Lipödéma, limfödéma és vaszkuláris malformációk vizsgálata multispektrális optoakusztikus tomográfiával (MSOT)

A megváltozott zsírszövet-architektúrával járó betegségek diagnosztikai útja a mai napig általában lassú, és nagymértékben függ a vizsgáló tapasztalatától, így gyakran több évbe is telhet, mire a beteg megfelelő kezelésre kerül. A szubkután zsírszövet kvantitatív értékelésére szolgáló jelenlegi képalkotó módszerek csak nem specifikus eredményeket adnak. Tanulmányunkkal a kutatók egy új képalkotó módszert mutatnak be a zsírszövet vizsgálatára.

Az Optoacoustics egy innovatív hibrid képalkotási módszer, amely egyesíti az optikai képalkotás nagy kontrasztját az akusztika nagy felbontásával. Az alkalmazott MSOT rendszer egy látható közeli infravörös és távoli infravörös hullámhossz-tartományban (660nm-1300nm) lévő lézerből és egy számítógéphez csatlakoztatott ultrahangos érzékelőből áll. Optikai komponensek segítségével a mérendő területet ultrarövid, választható hullámhosszú fényimpulzusokkal világítják meg. A fény különböző mértékben nyelődik el a tárgy belsejében - a szövet tulajdonságaitól függően. A lézerfény olyan kromoforokat stimulál, mint a hemoglobin vagy a melanin az emberi szervezetben, ami a szövet tágulását, majd összehúzódását, az úgynevezett termoelasztikus hatást eredményezi. A lokális mikroszkopikus térfogat-ingadozások ultrahang tartományban nyomáshullámokat bocsátanak ki (fotoakusztikus hatás). A bőrfelületet nagy pontosságú mikrostádiumokkal szkenneljük. Minden helyen a fényimpulzus által generált ultrahang jeleket a tárgyon kívül a detektor segítségével tomográfiás úton rögzítik és a számítógépen tárolják. Speciális algoritmusok segítségével a mért ultrahang jelből számítógépen rekonstruálhatóak a szövet tulajdonságai. Az MSOT lehetővé teszi a nem invazív, nem ionizáló képalkotást nagy térbeli felbontással (80 μm), amely lehetővé teszi az endogén szöveti pigmentek, például kollagénrostok, zsír, melanin, oxihemoglobin és dezoxihemoglobin specifikus megjelenítését. Az egyes kromoforok stimulálására szolgáló lézereket már széles körben alkalmazzák a bőrgyógyászatban; hatásaik és mellékhatásaik ismertek, és minimálisak vagy egyáltalán nem léteznek, ha megfelelő energiát választanak. Az MSOT behatolási mélysége lényegesen nagyobb a többi optikai képalkotási módszerhez képest.

Ezenkívül ez a non-invazív, valós idejű mérőrendszer számos mindennapi klinikai kérdésben használható, amelyek egyébként invazívabb módszereket igényelnek, mint például a CT vagy az MRI. A zsírszövet-architektúra vizsgálatán kívül az MSOT-t pre- és perioperatívan is fel lehetne használni az erek vizualizálására, például a lebenyek perfúziójának optimalizálására vagy akár elsősorban lehetővé tételére. A cél a bőr alatti zsírszövet architektúrájának megjelenítése és elemzése plasztikai sebészeten átesett betegeknél MSOT alkalmazásával.

A tanulmányt a plasztikai sebészeti betegek populációjából toborzott alanyok prospektív kohorszvizsgálataként tervezték. Az MSOT méréseket 50 olyan alanyon végezzük, akiknek klinikailag egészséges bőr alatti zsírszövete van, és 50 olyan alanyon, akiknél a bőr alatti zsírszövet elváltozások (pl. lipödéma). A rögzített adatokat számszerűsítik és összehasonlítják.

A vizsgálat alanyait a traumasebészeti, ortopédiai és plasztikai sebészeti klinikáról és poliklinikáról vették fel. Különösen a speciális plasztikai sebészeti konzultációs órákból toboroznak betegeket.

Minden jelenlévő lézeres védőszemüveget visel. A páciens kiválasztott végtagjain több helyen kb. 1 cm²-es bőrfelületre ultrahangos gélfilmet visznek fel, és a detektort a gélfilmre helyezik. Ezután ezeket a bőrterületeket letapogatják, és a vizsgálandó területeket ultrarövid, választható hullámhosszú fényimpulzusokkal világítják meg. A keletkező hanghullámokat ultrahangos szenzorok érzékelik, majd a számítógépen rekonstruálják és spektrálisan elválasztják. Egyetlen mérés körülbelül 5 percet vesz igénybe. Az előkészítéssel együtt a három bőrterület mérése körülbelül 20 percet vesz igénybe. Ebben a projektben nem terveznek invazív eljárásokat.

A beolvasott területeket a szoftver képanyagként exportálja és álnéven tárolja. A beolvasott lágyszövetről fényképes dokumentáció is található. Ezek a fotók is mentésre kerülnek. Az egészségügyi adatok dokumentálásához lipödéma dokumentációs űrlapot kell kitölteni.

Az optoakusztikus modalitás nem igényel ionizáló sugárzást, és kizárólag a lézerfény által kiváltott akusztikus hullámok érzékelésén alapul. Mind a különféle lézeres besugárzás technológiáját, mind a szonográfiát már széles körben alkalmazzák a bőrbetegségek diagnosztizálásában és kezelésében. Emiatt a mellékhatásaik nagyon kiszámíthatóak, és megfelelően megválasztott energiák mellett minimálisak vagy egyáltalán nem. Az optoakusztikus jelek gerjesztésére 4. osztályú impulzuslézereket használnak a látható és közeli infravörös tartományban (660-1300 nm), nagyon rövid impulzustartammal (9ns). Az Amerikai Nemzeti Szabványügyi Intézet (ANSI) határértékeket határozott meg az ilyen típusú lézerek használatára, amelyeket a kísérletek során nem lépnek túl. Elméletileg a kezelési hibák, például a túl magas energiaszint kiválasztása szövetkárosodáshoz vezethet az alkalmazott lézertől függően. A lézerek a kromofor hemoglobin területén termikus érkárosodást okozhatnak a legkisebb és a legkisebb erekben. Ha az energiákat nagyon magasra választják, akkor a maximális eredmény az epidermisz lokális károsodása lehet, majd az égéshez hasonló helyi hegesedés.

Mivel ezek a hatások a széles körben elterjedt használat során szerzett több éves tapasztalaton keresztül ismertek, a vizsgálat során ezen mellékhatások egyike sem várható.

A szonográfiával generált hanghullámok értékelése biztonságosnak tekinthető, mellékhatásokkal nem kell számolni.

A lézerfényt a detektoron keresztül a bőrre irányítják. A lézerfény ezért csak közvetetten, szórással juthat ki a külvilágba, és elméletileg juthat el a környező emberek szemébe. Mivel a fenti specifikációjú lézerfény káros lehet a szemre, ügyeljünk arra, hogy a mérés során mindenki lézeres védőszemüveget viseljen. Lézeres védőszemüveg viselése esetén gyakorlatilag nem áll fenn a szemsérülés veszélye.

Az egyéni abbahagyási kritériumok közé tartozik az intolerancia és az olyan reakciók, mint a bőrpír. A kezelés során korábban leírt nemkívánatos hatások közé tartozik a bőrpír és a lágyszövetek termikus érkárosodása vagy a szubjektíven észlelt mellékhatások. Egy másik egyéni felmondási feltétel a vizsgálati alanyok vizsgálatban való részvételéhez való hozzájárulásának visszavonása vagy a lézeres védőszemüveg viselésének megtagadása.

A teljes vizsgálat befejezési kritériumai a következők: helyreállíthatatlan hiba a monitoring rendszerben (MSOT), az összes adat elvesztése. Hólyagos bőrpír IIa fokozatú égési sérülések formájában (még nem írták le).

A kísérleti projekt célja a bőr alatti zsírszövet mikroarchitektúrájának leírása bőrelváltozásokkal (pl. lipödéma) MSOT segítségével. Ezen változások vizualizálásának képessége a bőr fiziológiájának és patofiziológiájának jobb megértéséhez vezethet.

A vizsgálat során a következő irányelveket és törvényeket kell betartani:

• Helsinki Nyilatkozat (2013), kiegészítve Velencével 1983 és Hong Kong 1989
• A helyi etikai bizottság szavazata a tudományos vizsgálat vezetőjétől származik
• A vizsgálat megkezdése és végrehajtása az etikai bizottság szavazásához kötött. A vizsgálat befejezése után jelentést vagy kiadványt nyújtanak be az etikai bizottságnak
• Az alanyok beleegyezését önként adják a kockázatok magyarázata után. A tesztalanyok nem kapnak kártérítést
• A hozzájárulás indoklás nélkül bármikor visszavonható
• Ha a résztvevő kilép a vizsgálatból, a már beszerzett adatanyagot megsemmisítik, vagy megkérdezik az alanytól, hogy hozzájárul-e az anyag értékeléséhez.
• A tesztalanyok nevére és minden egyéb bizalmas információra az orvosi titoktartás és a szövetségi adatvédelmi törvény (BDSG) rendelkezései vonatkoznak - - A vizsgálati alanyok adatait csak álnéven lehet továbbítani. Harmadik felek nem férhetnek hozzá az eredeti dokumentumokhoz
• A vizsgálat megkezdése előtt a tesztalanyokat írásban és szóban tájékoztatják a tervezett vizsgálatok jellegéről és terjedelméről, különös tekintettel az egészségükre gyakorolt ​​lehetséges előnyökre és az esetleges kockázatokra. A résztvevők hozzájárulását a hozzájárulási űrlap aláírásával dokumentáljuk