Summary
Denne artikkelen presenterer en multimodal tilnærming som tar sikte på å overvinne begrensningene i tradisjonelle metoder for å oppdage mesenterisk iskemi og forhindre tarmnekrose. Den presenterte teknikken gir en lovende løsning ved å kombinere toppmoderne ultralyd med banebrytende nær-infrarød lysteknologi.
Abstract
Tidlig diagnose av mesenterisk iskemi er fortsatt utfordrende fordi mesenterisk iskemi presenterer ingen viktige symptomer eller fysiske funn, og ingen laboratoriedata indikerer spesifikt intestinal vevsiskemisk status før nekrose utvikler seg. Mens datatomografi er standarden for diagnostisk bildebehandling, er det flere begrensninger: (1) gjentatte vurderinger er forbundet med økt strålingseksponering og risiko for nyreskade; (2) de computertomografifunnene kan være misvisende fordi nekrose av og til forekommer til tross for opacifiserte mesenteriske arterier; og (3) computertomografi er ikke nødvendigvis tilgjengelig innen den gyldne tiden for å redde tarmene for de pasientene i operasjonssalen eller på et sted langt fra sykehuset. Denne artikkelen beskriver en utfordring for å overvinne slike begrensninger ved hjelp av ultralyd og nær-infrarødt lys, inkludert kliniske studier. Den førstnevnte er i stand til å gi ikke bare morfologisk og kinetisk informasjon om tarmene, men også perfusjon av de mesenteriske karene i sanntid uten å overføre pasienten eller utsette dem for stråling. Transøsofageal ekkokardiografi muliggjør presis vurdering av mesenterisk perfusjon i OR, ER eller ICU. Representative funn av mesenterisk iskemi i syv tilfeller av aortadisseksjon presenteres. Nær-infrarød avbildning med indocyaningrønn bidrar til å visualisere perfusjonen av kar og tarmvev, selv om denne applikasjonen krever laparotomi. Funn i to tilfeller (aortaaneurisme) er vist. Nær-infrarød spektroskopi demonstrerer oksygengjeld i tarmvevet som digitale data og kan være en kandidat for tidlig påvisning av mesenterisk iskemi uten laparotomi. Nøyaktigheten av disse vurderingene er bekreftet ved intraoperative inspeksjoner og postoperativt forløp (prognose).
Introduction
Akutt mesenterisk iskemi kan være livstruende med mindre diagnostisert og behandlet uten forsinkelse 1,2; Imidlertid er tidlig diagnose etterfulgt av restaurering av perfusjon før progresjon til tarmnekrose, helst innen 4 timer, fortsatt utfordrende av flere grunner: (1) Mesenterisk iskemi er forårsaket av flere mekanismer og forbundet med flere sykdommer som styres av forskjellige spesialiteter; (2) det er ingen symptomer, tegn eller laboratoriedata som er spesifikke for mesenterisk iskemi; og (3) computertomografi (CT), gullstandarden for bildediagnostikk, er misvisende fordi iskemi kan være til stede til tross for en opacified superior mesenteric arterie (SMA) 2,3,4,5.
Årsaker til mesenterisk iskemi inkluderer emboli, trombose, disseksjon eller ikke-okklusiv mesenterisk iskemi (NOMI)3,6. Embolisme er forårsaket av en kardiogen trombe hos pasienter med atrieflimmer, dilatert venstre ventrikkel eller atherom i aorta, som er asymptomatisk til embolisering. Av og til genereres en trombe i SMA eller vena mesenterica superior. Det er nylig vist at covid-19 kan føre til trombedannelse7. I aortadisseksjon, den intime klaff i aorta okkluderer åpningen av SMA, eller disseksjon strekker seg inn i SMA, og en utvidet falsk lumen komprimerer den sanne lumen. Fordi denne obstruksjonen er "dynamisk", oppstår mesenterisk iskemi selv når SMA er vist å være opacified på kontrast CT. Det er ikke uvanlig at mesenterisk iskemi opptrer sammen med andre kritiske tilstander, som hjerneslag, hjerteinfarkt eller aortabrudd, og dermed nødvendiggjør en rask og nøyaktig diagnose for å prioritere behandlingen. Hos pasienter som gjennomgår bloddialyse i årevis, er SMA ofte innsnevret på grunn av forkalkninger, og blodstrømmen kan reduseres kritisk etter hjertekirurgi ved hjelp av ekstrakorporeal sirkulasjon eller ulike typer stress 8,9,10. Nomi kan være forårsaket av utilstrekkelig oksygentilførsel til SMA på grunn av hjertesvikt, hjertestans, eller hypoksemi til tross for en patent SMA 11,12,13. Tatt i betraktning ulike etiologier og forekomstmønstre, må ikke bare blodstrømmen i SMA, men også iskemisk status i tarmveggen vurderes.
En annen årsak til forsinket diagnose er mangel på sentrale symptomer eller fysiske funn. Forsvaret blir tydelig etter at tarmen er nekrotisert. Selv om flere laboratorietester, som C-reaktivt protein, laktat, citrullin eller intestinal fettsyrebindende protein, har blitt undersøkt som potensielle indikatorer på mesenterisk iskemi 4,14, har ingen laboratorietest vist seg å oppdage et tidlig stadium av mesenterisk iskemi til dags dato15. Selv om CT er standard bildediagnostisk modalitet ved mesenterisk iskemi16,17,18, kan det være feil i diagnostisering eller fallgruver i filmteknikken 5,19, og det er derfor behov for kompetanse for en nøyaktig diagnose, noe som kan nødvendiggjøre overføring av pasienten til et annet anlegg. I tillegg er CT ikke tilgjengelig for pasienter i operasjonsstuen (OR), akuttmottaket (ER) eller intensivavdelingen (ICU) som ikke kan overføres til røntgenavdelingen. Allergier mot kontrastmidler, nyretoksisitet eller strålingseksponering begrenser også CT som den første diagnostiske undersøkelsen for hver pasient med magesmerter.
Tarmiskemi er også problematisk for plastik- og rekonstruktive kirurger. Under radikal kirurgi for svelgkreft, brukes en fri jejunal klaff til å rekonstruere resektert svelg. En del av jejunum høstes med en arterie og venepedicle, som er anastomosert til karene i livmorhalsområdet, etterfulgt av anastomose av jejunal klaff til svelget og spiserøret. For å bekrefte karanastomosens kompetanse ble indocyanin (ICG) bildediagnostikk utført intraoperativt (pkt. 3). Imidlertid er det anledninger når klaffen utvikler nekrose innen flere dager etter operasjonen. Selv om det er sjeldent, kan lappnekrose være dødelig med mindre det oppdages og behandles uten forsinkelse. Dermed har ulike forsøk på å oppdage jejunal iskemi blitt utviklet, for eksempel hyppig ultralyd (US) for å bekrefte blodstrømmen, gjentatt endoskopi for å verifisere slimhinnefarge, eller utpeke en vaktpostdel av jejunum for å overvåke perfusjon, som begraves etterpå ved en ekstra kirurgisk prosedyre 20,21,22; Imidlertid er slike manøvrer vanskelige for både pasienter og leger. Andre modaliteter som brukes til klinisk bruk for diagnostisering av tarmiskemi inkluderer optisk koherenstomografi23, laserflekkkontrastavbildning24, sidestream mørkt feltavbildning25 og hendelse mørkt feltavbildning26. Disse lovende modalitetene forventes å bli allment tilgjengelige gjennom videreutvikling.
Med tanke på arten av mesenterisk iskemi, som påvirker flere felt i ulike situasjoner, er det viktig å ha flere tiltak for å oppdage det. Denne artikkelen foreslår to potensielle kandidater til dette formålet, amerikansk og nær-infrarødt lys og presenterer de representative funnene.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
En klinisk undersøkelse av ICG-avbildning ble utført under godkjenning av etikkomiteen ved Kochi Medical School med informert samtykke fra hver pasient. Totalt 25 pasienter ble inkludert, som gjennomgikk rekonstruktiv kirurgi med fritt jejunalt transplantat etter reseksjon av kreft i svelget eller cervikal øsofagus mellom 2011 og 2016. Når det gjelder USA, er videoopptakene innhentet i klinisk praksis mellom 2000 og 2018 gjennomgått. Etisk godkjenning ble frafalt på dette, ifølge den institusjonelle etiske vurderingskomiteen.
1. Transesophageal ekkokardiografi (TEE)
MERK: TEE, som nødvendiggjør innsetting av en esophageal probe, er egnet for å stille en diagnose eller overvåking i OR eller ICU der CT-vurdering ikke er tilgjengelig. TEE gir morfologisk og kinetisk informasjon samt tarmens perfusjonsstatus27,28. Selv om det krever kompetanse i å visualisere SMA, er det ikke så vanskelig for erfarne hjerte og thorax aorta eksaminatorer. SMA kan visualiseres med TEE-sonden (se materialfortegnelse) avansert inn i magen og transduseren rettet bakover (figur 1A).
- Visualiser den synkende aorta på den korte aksen (skanningsplan 0 °), og før sonden deretter inn i magen med bildet av aorta holdt i sikte ved å rotere sonden mot klokken med en liten antefleksjon av sondespissen for å holde transduseren i kontakt med spiserørveggen.
- Hvis bildet av aorta beveger seg nedover, bøy sondespissen lenger (figur 1B).
- Bruk fargedopplermodus for å lette identifiseringen av viscerale grener ved hjelp av strømningssignal, og sørg for at åpningen til cøliakiarterien vises ved klokken 12 i abdominal aorta (figur 1C). Den deler seg i to eller tre arterier innen noen få centimeter av åpningen.
- Advance sonden en tomme lenger slik at SMA vises på 12-2 o'clock posisjon.
MERK: En venstrebøyning av sondespissen er nyttig for å rotere bildet og skildre SMA klokken 12. - Sørg for at den distale delen av SMA er plassert mellom bukspyttkjertelen (miltvenen) og abdominal aorta, hvor venstre nyrevenen krysser bak SMA.
- Drei skanneplanet til 90° for å visualisere langaksevisningen av aorta og viscerale grener. Den distale delen av SMA kan lettere vurderes (figur 1D).
MERK: Figur 1C,D viser TEE-funnene i et kardiovaskulært kirurgisk tilfelle uten mesenterisk iskemi.
2. Abdominal USA
MERK: Denne modaliteten er egnet for mistanke om eller utelukkelse av mesenterisk iskemi blant flere pasienter med magesmerter, sammen med fysisk undersøkelse. Det brukes til å vurdere tarmens morfologi og kinetikk og blodstrømmen i SMA. Figur 2A viser sondens plass (se materialfortegnelse) for hvert formål.
- Bruk en konveks eller sektorsonde med et frekvensområde på 2 til 5 MHz for å lette visualisering og over vurdering av tarmen via bukveggen med tilstrekkelig oppløsning og følsomhet.
MERK: Bruk en svinger med et frekvensområde mellom 2,5 og 5 MHz for å visualisere tarmene i magen med forsterkningsinnstillingen maksimal uten å generere bakgrunnsstøy. - Plasser sonden på bukveggen rundt navlen for å visualisere tarmen (figur 2B). Finn et akustisk vindu (gul pil) mellom tarmgassen (blå stiplet linje).
- Kontroller størrelsen og peristaltisk bevegelse av tarmen, slimhinneødem eller tilstedeværelsen av ascites rundt den. Sistnevnte indikerer at intestinal nekrose finner sted.
- For å vurdere SMA-strømmen ble sonden plassert vertikalt over navlenivået. Finn SMA, som oppstår fra abdominal aorta og leder kaudalt innen noen få centimeter (figur 2C).
MERK: De amerikanske funnene i figur 2B,C ble registrert hos friske individer.
3. ICG-avbildning
MERK: Denne modaliteten er egnet for å vurdere perfusjonen av vevet i det kirurgiske feltet.
- Klargjør ICG-bildesystemet i henhold til produsentens instruksjoner (se Materialfortegnelse).
- Injiser totalt 2,5 mg ICG (se materialfortegnelsen) oppløst i 10 ml destillert vann (0,25 mg/ml) inn i den sentrale veneslangen, etterfulgt av skylling med 10 ml saltvann (figur 3A).
- Visualiser den perfunderte ICG i mesenterisk arterie og deretter tarmvevet som vises (figur 3B). Det vises vanligvis ca. 10 til 20 sekunder etter injeksjon.
MERK: ICG-bildefunnene i figur 3B ble registrert i et rekonstruksjonstilfelle med et fritt jejunalt transplantat inkludert i studien ovenfor.
4. Nær-infrarød spektroskopi (NIRS)
MERK: For å løse problemet i plastisk og rekonstruktiv kirurgi (som nevnt i introduksjonsdelen), foreslo denne studien bruk av NIRS-systemet, som har blitt brukt i kardiovaskulær kirurgi29; Imidlertid var det nødvendig med validering for å bekrefte at rSO2 gjenspeiler den iskemiske statusen til jejunum. Ved høsting av jejunallappen ble det plassert en NIRS-sensor på jejunum, og forandringer i rSO2 ble overvåket når arterie og vene ble klemt, og perfusjonen ble gjenopptatt etter rekonstruksjon. I tillegg ble rSO2-forandringer observert i 3 dager postoperativt med NIRS-sensor plassert på nakkehuden. De anbefalte prosedyrene for å vurdere tarmens rSO2 direkte i det kirurgiske feltet er beskrevet her.
- Klargjør NIRS-systemet ved å følge produsentens instruksjoner (se materialfortegnelse) (figur 4A).
- Bruk en egnet sensor for å måle rSO2 i vevet i henhold til dybden av målområdet som skal vurderes (figur 4B). Plasser sensoren direkte på den med lett kontakt for ikke å trykke for mye.
MERK: Denne studien brukte en sensor med en avstand mellom senderen og mottakeren på 2 cm. - Kontroller rSO2-verdien som vises, oppdatert hver 5.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
TEE
Det var to typer funn: (1) "grentype" med en ekte komprimert lumen i SMA ved en utvidet falsk lumen uten blodstrøm, og (2) "aortatype" med intimallappen ved åpningen av SMA og mangel på blodstrøm i SMA (figur 5A). De representative TEE-funnene i tre tilfeller med tarmnekrose forårsaket av akutt aortadisseksjon er vist. I ett tilfelle av den tidligere typen ble det sanne lumen i SMA sterkt komprimert (figur 5B). Tarmnekrose ble bekreftet ved laparotomi, og det ble utført tarmreseksjon. Funnene av aorta-type mesenterisk iskemi varierer mellom tilfeller. Her vises to tilfeller. TEE viste at det sanne lumen i aorta var komprimert (figur 5C). Cøliakiarterien var godt perfundert i ett tilfelle, mens blodstrømmen ikke kunne påvises i SMA. I et annet tilfelle var begge ikke perfusert. I begge tilfeller ble tarmnekrose bekreftet ved laparotomi.
Abdominal USA
USA kunne visualisere redusert eller fraværende peristaltikk eller dilatasjon av tarmene (figur 6A). Mens normaltarmen vanligvis var mindre enn 2 cm i diameter (figur 2B), var den utvidede tarmen større enn 3 cm med svaiende rusk i det utvidede lumenet, og de fortykkede Kerckringfoldene28 var tydelige. Ascites rundt tarmene ble ofte sett. I disse to tilfellene med aortadisseksjon var tarmen allerede nekrotisk og nødvendiggjorde reseksjon.
Figur 6B viser amerikanske funn av trombose i portvenen. Blodstrømsignaler manglet i venstre gren av portvenen til navlestrengen. Den ekstrahepatiske portalvenen ble dilatert med en strømningssignaldefekt. Bak pancreaskroppen ble vena mesenterica superior innsnevret av en trombe med akselerert strømning inn i portvenen visualisert ved langsgående skanning. I dette tilfellet ble trombolytisk behandling utført.
Et tilfelle som involverer en akutt aortadisseksjon assosiert med mesenterisk iskemi presenteres der tarmene kan reddes. Pasienten hadde lette magesmerter, men signifikant metabolsk acidose. Til tross for opacifisert SMA ved CT-utredning (figur 7B) viste amerikansk abdomen hypokinetisk tarm. Blodstrømssignalet var dårlig i SMA, mens det var tydelig i abdominalaorta (figur 7A). Akselerert blodstrøm ved SMA-åpningen og omvendt strømning inn i distale SMA fra jejunalgrenen ble notert, noe som indikerer en signifikant mesenterisk iskemi. Ved akutt laparotomi (figur 7C) virket tarmene bleke og peristaltikken lett redusert. Etter revaskularisering forbedret tarmens farge og peristaltikk (figur 7D). Tarmen ble berget i dette tilfellet. Selv om det var heldig at SMA-strømmen kunne visualiseres i dette tilfellet, er det tilfeller der visualiseringen av tarmene eller blodstrømmen er vanskelig.
ICG-avbildning
Figur 8 viser bilder av to tilfeller med tarmnekrose før og etter ICG-administrasjon. I førstnevnte tilfelle var segmental nekrose kun synlig ved inspeksjon (figur 8A). De mesenteriske arteriene ble visualisert først, og deretter ble vevet lysere. I sistnevnte tilfelle var imidlertid forskjellen i perfusjon uklar ved inspeksjon (figur 8B). ICG-bilder viste en flekkvis lysning på venstre side. Den nedre delen var helt nekrotisk. Et område til høyre lysnet med åpenbar peristaltikk. I disse to tilfellene ble nekrotiske deler av tarmen resektert. Slik informasjon kan være tilgjengelig med CT-vurdering, men er ikke nødvendigvis nyttig under laparotomi fordi tarmens plassering endres.
NIRS
Figur 9A viser rSO 2-forandringene i jejunum, som ble høstet for bruk som en fri jejunumklaff for å rekonstruere resektert svelg30. Etter hvert som arterien ble fastspent, falt rSO2 >60% i hvert tilfelle til et nivå <60% i mange tilfeller. Når klaffen ble reperfundert, kom rSO2 seg til >60 % i alle tilfeller. Etter operasjonen forble rSO2 >60 % uten at det ble utviklet nekrose av jejunallappen. I kontrast, da venen ble klemmet, blerSO2 litt redusert, og hemoglobinindeksen (HbI), som er den relative endringen i hemoglobintetthet, ble markert forhøyet. Anvendelse av NIRS på dette feltet ble foreslått basert på forfatterens erfaring med cerebral perfusjonsmonitorering med NIRS i aortatilfeller25 (figur 9B) og et tilfelle av forbigående tarmiskemi på grunn av aortadisseksjon assosiert med reversible forandringer av rSO2, som ble målt fra overflaten av bukveggen med konvensjonell NIRS-sensor med avstanden mellom emitter og mottaker på 4 cm31.
Sensitivitet og spesifisitet
Mens resultatene fra NIRS-vurderingen var forenlige med det begivenhetsløse postoperative forløpet i alle påmeldte tilfeller, var dataene i de tre andre søknadene ikke nok til å utføre statistisk analyse, men vurderingen var snarere "presisjonsmedisin"-lignende i hvert enkelt tilfelle. Nøyaktigheten av vurderingen ble individuelt bekreftet ved intraoperativ inspeksjon av laparotomi.
Figur 1 Visualisering av viscerale grener ved hjelp av transøsofageal ekkokardiografi (TEE). (A) Skanningsplan for visualisering av cøliakiarterien (CEA) og arteria mesenterica superior (SMA). (B) Tips for å manipulere sonden for å visualisere et bedre bilde klokken 12. (C) TEE-bilder av CEA, SMA og omkringliggende strukturer. (D) Langakset utsikt over CEA og SMA. I (C) og (D) vises blodstrømmen i rødt eller blått i henhold til strømningsretningen. Forkortelser: AB-AO: abdominal aorta, L-RA: venstre nyrearterie, L-RV: venstre nyrevene. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 2 Visualisering av tarm og arteria mesenterica superior (SMA). (A) Steder og retninger for sonden for hver vurdering. (B) Et akustisk vindu mellom tarmgassen (blå stiplede linjer) mot tarmen og et bilde av normaltarmen. (C) Et akustisk vindu for SMA og bilder av SMA visualisert ved hjelp av en palm-sized ultralyd enhet. Forkortelser: AB-AO: abdominal aorta, CEA: cøliakiarterie. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 3: Indocyaningrønn (ICG) avbildning. (A) Mekanisme for avbildning. Når nær-infrarødt lys bestråles til den injiserte ICG i vevet, avgir det fluorescerende lys, som registreres av kameraet sammen med bildene av det kirurgiske feltet. (B) Sekvensielle bilder av ICG-avbildning som viser perfusjon i den frie jejunale. Fluorescensbildet er lagt på bildet av det kirurgiske feltet. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 4: Nær-infrarød spektroskopi (NIRS) system og anvendelse på jejunal. (A) NIRS-systemet. (B) En sensor laget for å vurdere regional oksygenmetning i det kirurgiske feltet, med en avstand mellom emitter og mottaker på 2 cm. Den ble dekket av en steril kappe og plassert på jejunum. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 5 Transøsofageale ekkokardiografiske funn av mesenterisk iskemi forårsaket av aortadisseksjonen. (A) To typer mekanismer for malperfusjon. (B) Grentype med komprimert sant lumen (TL) i arteria mesenterica superior (SMA). (C) Aortatype. I abdominalaorta (AB-AO) ble komprimert til veggen. I ett tilfelle ble det ikke påvist flyt i SMA, mens et godt strømningssignal var i cøliakiarterien (CEA). I et annet tilfelle var begge arteriene malperfusert. Fraværet av fargekoding indikerer at det ikke er blodstrøm på det tilsvarende stedet. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 6: Abdominale ultralydbilder av mesenterisk iskemi. (A) Bilder av iskemisk tarm, som var akinetisk og dilatert, assosiert med åpenbare Kerckring-folder og ascites. (B) Bilder av trombose i portalvenen (PV). Det var en strømningssignaldefekt ved trombe (TH) i PV, som var dilatert og større enn den nedre vena cava (IVC). Den delen i fartøyet hvor fargekoding er fraværende, indikerer tap av blodstrøm på grunn av trombusdannelse. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 7 Funn ved berget tarm assosiert med akutt aortadisseksjon. (A) Blodgjennomstrømningen var dårlig i a. mesenterica superior (SMA), men det ble observert en akselerert strøm med motsatt strøm til distale del fra grenarterien. (B) SMA ble opacified. (C) Ved laparotomi virket tarmen lett blek med redusert peristaltikk. (D) Etter revaskularisering ble farge og bevegelse forbedret. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 8: Indocyanin grønn avbildning av iskemisk tarm. (A) Segmental iskemi. (B) Diffus iskemi med noen deler mindre iskemisk. Peristaltikk ble notert i sistnevnte del. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 9: Endringer i regional oksygenmetning (rSO2). (A) RSO2-endringene i jejunalklaffen. (B) Endringer i rSO2 i de bilaterale frontallappene under buekirurgi. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 10: Iskemisk kaskade og multimodalitet tilnærming til mesenterisk iskemi. (A) Iskemisk kaskade for mesenterisk iskemi. Kaskaden vurderes ved ultralyd (US) og påvirkes av alvorlighetsgraden og varigheten av malperfusjon. Førstnevnte kan vurderes ved å bruke fargedopplermodus, indocyaningrønn (ICG) avbildning og nær-infrarød spektroskopi (NIRS). (B) Multimodalitet tilnærming av steder. Den abdominale amerikanske og transesophageal ekkokardiografi (TEE) avgir ultralyd og vurderer tarmen samt abdominal aorta (AB-AO) og superior mesenteric arterie (SMA). ICG-avbildning og NIRS sender ut nær-infrarødt lys. (C) Målet for vurderingen er forskjellig i disse modalitetene. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 11: Mekanisme for endringer i regional oksygenmetning (rSO2). Når arteriell blodstrøm avbrytes, reduseres oksygenert hemoglobin og rSO2 reduseres. Når venøs overbelastning oppstår, øker den venøse komponenten med rik deoksygenert hemoglobin, reduserer rSO2 og øker hemoglobinindeksen (HbI), som indikerer de relative endringene i den kumulative mengden hemoglobin i vevet. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 12: Optimalisering av måling av regional oksygenmetning (rSO2) av tarmen fra kroppsoverflaten. (A,B) Siden rSO2 hovedsakelig samples på en dybde på en til to tredjedeler av avstanden mellom emitteren og mottakeren av sensoren, måles den i bukveggmuskelen. (C) Når sensoren presses mot magen i henhold til ultrasonografisk informasjon, når den tarmens dybde. Den røde markeringen indikerer banen til infrarødt lys. Den gule pilen viser hvordan sensoren trykkes inn. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Mesenterisk iskemi forblir et uløst problem utenfor det kliniske feltet. For å løse et slikt vanlig problem, kan lignende patologi i andre organer være nyttig å ta et hint. Begrepet "iskemisk kaskade" ble foreslått for akutt hjerteinfarkt32, og regionale veggbevegelsesavvik (hypokinese, akinesis og dyskinese) lokalisert i tidlig stadium av kaskade har blitt brukt som en indikator på hjerteinfarkt i stedet for koronar blodstrøm, som ikke kan vurderes ikke-invasivt i sanntid. Dette konseptet ble brukt på tarmen, som også er et muskulært organ, for å utforske de diagnostiske tiltakene for mesenterisk iskemi (figur 10A).
To malperfusjonsakser ble plassert rundt kaskaden, dvs. For å vurdere mesenterisk perfusjon er fire modaliteter ved hjelp av ultralyd og nær-infrarødt lys tilgjengelige på forskjellige måter (figur 10B). De er relatert til hver hendelse som oppstår i den iskemiske kaskaden (figur 10C). Kaskaden starter fra tap av perfusjon, etterfulgt av redusert fordeling av arterielt blod, som inneholder rikelig oksygenert hemoglobin, noe som fører til oksygenmangel i vevet. Det forårsaker dysfunksjon av organer, det vil si hypokinesis i tarmen. Selv om det er reversibelt i utgangspunktet, utvikler irreversibel skade hvis perfusjonen ikke gjenopprettes. Ovennevnte fire modaliteter kan vurdere hvert av disse trinnene. Fargedopplermodus visualiserer blodstrømmen i sanntid og kan brukes til beslutningstaking av intervensjon og for å evaluere effekten av tiltakene som er tatt. To modaliteter, TEE og abdominal US, brukes i henhold til pasientens situasjon. ICG-avbildning visualiserer hvordan blod fordeles i vevet. Dette bidrar til å bestemme omfanget av reseksjon av nekrotiske tarmsegmenter 32,33,34,35. Anvendelsen av ICG-avbildning sprer seg nå mellom ulike spesialiteter, inkludert kardiovaskulær kirurgi36,37, thoraxkirurgi38, plastisk og rekonstruktiv kirurgi39. Selv om bruk av ICG-avbildning bare er tilgjengelig under laparotomi, kan det forbedre nøyaktigheten av sondens laparotomi der visuell inspeksjon og digital palpasjon av mesenterisk arterie har blitt brukt.
Alvorlighetsgraden av skaden kan vurderes først ved kinetiske endringer, deretter ved morfologiske endringer som bruker B-modusen til US40. Basert på forfatterens erfaring var tarmen allerede nekrotisk da de fem sistnevnte funnene i denne kaskaden var åpenbare. Fordi hypokinesis opptrer øyeblikkelig i tarmen og blir iskemisk, synes abdominal USA å være det mest egnede verktøyet for leger i ulike spesialiteter, inkludert generelle leger, for å skille pasienter med mesenterisk iskemi blant pasienter med magesmerter. Palmestore amerikanske apparater utstyrt med B- og fargedopplermodus er allerede tilgjengelige, og dilatasjon og/eller redusert peristaltikk samt til og med SMA-flyt kan undersøkes uansett hvor pasienten befinner seg (figur 2C). I denne forstand kan USA inkluderes i den fysiske undersøkelsen som et "visuelt stetoskop", da det er ikke-invasivt og kan gi nyttig informasjon ved sengen. USA brukes i dag til diagnostisering av tarmsykdommer41, samt fokus på hendelser i akuttmottaket (point-of-care US [POCUS]) som akutt aortadisseksjon42. Som det kan visualisere blodstrømmen i SMA43, brukes den til den første diagnosen og / eller oppfølging av lokalisert SMA-disseksjon44. Imidlertid er visualiseringen av SMA ofte utfordrende hos overvektige pasienter eller de med rikelig tarmgass. Når gassen samler seg på oversiden, kan tarmen avbildes fra siden av kroppen. Andre funn av mesenterisk iskemi inkluderer intestinal pneumatose eller leverportalvenøs gass45,46, men disse funnene skyldes nekrotisert tarmvev. Det er avgjørende å overføre pasienten til det kirurgiske teamet på dette stadiet så snart som mulig. Nødsetting som akutt aortadisseksjon er annerledes fordi sengevurdering uten CT er nødvendig i operasjonssalen. For å overvinne disse problemene introduserte denne studien TEE for å visualisere de viscerale arteriene i OR47 og vurdere mesenterisk iskemi41. Andre rapporter siterte nylig slike TEE-applikasjoner48 og kan brukes til flere pasienter.
NIRS er den neste lovende kandidaten for tidlig diagnose. rSO2 er vist å gjenspeile perfusjonsstatus i pannelappen nøyaktig via skallen31 eller i den frie jejunale via nakkehuden30 (figur 10B). Figur 11 illustrerer skjematisk at redusert rSO2 og økt HbI er gode indikatorer på henholdsvis arteriell forsyning og venøs stuvning. Når arterien klemmes, reduseres tilførselen av oksi-Hb, noe som fører til redusert rSO2. Når venen er overbelastet, reduseres rSO2 litt, mens HbI økes markant. Et NIRS-system som gir en absolutt rSO2-verdi av vevet, vil muliggjøre påvisning av redusert intestinal rSO2 fra bukoverflaten uten laparotomi. I motsetning til sensoren på livmorhalsoverflaten er imidlertid tarmene i magen lenger fra sensoren og kan være utenfor området for å oppdage rSO2, og dermed er den medfølgende rSO2 den i bukveggen (figur 12). For å løse dette problemet, kan ultralyd bidra til å bestemme avstanden til tarmene. Hvis avstanden er lenger enn en halv til to tredjedeler av avstanden mellom emitteren og mottakeren til NIRS-sensoren, kan sensoren komprimeres mot magen slik at tarmene befinner seg innenfor området for å vurdere rSO228.
Disse vurderingene har visse begrensninger. Det er begrenset i hvilken grad data innhentes. Den abdominale USA oppdager lett akinetiske og utvidede tarmer, men blodstrømmen i SMA er ikke alltid lett. Visualisering av visceral arteriell strømning av TEE er begrenset til nærheten av åpningen, men peristaltikken i tarmen og mesenterisk perfusjon rundt magen kan visualiseres. Siden TEE krever innsetting av en sonde, er den egnet for bruk hos bedøvede pasienter. Bruken av ICG-bildebehandling er begrenset til laparotomitilfeller, og penetrasjon av fluorescerende lys er bare noen få millimeter. NIRS-vurderingen ser ut til å gi informasjonen under huden, men samler bare dataene langs banen til infrarødt lys, og dermed trenger muligheten for tarm i magen ytterligere undersøkelser.
Oppsummert er fire modaliteter tilgjengelige i tillegg til CT, potensielt nyttige for å redde tarmen og redde pasienten. Kort fortalt detekteres potensiell iskemi ved hypokinesis i tarmen hos USA, og deretter måles rSO2 i tarmen via bukveggen ved NIRS. Fordi tiden for å redde tarmen er begrenset, er det av største betydning å ta pasienten til et institutt hvor passende inngrep kan gis. For dette formål er det viktig å ha mangefasetterte løsninger mot et slikt multifasisk problem. Med den nylige utviklingen av en enhet i håndflatestørrelse, vil amerikansk vurdering være den eneste modaliteten som er tilgjengelig overalt og nyttig for å skille pasienter som trenger en rask henvisning til de tilrettelagte sykehusene. Det kan bidra til å overvåke perfusjonsstatusen til risikopasienter på alle sykehusavdelinger. NIRS-vurdering kan være et ekstra verktøy ettersom pulsoksymetri har blitt mye brukt under COVID-19-pandemien. TEE er nyttig for perioperativ vurdering/overvåking, spesielt i tilfeller med aortadisseksjon og potensiell NOMI. ICG-avbildning skal brukes til visuell bekreftelse av organ-/graftperfusjon og bestemmelse av omfanget av nekrotisk disseksjon.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatteren har ingen interessekonflikter knyttet til dette arbeidet.
Acknowledgments
Avsnittet om den frie jejunalklaffen er resultatet av arbeid 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 |
References
- 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).
- Gnanapandithan, K., Feuerstadt, P.
- 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).
- 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).
- Pinto, A., et al. Errors in MDCT diagnosis of acute mesenteric ischemia. Abdominal Radiology (NY). 47 (5), 1699-1713 (2022).
- 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).
- 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).
- Zingerman, B., et al. Occlusive mesenteric ischemia in chronic dialysis patients. The Israel Medical Association Journal. 23 (9), 590-594 (2021).
- 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).
- 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).
- meroğlu, S., et al. Management of nonocclusive mesenteric ischemia in patients with cardiac failure. The Heart Surgery Forum. 25 (5), E649-E651 (2022).
- Paul, M., et al. Frequency, risk factors, and outcomes of non-occlusive mesenteric ischaemia after cardiac arrest. Resuscitation. 157, 211-218 (2020).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Yu, H., Kirkpatrick, I. D. C. An update on acute mesenteric ischemia. Canadian Association of Radiologists Journal. 74 (1), 160-171 (2023).
- Sinha, D., Kale, S., Kundaragi, N. G., Sharma, S. Mesenteric ischemia: a radiologic perspective. Abdominal Radiology (NY). 47 (5), 1514-1528 (2022).
- Fitzpatrick, L. A., et al. Pearls, pitfalls, and conditions that mimic mesenteric ischemia at CT. Radiographics. 40 (2), 545-561 (2020).
- Dionyssopoulos, A., et al. Monitoring buried jejunum free flaps with a sentinel: a retrospective study of 20 cases. Laryngoscope. 122 (3), 519-522 (2012).
- Onoda, S., et al. Non-occlusive mesenteric ischemia of a free jejunal flap. Journal of Plastic, Reconstructive & Aesthetic Surgery. 66 (5), e133-e136 (2013).
- 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).
- Kiseleva, E., et al. Prospects of intraoperative multimodal OCT application in patients with acute mesenteric ischemia. Diagnostics (Basel). 11 (4), 705 (2021).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Orihashi, K. Mesenteric ischemia in acute aortic dissection. General Thoracic and Cardiovascular Surgery. 66 (10), 557-564 (2018).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Hollerweger, A., et al. Gastrointestinal Ultrasound (GIUS) in Intestinal Emergencies - An EFSUMB Position Paper. Ultraschall in derMedizin. 41 (6), 646-657 (2020).
- 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).
- Reginelli, A., et al. Intestinal ischemia: US-CT findings correlations. Critical Ultrasound Journal. 5 (Suppl. 1), S7 (2013).
- 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).
- 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).
- Lassandro, G., et al.
- 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).
- 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).
