Opto-akoestische karakterisering van postprandiale intestinale bloedstroom (NEPOMUC)

Het maagdarmkanaal vervult in wezen twee belangrijke functies: vertering en opname van voedsel, en fysieke en immunologische barrière tegen omgevingsinvloeden. Deze basisfuncties zijn kritisch afhankelijk van de splanchnische bloedstroom op zowel macrovasculair als microvasculair niveau. In het bijzonder hebben vorderingen in de vasculaire biologie een centrale en ingewikkelde rol van de bloedcirculatie bij inflammatoire darmaandoeningen (IBD) onthuld.

Tot nu toe werden veranderingen in de bloedstroom gebruikt als surrogaatmarkers voor veranderde ontstekingsactiviteit in de darm, bijvoorbeeld door Doppler-sonografische detectie. Multispectrale opto-akoestische tomograaf (MSOT) maakt niet-invasieve, kwantitatieve beeldvorming van de moleculaire samenstelling van doelweefsels mogelijk. Bij MSOT wordt, vergelijkbaar met conventionele echografie, een transducer op de huid geplaatst, maar wordt energie aan het weefsel afgegeven door middel van laserlicht in het nabij-infrarode spectrum in plaats van ultrasone golven. Dit leidt tot een constante afwisseling van minimale uitzettingen en samentrekkingen (thermo-elastische uitzetting) van individuele weefselcomponenten of moleculen. De resulterende ultrasone golven kunnen vervolgens door dezelfde onderzoekseenheid worden gedetecteerd. Eerdere studies hebben aangetoond dat kwantitatieve bepaling van hemoglobine informatie kan verschaffen over de doorbloeding en ontstekingsactiviteit in de darm van volwassen patiënten met de ziekte van Crohn. Met name het onderscheid tussen de activiteitsniveaus van de ziekte (remissie/laag/matig/hoog) is veelbelovend voor het besparen van invasieve maatregelen in de toekomst bij het evalueren van de progressie van de ziekte.

Naast ontstekingsprocessen veroorzaakt voedselinname ook schommelingen in de regionale bloedstroom in het maagdarmkanaal. Dit manifesteert zich als postprandiale hyperemie, die achtereenvolgens voorkomt in de verschillende delen van het maagdarmkanaal, van oraal tot aboraal.

Het tijdsverloop van postprandiale hyperemie in de verschillende delen van het maagdarmkanaal is in veel onderzoeken wetenschappelijk onderzocht. Hoewel een toename van de bloedstroom in de maag en de twaalfvingerige darm na 30-60 minuten kan worden gedetecteerd, duurt het veel langer voordat postprandiale hyperemie wordt gedetecteerd in de gebieden die worden gebruikt om ontstekingsactiviteit te meten met MSOT bij IBD, zoals het terminale ileum en het sigmoïd colon . Een toename van de bloedstroom in het ileum kan op zijn vroegst na 120 minuten worden gemeten en de aankomst van maagbrij in de dikke darm en de daarmee gepaard gaande lokale toename van de bloedstroom vindt plaats na ongeveer 240-300 minuten.

Het is onduidelijk of deze postprandiale hyperemie kan leiden tot een verandering en mogelijke toename van het opto-akoestische hemoglobinesignaal van de darmwand, resulterend in foutief hoge MSOT-signalen bij het bepalen van ontstekingsactiviteit. Deze studie onderzoekt de invloed van een gestandaardiseerde voeding op het MSOT-signaal van de darmwand met behulp van een longitudinaal design. Opto-akoestische signalen zullen worden vergeleken tussen proefpersonen in nuchtere en postprandiale toestand. Omdat de postprandiale toename van de intestinale bloedstroom voornamelijk het resultaat is van de lokale aanwezigheid van maagbrij in de darm, zou een gelijktijdige bepaling van de darmtransit van maagbrij tijdens MSOT-meting nuttig zijn om te valideren of postprandiale veranderingen in MSOT-signalen kunnen worden toegeschreven aan hyperemie in de darm. overeenkomstig darmsegment. Naast beeldvorming van hemoglobine maakt MSOT de detectie mogelijk van exogene chromoforen (d.w.z. kleurstoffen). In deze studie zal de orale toediening van de niet-absorbeerbare kleurstof indocyaninegroen (ICG) worden gebruikt voor niet-invasieve identificatie van de maagbrij. De combinatie van exogene en endogene chromoforen maakt dus nauwkeurige co-lokalisatie en registratie van bloedstroompatronen in de darmwand en maagbrijtransit mogelijk. Deze informatie maakt nauwkeurige anatomische mapping mogelijk van storende invloeden op de bepaling van hemoglobine met behulp van MSOT.