artikel præsenterer en multimodal tilgang, der sigter mod at overvinde begrænsningerne ved traditionelle metoder til påvisning af mesenterisk iskæmi og forebyggelse af tarmnekrose. Den præsenterede teknik tilbyder en lovende løsning ved at kombinere state-of-the-art ultralyd med banebrydende nær-infrarøde lysteknologier.

Abstract

Tidlig diagnose af mesenterisk iskæmi forbliver udfordrende, fordi mesenterisk iskæmi præsenterer uden nøglesymptomer eller fysiske fund, og ingen laboratoriedata indikerer specifikt iskæmisk status i tarmvæv, før nekrose udvikler sig. Mens computertomografi er standarden for diagnostisk billeddannelse, er der flere begrænsninger: (1) gentagne vurderinger er forbundet med øget strålingseksponering og risiko for nyreskade; (2) de computertomografifund kan være vildledende, fordi nekrose lejlighedsvis forekommer på trods af opacificerede mesenteriske arterier; og (3) computertomografi er ikke nødvendigvis tilgængelig inden for den gyldne tid til bjærgning af tarmene for disse patienter i operationsstuen eller på et sted langt fra hospitalet. Denne artikel beskriver en udfordring for at overvinde sådanne begrænsninger ved hjælp af ultralyd og nær-infrarødt lys, herunder kliniske undersøgelser. Førstnævnte er i stand til at tilvejebringe ikke kun morfologisk og kinetisk information om tarmene, men også perfusion af mesenteriske kar i realtid uden at overføre patienten eller udsætte dem for stråling. Transesophageal ekkokardiografi muliggør præcis vurdering af mesenterisk perfusion i OR, ER eller ICU. Repræsentative fund af mesenterisk iskæmi i syv tilfælde af aortadissektion præsenteres. Nær-infrarød billeddannelse med indocyaningrøn hjælper med at visualisere perfusionen af kar og tarmvæv, selvom denne applikation kræver laparotomi. Fund i to tilfælde (aortaaneurisme) er vist. Nær-infrarød spektroskopi viser iltgæld i tarmvævet som digitale data og kan være en kandidat til tidlig påvisning af mesenterisk iskæmi uden laparotomi. Nøjagtigheden af disse vurderinger er blevet bekræftet af intraoperative inspektioner og postoperativt forløb (prognose).

Introduction

Akut mesenterisk iskæmi kan være livstruende, medmindre den diagnosticeres og behandles straks 1,2; Imidlertid er tidlig diagnose efterfulgt af genopretning af perfusion, før der udvikles til tarmnekrose, helst inden for 4 timer, fortsat udfordrende af flere grunde: (1) mesenterisk iskæmi forårsages via flere mekanismer og er forbundet med flere sygdomme, der forvaltes af forskellige specialiteter; (2) der er ingen symptomer, tegn eller laboratoriedata, der er specifikke for mesenterisk iskæmi; og (3) computertomografi (CT), guldstandarden for diagnostisk billeddannelse, er vildledende, fordi iskæmi kan være til stede på trods af en opacified overlegen mesenterisk arterie (SMA) 2,3,4,5.

Årsager til mesenterisk iskæmi omfatter emboli, trombose, dissektion eller ikke-okklusiv mesenterisk iskæmi (NOMI)3,6. Emboli er forårsaget af en kardiogen trombose hos patienter med atrieflimren, dilateret venstre ventrikel eller atherom i aorta, som er asymptomatisk indtil embolisering. Lejlighedsvis genereres en trombose i SMA eller overlegen mesenterisk vene. Det er for nylig blevet vist, at COVID-19 kan føre til trombosedannelse7. I aorta dissektion udelukker den intime klap i aorta åbningen af SMA, eller dissektion strækker sig ind i SMA, og et udvidet falsk lumen komprimerer det sande lumen. Fordi denne obstruktion er "dynamisk", forekommer mesenterisk iskæmi, selv når SMA viser sig at være opacificeret ved kontrast CT. Det er ikke ualmindeligt, at mesenterisk iskæmi forekommer sammen med andre kritiske tilstande, såsom slagtilfælde, myokardieinfarkt eller aortabrud, hvilket kræver en hurtig og præcis diagnose for at prioritere behandlingen. Hos patienter, der gennemgår bloddialyse i årevis, er SMA ofte indsnævret på grund af forkalkninger, og blodgennemstrømningen kan reduceres kritisk efter hjertekirurgi ved hjælp af ekstrakorporeal cirkulation eller forskellige former for stress 8,9,10. NOMI kan være forårsaget af utilstrækkelig iltforsyning til SMA på grund af hjertesvigt, hjertestop eller hypoxæmi på trods af et patent SMA 11,12,13. I betragtning af forskellige ætiologier og mønstre for forekomst skal ikke kun blodgennemstrømning i SMA, men også iskæmisk status i tarmvæggen vurderes.

En anden grund til forsinket diagnose er mangel på vigtige symptomer eller fysiske fund. Forsvar bliver indlysende, efter at tarmen er nekrotiseret. Selvom flere laboratorieundersøgelser, såsom C-reaktivt protein, lactat, citrullin eller intestinal fedtsyrebindende protein, er blevet undersøgt som potentielle indikatorer for mesenterisk iskæmi 4,14, har ingen laboratorietest vist sig at påvise et tidligt stadium af mesenterisk iskæmi til dato15. Selvom CT er standarddiagnostisk billeddannelsesmodalitet for mesenterisk iskæmi 16,17,18, kan der være fejl i diagnosen eller faldgruber i filmteknikken 5,19, og der er derfor behov for ekspertise til en nøjagtig diagnose, hvilket kan nødvendiggøre overførsel af patienten til en anden facilitet. Derudover er CT ikke tilgængelig for patienter i operationsstuen (OR), akutafdelingen (ER) eller intensivafdelingen (ICU), som ikke kan overføres til radiologisk afdeling. Allergier over for kontrastmedier, nyretoksicitet eller strålingseksponering begrænser også CT som den indledende diagnostiske undersøgelse for hver patient med mavesmerter.

Tarmiskæmi er også problematisk for plastik- og rekonstruktive kirurger. Under radikal kirurgi for svælgkræft bruges en fri jejunal klap til at rekonstruere det resekterede svælg. En del af jejunum høstes med en arterie og venepedikel, som er anastomoseret til karrene i livmoderhalsområdet efterfulgt af anastomose af jejunalklappen til svælg og spiserør. For at bekræfte den vaskulære anastomoses kompetence blev indocyanin (ICG) billeddannelse udført intraoperativt (afsnit 3). Der er dog tilfælde, hvor klappen udvikler nekrose inden for flere dage efter operationen. Selvom det er sjældent, kan klapnekrose være dødelig, medmindre det opdages og behandles uden forsinkelse. Således er forskellige forsøg på at detektere jejunal iskæmi blevet udviklet, såsom hyppig ultralyd (US) for at bekræfte blodgennemstrømningen, gentagen endoskopi for at verificere slimhindefarve eller udpege en sentinel del af jejunum til at overvåge perfusion, som begraves bagefter ved en yderligere kirurgisk procedure 20,21,22; Sådanne manøvrer er imidlertid vanskelige for både patienter og læger. Andre modaliteter, der anvendes til klinisk anvendelse til diagnosticering af tarmiskæmi, inkluderer optisk kohærenstomografi23, laserspecklekontrastbilleddannelse24, sidestream mørkefeltbilleddannelse25 og hændelsesmørk feltbilleddannelse26. Disse lovende metoder forventes at blive bredt tilgængelige gennem yderligere udvikling.

I betragtning af arten af mesenterisk iskæmi, som påvirker flere felter i forskellige situationer, er det vigtigt at have flere foranstaltninger til påvisning af det. Denne artikel foreslår to potentielle kandidater til dette formål, amerikansk og nær-infrarødt lys og præsenterer de repræsentative resultater.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

En klinisk undersøgelse af ICG-billeddannelse blev udført under godkendelse af den etiske komité for Kochi Medical School med informeret samtykke fra hver patient. I alt 25 patienter blev inkluderet, som gennemgik rekonstruktiv kirurgi med gratis jejunal graft efter resektion af kræft i svælg eller livmoderhalsrør mellem 2011 og 2016. Med hensyn til USA er videooptagelserne opnået i klinisk praksis mellem 2000 og 2018 blevet gennemgået. Etisk godkendelse blev frafaldet på dette, ifølge det institutionelle etiske undersøgelsesudvalg.

1. Transesophageal ekkokardiografi (TEE)

BEMÆRK: TEE, som nødvendiggør indsættelse af en esophageal sonde, er egnet til at stille en diagnose eller overvågning i OR eller ICU, hvor CT-vurdering ikke er tilgængelig. TEE giver morfologisk og kinetisk information samt tarmens perfusionsstatus27,28. Selvom det kræver ekspertise i at visualisere SMA, er det ikke så svært for erfarne hjerte- og thorax aorta-eksaminatorer. SMA kan visualiseres med TEE-sonden (se materialetabellen) fremført i maven og transduceren rettet bagud (figur 1A).

  1. Visualiser den nedadgående aorta på den korte akse (scanningsplan 0 °), og før derefter sonden ind i maven med billedet af aorta holdt for øje ved at dreje sonden mod uret med en let anteflexion af sondespidsen for at holde transduceren i kontakt med spiserørvæggen.
  2. Hvis billedet af aorta bevæger sig nedad, bøjes sondespidsen yderligere (figur 1B).
  3. Brug farve Doppler-tilstand til at lette identifikationen af viscerale grene ved strømningssignal, og sørg for, at cøliakiarteriens åbning vises klokken 12 i abdominal aorta (figur 1C). Det opdeles i to eller tre arterier inden for få centimeter fra åbningen.
  4. Skub sonden en tomme længere, så SMA vises klokken 12-2.
    BEMÆRK: En venstrebøjning af sondespidsen er nyttig til at rotere billedet og vise SMA klokken 12.
  5. Sørg for, at den distale del af SMA er placeret mellem bugspytkirtlen (miltvenen) og abdominal aorta, hvor venstre nyrevene krydser bag SMA.
  6. Drej scanningsplanet til 90° for at visualisere langaksebilledet af aorta og viscerale grene. Den distale del af SMA kan lettere vurderes (figur 1D).
    BEMÆRK: Figur 1C,D viser TEE-fundene i et kardiovaskulært kirurgisk tilfælde uden mesenterisk iskæmi.

2. Abdominal US

BEMÆRK: Denne modalitet er egnet til mistanke om eller udelukkelse af mesenterisk iskæmi blandt flere patienter med mavesmerter sammen med fysisk undersøgelse. Det bruges til at vurdere tarmens morfologi og kinetik og blodgennemstrømningen i SMA. Figur 2A viser sondens sted (se materialetabel) for hvert formål.

  1. Brug en konveks eller sektorsonde med et frekvensområde på 2 til 5 MHz for at lette visualisering og overvurdering af tarmen via abdominalvæggen med tilstrækkelig opløsning og følsomhed.
    BEMÆRK: Brug en transducer med et frekvensområde mellem 2,5 og 5 MHz til visualisering af tarmene i maven med forstærkningsindstillingen maksimal uden at generere baggrundsstøj.
  2. Placer sonden på abdominalvæggen omkring navlen for at visualisere tarmen (figur 2B). Find ethvert akustisk vindue (gul pil) mellem tarmgassen (blå stiplet linje).
  3. Kontroller tarmens størrelse og peristaltiske bevægelse, slimhindeødem eller tilstedeværelsen af ascites omkring den. Sidstnævnte indikerer, at intestinal nekrose finder sted.
  4. Til vurdering af SMA-strømmen blev sonden placeret lodret over navleniveauet. Find SMA, der stammer fra abdominal aorta og styrer kausalt inden for få centimeter (figur 2C).
    BEMÆRK: De amerikanske fund i figur 2B,C blev registreret hos raske individer.

3. ICG-billeddannelse

BEMÆRK: Denne modalitet er egnet til vurdering af perfusion af vævene i det kirurgiske felt.

  1. Forbered ICG-billeddannelsessystemet ved at følge producentens anvisninger (se materialetabellen).
  2. I alt 2,5 mg ICG (se materialetabellen) opløst i 10 ml destilleret vand (0,25 mg/ml) injiceres i den centrale venelinje, efterfulgt af skylning med 10 ml saltvand (figur 3A).
  3. Visualiser den perfunderede ICG i mesenterialarterien og derefter tarmvævet på displayet (figur 3B). Det forekommer normalt ca. 10 til 20 sekunder efter injektion.
    BEMÆRK: ICG-billeddannelsesresultaterne i figur 3B blev registreret i et rekonstruktionstilfælde med et frit jejunalt transplantat indskrevet i ovenstående undersøgelse.

4. Nær-infrarød spektroskopi (NIRS)

BEMÆRK: For at løse problemet i plastik og rekonstruktiv kirurgi (som nævnt i introduktionsafsnittet) foreslog denne undersøgelse brugen af NIRS-systemet, som er blevet brugt i kardiovaskulær kirurgi29; Imidlertid var validering for at bekræfte, atrSO2 afspejler jejunums iskæmiske status, nødvendig. Da jejunalklappen blev høstet, blev en NIRS-sensor placeret på jejunum, og ændringer irSO2 blev overvåget, når arterien og venen blev fastspændt, og perfusion blev genoptaget efter rekonstruktion. Derudover blevrSO2-ændringer observeret i 3 dage postoperativt med NIRS-sensoren placeret på halsens hud. De anbefalede procedurer til vurdering af tarmensrSO2 direkte på det kirurgiske område er beskrevet her.

  1. Forbered NIRS-systemet i overensstemmelse med producentens anvisninger (se materialetabellen) (figur 4A).
  2. Anvend en passende sensor til måling af vævetsrSO2 i henhold til dybden af det målområde, der skal vurderes (figur 4B). Placer sensoren direkte på den med lyskontakt for ikke at trykke for meget.
    BEMÆRK: Denne undersøgelse brugte en sensor med en afstand mellem emitteren og modtageren på 2 cm.
  3. KontrollerrSO2-værdien , der er angivet på displayet, opdateret hver 5. sek. (figur 4B).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

TEE
Der var to typer fund: (1) "grentype" med et ægte komprimeret lumen i SMA ved et udvidet falsk lumen uden blodgennemstrømning og (2) "aortatype" med den intime klap ved åbningen af SMA og manglende blodgennemstrømning i SMA (figur 5A). De repræsentative TEE-fund af tre tilfælde med tarmnekrose forårsaget af akut aortadissektion vises. I et tilfælde af førstnævnte type var det sande lumen i SMA stærkt komprimeret (figur 5B). Tarmnekrose blev bekræftet ved laparotomi, og tarmresektion blev udført. Resultaterne af mesenterisk iskæmi af aortatypen varierer mellem tilfælde. Her vises to tilfælde. TEE afslørede, at det sande lumen i aorta var komprimeret (figur 5C). Cøliakiarterien var godt perfuseret i et tilfælde, mens blodgennemstrømningen ikke kunne påvises i SMA. I et andet tilfælde var begge ikke perfuserede. I begge tilfælde blev tarmnekrose bekræftet på laparotomi.

Abdominal US
ULkunne visualisere reduceret eller fraværende peristaltik eller udvidelse af tarmene (figur 6A). Mens den normale tarm normalt var mindre end 2 cm i diameter (figur 2B), var den udvidede tarm større end 3 cm med snavs, der svajede i det udvidede lumen, og de fortykkede Kerckring-folder28 var indlysende. Ascites omkring tarmene blev ofte set. I disse to tilfælde med aortadissektion var tarmene allerede nekrotiske og nødvendiggjorde resektion.

Figur 6B viser de amerikanske fund af trombose i portalvenen. Blodgennemstrømningssignaler var fraværende i venstre gren af portalvenen til navlestrengen. Den ekstrahepatiske portalvene blev udvidet med en flowsignaldefekt. Bag bugspytkirtellegemet blev den overlegne mesenteriske vene indsnævret af en trombose med accelereret strømning ind i portalvenen visualiseret på en langsgående scanning. I dette særlige tilfælde blev trombolytisk terapi udført.

Et tilfælde, der involverer en akut aortadissektion forbundet med mesenterisk iskæmi, præsenteres, hvor tarmene kunne reddes. Patienten præsenterede med milde mavesmerter, men signifikant metabolisk acidose. På trods af opacificeret SMA ved CT-vurdering (figur 7B) afslørede abdominal ULen hypokinetisk tarm. Blodgennemstrømningssignalet var dårligt i SMA, mens det var tydeligt i abdominal aorta (figur 7A). Accelereret blodgennemstrømning ved SMA-åbningen og omvendt strømning ind i den distale SMA fra jejunalgrenen blev noteret, hvilket indikerer en signifikant mesenterisk iskæmi. Ved emergent laparotomi (figur 7C) syntes tarmene blege, og peristaltikken var lidt reduceret. Efter revaskularisering blev tarmens farve og peristaltik forbedret (figur 7D). Tarmen blev reddet i dette tilfælde. Selvom det var heldigt, at SMA-strømmen kunne visualiseres i dette tilfælde, er der tilfælde, hvor visualiseringen af tarmene eller blodgennemstrømningen er vanskelig.

ICG-billeddannelse
Figur 8 viser billederne af to tilfælde med tarmnekrose før og efter administration af ICG. I førstnævnte tilfælde viste segmental nekrose sig kun ved inspektion (figur 8A). De mesenteriske arterier blev først visualiseret, og derefter lyste vævet. I sidstnævnte tilfælde var forskellen i perfusion imidlertid uklar ved inspektion (figur 8B). ICG-billeddannelse viste en ujævn lysning på venstre side. Den nederste del var helt nekrotisk. En region til højre lyser med åbenlys peristaltik. I disse to tilfælde blev nekrotiske dele af tarmen resekteret. Sådanne oplysninger kan være tilgængelige med CT-vurdering, men er ikke nødvendigvis nyttige under laparotomi, fordi tarmens placering ændres.

NIRS
Figur 9A viserrSO2-ændringerne i jejunummet, som blev høstet til brug som en fri jejunumklap til at rekonstruere det resekterede svælg30. Da arterien blev fastspændt, faldt rSO2 >60% i alle tilfælde til et niveau <60% i mange tilfælde. Når klappen blev reperfuseret, kom rSO2 tilbage til >60% i alle tilfælde. Efter operationen forblevrSO2 >60% uden tilfælde af udvikling af nekrose af jejunalklappen. I modsætning hertil, da venen blev fastspændt, blevrSO2 lidt reduceret, og hæmoglobinindekset (HbI), som er den relative ændring i hæmoglobintæthed, var markant forhøjet. Anvendelse af NIRS på dette felt blev foreslået baseret på forfatterens erfaring med cerebral perfusionsovervågning med NIRS i aortatilfælde25 (figur 9B) og et tilfælde af forbigående tarmiskæmi på grund af aortadissektion forbundet med reversible ændringer afrSO2, som blev målt fra overfladen af abdominalvæggen ved hjælp af den konventionelle NIRS-sensor med afstanden mellem emitter og modtager på 4 cm31.

Følsomhed og specificitet
Mens resultaterne af NIRS-vurderingen var forenelige med det begivenhedsløse postoperative kursus i alle tilmeldte tilfælde, var dataene i de tre andre ansøgninger ikke tilstrækkelige til at udføre statistisk analyse, men vurderingen var snarere "præcisionsmedicin" - som en i hvert enkelt tilfælde. Nøjagtigheden af vurderingen blev individuelt bekræftet ved den intraoperative inspektion af laparotomi.

Figure 1
Figur 1: Visualisering af viscerale grene ved hjælp af transesophageal ekkokardiografi (TEE). (A) Scanningsplaner til visualisering af cøliakiarterien (CEA) og overlegen mesenterialarterie (SMA). (B) Tips til manipulation af sonden for at visualisere et bedre billede ved klokken 12. c) TEE-billeder af CEA, SMA og omgivende strukturer. D) Langakset billede af CEA og SMA. I (C) og (D) vises blodgennemstrømningen i rødt eller blåt i henhold til strømningsretningen. Forkortelser: AB-AO: abdominal aorta, L-RA: venstre nyrearterie, L-RV: venstre nyrevene. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 2
Figur 2: Visualisering af tarmen og overlegen mesenterialarterie (SMA). A) Sondens steder og retninger for hver vurdering. (B) Et akustisk vindue mellem tarmgassen (blå stiplede linjer) mod tarmen og et billede af den normale tarm. (C) Et akustisk vindue til SMA og billeder af SMA visualiseret ved hjælp af en ultralydsenhed i håndfladestørrelse. Forkortelser: AB-AO: abdominal aorta, CEA: cøliakiarterie. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 3
Figur 3: Indocyaningrøn (ICG) billeddannelse. (A) Billeddannelsesmekanisme. Da nær-infrarødt lys bestråles til den injicerede ICG i vævet, udsender det fluorescerende lys, som optages af kameraet sammen med billederne af det kirurgiske felt. (B) Sekventielle billeder af ICG-billeddannelse, der viser perfusion i den frie jejunalklap. Fluorescensbilledet er overlejret på billedet af det kirurgiske felt. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 4
Figur 4: Nær-infrarød spektroskopi (NIRS) system og anvendelse på jejunalklappen. (A) NIRS-system. (B) En sensor lavet til vurdering af regional iltmætning i det kirurgiske felt med en afstand mellem emitteren og modtageren på 2 cm. Det blev dækket af en steril kappe og anbragt på jejunum. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 5
Figur 5: Transesophageal ekkokardiografiske fund af mesenterisk iskæmi forårsaget af aorta dissektion. (A) To typer mekanismer til malperfusion. (B) Forgreningstype med det komprimerede sande lumen (TL) i den overlegne mesenteriske arterie (SMA). C) Aortatype. I abdominal aorta (AB-AO) blev klappen komprimeret til væggen. I et tilfælde blev der ikke påvist nogen strømning i SMA, mens et godt flowsignal var i cøliakiarterien (CEA). I et andet tilfælde blev begge arterier malperfuset. Fraværet af farvekodning indikerer, at der ikke er blodgennemstrømning på det tilsvarende sted. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 6
Figur 6: Abdominale ultrasonografiske billeder af mesenterisk iskæmi. (A) Billeder af iskæmisk tarm, som var aketisk og udvidet, forbundet med åbenlyse Kerckring-folder og ascites. (B) Billeder af portalvenetrombose (PV). Der var en flowsignaldefekt af tromben (TH) i PV, som var udvidet og større end den ringere vena cava (IVC). Den del i karret, hvor farvekodning er fraværende, indikerer tab af blodgennemstrømning på grund af dannelse af trombose. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 7
Figur 7: Fund i et tilfælde af bjærget tarm forbundet med akut aortadissektion. (A) Blodgennemstrømningen var dårlig i den overlegne mesenteriske arterie (SMA), men en accelereret strømning blev noteret med omvendt strømning ind i den distale del fra grenarterien. (B) SMA blev opacified. (C) Ved laparotomi syntes tarmen let bleg med nedsat peristaltik. (D) Efter revaskularisering blev farve og bevægelse forbedret. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 8
Figur 8: Indocyaningrøn billeddannelse af iskæmisk tarm. (A) Segmental iskæmi. (B) Diffus iskæmi med nogle portioner mindre iskæmiske. Peristaltikken blev noteret i sidstnævnte del. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 9
Figur 9: Ændringer i regional iltmætning (rSO2). (A)RSO2-ændringerne af jejunalklappen. (B) Ændringer irSO2 i de bilaterale frontallapper under buekirurgi. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 10
Figur 10: Iskæmisk kaskade og multimodalitetstilgang til mesenterisk iskæmi. (A) Iskæmisk kaskade for mesenterisk iskæmi. Kaskaden vurderes ved ultralyd (US) og påvirkes af sværhedsgraden og varigheden af malperfusion. Førstnævnte kan vurderes ved at anvende farve Doppler-tilstand, indocyaningrøn (ICG) billeddannelse og nær-infrarød spektroskopi (NIRS). B) Multimodalitetstilgang efter lokaliteter. Den abdominale ULog transesophageal ekkokardiografi (TEE) udsender ultralyd og vurderer tarmen samt abdominal aorta (AB-AO) og overlegen mesenterialarterie (SMA). ICG-billeddannelse og NIRS udsender nærinfrarødt lys. C) Målet for vurderingen er forskelligt i disse metoder. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 11
Figur 11: Mekanisme for ændringer i regional iltmætning (rSO2). Når arteriel blodgennemstrømning afbrydes, falder iltet hæmoglobin, ogrSO2 reduceres. Når venøs overbelastning opstår, øges den venøse komponent med rig deoxygeneret hæmoglobin, reducerer rSO2 og øger hæmoglobinindekset (HbI), hvilket indikerer de relative ændringer i den kumulative mængde hæmoglobin i vævet. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 12
Figur 12: Optimering af måling af regional iltmætning (rSO2) af tarmen fra kropsoverfladen. (A,B) DarSO2 hovedsageligt udtages i en dybde på en til to tredjedele af afstanden mellem sensorens emitter og modtager, måles afstanden fra bugvægsmusklen. (C) Når sensoren presses mod maven i henhold til de ultrasonografiske oplysninger, når den tarmens dybde. Den røde markering angiver stien til infrarødt lys. Den gule pil viser, hvordan sensoren trykkes. Klik her for at se en større version af denne figur.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Mesenterisk iskæmi forbliver et uløst problem ud over det kliniske område. For at løse et sådant almindeligt problem kan lignende patologi i andre organer være nyttigt at tage et tip. Begrebet "iskæmisk kaskade" blev foreslået til akut myokardieinfarkt32, og regionale vægbevægelsesabnormiteter (hypokinese, akinese og dyskinese) placeret i det tidlige stadium af kaskaden er blevet anvendt som indikator for myokardieinfarkt i stedet for koronar blodgennemstrømning, som ikke kan vurderes noninvasivt i realtid. Dette koncept blev anvendt på tarmen, som også er et muskelorgan, for at undersøge de diagnostiske foranstaltninger for mesenterisk iskæmi (figur 10A).

To malperfusionsakser blev placeret omkring kaskaden, dvs. "sværhedsgrad" og "varighed". Til vurdering af mesenterisk perfusion er fire modaliteter ved hjælp af ultralyd og nær-infrarødt lys tilgængelige på forskellige måder (figur 10B). De er relateret til hver begivenhed, der forekommer i den iskæmiske kaskade (figur 10C). Kaskaden starter fra tab af perfusion efterfulgt af reduceret fordeling af arterielt blod, som indeholder rigeligt iltet hæmoglobin, hvilket fører til iltmangel i vævet. Det forårsager dysfunktion af organer, det vil sige hypokinese i tarmen. Selvom det oprindeligt er reversibelt, skrider irreversibel skade frem, hvis perfusion ikke genoprettes. Ovenstående fire modaliteter kan vurdere hvert af disse trin. Color Doppler-tilstand visualiserer blodgennemstrømningen i realtid og kan bruges til beslutningstagning af intervention og til evaluering af effektiviteten af trufne foranstaltninger. To modaliteter, TEE og abdominal US, anvendes i henhold til patientens situation. ICG-billeddannelse visualiserer, hvordan blod fordeles i vævet. Dette hjælper med at bestemme omfanget af resektering af nekrotiske tarmsegmenter 32,33,34,35. Anvendelsen af ICG-billeddannelse spredes nu blandt forskellige specialiteter, herunder kardiovaskulær kirurgi 36,37, thoraxkirurgi38, plastisk og rekonstruktiv kirurgi39. Selvom brugen af ICG-billeddannelse kun er tilgængelig under laparotomi, kan det forbedre nøjagtigheden af sondens laparotomi, hvor visuel inspektion og digital palpation af mesenterialarterien er blevet anvendt.

Skadens sværhedsgrad kan først vurderes ved kinetiske ændringer og derefter ved morfologiske ændringer, der anvender B-tilstanden i US40. Baseret på forfatterens erfaring var tarmen allerede nekrotisk, da de sidste fem fund i denne kaskade var indlysende. Fordi hypokinese forekommer øjeblikkeligt i tarmen og bliver iskæmisk, synes abdominal ULat være det mest egnede værktøj for læger i forskellige specialiteter, herunder almindelige læger, til at skelne patienter med mesenterisk iskæmi blandt patienter med mavesmerter. Amerikanske enheder i håndfladestørrelse udstyret med B- og farve-Doppler-tilstande er allerede tilgængelige, og dilatation og/eller reduceret peristaltik samt endda SMA-flow kan undersøges, uanset hvor patienten befinder sig (figur 2C). I denne forstand kan ULindgå i den fysiske undersøgelse som et "visuelt stetoskop", da det er ikke-invasivt og kan give nyttige oplysninger ved sengen. ULbruges i øjeblikket til diagnosticering af tarmsygdomme41 samt fokus på hændelser i ER-indstillingen (point-of-care US [POCUS]) såsom akut aortadissektion42. Da det kan visualisere blodgennemstrømningen i SMA43, bruges det til den indledende diagnose og / eller opfølgning af lokaliseret SMA-dissektion44. Imidlertid er visualiseringen af SMA ofte udfordrende hos overvægtige patienter eller dem med rigelig tarmgas. Da gassen samler sig på oversiden, kan tarmen afbildes fra siden af kroppen. Andre fund af mesenterisk iskæmi omfatter intestinal pneumatose eller hepatisk portal venøs gas 45,46, men disse fund skyldes nekrotiseret tarmvæv. Det er afgørende at overføre patienten til det kirurgiske team på dette stadium så hurtigt som muligt. Nødindstilling som akut aortadissektion er anderledes, fordi vurdering ved sengen uden CT er nødvendig i operationsstuen. For at overvinde disse problemer introducerede denne undersøgelse TEE for at visualisere de viscerale arterier i OR47 og vurdere mesenterisk iskæmi41. Andre rapporter citerede for nylig sådanne TEE-applikationer48 og kan bruges til flere patienter.

NIRS er den næste lovende kandidat til tidlig diagnose. rSO2 har vist sig nøjagtigt at afspejle perfusionsstatus i frontallappen via kraniet31 eller i den frie jejunalklap via halshuden30 (figur 10B). Figur 11 illustrerer skematisk, at reduceretrSO2 og øget HbI er gode indikatorer for henholdsvis arteriel forsyning og venøs overbelastning. Når arterien er fastspændt, reduceres tilførslen af oxi-Hb, hvilket fører til en nedsatrSO2. Når venen er overbelastet, falder rSO2 lidt, mens HbI øges markant. Et NIRS-system, der giver en absolutrSO2-værdi af vævene, ville muliggøre påvisning af reduceret intestinalrSO2 fra abdominaloverfladen uden laparotomi. I modsætning til sensoren på livmoderhalsoverfladen er tarmene i maven imidlertid længere væk fra sensoren og kan være uden for området for detektering afrSO2, således at den tilvejebragterSO2 er abdominalvæggen (figur 12). For at løse dette problem kan ultralyd hjælpe med at bestemme afstanden til tarmene. Hvis afstanden er længere end halvdelen til to tredjedele af afstanden mellem emitteren og modtageren af NIRS-sensoren, kan sensoren komprimeres mod maven, så tarmene er placeret inden for området til vurdering afrSO228.

Disse vurderinger har visse begrænsninger. Det omfang, hvori data indhentes, er begrænset. Den abdominale ULdetekterer let aketiske og udvidede tarme, men blodgennemstrømningen i SMA er ikke altid let. Visualisering af visceral arteriel strømning ved TEE er begrænset til nærheden af dens åbning, men tarmens peristaltik og mesenterisk perfusion omkring maven kan visualiseres. Da TEE nødvendiggør indsættelse af en sonde, er den velegnet til brug hos bedøvede patienter. Brugen af ICG-billedvurdering er begrænset til laparotomitilfælde, og penetration af fluorescerende lys er kun få millimeter. NIRS-vurderingen ser ud til at give oplysningerne under huden, men indsamler kun dataene langs vejen for infrarødt lys, og derfor skal gennemførligheden på tarmen i maven undersøges yderligere.

Sammenfattende er fire modaliteter tilgængelige ud over CT, potentielt nyttige til at redde tarmen og redde patienten. Kort fortalt påvises potentiel iskæmi ved hypokinese af tarmen af US, og derefter måles tarmensrSO2 via bugvæggen af NIRS. Fordi tiden til bjærgning af tarmen er begrænset, er det af største betydning at tage patienten til et institut, hvor passende intervention kan gives. Til dette formål er det vigtigt at have mangesidede løsninger mod et sådant multifasisk problem. Med den nylige udvikling af en enhed på størrelse med en håndflade ville amerikansk vurdering være den eneste modalitet, der er tilgængelig overalt og nyttig til at skelne patienter, der har brug for en hurtig henvisning til de faciliterede hospitaler. Det kan hjælpe med at overvåge perfusionsstatus for patienter i fare på enhver hospitalsafdeling. NIRS-vurdering kan være et ekstra værktøj, da pulsoximetri er blevet meget udbredt under COVID-19-pandemien. TEE er nyttig til perioperativ vurdering/overvågning, især i tilfælde med aortadissektion og potentiel NOMI. ICG-billeddannelse skal anvendes til visuelt at bekræfte organ/graftperfusion og bestemme omfanget af nekrotisk dissektion.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatteren har ingen interessekonflikter vedrørende dette værk.

Acknowledgments

Afsnittet om den frie jejunalklap er resultatet af arbejde med 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

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

Mesenterisk iskæmi diagnose multimodalitetsdiagnose udfordringer computertomografi begrænsninger strålingseksponering nyreskade nekrose ultralyd nær-infrarødt lys kliniske undersøgelser morfologisk information kinetisk information mesenteriske kar transesophageal ekkokardiografi perfusionsvurdering aortadissektionstilfælde nær-infrarød billeddannelse indocyaningrøn karperfusion tarmvævsperfusion
Multimodalitetsdiagnose af mesenterisk iskæmi
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