Somato-sensorisk reflexbåge vid ryggmärgsskada - Effekt på kolorektal transport

Introduktion:

Ryggmärgsskada har en djupgående inverkan på livet för de drabbade. Livskvaliteten begränsas inte bara av orörlighet utan också av allvarlig neurogen urinblåsa och tarmdysfunktion. Till exempel måste 66 % av patienterna med ryggmärgsskada (SCI) tömma ändtarmen digitalt, 75 % lider av fekal inkontinens och 9 % tillbringar mer än 60 minuter varje gång de gör avföring. Neurologisk funktionsnedsättning på grund av SCI är bestående och medelåldern vid skada är endast 28 år. Livslängden för individer med SCI närmar sig den för den allmänna befolkningen och följaktligen måste de flesta patienter leva i flera decennier med svåra blås- och tarmsymtom. Det uppskattas att antalet individer med SCI i Danmark är 3 000 och varje år upprätthåller 10 000 personer i Europeiska unionen en SCI. Även om ren intermittent kateterisering framgångsrikt har minskat dödligheten på grund av urinvägsinfektioner eller reflux och även om flera nya behandlingsmetoder för neurogen tarmdysfunktion har introducerats, rankas både blås- och tarmdysfunktion fortfarande bland de tre främsta orsakerna till försämring av livskvalitet efter SCI .

Somato-sensorisk reflexbåge:

Konceptet togs fram av professor Xiao. Djurstudier och grundläggande klinisk forskning utfördes i USA och senare humana kliniska studier har gjorts i Wuhan, Kina. Den kirurgiska ingreppsprincipen kan kort sammanfattas enligt följande:

Alla spinalnerver har en främre efferent rot och en bakre afferent rot. För den somatosensoriska reflexbågen (eller "Xiao-proceduren") hålls den bakre (afferenta eller sensoriska) roten av den 5:e lumbalnerven (L5) medan den främre roten skärs och anastomeras till den främre roten av ett lägre segment, vanligtvis det tredje sakrala segmentet (S3). Därigenom har en ny reflexbåge skapats från huden på benet genom den sensoriska delen av L5 till ryggmärgen och vidare genom anastomosen via S2 eller S3 till urinblåsan och tarmen. Starka stimuli vid L5-dermatomet, d.v.s. repning eller elektrisk stimulering, kommer då att initiera tömning (6,7). Effekter av den somatosensoriska reflexbågen på neurogen tarmdysfunktion har inte studerats, men klinisk erfarenhet tyder på att tarmhanteringen underlättas avsevärt.

Xiao-proceduren introducerar ett helt nytt koncept för hantering av ryggmärgsskador och det har mötts med optimism över hela världen. Antalet patienter som opereras enbart i Kina är nu mer än 3 000 och centra i USA, Tyskland och Israel har infört eller modifierat det. Dessutom planerar center i Australien, Finland och Danmark att införa det under innevarande år. Det finns dock allvarliga problem som måste åtgärdas:

1. Klinisk uppföljning har endast gjorts på väldigt få patienter och fysiologiska studier efter ingreppet är lika få som små.
2. Trots det mycket stora antalet patienter som opererats i Kina har logistiska eller kulturella faktorer förbjudit effektiv uppföljning.
3. En mindre förbättring av urinblåsan och tarmfunktionen kan vara viktig för en kinesisk patient utan tillgång till annan behandling, men det är okänt om Xiao-proceduren kommer att vara en fördel för patienter i ett västerländskt sjukvårdssystem.
4. Verkningssättet för den somatosensoriska reflexbågen är mycket ofullständigt studerat och verkningssättet på tarmfunktionen studeras inte alls.

Innan den utbredda användningen av somato-sensorisk reflexbåge finner vi det av yttersta vikt att väldesignade studier med validerade eller till och med objektiva endpoints utförs. Resultaten av sådana studier kommer att ha ett internationellt genomslag för att antingen definiera indikationer för en helt ny behandlingsprincip eller på annat sätt förhindra en utbredd användning av en ineffektiv behandling.

Hypoteser:

I mars 2009 åkte kärnmedlemmarna i vårt tvärvetenskapliga studieteam på en studieresa till Wuhan, Kina. I Wuhan fick ett häpnadsväckande antal av 600 patienter den somato-sensoriska reflexbågen utförd 2008. Baserat på erfarenheter från vårt besök ställer vi följande hypoteser:

1. Somato-sensorisk reflexbåge ökar kolorektal transport mellan avföring.
2. Somato-sensorisk reflexbåge förbättrar kolorektal tömning vid avföring.

Patienter och metoder:

Ryggmärgsskadade patienter

Internationellt framträder två indikationer för den somato-sensoriska reflexbågen:

1. Vuxna patienter med blåsdysfunktion på grund av suprakonal SCI (ovanför medullar conus) och
2. Barn med dysfunktion i urinblåsan på grund av bifida i ryggraden. De flesta barn med ryggradsbifida har motoriska ofullständiga lesioner och följaktligen medför det kirurgiska ingreppet en risk för långvarig eller till och med permanent förlust av motorisk funktion - vanligtvis förlust av dorsalflexion av foten. Huruvida resultat från proceduren motiverar den risken återstår att avgöra. Däremot löper inte patienter med motorisk komplett suprakonal SCI, och därmed fullständig förlust av frivillig muskelfunktion under skadenivån, den risken. Därför har det beslutats att patienter i grupp a) ovan ska erbjudas ingreppet på neurokirurgiska avdelningen. Inledningsvis kommer 20 patienter att genomgå ingreppet. Eftersom metoden är ny kommer operation och uppföljning att utföras under strikt övervakning med tonvikt på neurofysiologiska tester och potentiella komplikationer. Godkännande kommer att erhållas från den etiska kommittén, patienterna kommer att informeras mycket noggrant av neurokirurgen och informerat samtycke kommer att undertecknas.

Kirurgiskt ingrepp:

Det relativt mindre kirurgiska ingreppet har beskrivits tidigare. Sammanfattningsvis: En hemilaminektomi av L5-S1 utförs. Med hjälp av neurofysiologiska tester identifieras 5:e lumbalroten och 2:a eller 3:e sakrala rötter på ena sidan. Perineurium öppnas och motorrötterna separeras från det sensoriska. De motoriska rötterna genomskärs och en mikroanastomos skapas mellan L5 och S2 eller S3. Efter operationen uppstår groning och efter 12-18 månader är reflexbågen funktionell. Tiden till klinisk effekt är därför också 12-18 månader. Fördelen med proceduren är att den utförs genom en hemilaminektomi av endast två segment och den kirurgiska stressen i relativt liten. Patienterna förväntas vara i sitt vanliga tillstånd inom 48 timmar.

Efter kirurgisk övervakning:

Även om patienter tomlar under somato-autonom reflexbågsstimulering, gör de vanligtvis inte avföring. Trots detta är det den kliniska erfarenheten i Kina att tarmfunktionen förbättras avsevärt. Detta är möjligt eftersom den vänstra tjocktarmen och ändtarmen får stimulerande parasympatisk innervation från samma ryggmärgssegment (S2-S4) som urinblåsan. Det har visat sig i flera artiklar, inklusive några från vår egen grupp, att transittiderna i tjocktarmen är signifikant förlängda hos SCI-patienter. Somato-autonom reflexstimulering kan därför förbättra tarmfunktionen genom att öka kolorektal transport under stimulering även i frånvaro av avföring. Eftersom de flesta patienter stimulerar flera gånger varje dag kan den kumulativa effekten på kolorektum vara betydande och underlätta kolorektal tömning när den på annat sätt induceras.

Vårt center har varit ledande internationellt när det gäller att utveckla scintigrafiska tekniker för bedömning av kolorektal transport vid avföring och tidigare har vi funnit att patienter med låg SCI har extremt minskad kolorektal tömning vid avföring. Vi finner att vår scintigrafiska teknik är extremt väl lämpad för studier av kolorektala effekter från Xiao-proceduren.

Scintigrafisk procedur:

De totala gastrointestinala och segmentella kolontransittiderna för varje individ bestäms. Baserat på denna information tas två doser av 111Indium dag-1 (2,6 MBq) och dag-2 eller-3 (3,3 MBq). Dag 0 anländer patienter till vår avdelning för nuklearmedicin kl. 8.00. En tvåledad Picker Gamma-kamera används för att avbilda hela buken i tio minuter med patienter liggande platt på rygg (period 1). Därefter kommer ytterligare tio minuters inspelning att utföras medan relevant dermatom för den somato-autonoma reflexbågen stimuleras (period 2). Sedan tillåts försökspersonerna en standardiserad måltid för att stimulera gastrokolonreflexen. Inom 30 minuter påbörjar SCI-personer avföring på sitt vanliga sätt (genom färgning, digital stimulering, suppositorier eller mikrolavemang) medan de sitter på toaletten. Slutligen görs ytterligare tio minuters inspelning för att bestämma kolorektalt innehåll efter avföring (period 3). Antalet räkningar för var och en av tiominutersperioderna är cirka 80 000. Jämförelse av antalet räkningar i vart och ett av fyra segment (coecum/ascendens kolon, tvärgående kolon, descendens kolon och rectosigmoid) möjliggör en mycket specifik beskrivning av luminal kolorektal transport under stimulering eller vid defekation. Alla ämnen kommer endast att studeras två gånger: före operation och efter 18 månader. Baserat på detta relativt enkla experiment kan följande tre delstudier publiceras:

B1)Kokolorektal transport vid avföring hos patienter med ryggmärgsskador Genom att jämföra resultat från scintigrafi före operation hos patienter med suprakonal SCI med våra tidigare resultat bland friska frivilliga och patienter med låg SCI kommer värdefull information om kolorektal dysfunktion i SCI att erhållas.

B2) Kolorektal transport under somato-autonom reflexstimulering Genom att jämföra lokaliseringen av kolorektalt innehåll i period 1 och 2 före både operation och efter 18 månader kommer mycket detaljerad information om kolorektal transport under somato-autonom reflexstimulering att ges.

B3)Kokolorektal tömning vid avföring efter somato-autonom reflexstimulering Substraktion av räkningar i period 3 från de registrerade i period 2 skillnader mellan kolorektal tömning och segmenttransport vid avföring före och efter skapandet av reflexbågen kommer att ge detaljerad objektiv information om effekterna av Xiao-proceduren för kolorektal tömning.