Multispectrale beeldvorming om wonden te beoordelen bij patiënten met perifere vasculaire aandoeningen

Perifere vasculaire ziekte (PVD) is een veel voorkomende ziekte bij ouderen, waardoor de bloedtoevoer naar de onderste ledematen in het gedrang komt. Als gevolg van verminderde weefselperfusie kunnen PAD-patiënten pijn, verminderde inspanningscapaciteit en weefselverlies ervaren, waarbij sommige uiteindelijk amputatie vereisen. Wereldwijd is perifere arterieziekte van de onderste ledematen de derde belangrijkste oorzaak van atherosclerotische cardiovasculaire morbiditeit, die wereldwijd meer dan 200 miljoen mensen treft. Perifere vasculaire ziekte komt steeds vaker voor met de toename van de incidentie met de leeftijd en een wereldwijd vergrijzende bevolking. In 2010 werd geschat dat het aantal mensen met perifere arteriële ziekte in het afgelopen decennium met 23,5% is toegenomen. De economische last van PVD is aanzienlijk. Alleen al in de Verenigde Staten is PVD goed voor meer dan $ 20 miljard aan jaarlijkse kosten voor gezondheidszorg. In het bijzonder vertegenwoordigen niet-genezende wonden een aanzienlijk deel van deze uitgaven met meer dan $ 3 miljard per jaar.

De vraag naar de ontwikkeling van een effectieve methode om de levensvatbaarheid van PVD-wonden te karakteriseren, heeft geresulteerd in de opkomst van verschillende innovatieve technieken. Veelgebruikte diagnostische methoden zijn enkel-armindex (ABI), pulsvolume-opnamen, duplex-echografie, veneuze plethysmografie, angiografie met röntgenstralen, computertomografie en magnetische resonantiebeeldvorming. Veel van deze technieken missen echter het vermogen om de levensvatbaarheid van de wond te triage en adequaat te bepalen. Enkelarmindex (ABI) is een van de meest gebruikte screeningstechnieken om de aanwezigheid van PVD vast te stellen, maar het ontbreekt aan gevoeligheid bij het creëren van een gevoelige en specifieke indeling van wonden als levensvatbaar of niet-levensvatbaar. ABI geeft een indicatie van een hemodynamisch significante obstructie, maar meet de bloedstroom niet rechtstreeks. Doppler-echografie is een andere veelgebruikte methode die de arteriële bloedstroom kan meten, maar sommige groepen suggereren dat de bloedstroom van de dijbeenslagader mogelijk geen nauwkeurige hemodynamische indicatie is van spierischemie. Magnetische resonantiespectroscopie is ook een nieuwe techniek die gevalideerd is in zijn toepassing om PVD te beoordelen. Nieuwe magnetische beeldvormende sequenties zoals PIVOT (Perfusion, Intravasculaire Veneuze Zuurstofverzadiging) combineren Blood Oxygen Level Dependent (BOLD) MRI en Arterial Spin Labeling (ASL) om het weefsel uitgebreid te beoordelen. Ondanks de sterke punten die veel MRI-technieken beloven, blijven er beperkingen voor klinisch gebruik bestaan ​​vanwege de hoge kosten en beschikbaarheid van middelen.

Door perifere vasculaire aandoeningen veroorzaakte wonden aan de onderste ledematen hebben onvoldoende perfusie. Momenteel zijn er drie belangrijke benaderingen om de vasculaire perfusie naar het gebied te verbeteren: medische behandeling, open chirurgie en endovasculaire chirurgie. De medische behandeling bestaat uit het aanpassen van de levensstijl en het beheersen van de bijbehorende risicofactoren zoals roken, diabetes mellitus, hyperlipidemie, hypertensie en hypercoagulabiliteit. Hoewel er vooruitgang is geboekt in de medische behandeling van door ischemie veroorzaakte wonden aan de onderste ledematen, blijft grote arteriële revascularisatie de huidige zorgstandaard. Open bypass-chirurgie wordt vaak gebruikt om stenotische slagaders te omzeilen en de doorbloeding van wonden aan de onderste ledematen te verbeteren. In de afgelopen twee decennia is endovasculaire interventie naar voren gekomen als een aanvullende therapie, aangezien het minimaal invasief is en mogelijk een lagere morbiditeit en mortaliteit met zich meebrengt. Naast verbeterde doorbloeding van wonden aan de onderste ledematen door medische behandeling of chirurgische ingreep, is lokale wondzorg vereist om het genezingsproces te versnellen en infectie te voorkomen.

Er blijft echter behoefte bestaan ​​aan effectieve triagetechnologieën om clinici te helpen beslissen of chirurgische behandeling nodig is. Dit zou een vroege bepaling van chirurgisch versus conservatief management en intramuraal versus poliklinisch management mogelijk maken. Als een operatie nodig is, worden de functionele resultaten van de patiënt verbeterd als deze eerder plaatsvindt. Ook is de intramurale behandeling van chirurgische patiënten buitengewoon kostbaar. Poliklinische behandeling van patiënten met perifere vasculaire wonden waarvoor geen operatie nodig is, zou de kosten van chirurgische interventie aanzienlijk verminderen.

Nabij-infraroodpuntspectroscopie (NIRS) meet niet-invasief de stroom, concentratie en oxygenatie van hemoglobine in arteriolen, capillairen en venulen enkele centimeters diep in het weefsel. NIRS is veilig en comfortabel voor patiënten en is zeer geschikt voor het meten van levensvatbaarheidsmarkers in perifere vasculaire wonden, waaronder weefselperfusie, oxygenatie en hemoglobine. Tot op heden hebben studies de validiteit van NIRS-technologie aangetoond bij patiënten met perifere arteriële ziekte. Het multispectrum infraroodapparaat (MSID) vertegenwoordigt een belangrijke evolutie van bestaande NIRS-beeldvormingsapparaten, die zijn ontworpen voor de klinische omgeving. De MSID is een commercieel apparaat geworden dat wordt geproduceerd door KENT imaging (Calgary, Canada) nadat verschillende dierproeven en klinische proeven het gebruik ervan hebben gevalideerd. De MSID is een nieuwe generatie NIR-beeldvormingsapparaten met verbeterde draagbaarheid en functionaliteit. De MSID kan vele variabelen bewaken, zoals cytochroomoxidase als een marker van weefselzuurstofgebruik, zuurstofverzadiging, perfusie en methemoglobine als een marker van letsel door vrije radicalen. Het voordeel van de MSID is dat het rekening kan houden met huidskleur. Melanine absorbeert licht en verzwakt de hoeveelheid NIR-licht dat door de camera wordt ontvangen. Het Kent-beeldvormingsapparaat heeft unieke wiskundige algoritmen om rekening te houden met het melaninegehalte van de huid. In veel eerdere onderzoeken met NIRS-technologie bij PVD-wonden werd het melaninegehalte niet als een factor beschouwd, aangezien de demografie van de patiënten overwegend blank was. In veel multiculturele steden waar er een grote variabiliteit is in het melaninegehalte van de patiënt, zijn melaninecorrecties in NIRS-beeldvorming echter erg belangrijk.

Met behulp van deze nieuwe en klinisch toepasbare NIRS-technologie die is ontworpen voor PVD, probeert deze studie levensvatbare en niet-levensvatbare wonden te identificeren en de ernst van de wond te bepalen bij het beoordelen van de indicatie voor vasculaire interventie. Deze technologie is zeer geschikt voor gebruik bij een wondpatiëntenpopulatie, aangezien de meettijden kort zijn en beweging van proefpersonen geen probleem is. Als zodanig is dit project bedoeld om nieuwe technologie toe te passen die in staat is om wonden snel te beoordelen als een complicatie van PVD.