Мультиспектральная визуализация для оценки ран у пациентов с заболеваниями периферических сосудов

Заболевание периферических сосудов (ЗПС) является распространенным заболеванием пожилых людей, приводящим к нарушению притока крови к нижним конечностям. В результате нарушения тканевой перфузии пациенты с ЗПА могут испытывать боль, снижение переносимости физических нагрузок и потерю тканей, что в конечном итоге требует ампутации. В глобальном масштабе заболевание периферических артерий нижних конечностей является третьей ведущей причиной атеросклеротических сердечно-сосудистых заболеваний, поражая более 200 миллионов человек во всем мире. Заболевания периферических сосудов становятся все более распространенными с увеличением заболеваемости с возрастом и глобальным старением населения. В 2010 году было подсчитано, что число людей, живущих с заболеванием периферических артерий, за последнее десятилетие увеличилось на 23,5%. Экономическое бремя PVD является значительным. Только в Соединенных Штатах на PVD приходится более 20 миллиардов долларов ежегодных расходов, связанных со здравоохранением. В частности, незаживающие раны составляют значительную часть этих расходов и составляют более 3 миллиардов долларов в год.

Потребность в разработке эффективного метода для характеристики жизнеспособности ран PVD привела к появлению нескольких инновационных методов. Обычно используемыми методами диагностики являются лодыжечно-плечевой индекс (ЛПИ), запись пульсового объема, дуплексное ультразвуковое исследование, венозная плетизмография, рентгеноангиография, компьютерная томография и магнитно-резонансная томография. Однако многим из этих методов не хватает возможности сортировки и адекватного определения жизнеспособности раны. Лодыжечно-плечевой индекс (ЛПИ) является одним из наиболее распространенных методов скрининга, используемых для установления наличия ЗОСТ, но ему не хватает чувствительности для создания чувствительной и специфической классификации ран как жизнеспособных или нежизнеспособных. ЛПИ указывает на гемодинамически значимую обструкцию, но не измеряет кровоток напрямую. Ультразвуковая допплерография - еще один распространенный метод, с помощью которого можно измерить артериальный кровоток, однако некоторые группы предполагают, что кровоток в бедренной артерии может не быть точным гемодинамическим признаком мышечной ишемии. Магнитно-резонансная спектроскопия также является новым методом, который прошел валидацию в своем применении для оценки PVD. Новые последовательности магнитной визуализации, такие как PIVOT (перфузия, внутрисосудистое венозное насыщение кислородом), сочетают МРТ, зависящую от уровня кислорода в крови (BOLD), и маркировку артериального спина (ASL) для всесторонней оценки ткани. Несмотря на сильные стороны, которые обещают многие методы МРТ, ограничения клинического использования остаются из-за высокой стоимости и доступности ресурсов.

Раны нижних конечностей, вызванные заболеванием периферических сосудов, имеют неадекватную перфузию. В настоящее время существует три основных подхода к улучшению сосудистой перфузии в этой области: медикаментозное лечение, открытая хирургия и эндоваскулярная хирургия. Медикаментозное лечение включает модификацию образа жизни и устранение сопутствующих факторов риска, таких как курение, сахарный диабет, гиперлипидемия, артериальная гипертензия и гиперкоагуляция. Несмотря на успехи в лечении ран нижних конечностей, вызванных ишемией, реваскуляризация крупных артерий остается текущим стандартом лечения. Открытое шунтирование часто используется для обхода стенозированных артерий и улучшения перфузии ран нижних конечностей. За последние два десятилетия эндоваскулярное вмешательство появилось в качестве дополнительной терапии, поскольку оно является минимально инвазивным и может иметь более низкую связанную с ним заболеваемость и смертность. В дополнение к улучшению перфузии ран нижних конечностей за счет медикаментозного лечения хирургического вмешательства требуется местный уход за раной для ускорения процесса заживления и предотвращения инфекции.

Тем не менее, сохраняется потребность в эффективных технологиях сортировки, чтобы помочь клиницистам решить, необходимо ли хирургическое лечение. Это позволит на раннем этапе определить хирургическое или консервативное лечение, а также стационарное или амбулаторное лечение. Если требуется хирургическое вмешательство, функциональные результаты пациента улучшаются, если оно проводится раньше. Кроме того, стационарное ведение хирургических больных является чрезвычайно дорогостоящим. Амбулаторное ведение больных с ранами периферических сосудов, не требующими оперативного вмешательства, позволило бы значительно снизить затраты, связанные с хирургическим вмешательством.

Точечная спектроскопия в ближнем инфракрасном диапазоне (NIRS) неинвазивно измеряет поток, концентрацию и оксигенацию гемоглобина в артериолах, капиллярах и венулах на глубине нескольких сантиметров в тканях. NIRS безопасен и удобен для пациентов и хорошо подходит для измерения маркеров жизнеспособности в ранах с заболеваниями периферических сосудов, включая тканевую перфузию, оксигенацию и гемоглобин. На сегодняшний день исследования продемонстрировали эффективность технологии NIRS у пациентов с заболеванием периферических артерий. Многоспектральное инфракрасное устройство (MSID) представляет собой важную эволюцию существующих устройств визуализации NIRS, которые были разработаны для клинических условий. MSID стал коммерческим устройством, произведенным компанией KENT Imaging (Калгари, Канада) после того, как несколько испытаний на животных и клинических испытаний подтвердили его использование. MSID — это устройство NIR нового поколения с повышенной портативностью и функциональностью. MSID может отслеживать многие переменные, такие как цитохромоксидаза как маркер использования кислорода тканями, насыщение кислородом, перфузия и метгемоглобин как маркер повреждения свободными радикалами. Преимуществом MSID является его способность учитывать цвет кожи. Меланин поглощает свет и ослабляет количество NIR-света, получаемого камерой. Устройство визуализации Kent имеет уникальные математические алгоритмы для учета содержания меланина в коже. Во многих предыдущих исследованиях, проведенных с использованием технологии NIRS в ранах PVD, содержание меланина не считалось важным фактором, поскольку демографическая группа пациентов была преимущественно европеоидной расы. Однако во многих мультикультурных городах, где содержание меланина у пациентов сильно различается, коррекция меланина в NIRS-изображениях очень важна.

Используя эту новую и клинически применимую технологию NIRS, разработанную для PVD, это исследование стремится идентифицировать жизнеспособные раны от нежизнеспособных и определить тяжесть раны при оценке показаний к сосудистому вмешательству. Эта технология хорошо подходит для использования в популяции пациентов с ранами, поскольку время измерения короткое, а перемещение субъектов не является проблемой. Таким образом, этот проект предполагает применение новой технологии, которая позволяет быстро оценить раны как осложнение PVD.