Aterian jälkeisen suoliston verenvirtauksen optoakustinen karakterisointi (NEPOMUC)
Aterian jälkeisen suoliston verenvirtauksen ei-invasiivinen karakterisointi monispektrisellä optoakustisella tomografialla
Ruoansulatuskanavan tulehdustoimintoihin liittyy verenvirtauksen lisääntyminen vastaavien elinten suolen seinämän kerroksissa. Myös kroonisissa tulehduksellisissa suolistosairaudissa vasoaktiivisten tulehdusvälittäjien vapautuminen johtaa verisuonten laajentumiseen ja peräkkäiseen verenvirtauksen lisääntymiseen suolen seinämässä. Toistaiseksi nämä verenvirtauksen muutokset voidaan havaita teho-Doppler-sonografialla ilman, että ne ovat osa rutiininomaista kliinistä diagnostiikkaa. Toinen lupaava vaihtoehto ei-invasiiviseen verenvirtauksen mittaamiseen suolen seinämissä on monispektrinen optoakustinen tomografia (MSOT). Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että MSOT:ta voidaan käyttää kvantitatiivisesti mittaamaan hemoglobiinia suolen seinämässä ja siten antamaan tietoa verenkierrosta ja tulehdusaktiivisuudesta Crohnin tautia sairastavien potilaiden suolistossa. Tätä tutkitaan parhaillaan edelleen keskeisessä tutkimuksessa (Euphoria, H2020), ja se saattaa tulevaisuudessa johtaa mahdollisuuteen ei-invasiivisen taudin aktiivisuuden arvioinnissa tulehduksellisessa suolistosairaudessa (IBD).
Myös suolen seinämän alueellinen verenkierto ja maha-suolikanavan verenvirtauksen jakautuminen ovat alttiina voimakkaille aterian jälkeisille muutoksille. Ruoan aineosien imeytymisen aikana verenvirtaus lisääntyy peräkkäin ruuansulatuskanavan vastaavissa osissa, mikä johtaa aterian jälkeiseen hyperemiaan. Koska aterian jälkeistä hyperemiaa säätelee erityisesti paikallisesti ravinnon aineosien läsnäolo, suolen seinämän verenvirtauksen peräkkäisen lisääntymisen ja ryyn peristalttisen kuljetuksen välillä maha-suolikanavan läpi on yhteys. Aterian jälkeinen hyperemia voi myös johtaa suolen seinämän optoakustisen hemoglobiinisignaalin lisääntymiseen ja siten vaikuttaa IBD:n tulehdusaktiivisuuden arviointiin MSOT:lla. Lisäksi MSOT mahdollistaa ei-absorboituvien eksogeenisten kromoforien, kuten indosyaniinivihreän (ICG) tunnistamisen, mikä voi mahdollistaa ryyn samanaikaisen lokalisoinnin suolen ontelossa ICG:n oraalisen annostelun jälkeen.
Tässä pilottitutkimuksessa tutkitaan, voidaanko aterian jälkeisiä verenvirtauksen muutoksia mitata kvantitatiivisesti MSOT:n avulla ja tapahtuvatko nämä muutokset samanaikaisesti suoliston luumenin ICG-signaalilla mitattuna suoliston läpikulun kanssa.
Tutkimuksen yleiskatsaus
Tila
Interventio / Hoito
Yksityiskohtainen kuvaus
Ruoansulatuskanavalla on olennaisesti kaksi päätehtävää: ruoansulatus ja ruoan imeytyminen sekä fyysinen ja immunologinen este ympäristövaikutuksia vastaan. Nämä perustoiminnot ovat kriittisesti riippuvaisia splanchnisesta verenvirtauksesta sekä makro- että mikrovaskulaarisella tasolla. Erityisesti verisuonibiologian kehitys on paljastanut verenkierron keskeisen ja monimutkaisen roolin tulehduksellisessa suolistosairaudessa (IBD).
Tähän asti verenvirtauksen muutoksia on käytetty korvikemarkkereina muuttuneelle tulehdusaktiivisuudelle suolessa, esim. Doppler-sonografialla. Monispektrinen optoakustinen tomografi (MSOT) mahdollistaa kohdekudosten molekyylikoostumuksen ei-invasiivisen kvantitatiivisen kuvantamisen. MSOT:ssa, kuten tavanomaisessa sonografiassa, iholle sijoitetaan anturi, mutta energia toimitetaan kudokseen laservalon avulla lähi-infrapunaspektrissä ultraääniaaltojen sijaan. Tämä johtaa yksittäisten kudoskomponenttien tai molekyylien minimaalisten laajenemis- ja supistumisten (termoelastinen laajeneminen) jatkuvaan vuorotteluun. Tuloksena olevat ultraääniaallot voidaan myöhemmin havaita samalla tutkimusyksiköllä. Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että hemoglobiinin kvantitatiivinen määritys voi antaa tietoa verenkierrosta ja tulehdusaktiivisuudesta aikuisten Crohnin tautia sairastavien potilaiden suolistossa. Erityisesti ero taudin aktiivisuustasojen välillä (remissio/matala/kohtalainen/korkea) on lupaava invasiivisten toimenpiteiden säästämiseksi tulevaisuudessa taudin etenemistä arvioitaessa.
Tulehdusprosessien lisäksi ruoan nauttiminen aiheuttaa vaihteluita alueellisessa verenkierrossa maha-suolikanavassa. Tämä ilmenee aterian jälkeisenä hyperemiana, jota esiintyy peräkkäin ruoansulatuskanavan eri osissa oraalisesta aboraaliseen.
Aterian jälkeisen hyperemian ajallista kulkua maha-suolikanavan eri osissa on tieteellisesti tutkittu monissa tutkimuksissa. Vaikka verenkierron lisääntyminen mahassa ja pohjukaissuolessa voidaan havaita 30–60 minuutin kuluttua, kuluu paljon kauemmin, ennen kuin aterian jälkeinen hyperemia havaitaan alueilla, joilla mitataan tulehdusaktiivisuutta MSOT:lla IBD:ssä, kuten terminaalinen sykkyräsuolen ja sigmoidi paksusuolen. . Verenvirtauksen lisääntyminen sykkyräsuolessa voidaan mitata aikaisintaan 120 minuutin kuluttua ja chymeen saapuminen paksusuoleen ja siihen liittyvä paikallinen verenvirtauksen lisääntyminen tapahtuu noin 240-300 minuutin kuluttua.
On epäselvää, voiko tämä aterian jälkeinen hyperemia johtaa muutokseen ja mahdolliseen lisääntymiseen suolen seinämän optoakustisessa hemoglobiinisignaalissa, mikä johtaa virheellisesti korkeisiin MSOT-signaaleihin tulehdusaktiivisuuden määrittämisessä. Tämä tutkimus tutkii standardoidun ruokavalion vaikutuksia suolen seinämän MSOT-signaaliin käyttämällä pitkittäistä suunnittelua. Optoakustisia signaaleja verrataan koehenkilöiden välillä paaston ja aterian jälkeisessä tilassa. Koska suoliston verenvirtauksen lisääntyminen aterian jälkeisessä suolistossa on pääasiassa seurausta suoliston paikallisesta esiintymisestä suolistossa, samanaikainen chyme:n suolistossa kulkemisen määrittäminen MSOT-mittauksen aikana auttaisi validoimaan, johtuvatko aterian jälkeiset muutokset MSOT-signaaleissa hyperemiasta vastaava suolen segmentti. Hemoglobiinin kuvantamisen lisäksi MSOT mahdollistaa eksogeenisten kromoforien havaitsemisen (esim. väriaineet). Tässä tutkimuksessa ei-absorboituvan väriaineen indosyaniinivihreän (ICG) antamista käytetään oraaliseen kyyn ei-invasiiviseen tunnistamiseen. Eksogeenisten ja endogeenisten kromoforien yhdistelmä mahdollistaa siten suolen seinämän verenvirtauskuvioiden ja chyme-transitin tarkan yhteispaikantamisen ja rekisteröinnin. Nämä tiedot mahdollistavat tarkan anatomisen kartoituksen häiritsevistä vaikutuksista hemoglobiinin määritykseen MSOT:n avulla.
Opintotyyppi
Ilmoittautuminen (Todellinen)
Vaihe
- Ei sovellettavissa
Yhteystiedot ja paikat
Opiskelupaikat
-
-
Bavaria
-
Erlangen, Bavaria, Saksa, 91054
- University Hospital Erlangen
-
-
Osallistumiskriteerit
Kelpoisuusvaatimukset
Opintokelpoiset iät
Hyväksyy terveitä vapaaehtoisia
Sukupuolet, jotka voivat opiskella
Kuvaus
Sisällyttämiskriteerit:
- Ikä yli 18 vuotta
- Kirjallinen suostumusilmoitus
Poissulkemiskriteerit:
Yleisesti voimassa:
- Raskaus
- Imettävät äidit
- Tatuointi tutkimuksen alalla
- Ihonalainen rasvakudos yli 3 cm
- Ruoansulatuskanavan krooniset tai akuutit sairaudet tai sellaiseen sairauteen viittaavat oireet
- Akuuttia hoitoa vaativat sairaudet
- Kirjallisen suostumuksen puute
ICG:hen liittyvä:
- Tunnettu yliherkkyys ICG:lle, natriumjodidille tai jodille
- Kilpirauhasen liikatoiminta, fokaalinen tai diffuusi kilpirauhasen autonomia
- Radioaktiivinen jodihoito kilpirauhasen toiminnan diagnostiseen tutkimukseen kahden viikon sisällä ennen tutkimusta tai sen jälkeen
- Rajoitettu munuaisten toiminta
- Seuraavien lääkkeiden saanti: beetasalpaajat, kouristuslääkkeet, syklopropaani, bisulfiittiyhdisteet, haloperidoli, heroiini, meperidiini, metamitsoli, metadoni, morfiini, nitrofurantoiini, oopiumalkaloidit, fenobarbitaali, fenyylibutatsoni, probenesidi, mikä tahansa injektio, joka sisältää rifamysiiniä.
Opintosuunnitelma
Miten tutkimus on suunniteltu?
Suunnittelun yksityiskohdat
- Ensisijainen käyttötarkoitus: DIAGNOSTIIKKA
- Jako: EI_SATUNNAISTUJA
- Inventiomalli: RISTO
- Naamiointi: EI MITÄÄN
Aseet ja interventiot
Osallistujaryhmä / Arm |
Interventio / Hoito |
|---|---|
|
MUUTA: Paasto
Kaikki tutkimukset ovat paastotilassa.
|
MSOT Acuity Echo, iThera medical, München
|
|
MUUTA: Standardoitu aamiainen
Preprandiaalinen tutkimus on paastotilassa, kaikki aterianjälkeiset tutkimukset tehdään standardoidulla ruokavaliolla. 30 minuuttia preprandiaalisen tutkimuksen alkamisen jälkeen osallistujat saavat standardoidun aamiaisen. 270 minuuttia preprandiaalisen tutkimuksen alkamisen jälkeen osallistujat saavat standardoidun aterian. |
MSOT Acuity Echo, iThera medical, München
|
|
MUUTA: Standardoitu aamiainen ja ICG
Preprandiaalinen tutkimus on paastotilassa, kaikki aterian jälkeiset tutkimukset tehdään standardoidulla ruokavaliolla, joka sisältää indosyaniinivihreää (ICG) väriainetta. 30 minuuttia preprandiaalisen tutkimuksen alkamisen jälkeen osallistujat saavat standardoidun aamiaisen, joka sisältää ICG:tä. 270 minuuttia preprandiaalisen tutkimuksen alkamisen jälkeen osallistujat saavat standardoidun aterian ilman ICG:tä. |
MSOT Acuity Echo, iThera medical, München
|
Mitä tutkimuksessa mitataan?
Ensisijaiset tulostoimenpiteet
Tulosmittaus |
Toimenpiteen kuvaus |
Aikaikkuna |
|---|---|---|
|
Kvantitatiivisen de-/hapettoman hemoglobiinisignaalin muutos (mielivaltaisissa yksiköissä)
Aikaikkuna: 60 minuutin välein 8 tunnin ajan jokaisena kolmena koepäivänä
|
Kvantitatiivisen de-/hapetetun hemoglobiinisignaalin muutos maha-suolikanavan seinämässä (vatsan antrum, terminaalinen sykkyräsuolen, poikittaisen paksusuolen ja sigmoidikoolonin) aterian jälkeisen 7 tunnin aikana.
|
60 minuutin välein 8 tunnin ajan jokaisena kolmena koepäivänä
|
Toissijaiset tulostoimenpiteet
Tulosmittaus |
Toimenpiteen kuvaus |
Aikaikkuna |
|---|---|---|
|
Kvalitatiivisen ja kvantitatiivisen ICG-signaalin muutos (mielivaltaisissa yksiköissä)
Aikaikkuna: 60 minuutin välein 8 tunnin aikana kolmantena tutkimuspäivänä
|
Kvalitatiivisen ja kvantitatiivisen ICG-signaalin muutos (mielivaltaisissa yksiköissä) maha-suolikanavan ontelossa (vatsan antrum, terminaalinen sykkyräsuolen, poikittainen paksusuolen ja sigmoidi paksusuolen) aterian jälkeisen 7 tunnin aikana.
|
60 minuutin välein 8 tunnin aikana kolmantena tutkimuspäivänä
|
|
Kvantitatiivisen yksittäisen aallonpituuden signaalin muutos (mielivaltaisissa yksiköissä)
Aikaikkuna: 60 minuutin välein 8 tunnin ajan jokaisena kolmena koepäivänä
|
Kvantitatiivisten yksittäisten aallonpituuksien signaalin muutos (mielivaltaisissa yksiköissä) maha-suolikanavan seinämässä (vatsan antrum, terminaalinen sykkyräsuole, poikittainen paksusuoli ja sigmoidinen paksusuole) 7 tunnin ateriaalisen ajan kuluessa.
|
60 minuutin välein 8 tunnin ajan jokaisena kolmena koepäivänä
|
|
Optoakustisen spektrin muutos (mielivaltaisissa yksiköissä, normalisoitu)
Aikaikkuna: 60 minuutin välein 8 tunnin ajan jokaisena kolmena koepäivänä
|
Optoakustisen spektrin muutos (mielivaltaisissa yksiköissä, normalisoitu) maha-suolikanavan seinämässä (vatsan antrum, terminaalinen sykkyräsuolen, poikittaisen paksusuolen ja sigmoidikoolonin) aterian jälkeisen 7 tunnin aikana.
|
60 minuutin välein 8 tunnin ajan jokaisena kolmena koepäivänä
|
|
Muutos verenkierrossa suurissa splanchnisissa valtimoissa.
Aikaikkuna: 60 minuutin välein 8 tunnin ajan jokaisena kolmena koepäivänä
|
Verenvirtauksen muutos keliakian rungossa, ylempi suoliliepeen valtimo, inferior suoliliepeen valtimo mitattuna Doppler-sonografialla aterian jälkeisen 7 tunnin aikana.
|
60 minuutin välein 8 tunnin ajan jokaisena kolmena koepäivänä
|
|
Resistenssiindeksin muutos suurissa splanchnisissa valtimoissa.
Aikaikkuna: 60 minuutin välein 8 tunnin ajan jokaisena kolmena koepäivänä
|
Resistenssiindeksin muutos keliakiassa, ylemmässä suoliliepeen valtimossa, alemmassa suoliliepeen valtimossa mitattuna Doppler-sonografialla aterian jälkeisen 7 tunnin aikana.
|
60 minuutin välein 8 tunnin ajan jokaisena kolmena koepäivänä
|
|
Pulsatiteettiindeksin muutos suurissa splanchnisissa valtimoissa.
Aikaikkuna: 60 minuutin välein 8 tunnin ajan jokaisena kolmena koepäivänä
|
Pulsatiteettiindeksin muutos keliakian vartalossa, suoliliepeen ylemmässä valtimossa, suoliliepeen alemmassa valtimossa mitattuna Doppler-sonografialla 7 tunnin aterian jälkeisenä aikana.
|
60 minuutin välein 8 tunnin ajan jokaisena kolmena koepäivänä
|
|
Systolisen huippunopeuden muutos suurissa splanchnisissa valtimoissa.
Aikaikkuna: 60 minuutin välein 8 tunnin ajan jokaisena kolmena koepäivänä
|
Systolisen huippunopeuden muutos keliakiassa, ylemmässä suoliliepeen valtimossa, alemmassa suoliliepeen valtimossa mitattuna Doppler-sonografialla 7 tunnin aterian jälkeisenä aikana.
|
60 minuutin välein 8 tunnin ajan jokaisena kolmena koepäivänä
|
|
Diastolisen loppunopeuden muutos suurissa splanchnisissa valtimoissa.
Aikaikkuna: 60 minuutin välein 8 tunnin ajan jokaisena kolmena koepäivänä
|
Diastolisen loppunopeuden muutos keliakiassa, ylemmässä suoliliepeen valtimossa, alemmassa suoliliepeen valtimossa mitattuna Doppler-sonografialla 7 tunnin aterian jälkeisenä aikana.
|
60 minuutin välein 8 tunnin ajan jokaisena kolmena koepäivänä
|
Yhteistyökumppanit ja tutkijat
Julkaisuja ja hyödyllisiä linkkejä
Yleiset julkaisut
- Matheson PJ, Wilson MA, Garrison RN. Regulation of intestinal blood flow. J Surg Res. 2000 Sep;93(1):182-96. doi: 10.1006/jsre.2000.5862.
- Deban L, Correale C, Vetrano S, Malesci A, Danese S. Multiple pathogenic roles of microvasculature in inflammatory bowel disease: a Jack of all trades. Am J Pathol. 2008 Jun;172(6):1457-66. doi: 10.2353/ajpath.2008.070593. Epub 2008 May 5.
- Calabrese E, Maaser C, Zorzi F, Kannengiesser K, Hanauer SB, Bruining DH, Iacucci M, Maconi G, Novak KL, Panaccione R, Strobel D, Wilson SR, Watanabe M, Pallone F, Ghosh S. Bowel Ultrasonography in the Management of Crohn's Disease. A Review with Recommendations of an International Panel of Experts. Inflamm Bowel Dis. 2016 May;22(5):1168-83. doi: 10.1097/MIB.0000000000000706.
- Ntziachristos V, Razansky D. Molecular imaging by means of multispectral optoacoustic tomography (MSOT). Chem Rev. 2010 May 12;110(5):2783-94. doi: 10.1021/cr9002566. No abstract available.
- Weber J, Beard PC, Bohndiek SE. Contrast agents for molecular photoacoustic imaging. Nat Methods. 2016 Jul 28;13(8):639-50. doi: 10.1038/nmeth.3929.
- Regensburger AP, Brown E, Kronke G, Waldner MJ, Knieling F. Optoacoustic Imaging in Inflammation. Biomedicines. 2021 Apr 28;9(5):483. doi: 10.3390/biomedicines9050483.
- Knieling F, Neufert C, Hartmann A, Claussen J, Urich A, Egger C, Vetter M, Fischer S, Pfeifer L, Hagel A, Kielisch C, Gortz RS, Wildner D, Engel M, Rother J, Uter W, Siebler J, Atreya R, Rascher W, Strobel D, Neurath MF, Waldner MJ. Multispectral Optoacoustic Tomography for Assessment of Crohn's Disease Activity. N Engl J Med. 2017 Mar 30;376(13):1292-1294. doi: 10.1056/NEJMc1612455. No abstract available.
- Waldner MJ, Knieling F, Egger C, Morscher S, Claussen J, Vetter M, Kielisch C, Fischer S, Pfeifer L, Hagel A, Goertz RS, Wildner D, Atreya R, Strobel D, Neurath MF. Multispectral Optoacoustic Tomography in Crohn's Disease: Noninvasive Imaging of Disease Activity. Gastroenterology. 2016 Aug;151(2):238-40. doi: 10.1053/j.gastro.2016.05.047. Epub 2016 Jun 3. No abstract available.
- Goertz RS, Egger C, Neurath MF, Strobel D. Impact of food intake, ultrasound transducer, breathing maneuvers and body position on acoustic radiation force impulse (ARFI) elastometry of the liver. Ultraschall Med. 2012 Aug;33(4):380-5. doi: 10.1055/s-0032-1312816. Epub 2012 Jun 21.
- Kvietys PR. The Gastrointestinal Circulation. San Rafael (CA): Morgan & Claypool Life Sciences; 2010. Available from http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK53092/
- Sou S, Matsui T, Yao T, Naito M, Yorioka M, Beppu T, Nagahama T, Futami K. Differentiating enterocutaneous fistulae from suture abscesses complicating Crohn's disease using oral administration of indocyanine green. J Gastroenterol Hepatol. 2006 Dec;21(12):1850-3. doi: 10.1111/j.1440-1746.2006.04287.x.
- Bennink R, Peeters M, Van den Maegdenbergh V, Geypens B, Rutgeerts P, De Roo M, Mortelmans L. Evaluation of small-bowel transit for solid and liquid test meal in healthy men and women. Eur J Nucl Med. 1999 Dec;26(12):1560-6. doi: 10.1007/s002590050495.
- Camilleri M, Colemont LJ, Phillips SF, Brown ML, Thomforde GM, Chapman N, Zinsmeister AR. Human gastric emptying and colonic filling of solids characterized by a new method. Am J Physiol. 1989 Aug;257(2 Pt 1):G284-90. doi: 10.1152/ajpgi.1989.257.2.G284.
Opintojen ennätyspäivät
Opi tärkeimmät päivämäärät
Opiskelun aloitus (TODELLINEN)
Ensisijainen valmistuminen (TODELLINEN)
Opintojen valmistuminen (TODELLINEN)
Opintoihin ilmoittautumispäivät
Ensimmäinen lähetetty
Ensimmäinen toimitettu, joka täytti QC-kriteerit
Ensimmäinen Lähetetty (TODELLINEN)
Tutkimustietojen päivitykset
Viimeisin päivitys julkaistu (TODELLINEN)
Viimeisin lähetetty päivitys, joka täytti QC-kriteerit
Viimeksi vahvistettu
Lisää tietoa
Tähän tutkimukseen liittyvät termit
Avainsanat
Muita asiaankuuluvia MeSH-ehtoja
Muut tutkimustunnusnumerot
- 346_21 B
Yksittäisten osallistujien tietojen suunnitelma (IPD)
Aiotko jakaa yksittäisten osallistujien tietoja (IPD)?
IPD-suunnitelman kuvaus
IPD-jaon aikakehys
IPD-jaon käyttöoikeuskriteerit
Tämän tutkimuksen aikana luodut ja/tai analysoidut tietojoukot ovat saatavilla vastaavalta tekijältä kohtuullisesta pyynnöstä seuraavasti:
- Yksittäisten osallistujien tiedot eivät ole käytettävissä
- Tutkimuspöytäkirjasuunnitelma on saatavilla
- Tiedot ovat saatavilla 9 kuukauden alusta ja 36 kuukauden kuluttua artikkelin julkaisemisesta.
- Tiedot ovat tutkijoiden käytettävissä, jotka tekevät metodologisesti järkevän ehdotuksen.
- Tiedot ovat saatavilla vain yksittäisten osallistujien tietojen meta-analyysiä varten.
- Ehdotuksia voidaan jättää 36 kuukauden kuluessa artikkelin julkaisemisesta. 36 kuukauden kuluttua tiedot ovat saatavilla yliopistomme tietovarastossa, mutta ilman muuta tutkijan tukea kuin talletetut metatiedot. Tietoja ehdotusten jättämisestä ja tietojen saamisesta löytyy osoitteesta www.uk-erlangen.de.
Rajoitukset voivat olla voimassa potilaan yksityisyyden ja yleisen tietosuoja-asetuksen vuoksi.
IPD-jakamista tukeva tietotyyppi
- STUDY_PROTOCOL
Lääke- ja laitetiedot, tutkimusasiakirjat
Tutkii yhdysvaltalaista FDA sääntelemää lääkevalmistetta
Tutkii yhdysvaltalaista FDA sääntelemää laitetuotetta
Nämä tiedot haettiin suoraan verkkosivustolta clinicaltrials.gov ilman muutoksia. Jos sinulla on pyyntöjä muuttaa, poistaa tai päivittää tutkimustietojasi, ota yhteyttä register@clinicaltrials.gov. Heti kun muutos on otettu käyttöön osoitteessa clinicaltrials.gov, se päivitetään automaattisesti myös verkkosivustollemme .