Optoakustisk karakterisering af postprandial intestinal blodgennemstrømning (NEPOMUC)

Mave-tarmkanalen opfylder i det væsentlige to hovedfunktioner: fordøjelse og absorption af mad og fysisk og immunologisk barriere mod miljøpåvirkninger. Disse grundlæggende funktioner er kritisk afhængige af splanchnisk blodgennemstrømning på både det makrovaskulære og mikrovaskulære niveau. Især fremskridt inden for vaskulær biologi har afsløret en central og indviklet rolle for blodcirkulationen ved inflammatorisk tarmsygdom (IBD).

Indtil nu er ændringer i blodgennemstrømningen blevet brugt som surrogatmarkører for ændret inflammatorisk aktivitet i tarmen, fx ved Doppler-sonografisk detektion. Multispektral optoakustisk tomograf (MSOT) giver mulighed for ikke-invasiv, kvantitativ billeddannelse af den molekylære sammensætning af målvæv. I MSOT, i lighed med konventionel sonografi, placeres en transducer på huden, men energi leveres til vævet ved hjælp af laserlys i det nære infrarøde spektrum i stedet for ultralydsbølger. Dette fører til en konstant veksling af minimale udvidelser og sammentrækninger (termoelastisk udvidelse) af individuelle vævskomponenter eller molekyler. De resulterende ultralydsbølger kan efterfølgende detekteres af samme undersøgelsesenhed. Tidligere undersøgelser har vist, at kvantitativ bestemmelse af hæmoglobin kan give information om blodgennemstrømning og inflammatorisk aktivitet i tarmen hos voksne patienter med Crohns sygdom. Især skelnen mellem sygdommens aktivitetsniveauer (remission/lav/moderat/høj) er lovende for at spare invasive tiltag i fremtiden ved evaluering af sygdommens progression.

Ud over inflammatoriske processer forårsager fødeindtagelse også udsving i den regionale blodgennemstrømning i mave-tarmkanalen. Dette viser sig som postprandial hyperæmi, som forekommer sekventielt i de forskellige sektioner af mave-tarmkanalen fra oral til aboral.

Tidsforløbet for postprandial hyperæmi i de forskellige sektioner af mave-tarmkanalen er blevet videnskabeligt undersøgt i mange undersøgelser. Mens en stigning i blodgennemstrømningen i maven og tolvfingertarmen kan detekteres efter 30-60 minutter, tager det meget længere tid for postprandial hyperæmi at blive opdaget i de områder, der bruges til at måle inflammatorisk aktivitet med MSOT i IBD såsom terminal ileum og sigmoid colon . En stigning i blodgennemstrømningen i ileum kan tidligst måles efter 120 minutter, og ankomsten af ​​chyme i tyktarmen og den medfølgende lokale stigning i blodgennemstrømningen sker efter cirka 240-300 minutter.

Det er uklart, om denne postprandiale hyperæmi kan føre til en ændring og potentiel stigning i det optoakustiske hæmoglobinsignal i tarmvæggen, hvilket resulterer i falsk høje MSOT-signaler ved bestemmelse af inflammatorisk aktivitet. Denne undersøgelse undersøger indflydelsen af ​​en standardiseret kost på MSOT-signalet fra tarmvæggen ved hjælp af et longitudinelt design. Optoakustiske signaler vil blive sammenlignet mellem personer i fastende og postprandiale tilstande. Fordi den postprandiale stigning i intestinal blodgennemstrømning overvejende er et resultat af den lokale tilstedeværelse af chyme i tarmen, vil en samtidig bestemmelse af intestinal transit af chyme under MSOT-måling være nyttig til at validere, om postprandiale ændringer i MSOT-signaler kan tilskrives hyperæmi i tilsvarende tarmsegment. Udover billeddannelse af hæmoglobin muliggør MSOT påvisning af eksogene kromoforer (dvs. farvestoffer). I denne undersøgelse vil den orale administration af det ikke-absorberbare farvestof indocyaningrøn (ICG) blive brugt til ikke-invasiv identifikation af chymen. Kombinationen af ​​eksogene og endogene kromoforer muliggør således nøjagtig co-lokalisering og registrering af tarmvæggens blodgennemstrømningsmønstre og chyme-transit. Denne information muliggør nøjagtig anatomisk kortlægning af forstyrrende påvirkninger på bestemmelsen af ​​hæmoglobin ved hjælp af MSOT.