Afføringsmønstre hos patienter med forstoppelse

For mål 1-studie er hypotesen, at en korrekt udført Valsalva-manøvre i nærværelse af en oppustet pose (afføring) i endetarmen initierer den rektale peristaltiske refleks, der resulterer i kontraktion af de glatte rektale muskler kranial til posen og afslapning af endetarmen. og indre anal lukkemuskel caudal til posen. Fecobionics-apparatet registrerer rektalt tryk som et surrogat af abdominalvægskontraktion. Ændringer i rektaltrykket kan dog også være relateret til sammentrækningen af ​​de glatte endetarmsmuskler. De foreslåede undersøgelser vil registrere, 1) Abdominal væg EMG og rektal væg ultralydsbilleddannelse, ved hjælp af højfrekvent ultralydskatetersonde til at skelne bidraget fra henholdsvis abdominal muskel- og rektalmuskelkontraktion til rektaltrykket, 2) Undersøgerne vil studere virkningerne af atropin for at hæmme rektal glatmuskelkontraktion) på Fecobionics-uddrivningen, 3) EMG-aktivitet af EAS under Fecobionics-enhedsuddrivningen vil tillade bestemmelse af EAS' rolle i afføringsrefleksen. Til disse undersøgelser foreslås 3 separate eksperimenter (15 normale raske frivillige for hvert mål) for at opnå ovenstående mål: 1) Registrer EAS og abdominal muskel-EMG under Fecobionics uddrivningstest: hvis stigningen i det intrarektale tryk er fuldstændig relateret til abdominalvæggen kontraktion, vil der være en perfekt spatiotemporal synkroni (ikke amplituden) mellem abdominalvæggen EMG og den intrarektale trykbølgeform som registreret af den kraniale sensor på Fecobionics-enheden. Fecobionics og EMG-signaler kan optages ved hjælp af trådløst system i private omgivelser. 2) Efterforskerne vil optage ultralydsbilleder af rektalvæggen ved hjælp af højfrekvent ultralydskatetersonde under Fecobionics ballontest. Forskerne forventer at observere en stigning i den rektale glatte muskeltykkelse som en markør for aktiv glatmuskelkontraktion under rektal peristaltik induceret af Valsalva-manøvren. Ultralydstransduceren placeres ved kraniesensorens placering for at visualisere den stigende sammentrækning af den peristaltiske refleks (kraniale sammentrækning til den udspilede pose). 3) Efterforskerne vil udføre Fecobionics udstødningstest før og efter administration af atropin I.V. 15 mikrogram/kg. Kun de rektal glatte muskelkontraktion-inducerede inducerede stigninger i det intrarektale tryk vil blive elimineret af atropin (ikke mavevæggens skeletmuskelkontraktion).

For mål 2 vil efterforskerne undersøge 100 patienter, der opfylder Rom IV-kriterierne for kronisk obstipation. Fecobioniske optagelser vil sammen med amerikansk billeddannelse af endetarmsvæggen, EMG-optagelser af bugvæggen og den ydre analsfinkter blive udført, som dem beskrevet i mål 1. Hos 15 forsøgspersoner med CC, som undlader at evakuere Fecobionics-posen, vil efterforskerne administrere edrofonium (Tensilon) 80 μg/Kg) og gentage Fecobionics-uddrivningstesten. Edrophonium øger niveauet af acetylcholin ved den neuromuskulære synapse for at stimulere cholinerg aktivitet og forventes at stimulere rektal peristaltik og genoprette evakuering hos patienter med abnormiteter i rektal peristaltik. Hos yderligere 15 forsøgspersoner med CC, som undlader at evakuere Fecobionics-posen, vil efterforskerne administrere Bisacodyl (2 kapsler, 10 mg, opløst i 10 ml saltvand) i lumen af ​​endetarmen gennem en slange, der er fastgjort til Fecobionics-enheden. 5-10 minutter senere vil efterforskerne gentage Fecobionics udvisningstesten. Bisacodyl er et stimulerende afføringsmiddel, der anvendes rutinemæssigt i klinisk praksis. Det virker på niveau med de enteriske nerver for at stimulere tyktarmens motilitet. Efterforskerne vil teste hypotesen om, at stimulering af rektal peristaltik med Bisacodyl genopretter Fecobionics evakuering hos patienter med afføringsforstyrrelser relateret til abnormiteter af rektal peristaltik. Fecobionics, EMG og ultralydsbilledoptagelser, svarende til det, vi beskrev i mål 1 af undersøgelsen, vil være i stand til at vurdere alle væsentlige elementer af afføringsrefleks. Efterforskerne kan vurdere dem på en binær måde, uanset om de er fraværende eller til stede. Baseret på undersøgelserne i normale individer vil vi dog bestemme de kvantitative værdier af disse parametre og sammenligne dem hos patienter med hensyn til hvilke elementer der er i det unormale område. Analysen vil generere data for at teste hypotesen om, at følgende elementer er en del af afføringsrefleksen: 1) Rektal udspilning af afføringen/udspilet ballon, der forårsager en trang til afføring, 2) Korrekt udført Valsalva-manøvre, der genererer et kritisk tærskelniveau for intra -abdominalt tryk, 3) rektal peristaltik, der forårsager sammentrækning over ballonen og afspænding af den indre analsfinkter og 4) afslapning af den ydre analsfinkter og puborectalis muskel

Mål 3 undersøgelser vil validere en matematisk model af den anorektale passage af Fecobionics-enheden for at forudsige forekomsten/ikke-forekomsten af ​​den pågældende hændelse. For at opbygge en succesfuld model er det afgørende at kende alle de variabler eller parametre, der er involveret i forekomsten af ​​enhver begivenhed. Afføring/evakuering er dybest set bevægelsen af ​​flydende/fast materiale fra endetarmen over analkanalen til ydersiden. De to vigtige aktører i evakueringsprocessen er det intrarektale tryk (drivkraft) og modstandskraft. Det intrarektale tryk kan genereres af abdominal vægkontraktion og/eller rektal muskelkontraktion relaterede stigninger i rektaltryk. På den anden side er resistive kræfter til evakueringen relateret til IAS, EAS, puborectalis muskel og friktionskræfter. Fecobionics-data sammen med de amerikanske billeddata, EMG-optagelser af abdominalvæg og EAS skulle for første gang give alle de aktører, der er involveret i afføringsprocessen. Efterforskerne vil indsamle data fra de normale forsøgspersoner og patienter, som kan tilsluttes en matematisk ligning for at forudsige en vellykket begivenhed. Ovenstående ville dog kun være muligt, hvis alle elementerne i afførings-/evakueringsprocessen er kendt. Formålet med modelleringseksperimentet vil være at afgøre, om antagelsen om kendte elementer i processen med afføring kan forudsige det korrekt. For eksempel, hvorvidt anorektal vinkel er kritisk for kontinens/inkontinensfunktionen er aldrig blevet behandlet, og håbet er, at vi ved hjælp af modelleringstilgang vil være i stand til at afgøre, om ovenstående er korrekt, hvilket også kan være sandt for de andre variabler, som vi vil optage.