MSOT i MRI do nieinwazyjnej oceny czasu tranzytu jelit u dzieci z przewlekłymi zaburzeniami opróżniania jelit

Termin przewlekłe zaburzenia defekacji obejmuje szeroki zakres warunków w obecnej literaturze medycznej. Wśród nich idiopatyczne przewlekłe zaparcia reprezentują centralną podgrupę pacjentów, często cierpiących na objawy oporne na terapię. Należy również wziąć pod uwagę inne przyczyny przewlekłych zaburzeń defekacyjnych, takie jak choroba Hirschsprunga, mukowiscydoza, wrodzone wadformacje i ich powikłania pooperacyjne lub neurogeniczne zaburzenia opróżniania odbytnicy. Ponadto przewlekłe szczeliny, wrodzone zwężenie odbytu i wcześniejsze operacje brzuszne mogą przyczyniać się do przewlekłych zaburzeń defekacji.

W większości przypadków podstawową przyczyną nie jest pojedynczy, dobrze kontrolowany objaw, ale raczej heterogeniczny kompleks objawów. Na przykład przewlekłe zaparcia są zdefiniowane na podstawie różnych objawów zgodnie z kryteriami Rzymu IV, wymagającego czasu trwania co najmniej trzech miesięcy do diagnozy. U dzieci stan ten często przedstawia się jako połączenie trudności z defekacją, ciężkiego bólu brzucha, odmowy żywności, enoprezji, enturecji i obniżonego poziomu aktywności, często wymagającego multimodalnego, a czasem bardzo uciążliwego terapii. Pacjenci zazwyczaj doświadczają znacznego stresu i znacznie obniżonej jakości życia.

Częstość występowania przewlekłych zaparć u dzieci i młodzieży jest wysoka, a zgłaszane wskaźniki osiągają nawet 34%. Jednak w ponad 90% przypadków nie można zidentyfikować przyczyny organicznej. Konserwatywne podejścia do leczenia są często nieodpowiednie lub nie zapobiegają długoterminowej przewlekłości. Mimo to zaburzenia defekacji u dzieci i młodzieży są często niedoceniane, a czasem zarządzane w warunkach leczenia psychiatrycznego, co może prowadzić do długoterminowych fizycznych i psychicznych zaburzeń rozwojowych.

Wyzwania diagnostyczne

Po wykluczeniu manifestów przyczyn organicznych rozróżnienie między „powolnym zaparciami tranzytowymi” (STC) a „niedrożnością” (OO) pozostaje głównym wyzwaniem diagnostycznym u dzieci. Dalsze komplikujące sprawy wielu pacjentów pediatrycznych wykazuje mieszane postacie obu stanów.

Zaparcia o powolnym tranzycie (STC) charakteryzuje się uogólnionym opóźnieniem w transporcie jelit, z głównie genetycznymi, ale także innymi przyczynami organicznymi. Ten warunek powstaje z zaburzeń unerwienia jelit, dysfunkcji autonomicznego układu nerwowego, nieprawidłowości w warstwach mięśni gładkich ściany jelit, a także zaburzeń hormonalnych i metabolicznych. Typowe objawy obejmują ciężkie zaparcia, przewlekły ból brzucha i oporne na terapię nietrzymanie odchu.

Natomiast niedrożność wylotowa (OO) jest spowodowana zaburzeniami ewakuacji kału na poziomie odbytu, często z powodu dyssynergicznej defekacji lub, rzadziej, anatomicznych niedrożności. Obecnie rzadko wykonuje się ostateczne różnicowanie między STC i OO w praktyce klinicznej, ponieważ brakuje nieinwazyjnych narzędzi diagnostycznych. Jedyną dostępną procedurą diagnostyczną ze złotym standardem jest anorektalna manometria, która wymaga współpracy pacjentów, co czyni ją niepraktyczną dla małych dzieci. Ponadto wstawienie odbytnicy sond i balonów sprawia, że ​​inwazyjna i potencjalnie traumatyczna procedura, która może zaostrzyć objawy. W rezultacie wymagany jest minimalny wiek pacjenta, a odkrycia są często trudne do obiektywnego interpretacji.

Istniejące metody pomiaru czasu tranzytu

Opóźniony czas tranzytu jelit powiązany z STC można ocenić za pomocą:

Zmodyfikowana ruchliwość testu Hintona kapsułki Transit przewodu pokarmowego Scyntygrafia Test oddechu wodoru laktulozowego

W Niemczech zmodyfikowany test Hinton pozostaje złotym standardem. Obejmuje to spożycie 10 markerów radiopacyjnych dziennie przez sześć kolejnych dni, a następnie prześwietlenie rentgenowskie brzucha w siódmym dniu, aby obliczyć czas tranzytu orro-anal. Jednak ta metoda jest czasochłonna i powinna być stosowana ostrożnie u dzieci z powodu narażenia na promieniowanie. Inne pojawiające się metody obejmują:

Kapsułki ruchliwości SmartPill, które mierzą temperaturę, pH i ciśnienie wewnątrzgałkowe, aby określić całkowity czas tranzytu. Nie są one jednak dostępne w handlu i nie oferują znaczących korzyści w porównaniu z konwencjonalnymi badaniami tranzytowymi w celu uzasadnienia dodatkowych kosztów.

Scyntygrafia transportu przewodu pokarmowego, która obejmuje posiłek znakowany technicznie, a następnie obrazowanie kamer gamma na 1, 2 i 4 godzin. Ta metoda jest jednak wymagająca czasowo, droga i nie jest szeroko dostępna. Ponadto jest uważany za inwazyjny i nieodpowiedni do użytku pediatrycznego z powodu ekspozycji na promieniowanie.

Test oddechu wodorowego laktulozy, który mierzy czas tranzytu Oro-Ecal poprzez wykrywanie bakteryjnej fermentacji laktulozy w Cecum. Jednak ta metoda ogranicza się tylko do oceny tranzytu jelita cienkiego.

W szczególności żaden z tych testów nie może rozróżniać organicznej i funkcjonalnej przyczyny zaparć.

MultiSpectral Optoakustyc Tomography (MSOT) do pomiaru czasu tranzytu

MultiSpectral Optoakustic Tomography (MSOT) opiera się na emisji światła laserowego przy wielu długościach fali bliskiej podczerwieni. Światło to stymuluje tkankę biologiczną, prowadząc do emisji fali ultradźwiękowej, która jest następnie rekonstruowana na obraz. MSOT umożliwia akwizycję zarówno obrazów o jednej długości fali, jak i niezmieszonych widmów, umożliwiając wizualizację cząsteczek o znanych właściwościach absorpcji, takich jak hemoglobina i lipidy.

MSOT wzmocnione kontrastem (CE-MSOT) pozwala na nieinwazyjną, bezczolistą wizualizację przejścia chymii przez przewód pokarmowy. Badania wykazały, że doustnie podawany zielony indocyjanin (ICG) można wykryć w różnych lokalizacjach w obrębie przewodu pokarmowego, w tym antrum żołądka, końcowe jelita jelita krętego i sigmoidalne MSOT wykorzystujące okrężnicę.

ICG, który ma szczyt absorpcji przy około 800 nm w widmie bliskiej podczerwieni, jest dobrze dopasowany do technik obrazowania optycznego. Jest już szeroko stosowany w zastosowaniach medycznych, w tym obrazowanie śródoperacyjne, diagnostyka funkcji wątroby i oceny sercowo -naczyniowe.

Chociaż doustne podawanie ICG jest stosowaniem poza znakiem, systemowe skutki uboczne są bardzo mało prawdopodobne, ponieważ ICG nie jest wchłonięte i nie podlega krążenia enterohebatycznego, zgodnie z jego oficjalnymi informacjami o narkotyku.

Całkowite przewozie przewodu pokarmowego ICG zostało potwierdzone przez wykrywanie mikroskopii fluorescencyjnej ICG w próbkach stolca od pacjentów po podaniu doustnym. Na podstawie tej metodologii badanie to ma na celu ocenę czasu tranzytu jelit u pacjentów z przewlekłymi zaburzeniami defekacji, zapewniając nowe, nieinwazyjne narzędzie diagnostyczne w celu rozwiązania obecnej luki w ocenach tranzytu żołądkowo-jelitowego pediatrycznego.

Cel badania: Połączenie MSOT i MRI w celu kompleksowej analizy transportu GI

Niniejsze badanie ma na celu zintegrowanie sekwencji MRI specjalnie zaprojektowanych w celu wizualizacji ruchów jelita perystaltycznego o wysokiej rozdzielczości czasowej, umożliwiając szczegółową ocenę częstotliwości perystaltycznej i wzorców w różnych segmentach jelit. Zdobywając te ruchy perystaltyczne, możliwe jest zidentyfikowanie nieprawidłowo zmniejszonej perystaltyki w grupie pacjenta pediatrycznego.

Łącząc pomiary czasu tranzytu pochodzącego z MSOT z wizualizacją perystaltyki opartej na MRI, badanie to oferuje kompleksową i nieinwazyjną metodę oceny ruchliwości żołądkowo-jelitowej. Dzięki temu podejściu możliwe będzie wykrycie segmentów jelit z nieprawidłowymi czasami tranzytu i ocena transportu chymii w całym przewodzie pokarmowym bez narażenia pacjentów na promieniowanie lub procedury inwazyjne.