Multispektrális képalkotás a perifériás érbetegségben szenvedő betegek sebeinek felmérésére

A perifériás érbetegség (PVD) az idősek gyakori betegsége, amely az alsó végtagok vérellátásának megzavarásához vezet. A károsodott szöveti perfúzió következtében a PAD-betegek fájdalmat, csökkent terhelési kapacitást és szövetvesztést tapasztalhatnak, és néhány esetben amputációra van szükség. Világszerte az alsó végtagi perifériás artériák betegsége a harmadik vezető oka az ateroszklerózisos kardiovaszkuláris morbiditásnak, amely világszerte több mint 200 millió embert érint. A perifériás érrendszeri betegségek egyre elterjedtebbek az életkor előrehaladtával és a globálisan elöregedő népesség növekedésével. 2010-ben a becslések szerint az elmúlt évtizedben 23,5%-kal nőtt a perifériás artériás betegségben szenvedők száma. A PVD gazdasági terhei jelentősek. Csak az Egyesült Államokban a PVD több mint 20 milliárd dollárt tesz ki az egészségügyi ellátással kapcsolatos éves költségekből. Pontosabban, a nem gyógyuló sebek teszik ki ennek a kiadásnak a jelentős részét, évi több mint 3 milliárd dollárral.

A PVD sebek életképességének jellemzésére szolgáló hatékony módszer kidolgozásának igénye számos innovatív technika megjelenését eredményezte. Az általánosan alkalmazott diagnosztikai módszerek a boka-karindex (ABI), pulzustérfogat-felvétel, duplex ultrahang, vénás pletizmográfia, röntgenfelvételes angiográfia, számítógépes tomográfia és mágneses rezonancia képalkotás. Azonban ezen technikák közül sok nem képes a seb életképességének osztályozására és megfelelő meghatározására. A boka brachiális index (ABI) az egyik leggyakoribb szűrési technika, amelyet a PVD jelenlétének megállapítására használnak, de hiányzik belőle az érzékenység a sebek érzékeny és specifikus kategorizálására életképesként vagy életképtelenként. Az ABI hemodinamikailag jelentős obstrukciót jelez, de nem méri közvetlenül a véráramlást. A Doppler ultrahang egy másik elterjedt módszer az artériás véráramlás mérésére, azonban egyes csoportok azt sugallják, hogy a femoralis artéria véráramlása nem feltétlenül jelzi az izom ischaemia pontos hemodinamikai jelét. A mágneses rezonancia spektroszkópia szintén egy új technika, amelyet a PVD értékelésére vonatkozóan validáltak. Az olyan új mágneses képalkotó szekvenciák, mint a PIVOT (perfúzió, intravaszkuláris vénás oxigéntelítettség) a vér oxigénszint-függő (BOLD) MRI-jét és az artériás spin-címkézést (ASL) kombinálják a szövet átfogó értékeléséhez. A sok MRI-technika által ígért erősségek ellenére a klinikai felhasználás továbbra is korlátozott a magas költségek és az erőforrások rendelkezésre állása miatt.

A perifériás érbetegség által kiváltott alsó végtagi sebek perfúziója nem megfelelő. Jelenleg három fő megközelítés létezik a terület érperfúziójának javítására: orvosi kezelés, nyitott műtét és endovaszkuláris sebészet. Az orvosi kezelés az életmód módosításából és az olyan kapcsolódó kockázati tényezők kezeléséből áll, mint a dohányzás, a diabetes mellitus, a hiperlipidémia, a magas vérnyomás és a hiperkoagulálhatóság. Míg az alsó végtagi ischaemia okozta sebek orvosi kezelésében előrelépés történt, a nagy artériás revaszkularizáció továbbra is az ellátás jelenlegi standardja. A nyílt bypass műtétet gyakran alkalmazzák a szűkületes artériák megkerülésére és az alsó végtagi sebek perfúziójának javítására. Az elmúlt két évtizedben az endovaszkuláris beavatkozás kiegészítő terápiaként jelent meg, mivel minimálisan invazív, és alacsonyabb morbiditási és mortalitással járhat. Az alsó végtagi sebek sebészeti beavatkozások orvosi kezelésével történő jobb perfúziója mellett helyi sebkezelésre van szükség a gyógyulási folyamat felgyorsítása és a fertőzés megelőzése érdekében.

Továbbra is szükség van azonban hatékony osztályozási technológiákra, amelyek segítik a klinikusokat annak eldöntésében, hogy szükség van-e sebészeti kezelésre. Ez lehetővé tenné a sebészeti és konzervatív kezelés, valamint a fekvőbeteg és a járóbeteg kezelés korai meghatározását. Ha műtétre van szükség, a betegek funkcionális eredményei javulnak, ha korábban történik. Emellett a sebészeti betegek fekvőbeteg-kezelése rendkívül költséges. A műtétet nem igénylő perifériás érsebekben szenvedő betegek ambuláns kezelése jelentősen csökkentené a műtéti beavatkozás költségeit.

A közeli infravörös pontspektroszkópia (NIRS) nem invazív módon méri a hemoglobin áramlását, koncentrációját és oxigénellátását az arteriolákban, kapillárisokban és venulákban, amelyek több centiméter mélyen vannak a szövetben. A NIRS biztonságos és kényelmes a betegek számára, és jól alkalmas a perifériás érbetegség sebeinek életképességének markereinek mérésére, beleértve a szöveti perfúziót, az oxigénellátást és a hemoglobint. A mai napig tanulmányok igazolták a NIRS technológia érvényességét perifériás artériás betegségben szenvedő betegeknél. A Multi spektrum infravörös eszköz (MSID) a meglévő NIRS képalkotó eszközök fontos továbbfejlesztése, amelyeket a klinikai környezethez terveztek. Az MSID a KENT imaging (Calgary, Kanada) által gyártott kereskedelmi eszközzé vált, miután számos állatkísérlet és klinikai vizsgálat igazolta a használatát. Az MSID a NIR képalkotó eszközök új generációja, továbbfejlesztett hordozhatósággal és funkcionalitással. Az MSID számos változót képes nyomon követni, mint például a citokróm-oxidázt mint a szöveti oxigénfelhasználás markere, az oxigéntelítettséget, a perfúziót és a methemoglobint mint a szabadgyök-károsodás markere. Az MSID előnye, hogy képes figyelembe venni a bőrszínt. A melanin elnyeli a fényt, és gyengíti a kamera által kapott NIR fény mennyiségét. A Kent képalkotó készülék egyedi matematikai algoritmusokkal rendelkezik a bőr melanintartalmának figyelembevételére. Számos korábbi, NIRS technológiával végzett PVD-sebészeti vizsgálatban a melanintartalmat nem tekintették tényezőnek, mivel a betegek demográfiai jellemzői túlnyomórészt kaukázusi származásúak voltak. Számos multikulturális városban azonban, ahol a betegek melanintartalma nagy eltéréseket mutat, a NIRS képalkotás melaninkorrekciója nagyon fontos.

Ennek az új és klinikailag alkalmazható, PVD-re tervezett NIRS-technológiának a felhasználásával ez a tanulmány az életképes és nem életképes sebek azonosítására törekszik, és a seb súlyosságának meghatározására az érrendszeri beavatkozás indikációinak értékelése során. Ez a technológia jól használható sebbeteg-populációban, mivel a mérési idők rövidek, és az alanyok mozgása nem jelent problémát. Mint ilyen, ez a projekt olyan új technológiát kíván alkalmazni, amely képes gyorsan értékelni a sebeket a PVD szövődményeként.