Defäkationsmuster bei Obstipationspatienten

Für die Ziel-1-Studie lautet die Hypothese, dass ein korrekt durchgeführtes Valsalva-Manöver in Gegenwart eines aufgeblasenen Beutels (Stuhl) im Rektum den rektalen peristaltischen Reflex auslöst, der zur Kontraktion der glatten Rektummuskulatur kranial des Beutels und zur Entspannung des Rektums führt und interner Analsphinkter kaudal zum Beutel. Das Fecobionics-Gerät zeichnet den rektalen Druck als Ersatz für die Bauchwandkontraktion auf. Änderungen des rektalen Drucks können jedoch auch mit der Kontraktion der glatten Muskulatur des Rektums zusammenhängen. Die vorgeschlagenen Studien werden 1) Bauchwand-EMG und Rektalwand-Ultraschallbildgebung unter Verwendung einer Hochfrequenz-Ultraschallkathetersonde aufzeichnen, um den Beitrag der Bauchmuskel- und Rektalmuskelkontraktion zum rektalen Druck zu unterscheiden, 2) Die Forscher werden die Auswirkungen untersuchen von Atropin, um die Kontraktion der rektalen glatten Muskulatur zu hemmen) auf die Fecobionics-Austreibung, 3) EMG-Aktivität des EAS während der Fecobionics-Vorrichtungsaustreibung ermöglicht die Bestimmung der Rolle von EAS beim Defäkationsreflex. Für diese Studien werden 3 separate Experimente vorgeschlagen (15 normale gesunde Freiwillige für jedes Ziel), um die oben genannten Ziele zu erreichen: 1) Aufzeichnung von EAS und Bauchmuskel-EMG während des Fecobionics-Austreibungstests: wenn der Anstieg des intrarektalen Drucks vollständig mit der Bauchdecke zusammenhängt Kontraktion, gibt es eine perfekte räumlich-zeitliche Synchronität (nicht die Amplitude) zwischen dem Bauchwand-EMG und der intrarektalen Druckwellenform, wie sie vom kranialen Sensor des Fecobionics-Geräts aufgezeichnet wird. Fecobionics und EMG-Signale können drahtlos im privaten Umfeld aufgezeichnet werden. 2) Die Prüfärzte zeichnen während des Fecobionics-Ballontests Ultraschallbilder der Rektalwand mit einer Hochfrequenz-Ultraschall-Kathetersonde auf. Die Forscher erwarten, eine Zunahme der Dicke der rektalen glatten Muskulatur als Marker für eine aktive Kontraktion der glatten Muskulatur während der durch das Valsalva-Manöver induzierten rektalen Peristaltik zu beobachten. Der Ultraschallwandler wird an der Stelle des kranialen Sensors platziert, um die aufsteigende Kontraktion des peristaltischen Reflexes (Kontraktion kranial des ausgedehnten Beutels) zu visualisieren. 3) Die Prüfärzte führen vor und nach der Verabreichung von Atropin i.v. einen Fecobionics-Ausscheidungstest durch. 15 Mikrogramm/kg. Nur die durch die Kontraktion der glatten Rektummuskulatur induzierten Erhöhungen des intrarektalen Drucks werden durch Atropin eliminiert (nicht die Kontraktion der Bauchwand-Skelettmuskulatur).

Für Ziel 2 werden die Ermittler 100 Patienten untersuchen, die die Rom-IV-Kriterien für chronische Verstopfung erfüllen. Fecobionics-Aufzeichnungen werden zusammen mit US-Bildgebung der Rektumwand, EMG-Aufzeichnungen der Bauchdecke und des äußeren Analsphinkters durchgeführt, wie die in Ziel 1 beschriebenen. Bei 15 Probanden mit CC, die den Fecobionics-Beutel nicht evakuieren konnten, verabreichen die Ermittler Edrophonium (Tensilon) 80 μg/kg) und wiederholen den Fecobionics-Ausstoßtest. Edrophonium erhöht den Acetylcholinspiegel an der neuromuskulären Synapse, um die cholinerge Aktivität zu stimulieren, und es wird erwartet, dass es die rektale Peristaltik stimuliert und die Evakuierung bei Patienten mit Anomalien der rektalen Peristaltik wiederherstellt. Bei weiteren 15 Probanden mit CC, die den Fecobionics-Beutel nicht evakuieren konnten, verabreichen die Forscher Bisacodyl (2 Kapseln, 10 mg, gelöst in 10 ml Kochsalzlösung) in das Lumen des Rektums durch einen an das Fecobionics-Gerät angeschlossenen Schlauch. 5-10 Minuten später wiederholen die Ermittler den Fecobionics-Austreibungstest. Bisacodyl ist ein stimulierendes Abführmittel, das routinemäßig in der klinischen Praxis verwendet wird. Es wirkt auf der Ebene der Darmnerven, um die Darmmotilität zu stimulieren. Die Forscher werden die Hypothese testen, dass die Stimulation der rektalen Peristaltik durch Bisacodyl die Fecobionics-Entleerung bei Patienten mit Defäkationsstörung im Zusammenhang mit den Anomalien der rektalen Peristaltik wiederherstellt. Fecobionics, EMG und Ultraschallbildaufzeichnungen, ähnlich dem, was wir in Ziel 1 der Studie beschrieben haben, werden in der Lage sein, alle wesentlichen Elemente des Defäkationsreflexes zu beurteilen. Die Ermittler können sie binär beurteilen, ob sie abwesend oder anwesend sind. Basierend auf den Studien an normalen Personen werden wir jedoch die quantitativen Werte dieser Parameter bestimmen und sie bei Patienten dahingehend vergleichen, welche Elemente im abnormalen Bereich liegen. Die Analyse wird Daten generieren, um die Hypothese zu testen, dass die folgenden Elemente Teil des Defäkationsreflexes sind: 1) Rektale Aufblähung durch den Stuhl/aufgeblähten Ballon, die einen Stuhldrang verursacht, 2) Korrekt durchgeführtes Valsalva-Manöver, das einen kritischen Schwellwert von Intra erzeugt - Bauchdruck, 3) rektale Peristaltik, die eine Kontraktion über dem Ballon und eine Entspannung des inneren Analsphinkters verursacht, und 4) Entspannung des äußeren Analsphinkters und des Musculus puborectalis

Ziel-3-Studien werden ein mathematisches Modell der anorektalen Passage des Fecobionics-Geräts validieren, um das Auftreten/Nicht-Eintreten des fraglichen Ereignisses vorherzusagen. Um ein erfolgreiches Modell zu erstellen, ist es entscheidend, alle Variablen oder Parameter zu kennen, die am Auftreten eines Ereignisses beteiligt sind. Defäkation/Evakuierung ist im Grunde die Bewegung von flüssigem/festem Material aus dem Rektum durch den Analkanal nach außen. Die beiden wichtigen Akteure im Evakuierungsprozess sind der intrarektale Druck (treibende Kraft) und die Widerstandskraft. Der intrarektale Druck kann durch eine Bauchwandkontraktion und/oder rektale Muskelkontraktion im Zusammenhang mit Erhöhungen des rektalen Drucks erzeugt werden. Andererseits stehen Widerstandskräfte für die Evakuierung im Zusammenhang mit IAS, EAS, Puborectalis-Muskel und Reibungskräften. Fecobionics-Daten zusammen mit den US-Bildgebungsdaten, EMG-Aufzeichnungen der Bauchdecke und EAS sollten erstmals alle am Defäkationsprozess beteiligten Akteure bereitstellen. Die Ermittler werden Daten von normalen Probanden und Patienten sammeln, die in eine mathematische Gleichung eingesetzt werden können, um ein erfolgreiches Ereignis vorherzusagen. Obiges wäre jedoch nur möglich, wenn alle Elemente des Defäkations-/Evakuierungsprozesses bekannt sind. Der Zweck des Modellierungsexperiments besteht darin, zu bestimmen, ob die Annahme bekannter Elemente des Stuhlgangs diesen korrekt vorhersagen kann. Ob zum Beispiel der anorektale Winkel für die Kontinenz-/Inkontinenzfunktion kritisch ist, wurde nie angesprochen, und wir hoffen, dass wir mithilfe des Modellierungsansatzes feststellen können, ob das oben Gesagte richtig ist, was auch für die anderen Variablen gelten kann, die wir werden aufzeichnen.