MSOT og MR for ikke-invasiv vurdering av tarmovergangstid hos barn med kronisk tarmtømmingsforstyrrelser

Begrepet kroniske avføringsforstyrrelser omfatter et bredt spekter av tilstander i den nåværende medisinske litteraturen. Blant dem representerer idiopatisk kronisk forstoppelse den sentrale undergruppen av pasienter, som ofte lider av terapi-ildfastsymptomer. Imidlertid må andre årsaker til kroniske defekasjonsforstyrrelser også vurderes, for eksempel Hirschsprungs sykdom, cystisk fibrose, medfødte misdannelser og deres postoperative komplikasjoner, eller neurogen blære- og rektal tømmingsforstyrrelser. I tillegg kan kroniske sprekker, medfødt anal stenose og tidligere abdominaloperasjoner bidra til kroniske avføringsforstyrrelser.

I de fleste tilfeller er den underliggende årsaken ikke et enkelt, godt kontrollert symptom, men snarere et heterogent symptomkompleks. Kronisk forstoppelse er for eksempel definert basert på forskjellige symptomer i henhold til Roma IV -kriteriene, og krever en varighet på minst tre måneder for diagnose. Hos barn presenterer denne tilstanden ofte som en kombinasjon av avføringsvansker, alvorlige magesmerter, mat avslag, encopresis, enuresis og reduserte aktivitetsnivåer, ofte nødvendiggjør en multimodal og noen ganger svært tyngende terapi. Pasienter opplever vanligvis betydelig nød og reduserte livskvaliteten.

Forekomsten av kronisk forstoppelse hos barn og unge er høy, med rapporterte priser som når opptil 34%. I mer enn 90% av tilfellene kan imidlertid ingen organisk årsak identifiseres. Konservative behandlingsmetoder er ofte utilstrekkelige eller unnlater å forhindre langvarig kronisitet. Til tross for dette blir avføringsforstyrrelser hos barn og unge ofte undervurdert og noen ganger administreres innen psykiatriske behandlingsinnstillinger, noe som kan føre til langsiktige fysiske og psykologiske utviklingshemming.

Diagnostiske utfordringer

Etter utelukkelse av manifest organiske årsaker, er differensieringen mellom "sakte transittforstoppelse" (STC) og "utløpshindring" (OO) fortsatt en viktig diagnostisk utfordring hos barn. Ytterligere kompliserende saker, mange barn med pediatriske pasienter viser blandede former for begge forholdene.

Sakte transittforstoppelse (STC) er preget av en generalisert forsinkelse i tarmtransport, med overveiende genetiske, men også andre organiske årsaker. Denne tilstanden oppstår fra innervasjonsforstyrrelser i tarmen, dysfunksjoner i det autonome nervesystemet, abnormiteter i de glatte muskellagene på tarmveggen, så vel som endokrine og metabolske dysfunksjoner. Typiske symptomer inkluderer alvorlig forstoppelse, kroniske magesmerter og terapiresistent fekal inkontinens.

Utløpshindring (OO) er derimot forårsaket av nedsatt avføringsevakuering på analnivå, ofte på grunn av dyssynergisk avføring eller, mindre ofte anatomiske hindringer. Foreløpig utføres sjelden en definitiv differensiering mellom STC og OO i klinisk praksis, ettersom ikke-invasive diagnostiske verktøy mangler. Den eneste gullstandarddiagnostiske prosedyren som er tilgjengelig er anorektal manometri, som krever pasientsamarbeid, noe som gjør det upraktisk for små barn. I tillegg gjør rektal innsetting av sonder og ballonger det til en invasiv og potensielt traumatiserende prosedyre, som kan forverre symptomer. Som et resultat er det nødvendig med en minimum pasientalder, og funnene er ofte vanskelige å tolke objektivt.

Eksisterende metoder for måling av transittid

Den forsinkede tarmovergangstiden assosiert med STC kan evalueres ved bruk av:

Den modifiserte Hinton -testmotiliteten kapsler gastrointestinal transitt scintigraphy laktulose hydrogen pustetest

I Tyskland forblir den modifiserte Hinton -testen gullstandarden. Dette innebærer inntak av 10 radiopaque-markører per dag i seks dager på rad, etterfulgt av en abdominal røntgenstråle på dag syv for å beregne Oro-anal transitttid. Imidlertid er denne metoden tidkrevende og bør brukes med forsiktighet hos barn på grunn av eksponering for stråling. Andre nye metoder inkluderer:

SmartPill -bevegelighetskapsler, som måler temperatur, pH og intraluminal trykk for å bestemme total transittid. Disse er imidlertid ikke kommersielt tilgjengelige og gir ikke betydelige fordeler i forhold til konvensjonelle transittstudier for å rettferdiggjøre tilleggskostnadene.

Gastrointestinal transitt-scintigrafi, som involverer et technetium-merket måltid og påfølgende gamma-kameraavbildning på 1, 2 og 4 timer. Imidlertid er denne metoden tidskrevende, dyr og ikke allment tilgjengelig. I tillegg anses det som invasivt og uegnet for bruk av barn på grunn av eksponering for stråling.

Laktulosehydrogenpustetesten, som måler Oro-Cecal transitttid ved å oppdage bakteriell gjæring av laktulose i cecum. Imidlertid er denne metoden bare begrenset til å vurdere tarmtransport.

Spesielt kan ingen av disse testene skille mellom en organisk og en funksjonell årsak til forstoppelse.

Multispektral optoakustisk tomografi (MSOT) for måling av transitt tid

Multispektral optoakustisk tomografi (MSOT) er basert på utslipp av laserlys ved flere nærinfrarøde bølgelengder. Dette lyset stimulerer biologisk vev, noe som fører til ultralydbølgeutslipp, som deretter blir rekonstruert til et bilde. MSOT muliggjør anskaffelse av både enkeltbølgelengdebilder og spektralt ublandede bilder, noe som gir mulighet for visualisering av molekyler med kjente absorpsjonsegenskaper, for eksempel hemoglobin og lipider.

Kontrastforbedret MSOT (CE-MSOT) muliggjør ikke-invasiv, strålingsfri visualisering av chymepassasje gjennom mage-tarmkanalen. Studier har vist at oralt administrert indocyaningrønn (ICG) kan påvises på forskjellige steder innen GI-kanalen-inkludert gastrisk antrum, terminal ileum og sigmoid kolonbruk.

ICG, som har en absorpsjonstopp ved omtrent 800 nm i det nær-infrarøde spekteret, er godt egnet for optiske avbildningsteknikker. Det er allerede mye brukt i medisinske anvendelser, inkludert intraoperativ avbildning, leverfunksjonsdiagnostikk og kardiovaskulære vurderinger.

Selv om oral administrering av ICG er en off-label bruk, er systemiske bivirkninger svært usannsynlig, ettersom ICG ikke blir absorbert og ikke gjennomgår enterohepatisk sirkulasjon, i henhold til den offisielle medikamentinformasjonen.

Den komplette gastrointestinal passasjen av ICG er bekreftet gjennom fluorescensmikroskopideteksjon av ICG i avføringsprøver fra forsøkspersoner etter oral administrering. Basert på denne metodikken, tar denne studien som mål å evaluere tarmovergangstid hos pasienter med kroniske avføringsforstyrrelser, og gir et nytt, ikke-invasivt diagnostisk verktøy for å adressere det nåværende gapet i vurdering av gastrointestinal transitt.

Studiemål: Kombinasjon av MSOT og MR for omfattende GI -transittanalyse

Denne studien tar sikte på å integrere MR -sekvenser som er spesielt designet for å visualisere peristaltiske avføring med høy tidsmessig oppløsning, noe som muliggjør en detaljert vurdering av peristaltisk frekvens og mønstre på tvers av forskjellige tarmsegmenter. Ved å fange disse peristaltiske bevegelsene, blir det mulig å identifisere unormalt redusert peristaltikk i den pediatriske pasientkohorten.

Ved å kombinere MSOT-avledet transitttidsmålinger med MR-basert peristaltisualisering, tilbyr denne studien en omfattende og ikke-invasiv metode for å vurdere gastrointestinal bevegelighet. Gjennom denne tilnærmingen vil det være mulig å oppdage segmenter av tarmen med unormale transittider og vurdere chymtransport gjennom hele mage -tarmkanalen uten å utsette pasienter for stråling eller invasive prosedyrer.