Zusammenfassung der Arbeit /Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades Dr. med. Hyperspectral Imaging (HSI) of Human Kidney Allografts Die HSI Bildgebung ist ein nichtinvasives Instrument zur quantitativen Bewertung der Sauerstoffanreicherung parenchymatöser Organe, der Mikroperfusion von Transplantaten sowie zur Messung der Hämoglobin- und Wasserkonzentration von Organen. Aktuell wird die HSI Bildgebung bereits in der neuronalen Funktionsdiagnostik zur detaillierten Gewebedifferenzierung genutzt18 und dient zur Überprüfung der Perfusion komplexer Anastomosen im Bereich der Ösophagus- und der Leberchirurgie31,32. Die ersten Ergebnisse zur Tumordetektion konnten ebenfalls erfolgversprechend publiziert werden20. Ziel unserer Studie war es das Potenzial dieser neuartigen Bildgebungstechnik im Rahmen der Transplantationsmedizin vorzustellen und zu beschreiben. Es sollte gezeigt werden, ob die HSI Analyse für die intraoperative Qualitäts- und Lebensfähigkeitsbewertung bei Nierentransplantationen verwendet werden kann. Generell hat sich die Komplikationsrate nach erfolgter Nierentransplantation in den letzten Jahrzehnten von bis zu 30% auf weniger als 6% verringert6. Die Einschätzung der Organqualität während der Organentnahme oder Implantation, die potentiellen Funktionalität einer Transplantatniere im Rahmen einer postmortal oder auch lebend gespendeten Niere ist jedoch fortwährend schwer33. Im Rahmen der aktuellen Studie, wurden zur Erläuterung der beschriebenen Zielsetzung 17 postmortale Nierentransplantationen mit der hyperspektralen Kamera 15 und 45 Minuten nach Reperfusion fotografiert. Hierbei wurden mithilfe der HSI- Kamera die Gewebeoxygenierung (StO2), die Perfusion (NIR-Perfusionsindex), der OHI (Organ Hämoglobin Index) und der TWI (Tissue-Water-Index, Gehalt des Wassers des Gewebes) erfasst19,31. Revisionseingriffe, wie die Ureterneuimplantation und eine Thrombektomie wurden ebenfalls begleitet und analysiert. Zwei Patienten (11,8%) entwickelten eine Delayed Graft Function (DGF). Als Ergebnis zeigte sich, dass die optisch ermittelte Oxygenierung und Mikroperfusion bei Patienten mit einer DGF in unserer Studie signifikant verringert war. Gleiches galt für den NIR Perfusionsindex. Bei einer postoperativen Ureternekrose wurde ein deutliches NIR-Perfusionsdefizite des nekrotischen Teils dargestellt. Die Bestätigung erfolgte durch die Histopathologie. Wir konnten zeigen, dass eine genaue, quantifizierbare Aussage über die Mikroperfusion im arteriellen sowie venösen Stromgebiet möglich ist. Eine sichere und nicht invasive Untersuchungsmethode ist somit während einer Nierentransplantation integrierbar ohne den Ablauf der Operation zu beeinflussen. Die hyperspektrale Bildgebung ermöglicht somit intraoperativ die Organfunktion während der Transplantation zu bewerten und eine verzögerte Transplantatfunktion vorherzusagen. Als Kritikpunkt an der neuen Methode könnte angeführt werden, dass die Technik der HSI Visualisierung eine direkte Sicht auf die Niere erfordert. Grund dafür ist, dass die derzeitige maximale Eindringtiefe für Mikrozirkulationsmessungen 4 bis 6 Millimeter beträgt. Die intraoperative Sonographie ist aktuell das Einzige vergleichbare, bildgebende, zugelassene und nicht invasive Verfahren zur Bewertung der Organe. Mit der Ultraschalldiagnostik ist die Makroperfusion darstellbar und Vasospasmen sowie Perfusionsdefizite können frühzeitige detektiert werden34. Auf die Mikrozirkulation und die Oxygenierung und mögliche noch chirurgisch behandelbare Perfusionsdefizite, kann jedoch nur bedingt eingegangen werden35. Grundsätzlich hat die Bedeutung der Ultraschalldiagnostik im prä- und postoperativen Verlauf bei Patienten nach Nierentransplantation einen hohen Stellwert. Nichtsdestotrotz könnte die Kombination von Sonographie und HSI die genaue Beschreibung von Mikro- und Makroperfusion optimieren und das Erfassen und Beschreiben der Organqualität verbessern. Grundsätzlich stünde als weitere Alternative zu Bewertung des Organs die Indocyaningrün-Angiographie zur Verfügung. Hier besticht die hyperspektrale Bildgebung jedoch, da keine intravenöse Gabe von Floreszenzen wie Indocyaningrün (ICG) benötigt wird. So sind Wechselwirkungen und allergische Reaktionen ausgeschlossen28. Zusammenfassend wäre die mögliche Weiterentwicklung der Bildgebung in ein video- gestütztes operatives Tool zur Überwachung der Reperfusion und Fertigung diverser Anastomosen ein Meilenstein in der operativen Bildgebung und könnte wegweisenden Erkenntnisse der vaskulären Versorgung generieren. Nach unseren erfolgversprechenden Ergebnissen könnte es bald möglich sein, die Maschinenperfusion, die eine Verbesserung der Graft-Funktion und auch Verbesserung des Gesamtüberlebens bei Nieren- und Lebertransplantation zeigt5,36, mit hyperspektraler Bildgebung zu observieren und noch feiner zu justieren. Die Erkenntnis der HSI Bildgebung ist in Zeiten der Organknappheit7,11 essentiell und unseren Erachtens nur vorteilhaft zu beschreiben.

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(医学) / 甲第21638号 / 医博第4444号 / 新制||医||1034(附属図書館) / 京都大学大学院医学研究科医学専攻 / (主査)教授 木村 剛, 教授 浅野 雅秀, 教授 山下 潤 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Medical Science / Kyoto University / DFAM

Purpose. The primary objective was to compare primary and secondary patency, number of percutaneous transluminal angioplasty (PTA) interventions and cost-effectiveness among PTA, deployment of a stent, or a stent graft in the treatment of failing arteriovenous dialysis grafts. The secondary objective was to compare the residual diameter at the site of dialysis shunt stenosis using sonography and digital subtraction angiography (DSA). Methods. Sixty patients were randomly assigned to either PTA, placement of a stent or stent graft. Follow-up angiography was scheduled at 3, 6, and 12 months or when requested by the physician. Residual diameter of a dialysis shunt stenosis was measured in 20 patients with significant stenosis by ultrasonography and on an angiogram from DSA. Results. During a median follow-up of 22.4 months patients with PTA, stent, or stent graft required 3.1±1.7, 2.5±1.7, or 1.7±2.1 (P=0.031) secondary PTA interventions. The primary patency rates were 0%, 18%, and 65% at 12 months and 0%, 18%, and 37% at 24 months in the PTA, stent, and stent graft group respectively (P<0.0001). The cost of the procedures was €7,900±€3,300 in PTA group, €8,500±€4,500 in stent group, and €7,500±€6,200 in stent graft group (P=0.45). The mean residual diameter measured by ultrasonography and DSA was...

Introduction The long-term patency of the grafts used during the coronary artery bypass grafting (CABG) is one of the most significant predictors of the clinical outcomes. The gold standard graft used during CABG with the best long-term patency rate and the better clinical outcomes is left internal thoracic artery (LITA) grafted to the left coronary artery (LCA). The controversy lies in choosing the second-best conduit for the non-left coronary artery (NLCA) with similar patency rate as LITA. This meta-analysis examines the long-term patency and clinical outcomes of all arterial grafts versus all venous grafts used during the CABG. Methods A comprehensive literature search of all published randomized control trials (RCTs) assessing long-term patency and clinical outcomes of grafts used in CABG was conducted using PubMed, Cochrane Central Registry of Controlled Trials, and Google Scholar (1966-2018). Keywords searched included combinations of "CABG", "venous grafts in CABG", "arterial grafts in CABG", "radial artery grafts in CABG", "gastroepiploic artery grafts in CABG", "patency and clinical outcomes". Inclusion criteria included: RCTs comparing the long-term patency, and clinical outcomes of radial artery, right internal thoracic artery, gastroduodenal artery, and saphenous vein grafts used in CABG. Long-term patency of the grafts and clinical outcomes were analyzed. Results Eight RCTs involving 2,091 patients with 1,164 patients receiving arterial grafts and 927 patients receiving venous grafts were included. There was no difference between the long-term patency rate (relative risk (RR) = 1.050, 95% confidence interval (CI) = 0.949 to 1.162, and p = 0.344), overall mortality rate (RR = 1.095, 95% CI = 0.561 to 2.136, and p = 0.790), rate of myocardial infarction (MI) (RR = 0.860, 95% CI = 0.409 to 1.812, and P = 0.692), and re-intervention rate (RR = 0.0768, 95% CI = 0.419 to 1.406, and P = 0.392) between arterial and venous grafts. Conclusion The use of arterial conduits over the venous conduits has no significant superiority regarding the long-term graft patency, the rate of MI, overall mortality, and the rate of revascularization following CABG. Additional adequately powered studies are needed to further evaluate the long-term outcomes of arterial and venous grafts following the CABG.

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Hematopoietic stem cell transplantation (HSCT) is an important form of therapy for hematological genetic disorders and malignancies, particularly hematological cancers. However, common usage of this procedure is obstructed by graft-versus-host disease (GvHD), in which transplanted donor T cells wage an attack on recipient antigens, causing severe tissue damage and mortality. GvHD prognosis remains poor, and current treatment methods continue to be insufficient, especially for patients with more advanced and severe GvHD. T cells have been identified as the fundamental force behind GvHD, and their cellular metabolism is deemed vital to their fate and function, especially in pathogenic environments. A hallmark of T cell metabolism in GvHD microenvironments is aerobic glycolysis, which maximizes biomass accumulation and supports growth and proliferation. Lactate dehydrogenase A (LDHA) is an essential enzyme that sustains this pathway and may be a potential therapeutic target. Using murine and in-vitro GvHD models, this study investigates the ameliorative impacts of LDHA inhibition on the fate and function of T cells following HSCT. The results reveal that LDHA depletion leads to an immunosuppressive donor T cell characterization that minimizes recipient harm induced by GvHD. Future studies should focus on investigating LDHA inhibition in in-vivo models to introduce a paradigm shift in the development of clinically relevant therapeutics.

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