Multi-spektral billeddannelse til vurdering af sår hos patienter med perifer vaskulær sygdom

Perifer vaskulær sygdom (PVD) er en almindelig sygdom hos ældre, der resulterer i kompromittering af blodgennemstrømningen til underekstremiteterne. Som en konsekvens af svækket vævsperfusion kan PAD-patienter opleve smerte, nedsat træningskapacitet og vævstab, hvor nogle i sidste ende kræver amputation. På verdensplan er perifer arteriesygdom i nedre ekstremiteter den tredje hyppigste årsag til aterosklerotisk kardiovaskulær sygelighed, som påvirker over 200 millioner individer verden over. Perifer vaskulær sygdom bliver mere udbredt med stigningen i forekomsten med alderen og en globalt aldrende befolkning. I 2010 blev det anslået, at antallet af mennesker, der lever med perifer arteriesygdom, steg med 23,5 % i det sidste årti. Den økonomiske byrde ved PVD er betydelig. Alene i USA tegner PVD sig for over $20 milliarder i årlige sundhedsrelaterede omkostninger. Specifikt repræsenterer ikke-helende sår en betydelig del af disse udgifter på mere end 3 milliarder dollars om året.

Efterspørgslen efter udvikling af en effektiv metode til at karakterisere levedygtigheden af ​​PVD-sår har resulteret i fremkomsten af ​​flere innovative teknikker. Almindelig anvendte diagnostiske metoder er ankel-brachial indeks (ABI), pulsvolumen optagelser, duplex ultralyd, venøs plethysmografi, angiografi ved røntgen, computertomografi og magnetisk resonansbilleddannelse. Imidlertid mangler mange af disse teknikker evnen til at triage og i tilstrækkelig grad bestemme sårets levedygtighed. Ankel brachial index (ABI) er en af ​​de mest almindelige screeningsteknikker, der bruges til at fastslå tilstedeværelsen af ​​PVD, men den mangler følsomhed til at skabe følsom og specifik kategorisering af sår som levedygtige eller ikke-levedygtige. ABI giver en indikation af en hæmodynamisk signifikant obstruktion, men måler ikke blodgennemstrømningen direkte. Doppler-ultralyd er en anden almindelig metode, der kan måle arteriel blodgennemstrømning, men nogle grupper foreslår, at den femorale arterie-blodstrøm muligvis ikke er en nøjagtig hæmodynamisk indikation af muskeliskæmi. Magnetisk resonansspektroskopi er også en ny teknik, der er blevet valideret i sin ansøgning til at vurdere PVD. Nye magnetiske billeddannelsessekvenser såsom PIVOT (perfusion, intravaskulær venøs iltmætning) kombinerer iltniveauafhængigt blod (BOLD) MRI og arteriel spin-mærkning (ASL) for en omfattende vurdering af vævet. På trods af de styrker, som mange MR-teknikker lover, forbliver kliniske brugsbegrænsninger på grund af de høje omkostninger og tilgængeligheden af ​​ressourcer.

Perifer vaskulær sygdom-induceret sår i nedre ekstremiteter har utilstrækkelig perfusion. I øjeblikket er der tre hovedtilgange til at forbedre vaskulær perfusion til området: medicinsk behandling, åben kirurgi og endovaskulær kirurgi. Medicinsk behandling består af livsstilsændringer og håndtering af associerede risikofaktorer såsom rygning, diabetes mellitus, hyperlipidæmi, hypertension og hyperkoagulabilitet. Mens der er gjort fremskridt i den medicinske behandling af iskæmi-inducerede sår i nedre ekstremiteter, er stor arteriel revaskularisering fortsat den nuværende standard for pleje. Åben bypass-operation anvendes ofte til at omgå stenotiske arterier og forbedre perfusion til sår i nedre ekstremiteter. I løbet af de sidste to årtier er endovaskulær intervention dukket op som en yderligere terapi, da den er minimalt invasiv og kan have lavere associeret morbiditet og dødelighed. Ud over forbedret perfusion af sår i underekstremiteterne ved medicinsk behandling af kirurgisk indgreb, er lokal sårpleje påkrævet for at fremskynde helingsprocessen og forhindre infektion.

Der er dog stadig et behov for effektive triage-teknologier til at hjælpe klinikere med at beslutte, om kirurgisk behandling er nødvendig. Dette ville give mulighed for tidlig bestemmelse af kirurgisk versus konservativ behandling og indlæggelse versus ambulant behandling. Hvis operation er påkrævet, forbedres patientens funktionelle resultater, hvis den finder sted tidligere. Ligeledes er indlæggelsesbehandling af kirurgiske patienter ekstremt dyr. Ambulant behandling af patienter med perifere vaskulære sår, der ikke kræver kirurgi, ville reducere omkostningerne forbundet med kirurgisk indgreb betydeligt.

Nær-infrarød punktspektroskopi (NIRS) måler ikke-invasivt flow, koncentration og iltning af hæmoglobin i arterioler, kapillærer og venoler flere centimeter dybt i væv. NIRS er sikkert og behageligt for patienter og er velegnet til at måle markører for levedygtighed i perifere vaskulære sygdomssår, herunder vævsperfusion, iltning og hæmoglobin. Til dato har undersøgelser vist validiteten af ​​NIRS-teknologi hos patienter med perifer arteriel sygdom. Multi spectrum infrared device (MSID) repræsenterer en vigtig udvikling af eksisterende NIRS billedbehandlingsenheder, som er designet til det kliniske miljø. MSID er blevet en kommerciel enhed produceret af KENT imaging (Calgary, Canada) efter adskillige dyre- og kliniske forsøg har valideret dets brug. MSID er en ny generation af NIR-billeddannelsesenheder med forbedret bærbarhed og funktionalitet. MSID'et er i stand til at overvåge mange variabler, såsom cytochromoxidase som en markør for vævsiltudnyttelse, oxygenmætning, perfusion og methæmoglobin som markør for frie radikaler. Fordelen ved MSID er dens evne til at tage højde for hudfarve. Melanin absorberer lys og dæmper mængden af ​​NIR-lys, der modtages af kameraet. Kent billedbehandlingsenheden har unikke matematiske algoritmer til at tage højde for melaninindholdet i huden. I mange tidligere undersøgelser udført med NIRS-teknologi i PVD-sår, blev melaninindholdet ikke anset for at være en faktor, da patienters demografi var overvejende kaukasisk. Men i mange multikulturelle byer, hvor der er stor variation i patientens melaninindhold, er melaninkorrektioner i NIRS-billeddannelse meget vigtige.

Ved at bruge denne nye og klinisk anvendelige NIRS-teknologi designet til PVD, søger denne undersøgelse at identificere levedygtige fra ikke-levedygtige sår og at bestemme sværhedsgraden af ​​såret ved vurdering af vaskulær interventionsindikation. Denne teknologi er velegnet til brug i en sårpatientpopulation, da måletiderne er korte, og bevægelse af emner ikke er et problem. Som sådan har dette projekt til hensigt at anvende ny teknologi, der har kapacitet til hurtigt at vurdere sår som en komplikation af PVD.