Lipedeeman, lymfaödeeman ja vaskulaaristen epämuodostumien tutkiminen monispektrisellä optoakustisella tomografialla (MSOT)

Tähän mennessä muuttuneeseen rasvakudosarkkitehtuuriin liittyvien sairauksien diagnostiikka on yleensä hidasta ja riippuu suuresti tutkijan kokemuksesta, joten usein kestää useita vuosia, ennen kuin potilas saadaan asianmukaisesti hoidettua. Nykyiset kuvantamismenetelmät ihonalaisen rasvakudoksen kvantitatiiviseen arviointiin tarjoavat vain epäspesifisiä löydöksiä. Tutkimuksemme avulla tutkijat esittelevät uuden kuvantamismenetelmän rasvakudoksen tutkimiseen.

Optoakustiikka on innovatiivinen hybridikuvausmenetelmä, jossa yhdistyvät optisen kuvantamisen suuri kontrasti akustiikan korkeaan resoluutioon. Käytetty MSOT-järjestelmä koostuu laserista näkyvällä lähi-infrapuna- ja kauko-infrapuna-aallonpituusalueella (660nm -1300nm) ja tietokoneeseen kytketystä ultraäänianturista. Optisten komponenttien avulla mitattava alue valaistaan ​​ultralyhyillä valopulsseilla, joiden aallonpituus on valittavissa. Valo imeytyy vaihtelevassa määrin kohteen sisällä - riippuen kudoksen ominaisuuksista. Laservalo stimuloi kromoforeja, kuten hemoglobiinia tai melaniinia ihmiskehossa, mikä johtaa kudoksen laajenemiseen ja myöhempään supistumiseen, ns. termoelastiseen vaikutukseen. Paikalliset mikroskooppiset tilavuuden vaihtelut lähettävät paineaaltoja ultraäänialueella (fotoakustinen vaikutus). Ihon pinta skannataan erittäin tarkoilla mikrovaiheilla. Jokaisessa paikassa valopulssin synnyttämät ultraäänisignaalit tallennetaan tomografisesti kohteen ulkopuolelle ilmaisimen avulla ja tallennetaan tietokoneelle. Erikoisalgoritmien avulla kudoksen ominaisuudet voidaan rekonstruoida tietokoneella mitatusta ultraäänisignaalista. MSOT mahdollistaa ei-invasiivisen, ionisoimattoman kuvantamisen korkealla avaruudellisella resoluutiolla (80 μm), mikä mahdollistaa endogeenisten kudospigmenttien, kuten kollageenikuitujen, rasvan, melaniinin, oksihemoglobiinin ja deoksihemoglobiinin, spesifisen visualisoinnin. Laserit tiettyjen kromoforien stimuloimiseksi ovat jo laajassa terapeuttisessa käytössä dermatologiassa; niiden vaikutukset ja sivuvaikutukset tunnetaan ja ne ovat minimaalisia tai olemattomia, kun sopiva energia valitaan. MSOT:n tunkeutumissyvyys on huomattavasti suurempi verrattuna muihin optisiin kuvantamismenetelmiin.

Lisäksi tätä ei-invasiivista, reaaliaikaista mittausjärjestelmää voidaan käyttää lukuisissa jokapäiväisissä kliinisissä kysymyksissä, jotka muutoin edellyttävät invasiivisempia menetelmiä, kuten CT tai MRI. Rasvakudosarkkitehtuurin tutkimisen lisäksi MSOT:ta voitaisiin käyttää ennen ja perioperatiivisesti verisuonten visualisointiin, esimerkiksi läppien perfuusion optimoimiseksi tai jopa ensisijaisesti mahdollistamiseksi. Tavoitteena on esitellä ja analysoida ihonalaisen rasvakudoksen arkkitehtuuria plastiikkakirurgiapotilailla MSOT:lla.

Tutkimus on suunniteltu prospektiiviseksi kohorttitutkimukseksi plastiikkakirurgiapotilaspopulaatiosta rekrytoiduille henkilöille. MSOT-mittaukset tehdään 50 potilaalle, joilla on kliinisesti terve ihonalainen rasvakudos ja 50 potilaalla, joilla on muutoksia ihonalaisessa rasvakudoksessa (esim. lipödeema). Tallennetut tiedot kvantifioidaan ja niitä verrataan.

Tämän tutkimuksen koehenkilöt on rekrytoitu traumakirurgian, ortopedian ja plastiikkakirurgian klinikalta ja poliklinikalta. Erityisesti potilaita rekrytoidaan plastiikkakirurgian erikoiskonsultaatiotunneilta.

Kaikki läsnä olevat käyttävät lasersuojalaseja. Ultraäänigeelikalvo levitetään noin 1 cm²:n iholle useisiin kohtiin potilaan valituissa raajoissa ja ilmaisin asetetaan geelikalvolle. Nämä ihoalueet skannataan sitten ja tutkittavat alueet valaistaan ​​ultralyhyillä valopulsseilla, joilla on valittavissa oleva aallonpituus. Syntyvät ääniaallot havaitaan ultraääniantureilla ja rekonstruoidaan tietokoneella ja erotetaan spektrisesti. Yksi mittaus kestää noin 5 minuuttia. Valmistelu mukaan lukien kolmen ihoalueen mittaaminen kestää noin 20 minuuttia. Invasiivisia toimenpiteitä ei ole suunniteltu tässä hankkeessa.

Skannatut alueet viedään ohjelmistosta kuvamateriaalina ja tallennetaan pseudonyyminä. Skannatusta pehmytkudoksesta on myös valokuvadokumentaatio. Nämä kuvat myös tallennetaan. Terveystietojen dokumentointia varten täytetään lipedema-dokumentaatiolomake.

Optoakustinen modaliteetti ei vaadi ionisoivaa säteilyä ja perustuu yksinomaan laservalon indusoimien akustisten aaltojen havaitsemiseen. Sekä erilaisten lasereiden säteilytystekniikkaa että sonografiaa käytetään jo laajalti ihosairauksien diagnosoinnissa ja hoidossa. Siksi niiden sivuvaikutukset ovat hyvin ennustettavissa ja asianmukaisesti valituilla energioilla minimaalisia tai olemattomia. Optoakustisten signaalien herättämiseen käytetään luokan 4 pulssilasereita näkyvällä ja lähi-infrapuna-alueella (660 - 1300 nm), joiden pulssin kesto on erittäin lyhyt (9ns). American National Standards Institute (ANSI) on asettanut tämän tyyppisten lasereiden käytölle raja-arvot, joita ei kokeissa ylitetä. Teoriassa hoitovirheet, kuten liian korkea energiatason valinta, voivat johtaa kudosvaurioihin käytetystä laserista riippuen. Laserit kromoforin hemoglobiinin alueella voivat aiheuttaa lämpövaurioita pienimmille ja pienimmille verisuonille. Jos energiat valitaan erittäin korkeiksi, maksimitulos voi olla paikallinen orvaskeden vaurioituminen ja sitä seuraava paikallinen arpeutuminen, joka muistuttaa palovammaa.

Koska nämä vaikutukset tunnetaan vuosien kokemuksella laajasta käytöstä, mitään näistä sivuvaikutuksista ei odoteta tämän tutkimuksen aikana.

Sonografian avulla syntyneiden ääniaaltojen arviointia pidetään turvallisena, eikä sivuvaikutuksia ole odotettavissa.

Laservalo suunnataan iholle anturin kautta. Laservalo voi siis tunkeutua ulos vain epäsuorasti sironnan kautta ja saavuttaa teoriassa ympäröivien ihmisten silmät. Koska yllä olevien määritelmien mukainen laservalo voi olla haitallista silmille, on huolehdittava siitä, että kaikki läsnä olevat käyttävät lasersuojalaseja mittauksen aikana. Lasersuojalaseja käytettäessä ei ole käytännössä mitään silmävamman vaaraa.

Yksittäisiä lopettamiskriteereitä ovat intoleranssi ja reaktiot, kuten punoitus. Aiemmin kuvattuja ei-toivottuja vaikutuksia hoidon aikana ovat punoitus ja lämpösuonivaurio pehmytkudoksessa tai subjektiivisesti havaitut sivuvaikutukset. Toinen yksittäinen lopetuskriteeri on koehenkilön suostumuksen peruuttaminen tutkimukseen osallistumiseen tai lasersuojalasien käytöstä kieltäytyminen.

Koko tutkimuksen lopetuskriteereitä ovat: korjaamaton vika seurantajärjestelmässä (MSOT), kaikkien tietojen katoaminen. Punoitus ja rakkuloita, jotka viittaavat luokan IIa palovammoihin (ei vielä kuvattu).

Pilottiprojektin tavoitteena on kuvata ihonalaisen rasvakudoksen mikroarkkitehtuuria potilailla, joilla on ja ei ole ihomuutoksia (esim. lipödeema) käyttämällä MSOT:ta. Kyky visualisoida nämä muutokset voisi johtaa parempaan ymmärrykseen ihon fysiologiasta ja patofysiologiasta.

Tutkintaa suoritettaessa noudatetaan seuraavia ohjeita ja lakeja:

• Helsingin julistus (2013) täydennettynä Venetsialla 1983 ja Hongkongilla 1989
• Paikallisen eettisen toimikunnan ääni saadaan tieteellisen tutkimuksen johtajalta
• Tutkinnan aloittaminen ja toteuttaminen on sidottu eettisen toimikunnan äänestykseen. Tutkinnan päätyttyä toimitetaan raportti tai julkaisu eettiselle toimikunnalle
• Tutkittavien suostumus annetaan vapaaehtoisesti, kun riskit on selitetty. Koehenkilöt eivät saa mitään korvausta
• Suostumus voidaan peruuttaa milloin tahansa syytä ilmoittamatta
• Jos osallistuja vetäytyy tutkimuksesta, jo hankittu aineisto tuhotaan tai tutkittavalta kysytään, hyväksyykö hän aineiston arvioinnin
• Koehenkilöiden nimet ja kaikki muut luottamukselliset tiedot ovat lääketieteellisen luottamuksellisuuden ja liittovaltion tietosuojalain (BDSG) säännösten alaisia. Kolmansilla osapuolilla ei ole pääsyä alkuperäisiin asiakirjoihin
• Ennen tutkimuksen aloittamista koehenkilöille tiedotetaan kirjallisesti ja suullisesti suunniteltujen tutkimusten luonteesta ja laajuudesta, erityisesti mahdollisista terveydellisistä eduista ja riskeistä. Osallistujien suostumus dokumentoidaan allekirjoittamalla suostumuslomake