MSOT a MRI pro neinvazivní posouzení času střevního tranzitu u dětí s chronickými poruchami vyprazdňování střev

Termín chronické poruchy defekace zahrnuje v současné lékařské literatuře širokou škálu podmínek. Mezi nimi představuje idiopatická chronická zácpa centrální podskupina pacientů, která často trpí symptomy refraktery terapie. Je však třeba zvážit i jiné příčiny chronických poruch defekace, jako je Hirschsprungova choroba, cystická fibróza, vrozená malformace a jejich pooperační komplikace nebo neurogenní měchýř a poruchy vyprazdňování rektálů. K chronickým poruchám defekace mohou navíc přispět chronické trhliny, vrozená anální stenóza a předchozí břišní operace.

Ve většině případů není základní příčinou jediným, dobře kontrolovaným příznakem, ale spíše heterogenním komplexu symptomů. Například chronická zácpa je definována na základě různých příznaků podle kritérií Říma IV, která vyžaduje pro diagnostiku trvání nejméně tří měsíců. U dětí se tento stav často představuje jako kombinace obtíží defekace, závažné bolesti břicha, odmítnutí jídla, encopresis, enuréze a snížené úrovně aktivity, často vyžaduje multimodální a někdy vysoce zatěžující terapii. Pacienti obvykle zažívají značnou úzkost a výrazně snižují kvalitu života.

Prevalence chronické zácpy u dětí a adolescentů je vysoká, přičemž uváděné sazby dosáhnou až 34%. Ve více než 90% případů však nelze identifikovat žádnou organickou příčinu. Konzervativní léčebné přístupy jsou často nedostatečné nebo nedodržují dlouhodobou chroničnost. Navzdory tomu jsou poruchy defekace u dětí a adolescentů často podceňovány a někdy řízeny v prostředí psychiatrické léčby, což může vést k dlouhodobým fyzickým a psychologickým vývojovým poruchám.

Diagnostické výzvy

Po vyloučení zjevných organických příčin zůstává diferenciace mezi „pomalou tranzitní zácpou“ (STC) a „obstrukcí výstupu“ (OO) u dětí hlavní diagnostickou výzvou. Dále komplikující záležitosti, mnoho pediatrických pacientů vykazuje smíšené formy obou stavů.

Pomalá tranzitní zácpa (STC) je charakterizována zobecněným zpožděním v tranzitu střev, s převážně genetickými, ale také jinými organickými příčinami. Tento stav vyplývá z poruch inervace střeva, dysfunkcí autonomního nervového systému, abnormalit ve vrstvách hladkého svalstva střevní stěny, jakož i endokrinní a metabolické dysfunkce. Mezi typické příznaky patří těžká zácpa, chronická bolest břicha a fekální inkontinence rezistentní na terapii.

Naproti tomu obstrukce výstupu (OO) je způsobena zhoršenou evakuací stolice na anální úrovni, často v důsledku dyssynergického defekace nebo méně často anatomických překážek. V současné době je definitivní diferenciace mezi STC a OO v klinické praxi jen zřídka, protože neinvazivní diagnostické nástroje chybí. Jediným dostupným diagnostickým postupem zlaté standardy je anometrie anometrie, která vyžaduje spolupráci pacienta, což je pro malé děti nepraktické. Rektální inzerce sond a balónů navíc činí invazivním a potenciálně traumatizačním postupem, který může zhoršit příznaky. Výsledkem je, že je nutný minimální věk pacienta a zjištění je často obtížné interpretovat objektivně.

Stávající metody měření doby tranzitu

Zpožděná doba tranzitu střeva spojená s STC lze vyhodnotit pomocí:

Modifikovaná Hinton Test Motility Capsules Gastrointestinal Transit Scintigrafie Lactulóza vodíkového dechového testu

V Německu zůstává modifikovaný Hintonův test zlatým standardem. To zahrnuje požití 10 radiopaktních markerů denně po dobu šesti po sobě jdoucích dnů, následuje břišní rentgen v sedm den pro výpočet doby tranzitu Oro-Anal. Tato metoda je však časově náročná a měla by být používána s opatrností u dětí kvůli radiační expozici. Mezi další vznikající metody patří:

Kapsle motility smartpill, které měří teplotu, pH a intraluminální tlak, aby se stanovila celková doba tranzitu. Nejsou však komerčně dostupné a nenabízejí významné výhody oproti konvenčním tranzitním studiím, které odůvodňují dodatečné náklady.

Gastrointestinální tranzitní scintigrafie, která zahrnuje jídlo značené technetiem a následné zobrazování gama kamery při 1, 2 a 4 hodinách. Tato metoda je však časově náročná, drahá a není široce dostupná. Kromě toho je považován za invazivní a nevhodný pro pediatrické použití v důsledku radiační expozice.

Test laktulózového vodíku, který měří dobu tranzitu Oro-Cecal detekcí bakteriální fermentace laktulózy v CECUM. Tato metoda je však omezena pouze na hodnocení tranzitu tenkého střeva.

Zejména žádný z těchto testů nemůže rozlišovat mezi organickou a funkční příčinou zácpy.

Multispektrální optoakustická tomografie (MSOT) pro měření doby tranzitu

Multispektrální optoakustická tomografie (MSOT) je založena na emisi laserového světla při několika vlnových délkách blízké infračervenosti. Toto světlo stimuluje biologickou tkáň, což vede k emisi ultrazvukové vlny, která se poté rekonstruuje do obrazu. MSOT umožňuje získávání jak snímků s jednou vlnovou délkou, tak spektrálně nemíchaných obrázků, což umožňuje vizualizaci molekul se známými absorpčními vlastnostmi, jako je hemoglobin a lipidy.

Kontrastní MSOT (CE-MSOT) umožňuje neinvazivní vizualizaci chymského průchodu bez záření gastrointestinálním traktem. Studie prokázaly, že perorálně podávaná indokyaninová zelená (ICG) může být detekována na různých místech v traktu GI---a to, jak žaludeční antrum, terminální ileum a sigmoidní MSOT využívající tlusté střevo.

ICG, který má vrchol absorpce při přibližně 800 nm v téměř infračerveném spektru, je vhodný pro optické zobrazovací techniky. Již se široce používá v lékařských aplikacích, včetně intraoperačního zobrazování, diagnostiky jater a kardiovaskulárních hodnocení.

Ačkoli je ústní podávání ICG používáním mimo značku, systémové vedlejší účinky jsou velmi nepravděpodobné, protože ICG není absorbován a nepodporuje enterohepatický oběh, podle jeho oficiálních informací o drogách.

Kompletní gastrointestinální průchod ICG byl potvrzen detekcí fluorescenční mikroskopie ICG ve vzorcích stolice od subjektů po perorálním podání. Na základě této metodiky je tato studie zaměřena na zhodnocení času střevního tranzitu u pacientů s chronickými poruchami defekace a poskytnutí nového neinvazivního diagnostického nástroje pro řešení současné mezery v pediatrickém hodnocení gastrointestinálního tranzitu.

Cíl studie: Kombinace MSOT a MRI pro komplexní analýzu GI tranzitu

Cílem této studie je integrovat sekvence MRI speciálně navržených pro vizualizaci peristaltických pohybů střev s vysokým časovým rozlišením, což umožňuje podrobné posouzení peristaltické frekvence a vzorců napříč různými střevními segmenty. Zachycením těchto peristaltických pohybů je možné identifikovat abnormálně sníženou peristaltiku u pediatrické kohorty pacientů.

Kombinací měření doby tranzitu odvozená od MSOT s vizualizací peristals na bázi MRI nabízí tato studie komplexní a neinvazivní metodu pro posouzení gastrointestinální motility. Prostřednictvím tohoto přístupu bude možné detekovat segmenty střeva s abnormálními dobami tranzitu a posoudit transport chyme během celého gastrointestinálního traktu, aniž by pacienty vystavily záření nebo invazivním postupům.