Optisk bildmätning av intravaskulär lösningseffektivitetsprövning (OPTIMISE)

Perifer artärsjukdom (PAD) drabbar allt från 8-12 miljoner människor i USA. Många av dessa människor fortsätter att utveckla claudicatio, vilosmärta och vävnadsförlust. Under upparbetningen av dessa sjukdomstillstånd genomförs många avbildningsmodaliteter inklusive pulsvolymregistrering, duplex ultraljud, angiografi och IVUS, men en framväxande kateterbaserad avbildning har utvecklats som kan komplettera de nuvarande metoderna som används.

Intravaskulär optisk koherenstomografi (iOCT) är baserad på ett nära-infrarött ljussystem. Ljuset reflekteras från plack och andra föremål i kärlen och signalerna bearbetas till en serie axiella bilder (A-skanningar) vid olika positioner längs artären för att generera en tvådimensionell datauppsättning (B-skanningar). Dessa bilder skapas med en extremt fin upplösning på 10-15 μm, vilket har gjort att iOCT kan användas i många forskningsmiljöer inklusive PAD och kranskärlssjukdom. OCT har godkänts för klinisk användning i koronarterritoriet av FDA i maj 2010. Sedan dess har många centra använt iOCT i den dagliga kliniska praktiken. Men det är fortfarande inte allmänt inom den kliniska behandlingen av patienter med PAD. Det finns hopp om att högupplösningskapaciteten hos iOCT kan hjälpa före och efter en intervention för att förutsäga resultat eller korrigera fel i stentplacering.

IOCT-proceduren för PAD i nedre extremiteter är ganska enkel. En introducer placeras i lårbensartären. Därefter placeras en tråd förbi den aktuella lesionen och iOCT-katetern förs in. Katetern fästs sedan på en automatisk tillbakadragningsanordning. Därefter behövs ett optiskt medium för att förskjuta erytrocyterna. På grund av den höga upplösningen hos iOCT är detta nödvändigt för en renare bild att analysera. Vid tidpunkten för injektionen av det optiska mediet triggar en sensor att katetern dras tillbaka (distal till proximal) med en hastighet av 10-25 mm/sek. Bilderna fångas och bearbetas och arteriell plack kan karakteriseras.

Den största styrkan hos iOCT-katetern är dess högupplösta bilder, men problemet är att bildsignalen är avsevärt dämpad av blod. För att avhjälpa denna komplikation har tekniker som proximal ballongocklusion och kontinuerlig infusion av en vätska använts för att få förbättrade iOCT-bilder. I de kontinuerliga infusionsmetoderna har olika medier injicerats såsom kontrast, dextran och till och med ett syrebärande substitut i hopp om att förbättra och minska dämpningen av blod.

För att övervinna försvagningen av röda blodkroppar under iOCT-avbildning, föreslår vi ett nytt tillvägagångssätt som involverar CO2-injektion för att rensa erytrocyterna. För närvarande används CO2 som medium för digital subtraktionsangiografi hos patienter med njurinsufficiens och användes först på människor av Hawkins 1982. Det andra alternativet för angiografi, joderat kontrastmedel, är nefrotoxiskt och undviks därför hos dessa patienter av rädsla för att förvärra patientens akuta eller kroniska problem. En annan grupp där CO2-angiografi används är historia av kontrastallergi. Även om denna teknik vanligtvis används under dessa omständigheter, rapporterar Kerns et al att de genomförde CO2-angiografi hos så högt som 20 % av sina patienter med studier av buken och nedre extremiteterna.

Förutom fördelarna med patienter med allergier och njurinsufficiens är CO2 extremt säkert i en mängd olika arteriella och venösa tillämpningar. Det är 20 gånger så lösligt som rumsluft och släpps ut genom lungorna i en första-passage-effekt. Den nuvarande kontraindikationen för CO2 digital subtraktionsangiografi är att den cerebrala arteriella cirkulationen aldrig bör exponeras för CO2 på grund av möjlig neurotoxicitet. Relativa kontraindikationer inkluderar användning i närvaro av en stor arteriovenös shunt, med lustgasbedövning, och används försiktigt hos patienter med kronisk obstruktiv lungsjukdom.

Dextran har använts i det förflutna inom kritisk vård av människor som en volymexpanderare med de sällsynta biverkningarna av anafylaxi och nefrotoxicitet. Det har också använts i mänskliga kranskärl med iOCT som blodförskjutningsmedium. Slutligen har den använts med iOCT i en proximal ocklusionsmodell. Det huvudsakliga klagomålet i den slutliga studien var en brännande känsla som varade < 10s.

Joderad kontrast är den nuvarande guldstandarden för infrainguinal angiografi avbildning hos patienter utan njurinsufficiens och har även använts med iOCT för att förbättra bildkvaliteten i mänskliga kranskärl såväl som halspulsåder. Den nuvarande debatten i litteraturen för iOCT-medium är mellan jodhaltig kontrast och dextran och CO2 kan erbjuda en överlägsen metod för iOCT-avbildning under ocklusiva sjukdomsinterventioner i nedre extremiteter.