Terveiden koehenkilöiden dynaamisten MRI-tietojen siirtäminen in vitro -nielemissimulaattoriin (SWALL-E)

Nieleminen on monimutkainen prosessi, johon liittyy nielun ja kurkunpään erittäin hieno synkronointi hengityksen kanssa keskushermoston ja lukuisten perifeeristen efektorien hallinnassa. Mikä tahansa toimintahäiriö voi johtaa aspiraatioon sairastuvuuden ja kuolleisuuden lähteeksi.

Nämä ruuansulatuskanavan toimintahäiriöt vaikuttavat huomattavaan määrään potilaita, joilla on useita syitä: ylemmän ruuansulatuskanavan levyepiteelisyöpä, perifeeriset tai keskushermoston toimintahäiriöt, neurokirurgiset tai neurovaskulaariset syyt, geriatriset sairaudet ja tehohoidon komplikaatiot.

Aspiraatiopneumopatia on vakavin komplikaatio, joka voi johtaa kuolemaan. Vuosikymmenien ajan tämän ongelman ratkaisemiseksi on ehdotettu vain sellaisia ​​tekniikoita, kuten trakeotomia tai enteraalinen ruokinta (nenä-mahaletku/gastrostomialetku), joka liittyy tai ei ole yhteydessä puheterapiaan. Nämä invasiiviset hoidot ovat edelleen oireenmukaisia. Nämä hoidot ohittavat nielun toimintahäiriön ratkaisematta sitä ja muuttavat silti merkittävästi potilaiden elämänlaatua.

Vuonna 2012 ensimmäinen maailmanlaajuinen kliininen tutkimus (julkaistu NEJM:ssä), joka perustui kuuteen potilaaseen ja jonka Strasbourgissa ENT-tiimi suoritti, osoitti parantuneen potilaiden elämänlaadussa, joille oli tehty täydellinen kurkunpään poisto, ehdottamalla titaanin sijoittamista. kurkunpään implantti, joka on varustettu ylemmällä venttiilillä. Tämän strategian tarkoituksena oli välttää normaalin hengityksen mahdollistavan ruuan aspiraatiota. Vaikka tämä tekniikka ei ratkaissut kaikkia ongelmia (ruoan pysyvyys väärään suuntaan), tämä tutkimus mahdollisti käsitteellisen muutoksen yrityksissä ratkaista nielemisongelmia ottamalla käyttöön nielu- ja kurkunpään implantteja.

Jälkimmäinen on edelleen haaste, mutta kliiniset tutkimukset implanteilla, joissa on toiminnallinen läppä, jotka on tehty kurkunpään poistamisen jälkeen tai olemassa olevaan, mutta toimintahäiriöiseen kurkunpäähän, ovat osoittaneet nielu-kurkunpää-parin jakamattomuuden pysyvien ratkaisujen etsimisessä.

Tätä fysiologista prosessia voidaan tutkia kuvantamisella. Videofluoroskopia on vertailumenetelmä, joka mahdollistaa dynaamisen nielemisen tutkimuksen. Se ei kuitenkaan salli pehmytkudosten liikkeen tutkimista ja altistaa potilaan toistuvalle säteilylle. Äskettäin MRI on osoittanut kykynsä visualisoida koko nielun ja kurkun rakennetta tarkasti ja dynaamisesti nielemisprosessin aikana.

Parantaakseen nielemishäiriöiden ymmärtämistä ja ratkaisemista PROTIP MEDICAL (SWALL-E) kehitti alun perin ainutlaatuisen robottialustan, joka koostuu dynaamisesta silikonirungosta, joka toistaa nielun monimutkaisuuden. Tämä on ranskalaisen patentin kohde, joka on siirretty Strasbourgin HUS:n yliopistollisiin sairaaloihin.

Tämän tutkimuksen tavoitteena on korreloida ja kalibroida tämä alusta dynaamisten MRI-tietojen kanssa terveillä koehenkilöillä tutkimalla nielun eri anatomisten rakenteiden liikettä nielemisliikkeiden aikana (nielun liikkeiden nopeus, amplitudi ja synkronointi).

SWALL-E:n välitön käyttö kalibroinnin ja validoinnin jälkeen: i) mahdollistaa fysiologisen nielemismekanismin toistumisen; ii) mahdollistaa patologisen ja yksilöllisen simulaation tuottamisesta nielemishäiriöistä in vitro; iii) sallia 3D-tulostuksella tuotettujen implanttien suunnittelun ja analysoida niiden tehokkuutta ennen implantointia; iv) muuttaa rinnakkain ja tarvittaessa elintarvikebolusten reologiaa, mikä myötävaikuttaa merkittävään maailmanlaajuiseen paranemiseen potilaan kannalta.

Tämän konseptiltaan ainutlaatuisen alustan tavoitteena ei ole vain potilaan tietyn patologian diagnoosin tekeminen, vaan myös yksilöllinen, potilaalle mukautettu hoito, jota ei ole tähän mennessä ollut olemassa.

Itse asiassa, jos diagnostisia menetelmiä on lukuisia (nasofibroskooppi, nieleminen, videofluoroskopia, nielemisäänien tutkimus akustisilla signaaleilla, nielemiskuvaus...), hoidot ovat pysyneet samanlaisina vuosikymmeniä (puheterapia), eivätkä ne ole kohdennettuja (nielun stimulaatio). ), huolimatta siitä, että jokaisella potilaalla on erityinen patologia, jota on vaikea yhdistää uudelleen "universaalilla" hoidolla.