말초 혈관 질환 환자의 상처 평가를 위한 다중 스펙트럼 이미징

말초혈관질환(PVD)은 노인에게 흔한 질병으로 하지로 가는 혈류가 손상됩니다. 손상된 조직 관류의 결과로 PAD 환자는 통증, 운동 능력 감소 및 조직 손실을 경험할 수 있으며 일부는 궁극적으로 절단이 필요합니다. 전 세계적으로, 하지 말초 동맥 질환은 죽상경화성 심혈관 이환율의 세 번째 주요 원인이며, 전 세계적으로 2억 명이 넘는 개인에게 영향을 미칩니다. 말초혈관질환은 연령이 증가함에 따라 발생률이 증가하고 전 세계적으로 고령화 인구가 증가함에 따라 점점 더 널리 퍼지고 있습니다. 2010년에는 말초 동맥 질환을 앓고 있는 사람들의 수가 지난 10년 동안 23.5% 증가한 것으로 추정되었습니다. PVD의 경제적 부담은 상당합니다. 미국에서만 PVD는 연간 의료 관련 비용으로 200억 달러 이상을 차지합니다. 특히, 치유되지 않는 상처는 연간 30억 달러 이상으로 이 지출의 상당 부분을 차지합니다.

PVD 상처의 생존력을 특성화하는 효과적인 방법의 개발에 대한 요구로 인해 몇 가지 혁신적인 기술이 등장했습니다. 일반적으로 사용되는 진단 방법은 ABI(ankle-brachial index), 맥박량 기록, 듀플렉스 초음파, 정맥혈량측정, X선 혈관조영, 컴퓨터 단층촬영, 자기공명영상이다. 그러나 이러한 기술 중 다수는 상처의 생존 가능성을 분류하고 적절하게 결정하는 능력이 부족합니다. ABI(Ankle brachial index)는 PVD의 존재를 확인하는 데 사용되는 가장 일반적인 스크리닝 기술 중 하나이지만 상처를 생존 가능 또는 생존 불가능으로 민감하고 구체적으로 분류하는 데에는 민감성이 부족합니다. ABI는 혈역학적으로 중요한 폐색을 나타내지만 혈류를 직접 측정하지는 않습니다. 도플러 초음파는 동맥 혈류를 측정할 수 있는 또 다른 일반적인 방법이지만 일부 그룹에서는 대퇴 동맥 혈류가 근육 허혈의 ​​정확한 혈역학적 지표가 아닐 수 있다고 제안합니다. 자기 공명 분광법은 또한 PVD를 평가하기 위한 응용 프로그램에서 검증된 새로운 기술입니다. PIVOT(Perfusion, Intravascular Venous Oxygen Saturation)과 같은 새로운 자기 이미징 시퀀스는 혈중 산소 수준 의존(BOLD) MRI와 ASL(Arterial Spin Labeling)을 결합하여 조직을 종합적으로 평가합니다. 많은 MRI 기술이 약속하는 강점에도 불구하고 높은 비용과 리소스 가용성으로 인해 임상적 사용 제한이 남아 있습니다.

말초 혈관 질환으로 유발된 하지 상처는 관류가 불충분합니다. 현재 해당 부위에 대한 혈관 관류를 개선하기 위한 세 가지 주요 접근 방식이 있습니다: 의료 관리, 개복 수술 및 혈관 내 수술. 의학적 관리는 흡연, 당뇨병, 고지혈증, 고혈압, 응고항진증과 같은 관련 위험 요인의 관리 및 생활습관 개선으로 구성됩니다. 하지 허혈로 유발된 상처의 의학적 관리에 발전이 있었지만 대동맥 재관류술은 현재 치료 표준으로 남아 있습니다. 협착 동맥을 우회하고 하지 상처에 대한 관류를 개선하기 위해 개방 우회 수술이 종종 사용됩니다. 지난 20년 동안 혈관내 개입은 최소 침습적이며 관련 이환율과 사망률이 낮을 수 있기 때문에 추가 치료법으로 등장했습니다. 외과 적 개입의 의학적 관리에 의한하지 상처의 관류 개선 외에도 치유 과정을 촉진하고 감염을 예방하기 위해 국소 상처 치료가 필요합니다.

그러나 임상의가 외과적 관리가 필요한지 여부를 결정하는 데 도움이 되는 효과적인 분류 기술이 여전히 필요합니다. 이를 통해 외과적 관리 대 보존적 관리 및 입원 환자 관리 대 외래 환자 관리를 조기에 결정할 수 있습니다. 수술이 필요한 경우 조기에 시행하면 환자의 기능적 결과가 향상됩니다. 또한 수술 환자의 입원 관리는 비용이 매우 많이 듭니다. 수술이 필요하지 않은 말초 혈관 상처가 있는 환자의 외래 환자 관리는 외과 개입과 관련된 비용을 크게 줄일 수 있습니다.

근적외선 분광법(NIRS)은 조직 내 수 센티미터 깊이의 소동맥, 모세혈관 및 세정맥에서 헤모글로빈의 흐름, 농도 및 산소화를 비침습적으로 측정합니다. NIRS는 환자에게 안전하고 편안하며 조직 관류, 산소화 및 헤모글로빈을 포함한 말초 혈관 질환 상처의 생존 마커를 측정하는 데 매우 적합합니다. 현재까지 말초 동맥 질환 환자에 대한 NIRS 기술의 유효성이 여러 연구에서 입증되었습니다. 다중 스펙트럼 적외선 장치(MSID)는 임상 환경용으로 설계된 기존 NIRS 이미징 장치의 중요한 발전을 나타냅니다. MSID는 여러 동물 및 임상 시험에서 사용이 검증된 후 KENT 이미징(캐나다 캘거리)에서 생산하는 상용 장치가 되었습니다. MSID는 향상된 휴대성과 기능을 갖춘 차세대 NIR 이미징 장치입니다. MSID는 조직 산소 이용의 마커인 시토크롬 산화효소, 산소 포화도, 관류 및 자유 라디칼 손상의 마커인 메트헤모글로빈과 같은 많은 변수를 모니터링할 수 있습니다. MSID의 장점은 피부색을 설명할 수 있는 능력입니다. 멜라닌은 빛을 흡수하고 카메라가 받는 NIR 빛의 양을 감쇠시킵니다. Kent 이미징 장치에는 피부의 멜라닌 함량을 설명하는 고유한 수학적 알고리즘이 있습니다. PVD 상처에 NIRS 기술을 사용하여 수행한 많은 이전 연구에서 멜라닌 함량은 환자 인구통계가 주로 백인이기 때문에 요인으로 간주되지 않았습니다. 그러나 환자의 멜라닌 함량에 큰 변동성이 있는 많은 다문화 도시에서는 NIRS 영상에서 멜라닌 보정이 매우 중요합니다.

이 연구는 PVD용으로 설계된 이 새롭고 임상적으로 적용 가능한 NIRS 기술을 사용하여 생존 불가능한 상처에서 생존 가능한 상처를 식별하고 혈관 개입 적응증을 평가할 때 상처의 중증도를 결정하고자 합니다. 이 기술은 측정 시간이 짧고 피험자의 움직임이 문제가 되지 않기 때문에 상처 환자 모집단에 사용하기에 매우 적합합니다. 이와 같이 이 프로젝트는 PVD 합병증으로 상처를 신속하게 평가할 수 있는 새로운 기술을 적용하고자 합니다.