Avføringsmønstre hos pasienter med forstoppelse

For mål 1 studie er hypotesen at en korrekt utført Valsalva-manøver i nærvær av en oppblåst pose (avføring) i endetarmen initierer den rektale peristaltiske refleksen som resulterer i sammentrekning av den glatte rektale muskulatur kranial til posen og avslapning av endetarmen. og indre analsfinkter caudal til posen. Fecobionics-enheten registrerer rektaltrykk som et surrogat av sammentrekning av bukveggen. Endringer i rektaltrykk kan imidlertid også være relatert til sammentrekningen av den glatte endetarmsmuskulaturen. De foreslåtte studiene vil registrere, 1) Abdominal vegg EMG, og rektal vegg ultralyd avbildning, ved bruk av høyfrekvent ultralyd kateter sonde for å skille bidrag fra abdominal muskel og rektal muskel sammentrekning, henholdsvis til rektal trykket, 2) Etterforskerne vil studere effektene av atropin for å hemme rektal glatt muskelkontraksjon) på Fecobionics-utdrivelsen, 3) EMG-aktiviteten til EAS under Fecobionics-enhetsutdrivningen vil tillate bestemmelse av rollen til EAS i avføringsrefleksen. For disse studiene er det foreslått 3 separate eksperimenter (15 normale friske frivillige for hvert mål) for å oppnå målene ovenfor: 1) Registrer EAS og abdominal muskel-EMG under Fecobionics utstøtingstesten: hvis økningen i intrarektalt trykk er relatert til bukveggen. kontraksjon, vil det være en perfekt spatiotemporal synkroni (ikke amplituden) mellom bukveggen EMG og den intrarektale trykkbølgeformen som registreres av den kraniale sensoren til Fecobionics-enheten. Fecobionics og EMG-signaler kan tas opp ved hjelp av trådløst system i private omgivelser. 2) Undersøkerne vil ta opp ultralydbilder av rektalveggen ved hjelp av høyfrekvent ultralydskateterprobe under Fecobionics ballongtest. Forskerne forventer å observere en økning i tykkelsen av glatt rektalmuskel som en markør for aktiv glattmuskelkontraksjon under rektal peristaltikk indusert av Valsalva-manøveren. Ultralydtransduseren vil bli plassert på stedet for kraniesensoren for å visualisere den stigende sammentrekningen av den peristaltiske refleksen (kraniale sammentrekning til den utspilte posen). 3) Etterforskerne vil utføre Fecobionics utvisningstest før og etter administrering av atropin I.V. 15 mikrogram/kg. Bare de induserte induserte økningene i det intrarektale trykket indusert av kontraksjon av glatt muskulatur i endetarmen vil bli eliminert av atropin (ikke bukveggens skjelettmuskelkontraksjon).

For mål 2 vil etterforskerne studere 100 pasienter som oppfyller Roma IV-kriteriene for kronisk forstoppelse. Fecobionic-opptak, sammen med amerikansk avbildning av endetarmsveggen, EMG-opptak av bukveggen og ekstern analsfinkter vil bli utført, som de som er beskrevet i mål 1. Hos 15 forsøkspersoner med CC, som ikke klarer å evakuere Fecobionics-posen, vil etterforskerne administrere edrofonium (Tensilon) 80 μg/Kg) og gjenta Fecobionics-utdrivningstesten. Edrofonium øker nivået av acetylkolin ved den nevromuskulære synapsen for å stimulere kolinerg aktivitet og vil forventes å stimulere rektal peristaltikk og gjenopprette evakuering hos pasienter med abnormiteter i rektal peristaltikk. I ytterligere 15 forsøkspersoner med CC som ikke klarer å evakuere Fecobionics-posen, vil etterforskerne administrere Bisacodyl (2 kapsler, 10 mg, oppløst i 10 ml saltvann) inn i lumen av rektum gjennom en slange festet til Fecobionics-enheten. 5-10 minutter senere vil etterforskerne gjenta Fecobionics utvisningstesten. Bisacodyl er et stimulerende avføringsmiddel som brukes rutinemessig i klinisk praksis. Det virker på nivået av enteriske nerver for å stimulere tykktarmens motilitet. Etterforskerne vil teste hypotesen om at stimulering av rektal peristaltikk av Bisacodyl gjenoppretter Fecobionics-evakueringen hos pasienter med avføringsforstyrrelser relatert til abnormitetene i rektal peristaltikk. Fecobionics, EMG og ultralydbildeopptak, i likhet med det vi beskrev i mål 1 av studien, vil kunne vurdere alle essensielle elementer ved avføringsrefleks. Etterforskerne kan vurdere dem på en binær måte enten de er fraværende eller tilstede. Basert på studiene på normale individer vil vi imidlertid bestemme de kvantitative verdiene av disse parameterne og sammenligne dem hos pasienter med hensyn til hvilke elementer som er i det unormale området. Analysen vil generere data for å teste hypotesen om at følgende elementer er en del av avføringsrefleksen: 1) rektal distensjon av avføringen/utspilt ballong som forårsaker en trang til avføring, 2) Korrekt utført Valsalva-manøver som genererer et kritisk terskelnivå av intra -abdominalt trykk, 3) rektal peristaltikk som forårsaker sammentrekning over ballongen og avspenning av indre analsfinkter og 4) avspenning av ytre analsfinkter og puborectalis muskel

Mål 3-studier vil validere en matematisk modell av den anorektale passasjen til Fecobionics-enheten for å forutsi forekomsten/ikke-forekomsten av den aktuelle hendelsen. For å bygge en vellykket modell er det avgjørende å kjenne til alle variablene eller parameterne som er involvert i forekomsten av enhver hendelse. Avføring/evakuering er i utgangspunktet bevegelsen av flytende/fast materiale fra rektum over analkanalen til utsiden. De to viktige aktørene i evakueringsprosessen er det intrarektale trykket (drivkraften) og motstandskraften. Det intrarektale trykket kan genereres av abdominal veggkontraksjon og/eller rektal muskelkontraksjon relatert økning i rektalt trykk. På den annen side er motstandskrefter for evakueringen relatert til IAS, EAS, puborectalis muskel og friksjonskrefter. Fecobionics-data sammen med amerikanske bildedata, EMG-opptak av bukvegg og EAS, bør for første gang gi alle aktørene som er involvert i avføringsprosessen. Etterforskerne vil samle inn data fra normale forsøkspersoner og pasienter som kan kobles til en matematisk ligning for å forutsi vellykket hendelse. Imidlertid vil det ovenfor bare være mulig dersom alle elementene i avførings-/evakueringsprosessen er kjent. Hensikten med modelleringseksperimentet vil være å avgjøre om antakelsen om kjente elementer i prosessen med avføring kan forutsi det riktig. For eksempel, om anorektal vinkel er kritisk for kontinens-/inkontinensfunksjonen har aldri blitt behandlet, og håpet er at vi ved hjelp av modelleringsmetoden vil være i stand til å avgjøre om ovenstående er riktig, noe som også kan være sant for de andre variablene som vi vil ta opp.