Bewertung der anatomischen, physiologischen und biomechanischen Eigenschaften des Analkanals und des Beckenbodens. Eine beobachtende Pilotstudie

Hintergrund

Stuhlinkontinenz (FI) beeinträchtigt das Selbstbewusstsein und kann zu sozialer Isolation bis hin zum Verlust des Arbeitsplatzes führen. Oft ist eine konservative Behandlung als erste Option wirkungslos und es müssen konservative chirurgische Eingriffe folgen.

Kleine Defekte der analen Schließmuskeln können mit Schließmuskelreparatur und sakraler Neuromodulation (SNM) behandelt werden. Patienten werden jedoch selten vollständig kontinent oder kurzfristige Ergebnisse verschlechtern sich langfristig [1]. Diese Patienten und Patienten mit großen Defekten sind Kandidaten für einen Neosphinkter-Eingriff (künstlicher Darmschließmuskel oder Graciloplastik). Allerdings ist die Erfolgsrate dieser Methoden begrenzt und die Explantationsrate hoch. Eine dauerhafte Kolostomie mit massiver psychosozialer Beeinträchtigung bleibt die ultimative Behandlungsoption Mit dem Projekt Smart Muscle for Incontinence Treatment (SMIT) will ein multidisziplinäres Konsortium aus Vertretern der klinischen Medizin über die Mikroelektronik bis hin zur Biomaterialwissenschaft ein neuartiges Implantat zur Behandlung der Stuhlinkontinenz entwickeln. Das Ziel dieser Kampagne umfasst die Entwicklung von implantierbaren Prototypgeräten, die als künstliche Kontinenzmuskeln fungieren, wobei elektrisch aktivierte Polymere (EAPs) mit niedriger Spannung verwendet werden, die von implementierten Drucksensoren und dem Patienten gesteuert werden.

Anschließend ist die Kenntnis der anatomischen und biomechanischen Eigenschaften des Analsphinkterkomplexes von kardinaler Bedeutung. Die meisten vorhandenen Daten zu anatomischen und physiologischen Ergebnissen basieren auf alten Studien, und es sind fast keine Daten zu biomechanischen Eigenschaften verfügbar. Neue Technologien oder sogar die Zusammenführung von Daten aus verschiedenen Untersuchungsmethoden könnten jedoch neue Erkenntnisse in diesem Bereich liefern.

Genaue Bilddaten der Beckenbodenregion sind entscheidend für die Entwicklung eines neuen, implantierbaren Geräts zur Wiederherstellung der Stuhlkontinenz. Optimale Größe (Innen-, Außendurchmesser, Länge) und geometrische Form (Zylinder, Kegel, Torus), die an unterschiedliche Funktionszustände (Ruhe, Quetschen, Defäkation) angepasst sind, verbessern die Funktion und verhindern Erosion und daraus resultierende Infektion einer solchen Prothese.

Mit dieser Studie wollen die Forscher dreidimensionale endoanale Ultraschallbilder mit MRT-Bildern korrelieren. Die Kombination verschiedener bildgebender Verfahren eliminiert nachweislich einzelne Nachteile der Untersuchungsmethoden und würde somit eine genaue Beschreibung des Gewebes ermöglichen [2]. Die erfassten Daten mit ihren ergänzenden Informationen würden die eindeutige Segmentierung und dreidimensionale Darstellung der anatomischen Strukturen im Beckenbereich ermöglichen. Diese Informationen haben ein großes Potenzial, die Diagnostik und Operationsplanung in dieser Region zu erleichtern.

Die hochauflösende Analmanometrie (HRAM) liefert den intraanalen Druck in Ruhe oder den maximalen Druck mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung.

Biomechanische Eigenschaften des Analkanals wie Elastizität oder Steifheit (Nachgiebigkeit oder Flexibilität) des Gewebes, die wichtige Parameter für ein Kontinenzorgan darstellen, werden jedoch in der täglichen klinischen Praxis nicht routinemäßig bewertet. Functional Lumen Imaging Probe (FLIP) ermöglicht die Messung einer Querschnittsfläche (CSA) in Bezug auf den angelegten Lumendruck. FLIP hat das Potenzial, nützlich zu sein, um die biomechanischen Eigenschaften der Schließmuskelregion zu beurteilen. Solche Informationen geben möglicherweise neue Einblicke in die Physiologie und Pathophysiologie des Kontinenzprozesses.

Mit dieser Pilotstudie wollen die Forscher bei 20 gesunden Probanden (10 männlich, 10 weiblich) anatomische und biomechanische Daten unter Verwendung etablierter (Manometrie) und neuartiger Technologien (Zusammenführung von endoanalen Ultraschall- und MRT-Daten) erheben.

Zielsetzung

Primäres Ziel ist es, anatomische, physiologische und biomechanische Merkmale des Kontinenzorgans (Schließmuskel und Beckenboden) zu erheben, um Eigenschaften eines neuen Implantats zur Behandlung der Stuhlinkontinenz zu spezifizieren.

Sekundäre Ziele sind: Testbarkeit von FLIP bei der Messung der biomechanischen Eigenschaften des Analkanals und Testbarkeit der Zusammenführung von 3D-US-Daten und MR-Bildern.

Weiterhin werden diese vorläufigen Daten verwendet, um eine Beobachtungsstudie zu planen, die gesunde Probanden und Patienten mit Inkontinenz vergleicht.

Methoden

Zur Beurteilung der Morphologie werden Ultraschall und MRT verwendet, wobei FLIP (functional luminance imaging probe) und HRAM (high resolution anal manometry) die Modalität der Wahl sind, um die biomechanischen Eigenschaften des Sphinkterkomplexes zu untersuchen.