Optical Coherence Tomography in Arteriovenous Fistula Management: een bewijst van concept studie

De levensverwachting van patiënten met vastgesteld nierfalen wordt aanzienlijk
verkort met een verslechterende kwaliteit van leven. Met nierfunctievervangende
therapieën, zoals hemodialyse en peritoneaaldialyse, kan de kwaliteit van leven
en overleving van patiënten met gevorderde nierziekte aanzienlijk worden
verbeterd. De efficiëntie van de hemodialysebehandeling is afhankelijk van de
functionele status van de vasculaire toegang. Er zijn drie hoofdmethoden om
vasculaire toegang te bieden, waaronder een arterioveneuze fistel (AVF),
centraal veneuze katheter (CVC) of een arterioveneuze graft (AVG). CVC's worden
tijdelijk gebruikt om vasculaire toegang te verzekeren voor
hemodialysepatiënten in afwachting van de aanmaak of rijping van een AVF of
AVG. CVC's kunnen ook permanent worden gebruikt als er geen andere vasculaire
toegangsmogelijkheden zijn [1].

Een AVF wordt gemaakt door een inheemse slagader en ader te verbinden, terwijl
een AVG wordt gemaakt door een synthetisch transplantaat te gebruiken om de
verbinding tussen de slagader en de ader te maken. Een AVF wordt beschouwd als
de beste functionele vasculaire toegang op de lange termijn met het laagste
sterftecijfer en het laagste aantal herinterventies, en is tevens de meest
kosteneffectieve. Een AVF heeft ook de langste secundaire doorgankelijkheid,
gedefinieerd als het tijdsinterval tussen het ontstaan en het beëindigen van de
AVF, met of zonder chirurgische of endovasculaire interventie [2, 3]. De meest
voorkomende locatie voor AVF-creatie is de onderarm met behulp van de radiale
slagader en de cephalische ader. De AVF kan ook op de bovenarm worden geplaatst
met behulp van de arteria brachialis en vena cephalica of met de arteria
brachialis en vena basilica [4].
AVF primair falen of falen om te rijpen kan vroeg optreden als gevolg van
trombose, die kan worden veroorzaakt door een hematoom, lage stroomsnelheden
als gevolg van lage bloeddruk of door een hypercoaguleerbare toestand [5].
Progressieve intimale hyperplasie in het veneuze uitstroomsysteem kan leiden
tot stenose, resulterend in een vermindering van de stroomsnelheid die late
trombose van een AVF kan veroorzaken [5, 6].

De ontwikkeling van een stenose is de primaire oorzaak van fistelfalen. De
vorming van stenose wordt geïnitieerd door endotheelcelbeschadiging, wat leidt
tot proliferatie van gladde spieren en neointimale hyperplasie [1, 7]. Het
endotheel is het grootste orgaan in het lichaam dat bestaat uit endotheelcellen
die elk bloedvat bekleden [1, 8]. Bij gezonde proefpersonen heeft het
vasculaire endotheel vele functies, waaronder het identificeren van hormonale
prikkels zoals vasoactieve stoffen, evenals mechanische prikkels zoals druk- en
schuifspanning. Ze reguleren ontsteking, celproliferatie, vasculaire tonus en
coagulatie vanwege hun output van samengestelde stoffen [1, 9]. Endotheliale
disfunctie treedt op wanneer er een disbalans is tussen vasoconstrictieve en
vasodilaterende producten [1, 10]. Endotheliale disfunctie wordt vertoond door
patiënten met chronisch nierfalen, wat resulteert in een hoger risico op
fistelfalen. Fistelfalen kan in de vroege fase optreden, voornamelijk als
gevolg van trombose die wordt veroorzaakt door hematoom, lage stroomsnelheden
als gevolg van lage bloeddruk of door een toestand van hypercoagulatie [1, 11].
Bovendien kan late fistelfalen worden veroorzaakt door progressieve neointimale
hyperplasie in het veneuze uitstroomsysteem of bij de anastomose die een
stenose veroorzaakt [1]. De meest voorkomende plaats van stenose is
juxta-anastomose, gevolgd door het lichaam van de fistel, de perifere
drainerende aders en ten slotte de voedingsslagader [12]. Het optreden van late
fistelfalen kan worden veroorzaakt door turbulente stroming, hoge intraluminale
druk en regelmatige naaldinbrenging tijdens hemodialyse. Deze factoren kunnen
endotheliale schade veroorzaken, wat leidt tot hemostatische activering in de
AVF, wat resulteert in occlusie. Deze mechanische prikkels kunnen bovendien
leiden tot trombose en bijgevolg disfunctie van de AVF [13]. Het exacte
pathofysiologische mechanisme blijft echter een punt van discussie [14].

Behandeling van disfunctionele AVF bestaat voornamelijk uit percutane
transluminale angioplastiek (PTA), die de voorkeur heeft boven open chirurgie
vanwege de voordelen op korte en lange termijn [15]. Er is een verscheidenheid
aan ballonnen die kunnen worden gebruikt om PTA van een AVF uit te voeren,
waaronder gewone oude ballonnen, hogedrukballonnen, snijballonnen,
scoreballonnen en medicijnafgevende ballonnen. De keuze van de ballon hangt af
van de expertise van de chirurg en de kenmerken van de stenose, maar de meest
gebruikte ballon is een niet-conforme hogedrukballon [15, 16]. Hoewel PTA op
korte termijn effectief is, moet er vaak opnieuw worden ingegrepen na de
initiële procedure, ofwel vanwege het teruggroeien van occlusieve intimale
hyperplasie en/of fibrotische littekenvorming van de AVF-wand. Dit is te wijten
aan het feit dat PTA aanzienlijk letsel aan het bloedvat veroorzaakt als gevolg
van het uitrekken van de ader en compressie van de intima, wat mechanische
schuifspanning veroorzaakt, wat bovendien een van de triggers is voor intimale
overgroei [1, 14].

Momenteel wordt tijdens PTA Digital Subtraction Angiography (DSA) gebruikt om
de stenose in de AVF te beoordelen. DSA heeft echter zijn beperkingen. Ten
eerste staat DSA geen objectieve meting van de vaatdiameter toe. Dit betekent
dat de chirurg de bloedvatdiameter moet schatten, wat
interobserver-variabiliteit en moeilijkheden bij het selecteren van de juiste
ballonmaat veroorzaakt. Ten tweede geeft DSA de chirurg onvoldoende informatie
over de morfologie en vorm van de stenose in het vat [17]. Deze informatie kan
de besluitvorming tijdens de operatie veranderen, aangezien het de grootte en
het type van de te gebruiken ballon kan beïnvloeden, evenals de beslissing om
de procedure na PTA voort te zetten. Eerdere studies hebben het gebruik van
intravasculaire echografie (IVUS) onderzocht, wat aangeeft dat het gebruik
ervan gunstig zou kunnen zijn bij PTA van AVF. IVUS heeft echter zijn
beperkingen omdat het slecht onderscheid maakt tussen de verschillende
vasculaire lagen en een lage resolutie heeft, wat resulteert in een slechtere
beeldkwaliteit [18].

Optical Coherence Tomography (OCT) is een intravasculaire
beeldvormingsmodaliteit die objectieve informatie kan verschaffen over de
morfologie van de vaatwand en de kwaliteit van het vat. Het visualiseert de
morfologie van de stenose en de diameter van het bloedvat [17]. Met behulp van
een katheter die in het aangetaste bloedvat is geplaatst, visualiseert OCT de
vaatwand door nabij-infrarood licht uit te zenden om een high-definition,
dwarsdoorsnede en driedimensionaal beeld van de microstructuur van het vat te
geven. De punt van de katheter wordt distaal van de stenose geplaatst en
terwijl een bolus jodiumcontrastmiddel wordt toegediend, wordt de punt van de
katheter teruggetrokken terwijl beelden worden gemaakt om de structuren van de
vaatwand en stenose vast te leggen. Terwijl dit wordt uitgevoerd, wordt een
simultaanbeeld gemaakt met behulp van DSA [19]. In vergelijking met IVUS heeft
OCT een 10 keer grotere ruimtelijke resolutie. Dit zorgt voor een betere
visualisatie van de morfologie en vorm van de stenose, waarbij de voorkeur
wordt gegeven aan OCT boven IVUS [20]. OCT wordt vaak gebruikt binnen de
cardiologie en de voordelen ervan hebben geleid tot verbeterde
patiëntresultaten bij percutane coronaire interventie (PCI) procedures, waar
het deel uitmaakt van de standaardpraktijk bij zowel acute als chronische
myocardischemie [21]. PTA heeft vergelijkbare beperkingen als PCI met alleen
DSA. Dit is tot nu toe echter niet buiten de kransslagaders bestudeerd. Deze
proof-of-principle-studie heeft tot doel het eerste inzicht in de bruikbaarheid
en veiligheid va

Deze proof-of-principle-studie heeft tot doel de veiligheid en haalbaarheid van
OCT te bieden bij patiënten met primair shuntfalen die opnieuw moeten worden
ingegrepen. Veiligheid wordt gedefinieerd als het uitvoeren van de OCT-meting
zonder complicaties veroorzaakt door de OCT-meting. Haalbaarheid wordt
gedefinieerd als het succesvol afronden van de OCT-meting voor en na PTA.

Deze studie zal een bewijs van concept studie zijn. Het zal een eenarmige
studie zijn waarbij patiënten hun eigen controle zijn, dus de metingen zoals
beschreven vereisen geen controlegroep om de informatie te verstrekken die
nodig is om de gestelde doelen te bereiken. Het onderzoek vindt plaats tussen 1
april 2023 en 1 april 2024 in het Zuyderland Medisch Centrum. Er zullen 10
patiënten worden opgenomen die een PTA van hun AVF zullen ondergaan.
Afbeeldingen met OCT worden voor en na PTA gemaakt. Na de procedure wordt de
chirurg gevraagd de OCT-beelden te beoordelen en te bespreken of de
intra-operatieve besluitvorming zou zijn gewijzigd met de informatie die door
OCT is verstrekt. Volgens het standaard protocol van het Zuyderland MC is er
geen nazorg na de PTA. Aangezien dit de eerste prospectieve studie is waarbij
OCT bij AVF wordt gebruikt, is een validatie in een kleine groep nodig als
opstap naar grotere studies.

Er gelden geen aanvullende risico's voor deelnemende proefpersonen.
Proefpersonen ondergaan een PTA, welke zij ongeacht deelname aan de studie
ondergaan. Gedurende deze procedure wordt standaard een katheter
intra-arterieel ingebracht. Met behulp van deze katheter wordt de OCT meting
gedaan. Dit betekent dat er alleen een extra meting middels deze katheter wordt
gedaan, welke geen aanvullende risico's heeft voor de proefpersoon. Er wordt
geen gebruik gemaakt van straling. Wel wordt er gebruik gemaakt van
contrastvloeistof, echter is het voornaamste risico bij het gebruik hiervan
nierinsufficiëntie. Deze patiëntenpopulatie heeft reeds terminale
nierinsufficiëntie en de hoeveelheid contrastvloeistof die gebruikt wordt is zo
minimaal dat dit geen extra risico met zich meebrengt.
Het OCT-systeem gebruikt jodiumhoudend contrastmiddel tijdens metingen,
dezelfde stof die al gebruikt wordt tijdens PTA om DSA-beelden te maken. OCT
gebruikt 4ml/sec tijdens de meting. Het totale volume contrast is afhankelijk
van de lengte van de stenose, de maximale hoeveelheid contrast dat wordt
toegediend is gelijk aan wat er met een reguliere PTA wordt gebruikt. Het
contrast wordt geïnjecteerd in het bloedvat op de plaats van de stenose ter
hoogte van de arterioveneuze fistel. Hoewel bekend is dat bij gebruik van
jodiumhoudend contrastmiddel het risico op acuut nierfalen bestaat, heeft dat
bij deze patiëntenpopulatie geen aanvullend risico gezien zij reeds terminale
nierinsufficiëntie hebben. Tevens is de hoeveelheid die wordt gebruikt voor de
OCT-meting minimaal in vergelijking met de hoeveelheid die wordt gebruikt voor
DSA. Het gebruik van het middel is daarom gerechtvaardigd.