早产新生儿经皮微循环成像

摘要

微循环成像（MI）用于监测危重或早产新生儿的外周灌注。本文及视频展示了获取高质量图像的最佳方法。

摘要

微循环成像（MI）是一种相对较新的研究工具，主要应用于重症监护环境中。MI 能够清晰显示最小的毛细血管、小动脉和小静脉。其放大效果可直观呈现红细胞在这些血管中的流动模式。

其无创特性使其适用于（早产）新生儿，甚至可用于心肺功能不稳定的患者。在成人和儿童中，微循环成像主要通过舌下途径进行，但在早产儿中无法采用此方法，因为这些婴儿无法配合，且探头尺寸也存在问题。因此，在早产儿中需经皮进行微循环成像。其较薄的皮肤使得获取高质量的外周微循环图像成为可能。

本文将介绍在早产儿中进行经皮机械通气（transcutaneous MI）的方法。我们将重点介绍不同的技术，并提供优化图像质量的技巧。同时还将阐述软件设置、安全性和离线分析的要点。

引言

对危重早产新生儿进行血流动力学诊断一直存在困难。大多数在成人中使用的诊断工具无法应用于这些微小的早产儿；此外，检测结果参数的敏感性也存在问题。更重要的是，这些婴儿极为脆弱，诊断操作带来的风险往往超过其可能带来的益处。因此，在新生儿学领域，血流动力学长期被忽视，导致该主题的相关知识严重缺乏。

处理这些问题的一个有趣选择可能是可视化微循环。20世纪90年代末引入的手持式显微镜使得以非侵入方式观察微循环成为可能。目前已推出三代设备：正交偏振光谱成像（Orthogonal Polarization Spectral, OPS）¹、侧流暗场成像（Sidestream Dark Field, SDF）² 和入射暗场成像（Incident Dark Field, IDF）³。这些技术基本采用相似的方法，即使用特定波长（548 nm）的绿色闪光灯照射微循环。绿色光可被氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白吸收，而主要被周围组织反射。绿色光的这一特性因此形成了可见的对比度。反射光通过放大镜头后投射到相机传感器上，从而能够观察黏膜组织约一毫米深度或直接在实体器官表面流动的红细胞。

在过去15年中，微循环研究主要集中于成人，尤其是脓毒性休克患者^4-6。这些观察性研究发现，持续存在的微循环改变与器官功能障碍和死亡率相关。然而，这一观察结果不能直接外推至（早产）婴儿，因为....

方案

本方案遵循当地人类研究伦理委员会的指导方针。

1. 准备

1. 安排微循环测量时间时，应避免与其他操作（如采血）同时进行。对于足月新生儿，最好在喂奶后进行，以防止烦躁，有利于测量顺利进行。
2. 确保有护士或家长在场，在检查过程中提供支持与安抚，遵循新生儿个体化发育支持护理与评估项目（Newborn Individualized Developmental Care and Assessment Program）的原则¹²。
   注意：尽管单人可完成测量，但强烈建议由第二人协助。一人持摄像头并专注于新生儿，另一人操作计算机和软件。根据我们的经验，这种方式可获得更高质量的图像，并缩短操作时间。
3. 若新生儿临床状况允许，将其置于仰卧位。微循环成像也可在俯卧位进行，但需要更高的操作技巧和耐心。
4. 确保早产儿体温处于正常范围（36.5 - 37.5 摄氏度）。

2. 实验步骤

1. 将设备安装在培养箱旁边。确保培养箱处于合适的高度。
2. 将一次性镜头帽安装在相机上。
3. 在探头尖端涂抹凝胶、油或生理盐水；这有助于使探头与皮肤之间的接触更加平滑。
4. 将相机放置在婴儿上臂的腹内侧。为防止对焦伪影，请确保探头与皮肤垂直。这可能需要调整婴儿手臂的位置。

结果

图1和图2展示了高质量显微成像（MI）视频的代表性静态图像。这些示例显示了同一婴儿在出生后第1天（图1）与第28天（图2）之间皮肤厚度的差异。在第1天，图像具有明亮的照明，对微血管的聚焦充分，且伪影极少。而在第28天，由于皮肤更厚，更难在微血管清晰聚焦与伪影控制之间取得适当平衡。请注意，稳定性、持续时间及压力伪影无法通过这些静态图像进行判断，应在图像采集过程中或离线分析前予以注意。

图1. 24周胎龄早产儿出生后第1天的显微成像。对一名胎龄为24周的早产儿进行的经皮显微成像，其出生后年龄为1天。所使用的焦深为40 µm。

讨论

本文描述并演示了早产新生儿经皮微循环成像的方法。通过可视化该技术，将有助于研究人员克服科研中的两大主要挑战：实验的可重复性，以及学习新技术所需的时间和劳动投入。该技术能够以无创方式提供早产儿外周微循环的有用信息。连续测量有助于临床医生评估治疗干预的效果。微循环是氧输送链最终步骤发生的部位。观察性研究已表明，微循环随时间恶化与细菌感染的存在之间存在关联¹⁴。由于外周微循环的恶化是早产儿败血症的早期征象之一，人们普遍认为外周微循环有助于预测败血症的发生。

图像质量主要取决于操作者的技术水平。尽管最新的相机设备提供了更优的技术参数和硬件，但这仍然处于次要地位。操作者应接受过微循环成像方面的正规培训。他们应熟悉2006年在阿姆斯特丹举行的圆桌会议所提出的相关建议¹⁵，以及Massey et al¹³所制定的质量标准。这六项标准（照明、持续时间、聚焦、内容、稳定性、压力）是获得高质量且可信数据的基础。缺乏经验的操作者往往难以识别常见的压力伪影¹⁶。但需注意，这些质量标准和建议最初是针对成.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
细胞照相机（Cytocam）	Braedius	http://www.braedius.com/magnoliaPublic/braedius/products.html	其他知名的用于观察微循环的手持式显微镜包括采用SDF技术的MicroScan（Microvision Medical）或采用OPS技术的CytoScan（CytoMetrics）
一次性镜头盖	Glycocheck	http://www.glycocheck.com/lenscovers.php
CCTools	Braedius	http://www.braedius.com/magnoliaPublic/braedius/products.html	另一个知名的离线分析软件是AVA（Microvision Medical）。