MSOT en MRI voor niet-invasieve beoordeling van de darmtransittijd bij kinderen met chronische darmledigingstoornissen

De term chronische ontlastingsstoornissen omvat een breed scala aan aandoeningen in de huidige medische literatuur. Onder hen vertegenwoordigt idiopathische chronische constipatie de centrale subgroep van patiënten, die vaak lijdt aan therapie-refractaire symptomen. Andere oorzaken van chronische defecatiestoornissen moeten echter ook worden overwogen, zoals de ziekte van Hirschsprung, cystische fibrose, aangeboren misvormingen en hun postoperatieve complicaties, of neurogene blaas en rectale leegloopstoornissen. Bovendien kunnen chronische kloven, aangeboren anale stenose en eerdere buikoperaties bijdragen aan chronische defecatiestoornissen.

In de meeste gevallen is de onderliggende oorzaak geen enkel, goed gecontroleerd symptoom, maar eerder een heterogeen symptoomcomplex. Chronische constipatie wordt bijvoorbeeld gedefinieerd op basis van verschillende symptomen volgens de Rome IV -criteria, die een duur van ten minste drie maanden voor diagnose vereisen. Bij kinderen presenteert deze aandoening vaak als een combinatie van ontlastingsproblemen, ernstige buikpijn, weigering van voedsel, encoprese, enuresis en verminderde activiteitsniveaus, wat vaak een multimodale en soms zeer zware therapie noodzakelijk maakt. Patiënten ervaren meestal significante leed en aanzienlijk verminderde kwaliteit van leven.

De prevalentie van chronische constipatie bij kinderen en adolescenten is hoog, met gerapporteerde tarieven tot 34%. In meer dan 90% van de gevallen kan echter geen organische oorzaak worden geïdentificeerd. Conservatieve behandelingsbenaderingen zijn vaak onvoldoende of voorkomen niet langdurige chroniciteit. Desondanks worden defecatiestoornissen bij kinderen en adolescenten vaak onderschat en soms beheerd in psychiatrische behandelingsinstellingen, wat kan leiden tot langdurige fysieke en psychologische ontwikkelingsstoornissen.

Diagnostische uitdagingen

Na de uitsluiting van manifeste organische oorzaken blijft de differentiatie tussen "langzame transitconstipatie" (STC) en "outlet obstructie" (OO) een belangrijke diagnostische uitdaging bij kinderen. Verdere complicerende zaken vertonen veel pediatrische patiënten gemengde vormen van beide aandoeningen.

Langzame transitconstipatie (STC) wordt gekenmerkt door een algemene vertraging in darmtransit, met overwegend genetische maar ook andere organische oorzaken. Deze toestand komt voort uit innervatiestoornissen van de darm, disfuncties van het autonome zenuwstelsel, afwijkingen in de gladde spierlagen van de darmwand, evenals endocriene en metabole disfuncties. Typische symptomen zijn onder meer ernstige constipatie, chronische buikpijn en therapieresistente fecale incontinentie.

Outletobstructie (OO) wordt daarentegen veroorzaakt door een verminderde ontlastingsevacuatie op anale niveau, vaak als gevolg van dyssynergische defecatie of, minder vaak, anatomische obstructies. Momenteel wordt een definitieve differentiatie tussen STC en OO in de klinische praktijk zelden uitgevoerd, omdat niet-invasieve diagnostische hulpmiddelen ontbreken. De enige beschikbare diagnostische procedure voor goudstandaard is anorectale manometrie, die samenwerking van de patiënt vereist, waardoor het onpraktisch is voor jonge kinderen. Bovendien maakt de rectale insertie van sondes en ballonnen het een invasieve en mogelijk traumatiserende procedure, die de symptomen kan verergeren. Als gevolg hiervan is een minimale leeftijd van de patiënt vereist en zijn de bevindingen vaak moeilijk om objectief te interpreteren.

Bestaande methoden voor het meten van transittijd

De vertraagde darmtransittijd geassocieerd met STC kan worden geëvalueerd met behulp van:

De gemodificeerde Hinton -test Motiliteit capsules gastro -intestinale transit scintigrafie De lactulose waterstof ademtest

In Duitsland blijft de gemodificeerde Hinton -test de gouden standaard. Dit omvat inname van 10 radiopaque markers per dag gedurende zes opeenvolgende dagen, gevolgd door een röntgenfoto van de buik op dag zeven om de Oro-anale transittijd te berekenen. Deze methode is echter tijdrovend en moet met voorzichtigheid bij kinderen worden gebruikt als gevolg van blootstelling aan straling. Andere opkomende methoden zijn:

Smartpill motiliteitscapsules, die de temperatuur, pH en intraluminale druk meten om de totale doorvoertijd te bepalen. Deze zijn echter niet commercieel verkrijgbaar en bieden geen significante voordelen ten opzichte van conventionele transitstudies om de extra kosten te rechtvaardigen.

Gastro-intestinale transit scintigrafie, waarbij een door technetium gelabelde maaltijd en daaropvolgende gamma-camera-beeldvorming op 1, 2 en 4 uur betrokken is. Deze methode is echter tijdintensief, duur en niet op grote schaal beschikbaar. Bovendien wordt het als invasief en ongeschikt beschouwd voor pediatrisch gebruik door blootstelling aan straling.

De lactulose waterstof ademtest, die de oro-cecale transittijd meet door bacteriële fermentatie van lactulose in het cecum te detecteren. Deze methode is echter beperkt tot het alleen beoordelen van een dunne darmtransit.

Met name kan geen van deze tests onderscheid maken tussen een organische en een functionele oorzaak van constipatie.

Multispectrale optoacoustische tomografie (MSOT) voor transittijdmeting

Multispectrale optoacoustische tomografie (MSOT) is gebaseerd op de emissie van laserlicht bij meerdere nabij-infraroodgolflengten. Dit licht stimuleert biologisch weefsel, wat leidt tot echografie -golfemissie, die vervolgens in een beeld wordt gereconstrueerd. MSOT maakt het verwerven van zowel afbeeldingen met één golflengte als spectraal ongemengde beelden, waardoor de visualisatie van moleculen met bekende absorptie-eigenschappen, zoals hemoglobine en lipiden, mogelijk is.

Contrast-verbeterde MSOT (CE-MSOT) maakt niet-invasieve, stralingsvrije visualisatie van Chyme-doorgang door het maagdarmkanaal mogelijk. Studies hebben aangetoond dat oraal toegediende indocyaninegroen (ICG) kan worden gedetecteerd op verschillende locaties binnen het GI-kanaal, waaronder het maag-antrum, terminaal ileum en sigmoïde colon-gebruikelijke MSOT.

ICG, dat een absorptiepiek heeft bij ongeveer 800 nm in het bijna-infraroodspectrum, is goed geschikt voor optische beeldvormingstechnieken. Het wordt al veel gebruikt in medische toepassingen, waaronder intraoperatieve beeldvorming, diagnostiek van de leverfunctie en cardiovasculaire beoordelingen.

Hoewel de orale toediening van ICG een off-label gebruik is, zijn systemische bijwerkingen zeer onwaarschijnlijk, omdat ICG niet wordt geabsorbeerd en geen enterohepatische circulatie ondergaat, volgens de officiële informatie over geneesmiddelen.

De volledige gastro -intestinale doorgang van ICG is bevestigd door fluorescentiemicroscopiedetectie van ICG in ontlastingsmonsters van proefpersonen na orale toediening. Op basis van deze methodologie is deze studie als doel de darmtransittijd te evalueren bij patiënten met chronische defecatiestoornissen, waardoor een nieuw, niet-invasief diagnostisch hulpmiddel wordt aangepakt om de huidige kloof in pediatrische gastro-intestinale transitbeoordeling aan te pakken.

Studiedoelstelling: MSOT en MRI combineren voor uitgebreide GI -doorvoeranalyse

Deze studie heeft als doel MRI -sequenties te integreren die speciaal zijn ontworpen om peristaltische stoelgang te visualiseren met een hoge tijdelijke resolutie, waardoor een gedetailleerde beoordeling van de peristaltische frequentie en patronen over verschillende darmsegmenten mogelijk is. Door deze peristaltische bewegingen vast te leggen, wordt het mogelijk om abnormaal verminderde peristaltiek in het pediatrische patiëntcohort te identificeren.

Door MSOT-afgeleide transittijdmetingen te combineren met MRI-gebaseerde peristaltalsisis visualisatie, biedt deze studie een uitgebreide en niet-invasieve methode om gastro-intestinale motiliteit te beoordelen. Door deze benadering zal het mogelijk zijn om segmenten van de darm te detecteren met abnormale doorvoertijden en het transport van het chyme door het gehele maagdarmkanaal te beoordelen zonder patiënten bloot te stellen aan straling of invasieve procedures.