MSOT e risonanza magnetica per la valutazione non invasiva del tempo di transito intestinale nei bambini con disturbi di svuotamento dell'intestino cronico

Il termine disturbi cronici di defecazione comprende una vasta gamma di condizioni nell'attuale letteratura medica. Tra questi, la costipazione cronica idiopatica rappresenta il sottogruppo centrale dei pazienti, spesso soffrendo di sintomi refrattari terapeutici. Tuttavia, devono essere prese in considerazione anche altre cause di disturbi della defecazione cronica, come la malattia di Hirschsprung, la fibrosi cistica, le malformazioni congenite e le loro complicanze postoperatorie, o la vescica neurogena e i disturbi di svuotamento rettale. Inoltre, le fessure croniche, la stenosi anale congenita e le precedenti interventi abusivi possono contribuire ai disturbi cronici di defecazione.

Nella maggior parte dei casi, la causa sottostante non è un singolo sintomo ben controllato ma piuttosto un complesso di sintomi eterogenei. La costipazione cronica, ad esempio, è definita in base a vari sintomi secondo i criteri di Roma IV, che richiedono una durata di almeno tre mesi per la diagnosi. Nei bambini, questa condizione si presenta spesso come una combinazione di difficoltà di defecazione, grave dolore addominale, rifiuto alimentare, enuresi, enuresi e livelli di attività ridotti, spesso richiedendo una terapia multimodale e talvolta altamente gravosa. I pazienti in genere sperimentano un disagio significativo e riduce notevolmente la qualità della vita.

La prevalenza della costipazione cronica nei bambini e negli adolescenti è elevata, con tassi segnalati che raggiungono fino al 34%. Tuttavia, in oltre il 90% dei casi, non è possibile identificare alcuna causa organica. Gli approcci di trattamento conservativo sono spesso inadeguati o non riescono a prevenire la cronicità a lungo termine. Nonostante ciò, i disturbi della defecazione nei bambini e negli adolescenti sono spesso sottovalutati e talvolta gestiti all'interno di contesti di trattamento psichiatrico, il che può portare a menomazioni di sviluppo fisico e psicologico a lungo termine.

Sfide diagnostiche

In seguito all'esclusione di cause organiche manifest, la differenziazione tra "costipazione di transito lento" (STC) e "ostruzione dello sbocco" (OO) rimane una grande sfida diagnostica nei bambini. Ulteriori questioni complicanti, molti pazienti pediatrici presentano forme miste di entrambe le condizioni.

La costipazione del transito lento (STC) è caratterizzata da un ritardo generalizzato nel transito intestinale, con cause prevalentemente genetiche ma anche altre cause organiche. Questa condizione deriva da disturbi di innervazione dell'intestino, disfunzioni del sistema nervoso autonomo, anomalie negli strati muscolari lisci della parete intestinale, nonché disfunzioni endocrine e metaboliche. I sintomi tipici includono grave costipazione, dolore addominale cronico e incontinenza fecale resistente alla terapia.

L'ostruzione dello sbocco (OO), al contrario, è causata dall'evacuazione delle feci alterata a livello anale, spesso a causa di defecazioni dissynergiche o, meno comunemente, ostruzioni anatomiche. Attualmente, viene eseguita una differenziazione definitiva tra STC e OO nella pratica clinica, poiché mancano strumenti diagnostici non invasivi. L'unica procedura diagnostica standard disponibile è la manometria anorettale, che richiede la cooperazione del paziente, che la rende poco pratica per i bambini piccoli. Inoltre, l'inserimento rettale di sonde e palloncini lo rende una procedura invasiva e potenzialmente traumatizzante, che può esacerbare i sintomi. Di conseguenza, è necessaria un'età minima del paziente e i risultati sono spesso difficili da interpretare oggettivamente.

Metodi esistenti per la misurazione del tempo di transito

Il tempo di transito intestinale ritardato associato a STC può essere valutato usando:

La scintigrafia di transito gastrointestinale di motilità di test di Hinton modificata il test del respiro dell'idrogeno in lattulosio

In Germania, il test di Hinton modificato rimane il gold standard. Ciò comporta l'ingestione di 10 marcatori radiopachi al giorno per sei giorni consecutivi, seguiti da una radiografia addominale il giorno sette per calcolare il tempo di transito oro-anale. Tuttavia, questo metodo richiede tempo e dovrebbe essere usato con cautela nei bambini a causa dell'esposizione alle radiazioni. Altri metodi emergenti includono:

Capsule di motilità SmartPill, che misurano la temperatura, il pH e la pressione intraluminale per determinare il tempo di transito totale. Tuttavia, questi non sono disponibili in commercio e non offrono vantaggi significativi rispetto agli studi di transito convenzionali per giustificare il costo aggiuntivo.

Scintigrafia di transito gastrointestinale, che prevede un pasto marcato con technitium e successiva imaging della telecamera gamma a 1, 2 e 4 ore. Tuttavia, questo metodo è ad alta intensità di tempo, costoso e non ampiamente disponibile. Inoltre, è considerato invasivo e inadatto all'uso pediatrico a causa dell'esposizione alle radiazioni.

Il test del respiro dell'idrogeno di lattulosio, che misura il tempo di transito oro-cecale rilevando la fermentazione batterica del lattulosio nel ceco. Tuttavia, questo metodo è limitato alla valutazione solo del transito dell'intestino.

In particolare, nessuno di questi test può distinguere tra una causa organica e funzionale di costipazione.

Tomografia optoacustica multispettrale (MSOT) per la misurazione del tempo di transito

La tomografia optoacustica multispettrale (MSOT) si basa sull'emissione della luce laser a più lunghezze d'onda del vicino infrarosso. Questa luce stimola il tessuto biologico, portando all'emissione d'onda ad ultrasuoni, che viene quindi ricostruita in un'immagine. MSOT abilita l'acquisizione di entrambe le immagini a lunghezza d'onda singola e immagini spettralmente non miscelate, consentendo la visualizzazione di molecole con proprietà di assorbimento note, come emoglobina e lipidi.

MSOT potenziato dal contrasto (CE-MSOT) consente una visualizzazione non invasiva e priva di radiazioni del passaggio del chimo attraverso il tratto gastrointestinale. Studi hanno dimostrato che il verde indocianina somministrato per via orale (ICG) può essere rilevato in varie posizioni all'interno del tratto gastrointestinale, incluso l'antro gastrico, l'ileo terminale e l'MSOT di usi utilizzati da colon sigmoideo.

L'ICG, che ha un picco di assorbimento a circa 800 nm nello spettro del vicino infrarosso, è adatto per le tecniche di imaging ottico. È già ampiamente utilizzato nelle applicazioni mediche, tra cui imaging intraoperatorio, diagnostica della funzione epatica e valutazioni cardiovascolari.

Sebbene la somministrazione orale di ICG sia un uso off-label, gli effetti collaterali sistemici sono altamente improbabili, poiché l'ICG non viene assorbita e non subisce una circolazione enteroepatica, secondo le sue informazioni ufficiali sui farmaci.

Il passaggio gastrointestinale completo di ICG è stato confermato attraverso il rilevamento della microscopia di fluorescenza di ICG nei campioni di feci da soggetti a seguito di somministrazione orale. Sulla base di questa metodologia, questo studio mira a valutare il tempo di transito intestinale nei pazienti con disturbi cronici di defecazione, fornendo un nuovo strumento diagnostico non invasivo per affrontare l'attuale divario nella valutazione pediatrica del transito gastrointestinale.

Obiettivo di studio: combinazione di MSOT e risonanza magnetica per un'analisi completa del transito gastrointestinale

Questo studio mira a integrare sequenze di risonanza magnetica specificamente progettate per visualizzare i movimenti intestinali peristaltici con un'elevata risoluzione temporale, consentendo una valutazione dettagliata della frequenza e dei modelli peristaltici attraverso diversi segmenti intestinali. Catturando questi movimenti peristaltici, diventa possibile identificare la peristalsi ridotta anormalmente nella coorte di pazienti pediatrici.

Combinando le misurazioni del tempo di transito derivate da MSOT con la visualizzazione della peristalsi basata sulla risonanza magnetica, questo studio offre un metodo completo e non invasivo per valutare la motilità gastrointestinale. Attraverso questo approccio, sarà possibile rilevare segmenti dell'intestino con tempi di transito anormali e valutare il trasporto del chimo durante l'intero tratto gastrointestinale senza esporre i pazienti a radiazioni o procedure invasive.