Optisk bildebehandlingsmåling av intravaskulær løsningseffektivitetsforsøk (OPTIMISE)

Perifer arteriesykdom (PAD) rammer alt fra 8-12 millioner mennesker i USA. Mange av disse menneskene fortsetter å utvikle claudicatio, hvilesmerter og vevstap. Under opparbeidelsen av disse sykdomstilstandene utføres mange bildediagnostiske modaliteter, inkludert pulsvolumregistrering, dupleksultralyd, angiografi og IVUS, men en ny kateterbasert bildebehandling er utviklet som kan supplere dagens modaliteter som brukes.

Intravaskulær optisk koherenstomografi (iOCT) er basert på nær-infrarødt lyssystem. Lyset reflekterer plakk og andre objekter i kar, og signalene blir behandlet til en serie aksiale bilder (A-skanninger) på forskjellige posisjoner langs arterien for å generere et todimensjonalt datasett (B-skanninger). Disse bildene er laget med en ekstremt fin oppløsning på 10-15 μm, noe som har gjort det mulig å bruke iOCT i mange forskningsmiljøer, inkludert PAD og koronararteriesykdom. OCT ble godkjent for klinisk bruk i koronarterritoriet av FDA i mai 2010. Siden den gang har mange sentre brukt iOCT i den daglige kliniske praksisen. Imidlertid er det fortsatt ikke mye i den kliniske behandlingen av pasienter med PAD. Det er håp om at høyoppløsningsfunksjonene til iOCT kan hjelpe før og etter en intervensjon for å forutsi utfall eller korrigere feil i stentutplassering.

iOCT-prosedyren for PAD i nedre ekstremitet er ganske enkel. En introduser plasseres i lårarterien. Deretter legges en ledning forbi lesjonen av interesse og iOCT-kateteret settes inn. Kateteret festes deretter til en automatisk tilbaketrekkingsanordning. Deretter trengs et optisk medium for å fortrenge erytrocyttene. På grunn av den høye oppløsningen til iOCT er dette nødvendig for et renere bilde å analysere. På tidspunktet for injeksjon av det optiske mediet utløser en sensor at kateteret trekkes tilbake (distalt til proksimalt) med et sted fra 10-25 mm/sek. Bildene fanges og behandles og arteriell plakk kan karakteriseres.

Den største styrken til iOCT-kateteret er dets høyoppløselige bilder, men problemet er at bildesignalet er betydelig svekket av blod. For å avhjelpe denne komplikasjonen har teknikker som proksimal ballongokklusjon og kontinuerlig infusjon av væske blitt brukt for å oppnå forbedrede iOCT-bilder. I de kontinuerlige infusjonsmetodene har forskjellige medier blitt injisert som kontrast, dekstran og til og med en oksygenbærende erstatning i håp om å forbedre demping av blod.

For å overvinne svekkelsen av røde blodceller under iOCT-avbildning, foreslår vi en ny tilnærming som involverer CO2-injeksjon for å fjerne erytrocyttene. For tiden brukes CO2 som medium for digital subtraksjon angiografi hos pasienter med nyresvikt og ble først brukt på mennesker av Hawkins i 1982. Det andre alternativet for angiografi, jodert kontrastmiddel, er nefrotoksisk og unngås derfor hos disse pasientene i frykt for å forverre pasientens akutte eller kroniske problem. En annen gruppe der CO2-angiografi brukes er historie med kontrastallergi. Selv om denne teknikken vanligvis brukes under disse omstendighetene, rapporterer Kerns et al at de utførte CO2-angiografi hos så høyt som 20 % av pasientene sine med studier i magen og nedre ekstremiteter.

I tillegg til fordelene med pasienter med allergier og nyresvikt, er CO2 ekstremt trygt i en rekke arterielle og venøse bruksområder. Det er 20 ganger så løselig som romluft og ekspireres gjennom lungene i en first-pass-type effekt. Den nåværende kontraindikasjonen for CO2 digital subtraksjon angiografi er at den cerebrale arterielle sirkulasjonen aldri bør eksponeres for CO2 på grunn av mulig nevrotoksisitet. Relative kontraindikasjoner inkluderer bruk i nærvær av en stor arteriovenøs shunt, med lystgass-anestesi, og brukes forsiktig hos pasienter med kronisk obstruktiv lungesykdom.

Dextran har tidligere blitt brukt i kritisk pleie av mennesker som en volumutvider med de sjeldne bivirkningene av anafylaksi og nefrotoksisitet. Det har også blitt brukt i menneskelige koronararterier med iOCT som blodfortrengningsmedium. Til slutt har den blitt brukt med iOCT i en proksimal okklusjonsmodell. Hovedklagen i den endelige studien var en brennende følelse som varte < 10s.

Jodert kontrast er gjeldende gullstandard for infrainguinal angiografi avbildning hos pasienter uten nyresvikt og har også blitt brukt med iOCT for å forbedre bildekvaliteten i menneskelige koronararterier så vel som halspulsårer. Den nåværende debatten i litteraturen for iOCT-medium er mellom jodholdig kontrast og dekstran, og CO2 kan tilby en overlegen metode for iOCT-avbildning under okklusive sykdomsintervensjoner i nedre ekstremiteter.