Optoakustická charakterizace postprandiálního průtoku krve střevem (NEPOMUC)

Gastrointestinální trakt plní v podstatě dvě hlavní funkce: trávení a vstřebávání potravy a fyzikální a imunologickou bariéru proti vlivům prostředí. Tyto základní funkce jsou kriticky závislé na splanchnickém průtoku krve na makrovaskulární i mikrovaskulární úrovni. Zejména pokroky v vaskulární biologii odhalily ústřední a složitou roli krevního oběhu při zánětlivém onemocnění střev (IBD).

Doposud byly změny v průtoku krve používány jako zástupné markery pro změněnou zánětlivou aktivitu ve střevě, např. pomocí dopplerovské sonografické detekce. Multispektrální optoakustický tomograf (MSOT) umožňuje neinvazivní, kvantitativní zobrazení molekulárního složení cílových tkání. Při MSOT, podobně jako u konvenční sonografie, se na kůži umístí snímač, ale energie je do tkáně dodávána pomocí laserového světla v blízkém infračerveném spektru namísto ultrazvukových vln. To vede k neustálému střídání minimálních expanzí a kontrakcí (termoelastické expanze) jednotlivých složek tkáně nebo molekul. Výsledné ultrazvukové vlny mohou být následně detekovány stejnou vyšetřovací jednotkou. Předchozí studie ukázaly, že kvantitativní stanovení hemoglobinu může poskytnout informace o průtoku krve a zánětlivé aktivitě ve střevě dospělých pacientů s Crohnovou chorobou. Zejména rozlišení mezi úrovněmi aktivity onemocnění (remise/nízká/střední/vysoká) je slibné pro úsporu invazivních opatření v budoucnu při hodnocení progrese onemocnění.

Kromě zánětlivých procesů způsobuje příjem potravy také kolísání regionálního průtoku krve v gastrointestinálním traktu. To se projevuje jako postprandiální hyperémie, která se vyskytuje postupně v různých částech gastrointestinálního traktu od orální po aborální.

Časový průběh postprandiální hyperémie v různých částech gastrointestinálního traktu byl vědecky zkoumán v mnoha studiích. Zatímco zvýšení průtoku krve v žaludku a dvanáctníku lze detekovat po 30–60 minutách, trvá mnohem déle, než bude postprandiální hyperémie detekována v oblastech používaných k měření zánětlivé aktivity pomocí MSOT u IBD, jako je terminální ileum a sigmoidální tlusté střevo. . Zvýšení průtoku krve v ileu lze měřit nejdříve po 120 minutách a příchod tráveniny do tlustého střeva a doprovodné lokální zvýšení průtoku krve nastává přibližně po 240-300 minutách.

Není jasné, zda tato postprandiální hyperémie může vést ke změně a potenciálnímu zvýšení signálu optoakustického hemoglobinu ve střevní stěně, což má za následek falešně vysoké signály MSOT při stanovení zánětlivé aktivity. Tato studie zkoumá vlivy standardizované stravy na MSOT signál střevní stěny pomocí longitudinálního designu. Optoakustické signály budou porovnány mezi subjekty v lačnění a postprandiálním stavu. Protože postprandiální zvýšení průtoku krve střevem je převážně výsledkem místní přítomnosti tráveniny ve střevě, současné stanovení střevního průchodu tráveniny během měření MSOT by pomohlo ověřit, zda lze postprandiální změny signálů MSOT připsat hyperémii ve střevě. odpovídající segment střeva. Kromě zobrazování hemoglobinu umožňuje MSOT detekci exogenních chromoforů (tj. barviva). V této studii bude k neinvazivní identifikaci tráveniny využito perorální podání nevstřebatelné barviva indocyanin green (ICG). Kombinace exogenních a endogenních chromoforů tak umožňuje přesnou společnou lokalizaci a registraci vzorců průtoku krve střevní stěnou a tranzitu chymu. Tyto informace umožňují přesné anatomické mapování rušivých vlivů na stanovení hemoglobinu pomocí MSOT.