Optische beeldvormingsmeting van de effectiviteitsstudie van intravasculaire oplossingen (OPTIMISE)

Perifere arterieziekte (PAD) treft 8-12 miljoen mensen in de Verenigde Staten. Veel van deze mensen ontwikkelen claudicatio, rustpijn en weefselverlies. Tijdens het onderzoek naar deze ziektetoestanden worden veel beeldvormingsmodaliteiten uitgevoerd, waaronder pulsvolumeregistratie, duplex-echografie, angiografie en IVUS, maar er is een opkomende op katheter gebaseerde beeldvorming ontwikkeld die een aanvulling kan zijn op de huidige gebruikte modaliteiten.

Intravasculaire optische coherentietomografie (iOCT) is gebaseerd op nabij-infrarood lichtsysteem. Het licht weerkaatst op plaque en andere objecten in vaten en de signalen worden verwerkt tot een reeks axiale beelden (A-scans) op verschillende posities langs de slagader om een ​​tweedimensionale dataset (B-scans) te genereren. Deze afbeeldingen zijn gemaakt met een extreem fijne resolutie van 10-15 μm, waardoor iOCT in veel onderzoeksomgevingen kan worden gebruikt, waaronder PAD en coronaire hartziekte. OCT is in mei 2010 door de FDA goedgekeurd voor klinisch gebruik in het coronaire gebied. Sindsdien gebruiken veel centra iOCT in de dagelijkse klinische praktijk. Het is echter nog steeds niet wijdverspreid in de klinische behandeling van patiënten met PAD. Er is hoop dat de hoge resolutiemogelijkheden van iOCT kunnen helpen voor en na een interventie om resultaten te voorspellen of fouten bij het plaatsen van stents te corrigeren.

De iOCT-procedure voor PAV van de onderste extremiteit is vrij eenvoudig. Een introducer wordt in de dijslagader geplaatst. Daarna wordt een draad langs de betreffende laesie geplaatst en wordt de iOCT-katheter ingebracht. De katheter wordt vervolgens bevestigd aan een geautomatiseerd terugtrekapparaat. Vervolgens is een optisch medium nodig om de erytrocyten te verplaatsen. Door de hoge resolutie van de iOCT is dit nodig om een ​​schoner beeld te kunnen analyseren. Op het moment van injectie van het optische medium zorgt een sensor ervoor dat de katheter wordt teruggetrokken (distaal naar proximaal) met een snelheid van 10-25 mm/sec. De beelden worden vastgelegd en verwerkt en arteriële plaque kan worden gekarakteriseerd.

De grootste kracht van de iOCT-katheter zijn de afbeeldingen met hoge resolutie, maar het probleem is dat het beeldvormingssignaal aanzienlijk wordt verzwakt door bloed. Om deze complicatie te verhelpen, zijn technieken zoals proximale ballonocclusie en continue infusie van een vloeistof gebruikt om verbeterde iOCT-beelden te verkrijgen. Bij de continue infusiemethoden zijn verschillende mediums geïnjecteerd, zoals contrastmiddel, dextran en zelfs een zuurstofdragend substituut, in de hoop de verzwakking door bloed te verminderen.

Om de verzwakking van rode bloedcellen tijdens iOCT-beeldvorming te overwinnen, stellen we een nieuwe benadering voor met CO2-injectie om de erytrocyten te verwijderen. Momenteel wordt CO2 gebruikt als medium voor digitale subtractie-angiografie bij patiënten met nierinsufficiëntie en werd voor het eerst gebruikt bij mensen door Hawkins in 1982. Het andere alternatief voor angiografie, jodiumhoudend contrastmiddel, is nefrotoxisch en wordt daarom bij deze patiënten vermeden uit angst het acute of chronische probleem van de patiënt te verergeren. Een andere groep waarbij CO2-angiografie wordt gebruikt, is de geschiedenis van een contrastallergie. Hoewel deze techniek meestal onder deze omstandigheden wordt gebruikt, melden Kerns et al. dat ze CO2-angiografie hebben uitgevoerd bij maar liefst 20% van hun patiënten met onderzoeken naar de buik en de onderste ledematen.

Naast de voordelen van patiënten met allergieën en nierinsufficiëntie, is CO2 uiterst veilig in een verscheidenheid aan arteriële en veneuze toepassingen. Het is 20 keer zo oplosbaar als kamerlucht en wordt via de longen uitgeademd in een first-pass-type effect. De huidige contra-indicatie voor CO2-digitale subtractie-angiografie is dat de cerebrale arteriële circulatie nooit mag worden blootgesteld aan CO2 vanwege mogelijke neurotoxiciteit. Relatieve contra-indicaties zijn onder meer gebruik in aanwezigheid van een grote arterioveneuze shunt, met distikstofoxide-anesthesie, en voorzichtig gebruik bij patiënten met chronische obstructieve longziekte.

Dextran is in het verleden gebruikt in de kritische zorgomgeving van de mens als een volumevergroter met de zeldzame bijwerkingen van anafylaxie en nefrotoxiciteit. Het is ook gebruikt in menselijke kransslagaders met iOCT als bloedverdringingsmedium. Ten slotte is het gebruikt met iOCT in een proximaal occlusiemodel. De belangrijkste klacht in het laatste onderzoek was een branderig gevoel dat < 10 seconden aanhield.

Jodiumhoudend contrast is de huidige gouden standaard voor beeldvorming van infra-inguinale angiografie bij patiënten zonder nierinsufficiëntie en is ook gebruikt met iOCT om de beeldkwaliteit in menselijke kransslagaders en halsslagaders te verbeteren. Het huidige debat in de literatuur over iOCT-medium gaat tussen jodiumhoudend contrast en dextran en CO2 kan een superieure methode bieden voor iOCT-beeldvorming tijdens occlusieve ziekte-interventies van de onderste ledematen.