Contrast enhanced ultrasound echo (CEUS) and hand-held vital microscopy for bedside imaging of early microcirculatory alterations associated with the development of Acute Kidney Injury: A validation study

Het opzetten en valideren van nieuwe technologie voor het opsporen en monitoren van acuut nierfalen (AKI) bij intensive care patiënten. Het verkrijgen van meer inzicht in de rol van de veranderingen in de microcirculatie in de nieren bij AKI. Uiteindelijk een snellere diagnose en betere behandeling van AKI.

Acuut nierfalen (acute kidney injury, AKI) is een levensbedreigende aandoening die met name voorkomt bij intensive care patiënten en die leidt tot veel ziekte en hoge sterfte. De ziekte ontwikkelt zich snel (enkele uren), maar gevoelige instrumenten om AKI vroegtijdig te diagnosticeren en te monitoren zijn er niet. Ook is niet goed bekend welke processen en factoren bijdragen aan de ontwikkeling van AKI.

Uit onderzoek blijkt dat de microcirculatie (de bloedsomloop in de kleinste bloedvaatjes) van de nieren, een belangrijke rol speelt in het ontstaan van AKI. Deze studie wil nieuwe geavanceerde technologie toepassen op de microcirculatie van de nieren en deze valideren voor de diagnose, monitoring en behandeling van AKI. Ten eerste contrast-enhanced ultrasound (CEUS), de combinatie van ultrageluid-echografie met microbubbels als contrastmedium (met gas gevulde bolletjes tussen 1 micrometer en 1 millimeter groot). Ten tweede handheld vital microscopes (HVM), waarmee artsen direct bij de patiënt gedetailleerde beelden kunnen maken van de microcirculatie van de nieren en veranderingen van de microcirculatie onder de tong zichtbaar kunnen maken. De onderzoekers vergelijken met de gouden standaard techniek, laser speckling imaging (LSI).

De hypothese is dat CEUS veranderingen van de microcirculatie bij AKI aantoont en dat de veranderingen aanhouden ondanks behandeling. Daarnaast dat de met HVM waargenomen veranderingen in de microcirculatie onder de tong een afspiegeling van de veranderingen in de nieren zijn en samenhangen met AKI. Tenslotte dat behandeling door hydratatie niet leidt tot herstel van de veranderingen in de nieren, zoals aangetoond met CEUS en HVM. Validering vindt plaats in een diermodel.

Vraagstelling.
1. Validering van de technieken in drie groepen met drie verschillende AKI-modellen.
2. Testen van de klinische toepasbaarheid van CEUS en HVM.

De microcirculatie (bloedsomloop in de kleinste bloedvaatjes) van de nieren speelt een belangrijke rol bij het ontstaan van acuut nierfalen (acute kidney injury, AKI). In dit onderzoek is nieuwe technologie toegepast op de microcirculatie van de nieren met als doel om deze te valideren voor de diagnose, monitoring en behandeling van AKI.

De resultaten van dit onderzoek laten zien dat CEUS (contrast-enhanced ultrasound, een combinatie van ultrageluid-echografie met microbubbels als contrastmedium) uitermate geschikt is om veranderingen in de arteriën, microcirculatie en venen te meten. Daarnaast zijn de onderzoekers erin geslaagd om een nieuwe HVM-methode (handheld vital microscopes, techniek om gedetailleerde beelden te maken van de microcirculatie van de nieren die als veranderingen in de microcirculatie onder de tong zichtbaar zijn) te ontwikkelen die zeer gevoelig is voor de detectie van veranderingen in specifieke vaatjes van de microcirculatie.

Beide technieken lieten veranderingen in de microcirculatie zien bij AKI die, zoals verwacht, na behandeling door middel van dehydratatie niet herstelden. Bij toepassing van CEUS en HVM in drie verschillende AKI-modellen bleken beide methoden overeenkomstige resultaten te geven.

Concluderend, dit project heeft aangetoond dat CEUS en HVM zeer gevoelige instrumenten zijn om het ontstaan van AKI en de gevolgen van behandeling te bepalen door veranderingen in de microcirculatie van de nieren te meten. Eerste testen hebben laten zien dat toekomstige toepassing in patiënten mogelijk is. Daarnaast zijn de technieken op termijn mogelijk te gebruiken voor een snellere diagnose en betere behandeling van andere nierziekten.

Soort: Dieronderzoek; toegepast, niet-klinisch
Onderwerp: Acuut nierfalen, microcirculatie, contrast-enhanced ultrasound (CEUS), handheld vital microscopes (HVM)