זילוח

זילוח הוא מעבר נוזל דרך מערכת הדם או המערכת הלימפתית לאיבר או רקמה. בדרך כלל מדובר במעבר מכלי דם נימיים לרקמה סמוכה. במקרה של מערכת הדם הנוזל הוא דם, והוא מוביל חמצן, תאים וחומרי הזנה לרקמות שונות, ובמקרה של מערכת הלימפה מדובר בנוזל דמוי פלזמה המכיל חומרים ותאים שונים המנוקז מהרקמות. זילוח נמדד כקצב מעבר הדם לרקמה, או נפח הדם ליחידת זמן (זרימת דם) ליחידת מסת רקמה. היחידה הבינלאומית למדידת זילוח היא (m3/(s·kg, אך היא לרוב מדווחת ביחידת ml/min/g בהקשרי גוף האדם. נוזל הדם משמש כמוביל של חמצן, חומרי הזנה ותאי דם לבנים לכל הרקמות בגוף. בכלי הדם הורידיים והעורקיים זורם הדם בצינור ואין מעבר לרקמות הסובבות את כלי הדם, אך בכלי הדם הנימיים יש שכבת תאים יחידה המפרידה בין הדם לבין הרקמה. החומרים השונים עוברים לרקמה בפעפוע. באמצעות מנגנון דומה, הדם מועשר בחמצן במעבר הגז לכלי הדם הסמוכים לנאדיות הריאה ומועבר לכל רקמות הגוף בזילוח. באיברים בהם מתקיימת פעילות של סינון הדם (כמו בכבד ובטחול), הקפילרות מתרחבות ומאפשרות מעבר איטי יותר של הדם בו לצורך סינון הנוזל (על פי מכניקת הזורמים, גידול ברדיוס הצינור מביא לזרימה איטית יותר של הנוזל), והזילוח בהן גבוה במיוחד. רוב הרקמות בבעלי חיים דורשת אספקה קבועה של דם והחומרים השונים אותו הוא מוביל לכלל הרקמות על מנת לקיים פונקציות ביולוגיות שונות. זילוח לוקה בחסר גורם למגוון של בעיות רפואיות, ביניהן מחלות כלי דם, מחלת לב כלילית, שבץ, מחלת העורקים הפריפריאליים וכו'. הערכת הזילוח בגוף יכולה להיעשות על ידי הערכת צבע ומאפייני עורו של החולה, חום גופו ומילוי קפילרי. זילוח ירוד ברמה המערכתית יכול להעיד על הלם והוא מצב חירום. ב-1920, אוגוסט קרוג זכה בפרס נובל לפיזיולוגיה או רפואה על גילויו את מנגנון הוויסות של הנימים בשריר השלד. קרוג היה הראשון לתאר את התאמת זילוח הדם בשריר ובאיברים אחרים לדרישות באמצעות סגירת ופתיחת עורקים ונימים. עבודתו נסמכה על גילוי מחזור הדם על ידי וויליאם הארווי ב-1628 וגילויו של מרצ'לו מלפיגי את הקפילרות ב-1661. זילוח לקוי (Malperfusion) מתייחס לכל סטייה של הזילוח מהנורמה, אך לרוב נמצא בשימוש כדי לתאר היפופרפוזיה. לזילוח לקוי השלכות רפואיות רבות. רמות הזילוח מגוונות, ושונות בין אדם לאדם בהתאם לדרישה מטבולית. על כן, רמות גבוהות או נמוכות של זילוח ביחס לממוצע הרקמות בגוף לא בהכרח מתארות מצב פתולוגי- למשל רקמות הלב נחשבות בזילוח גבוה, כיוון שפעולתן המתמדת דורשת רמת זילוח גבוהה מהממוצע בשאר הרקמות בגוף. זילוח שונה גם בהתאם לתנאים ולצורכי הגוף, במקרה של רקמת העור, דם נוסף על הנחוץ זורם אליהם לצורכי ויסות טמפרטורה של הגוף ובעת התעמלות החום הנוצר בשרירים מתפשט באמצעות הזילוח. סוגים שונים של גידולים מתוארים כחמים וגדושים בדם מפני שהזילוח אליהם גבוה ביחס לשאר הגוף. היפופרפוזיה והיפרפרפוזיה מתארים את מצב הזילוח ברקמה ביחס לרמה אשר מספקת את הצרכים המטבוליים של רקמה מסוימת, ולכן מונחים אלו מתארים מצב פתולוגי. היפופרפוזיה הוא מצב בו הזילוח ירוד ביחס לנחוץ ברקמה. דוגמה להיפופרפוזיה היא חסימה של כלי דם על ידי תסחיף אשר חוסם אותו. לעומת זאת, היפרפרפוזיה, יכול להיגרם על ידי זיהום שהמאבק בו גורם לגוף להגדיל את זרימת הדם לאזור, לכן אזור מודלק יהיה חם, אדום ולעיתים ניתן יהיה לחוש בו דופק. מאפיינים אלו מאפשרים לעיתים לזהות מוקדי דלקת באמצעות זילוח. איסכמיה (חסימת כלי דם) יכולה להיווצר עקב היפופרזפוזיה ועלולה לגרום לנקרוזיס (מות הרקמה). זילוח לקוי יכול להוביל למגוון בעיות רפואיות כגון: ריפוי איטי של פצעים (כמו במחלת הסוכרת), ויסות טמפרטורה לקוי (כמו בתסמונת רנו), וכו'. כאמור, היפופרפוזיה והיפרפרפוזיה הן אינדיקציות של מצבים פתולוגיים, על כן, מיקום של מקור הבעיה הוא קריטי לטיפול. ישנן טכניקות שונות לזיהוי חסימות בכלי דם או עליה זילוח שמעיד על בעיה מקומית. בנוסף לזאת, ניתן להשתמש בזילוח בגוף ככלי לזיהוי בעיות רפואיות אחרות מסוגים שונים. כך לדוגמה, נמצאו קשרים בין רמות זילוח לרמות נזק עצבי ותפקוד במחלת ה-ALS. כמו כן, גידולים רבים מתאפיינים בזילוח יוצא דופן ואספקת הדם הרבה אליהם מחשידה אותם כפתולוגיים ומשמשת לסיווגם. מסלולי הזילוח בגוף יכולים גם לתת מושג על מיקומים פוטנציאליים לגרורות של גידולים ממאירים לאורך הצנרת הלימפטית, זאת באמצעות הזרקת סמן רדיואקטיבי ובחינת הדגימה. בטכניקה זו, חלקיקים רדיואקטיביים מוזרקים למטופל ונעים בגופו דרך זרם הדם, כך הם משתתפים גם בזילוח, ומאפשרים מדידה של מידת הזילוח באמצעות מד קרינה. מדידה זו יכולה למפות חסימות ורקמות בהם יש ליקוי בזילוח. טכניקה זו הייתה בשימוש מאז שנות השישים של המאה העשרים. בהמשך, התחיל להיעשות שימוש במיקרו ספרות פלואורסצנטיות במקום הרדיואקטיביות. זילוח של רקמות שונות יכול להימדד בגוף החי באמצעות שיטות רפואה גרעינית, בעיקר PET ו-SPECT, כמו כן יש תרופות גרעיניות ספציפיות לזיהוי זילוח באיברים שונים. במהלך צנתור, כאשר ממפים ומתקנים חסימה בכלי הדם, מזריקים חומר ניגוד ובוחנים את הזילוח שלו באמצעות קרני רנטגן. המצנתר מביט בפיזור חומר הניגוד בכלי הדם של המטופל וכאשר לא מופיע כלי דם, זוהי אינדיקציה לכך שהוא חסום. לאחר שהחסימה זוהתה ומוקמה, ניתן להסירה או לעקוף אותה. סיטי פרפוזיה ב-שבץ מוחי איסכמי הפך לאחת הבדיקות לאבחון שבץ מוחי יחד עם סיטי אנגיוגרפיה, ואלו באים כתוספת לסיטי הקובנציאונלי של המוח. סיטי פרפוזיה מאפשר הבחנה בין רקמות הניתנות להצלה ברקמה הפגועה לרקמות אשר הנזק הוא סופי. דבר זה שימושי בעת מתן טיפול (תרומבוליזיס לעומת אחזור הקריש). אף על פי ש-MRI יותר רגיש לשינויים מוקדמים ברקמה בעת אוטם, מפני שישנו צורך בקבלת תמונה במהרה וקבלת טיפול בפרק הזמן הקצר ביותר, MRI פחות מתאים במיוחד שזמני ההמתנה אליו ארוכים ואינם רלוונטיים למקרים שמצריכים טיפול ומענה מהירים. המפתח לפירוש סיטי פרפוזיה בשבץ מוחי הוא ההבנה וזיהוי הגורם לאוטם (הנקרא core zone שבו זילוח הדם פחות מ-25%) וזיהוי הפנומברה (אזור שבו הזילוח מועט יותר מהמצב הרגיל אך מאפשר פעילות תקינה של התאים והנוירונים). נוירונים אשר נמצאים בפנומברה יכולים לשרוד עד כמה שעות לאחר האוטם ולכן משמעות ההבדלה בין שני האזורים חשובה מאוד. הפרמטרים המשמשים על מנת להגדיר את שני האזורים הם: MTT – זמן ממוצע בשניות שתאי דם אדומים נמצאים בנפח מסוים בקפילרה. הנוסחה לחישוב הMTT היא: ( M T T = ( C e r e b r a l v o l u m e ( C B V ) ) / ( C e r b r a l b l o o d f l o w ( C B F {\displaystyle (MTT=(Cerebralvolume(CBV))/(Cerbralbloodflow(CBF} . הערכים הנורמליים ל-MTT במוח הם: 4 שניות בחומר האפור ו-4.8 שניות בחומר הלבן. כאשר ה-CPP (Cerebral perfusion pressure) יורד מעבר ליכולת הפיצוי של המוח ה-CBF יורד בהתאמה לCPP. כתוצאה מכך ה-MTT מתארך. בהתחלה, ירידה לא משמעותית ב-CBF מאפשרת חימצון טוב יותר של הרקמה כיוון שהתאי דם האדומים שוהים זמן ממושך יותר בקפילרה באזור חילוף הגזים. אך, בנקודה מסוימת תאי המוח יתחילו לסבול כי חילוף הגזים ירד משמעותית מהצריכה של החמצן. CBF – נפח הדם העובר דרך רקמת מוח באורך מסוים ליחידת זמן, לרוב נמדד במילימטר של דם פר דקה פר 100גרם של רקמה. ברוב המקרים למדוד את זרימת הדם במוח היא קשה במונחים אבסלוטים ולכן משתמשים בCBF יחסי, ביחס לחומר הלבן במצב תקין. הערכים התקינים הם: החומר האפור עם סטייה עד 15 m l / ( g r ∗ m i n ) {\displaystyle {\displaystyle 15ml/(gr*min)}} , והחומר הלבן 22 m l / ( g r ∗ m i n ) {\displaystyle {\displaystyle 22ml/(gr*min)}} עם סטייה של 5 m l / ( g r ∗ m i n ) {\displaystyle {\displaystyle 5ml/(gr*min)}} . CBV – מוגדר כנפח הדם בכמות רקמה מסוימת, נמדד לרוב במילימטר פר 100 גרם רקמת מוח. הערכים התקינים הם: חומר האפור 2.5 m l / 100 g r {\displaystyle {\displaystyle 2.5ml/100gr}} עם סטיית תקן של 0.4, ובחומר הלבן 1.7 m l / 100 g r {\displaystyle {\displaystyle 1.7ml/100gr}} עם סטיית תקן של 0.4 m l / 100 g r {\displaystyle {\displaystyle 0.4ml/100gr}} . אזור האוטם מוגדר לפי הפרמטרים כאשר: MTT עולה, CBF הוא מתחת ל-30% מהפעילות הרגילה וCBV הוא מתחת ל-40% מהפעילות הרגילה. אזור זה מוגדר כלא ניתן להצלה לעומת אזור הפנומברה אשר נחשב לאזור בעל אפשרות לתיקון כיוון שתהיה ירידה מתונה ב-CBF ו-CBV יהיה בגדר הנורמלי או אפילו יעלה עקב יכולת אוטורגולציה. נקודות חשובות: חולים עם תפוקת לב ירודה, פרפור עליות, היצרות של עורקים או מיקום לא נכון של העורקים והורידים בצפיפות באזור הנבדק, הירידה בCBF יכולה להוביל למפות פרפוזיה לא מדויקות ובמיוחד להערכה גדולה יותר של MTT והערכה נמוכה של CBF. רוב הפרוטוקולים של CT פרפוזיה מתרכזים בבזל גאנגליה ומעל אזור הגנגליונים. דבר זה גורם לאי הכללה של אזורים נרחבים של המוח. CT אינו רגיש לאוטמים קטנים וגורם למפות באיכות ירודה בעקבות הרזולוציה הנמוכה. במקרים של פרכוס האזור האוקטלי מראה על היפרפרפוזיה דבר אשר יכול להוביל לפספוס של היפופרפוזיה בהמיספריה. זרימת הדם וחילוף החומרים של רקמות אנושיות נבדקו על ידי עוקבים ברפואה גרעינית במשך שנים רבות ונחקרים כעת בעזרת טומוגרפיה פליטת פוזיטרון (PET). לטכניקות אלה חסרה מרחביות, רזולוציות זמניות וספציפיות. שיטות רדיולוגיות עדכניות כוללות בדיקות זילוח ב-CT וב MRI. בדיקת זילוח MRI ניתן לבצע עם חומרי ניגוד חיצוניים כמו גדוליניום או ללא הזרקה של חומר ניגודי. זילוח מתייחס למעבר דם עוקרי לניקוז ורידי דרך מחזור הדם. זילוח הכרחי לאספקת התזונה לרקמות ולפינוי התוצרים של חילוף החומרים. זילוח יכול להיות מושפע ממספר תהליכי חולי המשפיעים על רקמה ספציפית. מכאן שמדידת השינויים בזילוח יכול לעזור באבחון של מחלות מסוימות, ניטור ומעקב על מנת להעריך את התגובה לטיפול הניתן. סוכנים פרה-מגנטיים כמו גדוליניום גורמים לקיצור של זמני T1,T2 של הרקמה או האזור שעליו הולכים חומרי הניגוד. ירידה בזמן הרפיה של T1 בתמונות T1 משוקללות מביאה להגברת האותות או התבהרות. קיצור זמן ההרפיה של T2 בתמונות T2 או T2 משוקללות מביאות לירידות או להשחרת אות. חומר ניגוד המבוסס גדוליניום עובר במערכת חילוף החומרים בריכוז גבוה תהיה ירידה באות ברקמות סמוכות מרגישות מגנטית שגורמות לקיצור זמן T2*- זמן הרפיה. ההנחה כי ירידת האות תהיה פרופורציונלית לזילוח. בהתחשב בקבוע הריכוז של החומר הניגוד, ככל שיש יותר כלי דם קטנים לכל ווקסל הרקמה ירידת הסיגנל תהיה גדולה יותר ירידת האות. כך המיקרו-ווסקולריות או הזילוח היחסי של אותו אזור או רקמה יכולים להיקבע על ידי בדיקת MRI זילוח/פרפוזיה.יש 3 שיטות לביצוע בדיקת זילוח ב MRI: Dynamic susceptibility contrast- היא אחת הטכניות הנפוצות ביותר לשימוש MRI פרפוזיה. היא נשענת על אובדן האות המושרה על ידי רגישות של רצפי ה-T2* משוקללים הנובעים מבולוס של חומר ניגוד המבוסס גדוליניום העובר בנימים. הפרמטרים המחושבים ביותר הם MTT, rCBV ,rCBF. CBV-Cerebral blood volume מוגדר כנפח הדם בכמות נתונה של רקמת מוח, בדרך כלל מיליליטר דם לכל 100 גרם של רקמת מוח. חומר האפור 2.5 m l / 100 g r {\displaystyle {\displaystyle 2.5ml/100gr}} עם סטיית תקן של 0.4 m l / 100 g r {\displaystyle {\displaystyle 0.4ml/100gr}} , ובחומר הלבן 1.7 m l / 100 g r {\displaystyle {\displaystyle 1.7ml/100gr}} עם סטיית תקן של 0.4 m l / 100 g r {\displaystyle {\displaystyle 0.4ml/100gr}} . CBF-Cerebral blood flow מוגדר כנפח הדם העובר בכמות נתונה של רקמת מוח ליחידת זמן, לרוב מיליליטר דם לדקה לכל 100 גרם של רקמת מוח. החומר האפור עם סטייה עד 15 m l / ( g r ∗ m i n ) {\displaystyle {\displaystyle 15ml/(gr*min)}} , והחומר הלבן 22 m l / ( g r ∗ m i n ) {\displaystyle {\displaystyle 22ml/(gr*min)}} עם סטייה של 5 m l / ( g r ∗ m i n ) {\displaystyle {\displaystyle 5ml/(gr*min)}} . MTT-Mean transit time מתאים לזמן הממוצע, בשניות, שתאי הדם האדומים מבלים בתוך נפח קובע של זרימת הנימים הערכים התקינים: בחומר אפור 4 שניות בחומר לבן 4.8 שניות. זילוח MR משופר בניגודיות (DCE), המכונה לעיתים גם MRI חדירות, הוא אחת הטכניקות העיקריות של זילוח MRI המחשבת פרמטרי זלוף על ידי הערכת קיצור T1 הנגרמת על ידי בולוס ניגודיות מבוסס גדוליניום העובר ברקמות. הפרמטר המחושב ביותר הוא k-trans. Ktrans הוא מדד לחדירות נימית המתקבלת באמצעות זילוח MR דינאמי-משופר (DCE). זה מחושב על ידי מדידת ההצטברות של חומר ניגודי מבוסס גאדוליניום במרחב החוץ-וסקולרי. חדירות מוגברת של כלי במוח נראית בשלל מצבים: גליומה: VEGF המיוצר על ידי הגידול מפחית את היעילות של צומת הפער (GAP JUCTIONS) ויוצר גידור באנדותל של נימי המוח; גרורות מוחיות, אשר חסרות מחסום מוחי בדם ודומות לכלי הדם של רקמת האב. נגעים דלקתיים (למשל, שלוחות מפוררות של טרשת נפוצה). Arterial spin labeling היא טכניקת זילוח MR שאינה מצריכה הזרקה של חומר ניגודי לתוך הנבדק (שלא כמו זלוף DSC וזילוף DCE). במקום זאת היא מנצלת את יכולתו של ה-MRI לתייג באופן מגנטי דם עורקי מתחת ללוח ההדמיה. הפרמטר הנפוץ ביותר הוא זרימת דם מוחית (CBF). lymphatic system | Structure, Function, & Facts, Encyclopedia Britannica (באנגלית) Henrik Engblom, Hui Xue, Shahnaz Akil, Marcus Carlsson, Fully quantitative cardiovascular magnetic resonance myocardial perfusion ready for clinical use: a comparison between cardiovascular magnetic resonance imaging and positron emission tomography, Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance: Official Journal of the Society for Cardiovascular Magnetic Resonance 19, 2017-10-19, עמ' 78 doi: 10.1186/s12968-017-0388-9 Sami I Said, Human Physiology: The Mechanisms of Body Function. Eighth Edition. By Arthur Vander, James Sherman, and , Dorothy Luciano. Boston (Massachusetts): McGraw‐Hill. $25.63. xxxii + 800 p; ill.; index. 2001., The Quarterly Review of Biology 77 ISBN 0-07-290801-7, 2002-09, עמ' 368–368 doi: 10.1086/345275 National Association of Emergency Medical Technicians (U.S.), issuing body. American College of Surgeons. Committee on Trauma., PHTLS : prehospital trauma life support, ISBN 978-1-284-17147-1 The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1920, NobelPrize.org (באנגלית) Marcello Malpighi | Italian scientist, Encyclopedia Britannica (באנגלית) Kazuhito Hirata, Minoru Wake, Takanori Takahashi, Jun Nakazato, Clinical Predictors for Delayed or Inappropriate Initial Diagnosis of Type A Acute Aortic Dissection in the Emergency Room, PLOS ONE 10, 2015-11-11, עמ' e0141929 doi: 10.1371/journal.pone.0141929 José González-Alonso, José A. L. Calbet, Robert Boushel, Jørn W. Helge, Blood temperature and perfusion to exercising and non-exercising human limbs: Temperature and control of limb perfusion, Experimental Physiology 100, 2015-10-01, עמ' 1118–1131 doi: 10.1113/EP085383 | LHSC, www.lhsc.on.ca E. Lapointe, D.K.B. Li, A.L. Traboulsee, A. Rauscher, What Have We Learned from Perfusion MRI in Multiple Sclerosis?, American Journal of Neuroradiology 39, 2018-06, עמ' 994–1000 doi: 10.3174/ajnr.A5504 Michael Perlow, Perfusion, Hypoperfusion, and Ischemia Processes: The Effect on Bodily Function, Journal of Infusion Nursing 36, 2013, עמ' 336–340 doi: 10.1097/NAN.0b013e3182a1138d Dongchao Shen, Bo Hou, Yinyan Xu, Bo Cui, Brain Structural and Perfusion Signature of Amyotrophic Lateral Sclerosis With Varying Levels of Cognitive Deficit, Frontiers in Neurology 9, 2018-05-24, עמ' 364 doi: 10.3389/fneur.2018.00364 Robert J. Gillies, Paul A. Schomack, Timothy W. Secomb, Natarajan Raghunand, Causes and Effects of Heterogeneous Perfusion in Tumors, Neoplasia 1, 1999-08, עמ' 197–207 doi: 10.1038/sj.neo.7900037 Alberto Falk Delgado, Sayid Zommorodi, Anna Falk Delgado, Sentinel Lymph Node Biopsy and Complete Lymph Node Dissection for Melanoma, Current Oncology Reports 21, 2019-06, עמ' 54 doi: 10.1007/s11912-019-0798-y Julien I. E. Hoffman, The history of the microsphere method for measuring blood flows with special reference to myocardial blood flow: a personal memoir, American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology 312, 2017-04-01, עמ' H705–H710 doi: 10.1152/ajpheart.00834.2016 Roel S. Driessen, Pieter G. Raijmakers, Wijnand J. Stuijfzand, Paul Knaapen, Myocardial perfusion imaging with PET, The International Journal of Cardiovascular Imaging 33, 2017-07, עמ' 1021–1031 doi: 10.1007/s10554-017-1084-4 Angioplasty and Stent Placement for the Heart, www.hopkinsmedicine.org (באנגלית) The Ischemic Penumbra | Internet Stroke Center (באנגלית) Bruno Di Muzio, Mean transit time (MTT) | Radiology Reference Article | Radiopaedia.org, Radiopaedia (באנגלית) Frank Gaillard, CT perfusion in ischemic stroke | Radiology Reference Article | Radiopaedia.org, Radiopaedia (באנגלית) Frank Gaillard, MR perfusion weighted imaging | Radiology Reference Article | Radiopaedia.org, Radiopaedia (באנגלית) Govind Chavhan, MRI Made Easy (For Beginners), 2006 doi: 10.5005/jp/books/10539