Übersichtsartikel

Aktuelle Methoden, Qualitätskontrolle und translationale Perspektiven für das sublinguale Monitoring der Mikrozirkulation am Krankenbett bei kritisch Kranken

DOI:

10.3791/71498

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21. August 2026

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1Department of Critical Care Medicine, The Fourth Affiliated Hospital, Zhejiang University School of Medicine, 2International Institutes of Medicine, Zhejiang University, 3College of Biomedical Engineering and Instrument Science, Zhejiang University

* These authors contributed equally

In diesem Artikel

Zusammenfassung

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Dieser Überblick untersucht aktuelle Methoden zur bettseitigen Überwachung der sublingualen Mikrozirkulation und betont dabei die Qualität der Aufnahme, standardisierte Berichterstattung, Validierung und klinische Übertragbarkeit. Er unterscheidet zwischen etablierten Befunden und vom Autor vorgeschlagenen Konzepten und skizziert praktische Prioritäten für Reproduzierbarkeit, Sicherheit und zukünftige klinische Bewertung.

Zusammenfassung

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Mikrozirkulatorische Störungen können nach der Wiederherstellung des Blutdrucks, des Herzzeitvolumens und anderer systemischer hämodynamischer Zielgrößen bei schwer kranken Patienten fortbestehen. Die sublinguale Mukosa bietet einen leicht zugänglichen Ort für die wiederholte bettseitige Beurteilung der Mikrozirkulation, doch die routinemäßige klinische Anwendung bleibt durch Artefakte bei der Aufnahme, Abhängigkeit vom Untersucher, hohen Aufwand bei der Bildanalyse, variable Messqualität sowie unklare Zusammenhänge mit therapeutischen Entscheidungen begrenzt. Diese narrative Übersichtsarbeit verfolgt das Ziel, aktuelle Methoden zur bettseitigen Überwachung der sublingualen Mikrozirkulation zu untersuchen, ihre Stärken und Schwächen zu bewerten und praktische Prioritäten für die Umsetzung in die routinemäßige klinische Praxis aufzuzeigen. Die Arbeit fasst etablierte und neu entwickelte Messverfahren zur Beurteilung der vaskulären Morphologie, Gefäßdichte, Durchflussmuster von Blutzellen, regionale geschwindigkeitsbezogene Signale, Gewebeoxygenierung und Datenqualität zusammen und betont, dass diese komplementären Messungen nicht austauschbar sind und einer strengen Qualitätskontrolle bedürfen. Außerdem werden standardisierte Aspekte der Datenaufnahme und -berichterstattung, Leistungskennzahlen, Testverfahren zur Wiederholbarkeit, analytische Validierung sowie Benchmark-Vergleiche beschrieben, die für unterschiedliche Messbereiche geeignet sind. Abschließend wird ein vom Autor vorgeschlagener modularer Arbeitsablauf dargestellt, um einen strukturierten Rahmen für Erfassung, Qualitätskontrolle, Datenverarbeitung und bettseitige Berichterstattung zu veranschaulichen. Dieses konzeptionelle Gerüst soll zukünftige technische Entwicklungen und klinische Validierungen leiten und stellt weder ein klinisch validiertes Gerät, noch ein diagnostisches System oder einen therapeutischen Algorithmus dar.

Einleitung

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Die Schockreanimation wird üblicherweise anhand von Blutdruck, Herzzeitvolumen, Laktat und anderen systemischen Variablen gesteuert. Obwohl diese Parameter unverzichtbar sind, zeigen sie nicht immer zuverlässig an, ob das Blut effektiv bis in die einzelnen Kapillarbettregionen gelangt. Bei Sepsis können endotheliale Schäden, eine Störung des Glykokalyxes, veränderte Blutzellinteraktionen und eine dysregulierte Gefäßsteuerung die durchblutete Kapillardichte verringern und zu heterogenem Blutfluss führen1,2. Wenn sich die systemische Hämodynamik verbessert, ohne dass eine entsprechende Erholung der Gewebedurchblutung eintritt, spricht man von einer hämodynamischen Inkohärenz3,4.

Die sublinguale Mukosa bietet einen praktischen und leicht zugänglichen Ort für wiederholte bettseitige Beurteilungen der Mikrozirkulation. Die handgehaltene Vitalmikroskopie (HVM) hat die umfangreichste Evidenzbasis an bettseitigen Untersuchungen bei kritisch kranken Patienten hervorgebracht5,6. Dennoch bleibt die routinemäßige klinische Anwendung herausfordernd. Konsensus-Statements und methodische Übersichtsarbeiten haben Speichel, Sondenpressure, Blasen, Bewegungen und instabile Beleuchtung als häufige Ursachen für schlechte Bildaufnahme identifiziert7. Zudem ist die Bildanalyse technisch anspruchsvoll und oft zeitaufwändig8. Formale Bewertungssysteme für die Bildqualität sowie Validierungsstudien haben außerdem gezeigt, dass Videos von schlechter Qualität die berichteten mikrozirkulatorischen Parameter erheblich beeinflussen können9,10.

Dieser Überblick untersucht die Fähigkeiten und Grenzen etablierter und neuartiger Methoden zur bettseitigen Überwachung der sublingualen Mikrozirkulation, identifiziert die Bereiche mit der stärksten unterstützenden Evidenz und erörtert die praktischen Anforderungen für eine erfolgreiche klinische Umsetzung. Anstatt einen umfassenden Überblick über die mikrozirkulatorische Pathophysiologie oder Überwachungstechnologien zu geben, konzentriert sich der Artikel auf standardisierte, aus der HVM abgeleitete Messungen, die Qualität der Datenerfassung, die Erkennung von Ausfallmodi, minimale Berichterstattungsanforderungen, die verifizierung auf Modulebene, die domänenspezifische analytische Validierung sowie einen gestuften Weg zur klinischen Bewertung. Im gesamten Text wird klar zwischen etablierter Evidenz und von den Autoren vorgeschlagenen Konzepten sowie Validierungsprioritäten unterschieden, um nicht den Eindruck zu erwecken, dass der vorgeschlagene Rahmen ein klinisch validiertes Überwachungssystem darstellt.

Überprüfung und Perspektive

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Literaturrecherche und Umfang
Die anfängliche gezielte Suche umfasste PubMed/MEDLINE, Embase und die Web of Science Core Collection von der Gründung der Datenbanken bis zum 1. Januar 2026. Am 22. Juni 2026 wurde eine gezielte Aktualisierungssuche durchgeführt, um neu veröffentlichte Studien zu identifizieren, die direkt mit der Monitoring der sublingualen Mikrozirkulation, standardisierten manuellen Verfahren der Vitalmikroskopie, Aufnahmequalität, in Frage kommenden Sensortechniken, automatisierter Analyse, Modul-gestützter Validierung und klinischer Übertragung relevant sind. Suchbegriffe kombinierten die sublinguale Mikrozirkulation mit orthogonaler Polarisationsspektroskopie (OPS), Seitenlicht-Dunkelfeld (SDF) Bildgebung, eindringender Dunkelfeld (IDF) Bildgebung, Nahinfrarotspektroskopie (NIRS), laser- und Doppler-basierten Methoden, transkutaner Kohlendioxid-Überwachung, automatisierter Bildanalyse, künstlicher Intelligenz, Sepsis, Schock und kritischem Krankheitszustand. Auch die Literaturverzeichnisse relevanter Übersichtsarbeiten, Konsensus-Statements und methodischer Publikationen wurden geprüft.

Die Suche wurde so konzipiert, dass sie eine narrative und translationsorientierte Synthese unterstützt, anstatt eine erschöpfende Schätzung des Behandlungseffekts oder der diagnostischen Genauigkeit bereitzustellen. Infrage kommende Quellen umfassten Konsensus-Statements, methodologische und Validierungsstudien, klinische Beobachtungs- und Interventionsstudien sowie Berichtsleitlinien, die für Frühwarnüberwachungssysteme relevant sind. Studien an Tieren und nicht-sublinguale Studien wurden nur einbezogen, wenn sie zur Klärung der physiologischen Plausibilität, technischen Grenzen oder bereichsspezifischer Vergleichsgrößen beitrugen. Die Übersichtsarbeit beschränkte sich auf Publikationen in englischer Sprache. Abgesehen vom offengelegten Patent, das als illustratives Beispieldesign diente, wurden nicht begutachtete Quellen nicht als Beleg für die Messleistungsfähigkeit oder klinische Wirksamkeit herangezogen. Es wurde keine systematische Patentlandschaftsanalyse durchgeführt. Eine formale Bewertung des Bias-Risikos und eine quantitative Synthese wurden nicht vorgenommen. Das unten diskutierte, vom Autor offengelegte Patent wurde nicht als Beleg für analytische Validität, Sicherheit, Durchführbarkeit, regulatorische Eignung oder klinische Wirksamkeit gewertet.

Klinische Belege und Grenzen der systemischen Hämodynamik
Die meisten klinischen Belege betreffen Assoziationen statt Behandlungsanleitungen. Bei septischem Schock wurden kombinierte Messungen der peripheren und sublingualen Perfusion zur prognostischen Beurteilung untersucht11. Eine geringere durchblutete Gefäßdichte war mit Organfunktionsstörungen und Mortalität assoziiert12, und eine abnormale sublinguale Perfusion bei Aufnahme auf die Intensivstation (ICU) war unabhängig mit der 30-Tage-Mortalität bei Patienten im Alter von 80 Jahren oder älter mit Schock verbunden13. Diese Studien untermauern die klinische Relevanz der Beurteilung der sublingualen Mikrozirkulation, zeigen jedoch nicht, dass therapeutische Maßnahmen basierend auf mikrozirkulatorischen Messungen die Patientenoutcomes verbessern.

Die wichtigsten randomisierten Belege sind weiterhin vorsichtig zu interpretieren. In einer multizentrischen Studie führte die Einbeziehung sublingualer mikrozirkulatorischer Variablen in den Behandlungsplan zwar zu stärkeren Änderungen der Flüssigkeits- und vasoaktiven Therapie, senkte jedoch die 30-Tage-Mortalität nicht14. Übersichtsarbeiten zur Flüssigkeitsgabe berichten ebenfalls von variablen Reaktionen: Eine Verbesserung ist wahrscheinlicher, wenn sich der Herzzeitvolumen erhöht und die Gewebeperfusion beeinträchtigt ist, doch ein Nutzen kann nicht für jeden Patienten oder jede Flüssigkeitsstrategie vorausgesetzt werden15,16. Eine umfassendere Übersicht zur mikrozirkulationsgeführten Reanimation gelangte zu einem ähnlichen Schluss, nämlich dass die klinische Nützlichkeit dieses Ansatzes noch nicht belegt ist17.

Physiologische Plausibilität, prognostische Assoziation, Messgültigkeit, Durchführbarkeit am Bettplatz und klinische Nützlichkeit stellen daher unterschiedliche Fragen dar. Ein klinisch nützliches Überwachungssystem muss mehr leisten, als lediglich ein abnormales Signal zu erkennen; es muss reproduzierbare Messungen liefern, anzeigen, wenn Daten unzuverlässig sind, und sich in einen vorgegebenen Prozess der erneuten Beurteilung integrieren, ohne zu unangemessenen Maßnahmen zu verleiten.

Klinischer Nutzen und Grenzen der sublingualen Region
Die sublinguale Mukosa weist ein dichtes oberflächliches Gefäßnetzwerk auf, das wiederholt am Bett des Patienten untersucht werden kann. Die vaskuläre Morphologie wurde bei gesunden Probanden kartiert18, und eine anatomiebasierte Standortwahl könnte die Konsistenz zwischen den Aufnahmen verbessern19. Eine sublinguale Kapillarverdünnung wurde zudem bei chronischer Herzinsuffizienz beschrieben20. Insgesamt stützen diese Befunde die Eignung der sublingualen Mukosa als Beobachtungsregion, legen jedoch keine universellen Referenzbereiche über verschiedene Erkrankungen oder Geräte hinweg fest.

Sublinguale Messungen bleiben regional und nicht systemisch. Eine Studie zum hämorrhagischen Schock beim Schwein zeigte, dass ein sublinguales tonometrisches Signal lokale mikrozirkulatorische Veränderungen widerspiegelt21, und eine Studie an Schafen identifizierte parallele Veränderungen der Bindehaut- und sublingualen Mikrozirkulation unter bestimmten septischen und hämorrhagischen Bedingungen22. Menschliche Daten sind weniger einheitlich: Darm- und sublinguale Mikrozirkulation reagierten unterschiedlich auf eine Flüssigkeitsbelastung nach Operationen wegen abdomineller Sepsis23. Die sublinguale Überwachung sollte daher als Informationsquelle aus einem leicht zugänglichen Gewebeareal verstanden werden und nicht als universeller Ersatz für alle Organe dienen.

Etablierte und potenzielle Messdomänen
Die in diesem Überblick betrachteten Methoden können in vier zentrale Messkategorien eingeteilt werden: vaskuläre Morphologie und Dichte, Blutzellfluss oder regionale Geschwindigkeit, Gewebeoxygenierung sowie Datengüte. Die Evidenzlage unterscheidet sich dabei erheblich. Für die HVM existieren etablierte Standards zur Aufnahme und Analyse sublingualer Bilder5,6, während mehrere andere Modalitäten als ergänzende, indirekte, neuartige oder potenzielle Ansätze berücksichtigt werden. Gewebegas-Messungen sollten separat betrachtet und als optionale Kontextinformationen verstanden werden, da sie weder sublinguale Gefäße noch Kapillarfluss direkt visualisieren. Keine einzelne Methode erfasst alle Messdomänen, und Ergebnisse, die auf unterschiedlichen physikalischen Prinzipien basieren, dürfen nicht als austauschbar angesehen werden.

HVM ermöglicht die direkteste Visualisierung von roten Blutkörperchen, die durch oberflächliche sublinguale Gefäße fließen. Die OPS-Bildgebung ermöglichte erstmals die Visualisierung der Mikrozirkulation mittels polarisiertem Licht am Krankenbett24. Die SDF-Bildgebung verbesserte anschließend den Bildkontrast durch die Verwendung eines Rings aus gepulsten Leuchtdioden25, und die IDF-Bildgebung wurde später als handgehaltene Methode für postoperative und Intensivstudien eingeführt26. Diese Verfahren charakterisieren hauptsächlich die Gefäßmorphologie, Gefässdichte und Flussmuster, nicht jedoch den absoluten volumetrischen Blutfluss.

HVM ist besonders empfindlich gegenüber der Aufnahmequalität. Speichel, Bläschen, Gewebekompression, Bewegung, schlechte Fokussierung und instabile Beleuchtung können Gefäße verdecken oder das sichtbare Flussmuster verfälschen9,10. Daher ist die Qualitätsbeurteilung ein integraler Bestandteil der Messung selbst. Ein klinisch interpretierbarer Bericht sollte den Anteil der für die Analyse verwendeten Daten, die Gründe für die Ablehnung von Bildabschnitten, angeben, ob Kompressions- oder Bewegungsartefakte erkannt wurden, und ob eine akzeptable Aufnahme erreicht wurde.

Die Nahinfrarot-Reflexionsabbildung und die NIRS stellen unterschiedliche Ansätze dar. In diesem Überblick bezeichnet Nahinfrarot-Reflexionsabbildung eine vielversprechende, auf Kameras basierende Technik, die den Kontrast oberflächlicher Gefäße verbessern soll. Im Gegensatz dazu gewinnt die NIRS ein volumenmittelndes Signal zur Gewebeoxygenierung aus Lichtabsorption und -streuung und ermöglicht keine Auflösung einzelner Kapillaren27. NIRS-Messungen hängen von der Probennahmegeometrie, der Gewebeszusammensetzung, dem Sondendruck und gerätespezifischen Algorithmen ab; daher sind Messungen, die mit verschiedenen Systemen durchgeführt werden, nicht zwangsläufig austauschbar28. Da ein Großteil der verfügbaren Belege nicht spezifisch für die sublinguale Intensivmedizin gilt, wird die NIRS als ergänzende Oxygenierungsmethode und nicht als etablierter Ersatz für die HVM betrachtet.

Die Laser-Doppler-Flussmessung liefert ein lokales, perfusionsbezogenes Signal29, während die Laser-Speckle-Kontrastabbildung räumliche Perfusionkarten erzeugt30. Obwohl diese Techniken breitere Anwendungen bei der Beurteilung der Perfusion haben, sind sie in der intensivmedizinischen Praxis keine etablierten Ersatzverfahren für die sublinguale HVM. Die kamerabasierte Photoplethysmographie der Zungenunterseite ist ein vielversprechender, aber noch experimenteller Ansatz, der eine weitere Standardisierung ihrer abgeleiteten Merkmale erfordert31. Ebenso kann die transkutane Kohlendioxid-Überwachung in ausgewählten ITS-Situationen zusätzliche Informationen über den Gasaustausch oder die periphere Perfusion liefern, ist jedoch weder eine sublinguale Bildgebungstechnik noch eine direkte Messung der mikrovaskulären Morphologie oder des Kapillarflusses32.

Die praktische Konsequenz ist, dass eine Dichtemessung, eine dopplergestützte Geschwindigkeitsschätzung, eine Sauerstoffsättigungsmessung und ein transkutaner Gaswert unterschiedliche physiologische Fragestellungen beantworten. Obwohl die Kombination dieser Messungen vorteilhaft sein kann, sollte jedes Signal seine eigenen Einheiten, Grenzen, Qualitätsindikatoren und geeigneten Referenzmethoden beibehalten. Die Messkategorien und repräsentativen Verfahren sind in Tabelle 1 zusammengefasst.

MesskategorieVertretende Methoden und KandidatenansätzeWesentliche ErgebnisseHauptvorteileWesentliche Einschränkungen und ArtefakteReifegrad der Evidenz und translationsbezogene RolleVertretende Referenzen
Morphologie und DichteHandgehaltene Vitalmikroskopie (HVM; orthogonale Polarisationsspektroskopie [OPS], Seitenlicht-Dunkelfeld [SDF] und einfallendes Dunkelfeld [IDF] Bildgebung; etablierter sublingualer Forschungsansatz); kamerabasierte Nahinfrarot-Reflexionsbildgebung (Kandidatenansatz für oberflächennahe Gefäße)HVM: Gesamtdichte der Gefäße (TVD), perfundierte Gefäßdichte (PVD), nach Gefäßgröße stratifizierte Dichte, Verteilung der Gefäßbreite, Segmentkontinuität und räumliche Heterogenität. Kandidaten-Reflexionsbildgebung: Kontrast oberflächennaher Gefäße, Segmentkontinuität und sichtbare Gefäßdichte.HVM visualisiert direkt mit roten Blutkörperchen gefüllte Mikrogefäße und verfügt über die am weitesten entwickelten Standards für die sublinguale Bildaufnahme und -analyse. Die kamerabasierte Reflexionsbildgebung könnte die Abbildung oberflächennaher Gefäße und die eingebettete Bildanalyse unterstützen.HVM ist empfindlich gegenüber Proberdruck, Bewegung, Speichel, Blasen, Fokus und Beleuchtung. Definitionen und gemessene Werte hängen von Schwellenwerten für die Gefäßgröße, der Auswahl der Bildausschnitte, der Software und den Analyseregeln ab. Die Nahinfrarot-Reflexionsbildgebung ist nicht gleichwertig mit HVM und kann möglicherweise keinen kapillaren Erythrozytenfluss auflösen.Etabliert: HVM-Bewertung von Morphologie und Dichte am sublingualen ICU-Standort. Kandidat: Reflexionsbildgebung als Eingabe für oberflächennahe Gefäße, die eine unabhängige Validierung des Konstrukts und der Kriterien erfordert.5, 6, 8–10, 24–26
Fluss und GeschwindigkeitHVM-Perfusions- und Flussbewertung (PPV, MFI und Index der Flussheterogenität), bildbasierte Erythrozytengeschwindigkeit, Laser-Doppler-Flussmessung, Laser-Speckle-Kontrastbildgebung, kamerabasierte Photoplethysmographie (entwickelnd) und regionale Doppler-Messung (Kandidateneingabe)Anteil perfundierter Gefäße (PPV), semiquantitativer mikrovaskulärer Flussindex (MFI), Index der Flussheterogenität, bildbasierte Erythrozytengeschwindigkeit, perfusionsbezogene Flussgrößen oder Karten, pulsationsbezogene Merkmale und kandidatenhafte, geschwindigkeitsbezogene Signale in Regionen.Liefert ergänzende Informationen zur Perfusion, räumlichen Flussheterogenität, Geschwindigkeit und pulsatorischen Veränderungen. HVM bietet standardisierte semiquantitative Flusseinschätzung.MFI ist eine semiquantitative Flussbewertung und kein absolutes Maß für die Erythrozytengeschwindigkeit. Abhängig von der Modalität können die Ergebnisse relativ, regional oder tiefenabhängig sein. Geräteeigenschaften, Analysealgorithmen, Schwellenwerte für die Gefäßgröße, Bewegung, Kalibrierung, Abtiefen, akustische Kopplung und Insonationswinkel beeinflussen die Vergleichbarkeit.Etabliert (beschränkt auf HVM): Sublinguale Perfusion und Flussbewertung. Eingeschränkt/indirekt: Laserbasierte Perfusionsmethoden. Entwickelnd: Photoplethysmographie an der Zungenspitze. Kandidat: Regionale Doppler-Messung, die eine an den Anwendungsbereich angepasste Validierung erfordert.5, 6, 8, 29–31, 33, 40
OxygenierungNahinfrarotspektroskopie (NIRS); kalibrierte multispektrale oder spektroskopische Ansätze (optional)Schätzungen und dynamische Reaktionen im Zusammenhang mit der Gewebeoxygenierung während kontrollierter physiologischer Störungen.Liefert nichtinvasive Trenddaten und ergänzende Informationen zur Gewebeoxygenierung.Die Signale sind volumengemittelt und werden durch die Abtiefe, optische Eigenschaften des Gewebes, Proberdruck, Umgebungslicht und gerätespezifische Kalibrierung beeinflusst. Einzelne Mikrogefäße werden nicht aufgelöst.Eingeschränkt/indirekt am sublingualen ICU-Standort. Geeignet als optionales ergänzendes Oxygenierungsmodul nach Kalibrierung und physiologischer Validierung; jedoch kein Ersatz für die Beurteilung der Gefäßmorphologie oder des Flusses.27, 28
DatenqualitätKonsensbasierte Standards für die Datenaufnahme, Bewertungssysteme für Bildqualität sowie manuelle oder fachkundige QualitätsprüfungAnteil akzeptierter Daten, Gründe für Ablehnung, Qualitätskennzeichen bezüglich Fokus, Bewegung, Druck, Beleuchtung oder Sekretion, Rate der fehlgeschlagenen Aufnahmen sowie Indikatoren für Wiederholbarkeit.Macht die Zuverlässigkeit, Unsicherheit der Messung und Gründe für den Ausschluss von Daten explizit.Qualitätsschwellenwerte sind modalitätsspezifisch. Jedes automatisierte System zur Qualitätskontrolle erfordert eine unabhängige Validierung anhand eines vorab festgelegten Referenzstandards.Etabliert: Querschneidende HVM-Standards für Aufnahme und Analyse. Zukünftige Anwendung: Automatisierte Qualitätskontrolle, die eine unabhängige Validierung erfordert.5–10
Optionale kontextbezogene Gewebe-Gas-MessungenTranskutane Kohlendioxid-Überwachung (kontextbezogen; keine sublinguale Bildgebungsmethode)Transkutane Kohlendioxid-Partialdruck, Differenz zwischen transkutanem und arteriellem Kohlendioxid, sowie zeitliche Trends.Liefert kontinuierliche, nichtinvasive kontextbezogene Informationen zur Ventilation und kann, im Vergleich mit arteriellen Messungen interpretiert, auf hämodynamische Beeinträchtigungen hinweisen.Stellt keine sublinguale mikrovaskuläre Morphologie oder Blutzellfluss dar. Die Genauigkeit hängt von der Sensortemperatur, dem Ausgleich, der Kalibrierung, der Hautperfusion und lokalen Gewebeparametern ab.Indirekte kontextbezogene Zusatzmethode: Keine sublinguale Monitoring-Methode oder Kernmodul der Plattform.32

Tabelle 1: Etablierte und mögliche Messkategorien für die bettseitige Beurteilung der sublingualen Mikrozirkulation. Die Tabelle fasst repräsentative Messtechniken, zentrale Ergebnisgrößen, wesentliche Stärken, Limitationen und Artefakte, Reifegrad der Evidenz, translative Anwendungsbereiche und repräsentative Literaturquellen zusammen. Physiologische Messkategorien (Morphologie und Dichte, Fluss und Geschwindigkeit sowie Oxygenierung) werden getrennt von der Datenqualität – einem übergreifenden Erfordernis – und optionalen kontextbezogenen Gewebegas-Messungen dargestellt. Hinweis. Morphologie und Dichte, Fluss und Geschwindigkeit sowie Oxygenierung stellen physiologische Messkategorien dar. Die Datenqualität ist ein übergreifendes Erfordernis, das für alle Messbereiche gilt. Die optionale Gewebegas-Überwachung wird separat als kontextuelle Information und nicht als zentrale sublinguale Messkategorie aufgeführt. Eine einzelne Technik kann zu mehr als einer Kategorie beitragen; daher sind diese Kategorien nicht voneinander ausschließlich. HVM verfügt derzeit über die am weitesten entwickelten Standards für die Bildaufnahme und -analyse der sublingualen Mikrozirkulation auf der Intensivstation. NIRS, laserbasierte Verfahren, kamerabasierte Reflexionsabbildung, Photoplethysmographie, regionale Doppler-Sensoren und die Gewebegas-Überwachung sind als eingeschränkte, indirekte, neuartige, potenzielle oder kontextbezogene Ansätze enthalten und sollten nicht als etablierte Ersatzverfahren für die sublinguale HVM angesehen werden. Befunde, die mit einer Messmodalität gewonnen wurden, dürfen nicht ohne validierte, bereichsspezifische Bestätigung direkt auf eine andere übertragen werden. Abkürzungen: HVM, Handheld-Vitalmikroskopie; ICU, Intensivstation; IDF, inkidente Dunkelfeld; MFI, Mikrozirkulations-Flussindex; NIRS, Nahinfrarotspektroskopie; OPS, orthogonale Polarisations-Spektralabbildung; PPV, Anteil perfundierter Gefäße; PVD, Dichte perfundierter Gefäße; SDF, Seitenlicht-Dunkelfeld; TVD, totale Gefäßdichte.

Von der Visualisierung zur qualitätsgesicherten Analyse
Konsensbasierte Empfehlungen haben die Auswahl der Untersuchungsstelle, die Bildaufnahme und die Berichterstattung von dichte- und flussbezogenen HVM-Variablen standardisiert5,6. Weitere methodische Leitlinien erläuterten anschließend, wie die Auswahl von Videomaterial und die Bildqualität die quantitative Analyse beeinflussen8,9. Automatisierte Werkzeuge wie MicroTools können die Kapillardichte und die Geschwindigkeit der roten Blutkörperchen quantifizieren und gleichzeitig den manuellen Arbeitsaufwand verringern33. Obwohl die Automatisierung die analytische Effizienz verbessert, entfällt dadurch nicht die Notwendigkeit einer Qualitätskontrolle, eines Übereinstimmungstests im Vergleich zur Expertenbewertung und einer Validierung unter realen Betriebsbedingungen am Krankenbett.

Zu den in der HVM üblicherweise berichteten Variablen gehören die totale Gefäßdichte (TVD), die durchblutete Gefäßdichte (PVD), der Anteil durchbluteter Gefäße (PPV), der semiquantitative mikrovaskuläre Flussindex (MFI) sowie Indizes der räumlichen Flussinhomogenität5,6. TVD und PVD quantifizieren jeweils die Länge sichtbarer und durchbluteter Gefäße pro Flächeneinheit des Bildes. PPV stellt den Anteil sichtbarer Gefäße dar, die als durchblutet klassifiziert wurden, während MFI den vorherrschenden Fluss in vordefinierten Bildbereichen bewertet und nicht als absoluter Maßstab für die rote Blutkörperchengeschwindigkeit interpretiert werden sollte. Inhomogenitätsindizes fassen die räumliche Ungleichverteilung des Flusses über die Bildfelder hinweg zusammen. In Berichten sollten der anatomische Ort, die Gefäßgrößenklassen und Durchmesser-Grenzwerte, die Anzahl und Dauer der Videoclips, die Kriterien zur Clip-Auswahl und -qualität, die Softwareversion sowie die Angabe, ob die Bildanalyse manuell, halbautomatisch oder automatisch durchgeführt wurde, im Voraus festgelegt werden5,6,8,9. Werte, die mit unterschiedlichen Geräten, analytischen Algorithmen, Grenzwerten für die Gefäßgröße oder Qualitätskriterien ermittelt wurden, sollten nicht als austauschbar betrachtet werden.

Vom Autor vorgeschlagenes modulares Framework
Das unten beschriebene Framework wurde vom Autor vorgeschlagen und basiert teilweise auf einem vom Autor offengelegten Patent. Es dient dazu, Entwicklungs- und Validierungsfragen zu strukturieren, ohne Überlegenheit, Vollständigkeit oder klinische Anwendungsreife zu implizieren. Ein praktisches Überwachungssystem muss nicht von Anfang an ein einzelnes integriertes Gerät sein. Stattdessen können seine Hauptfunktionen als separate Module entwickelt werden, einschließlich Signalerfassung, Stabilisierung der Schleimhautschnittstelle, Beurteilung der Signalqualität, Datenverarbeitung und klinischer Berichterstattung am Bettplatz. Dieser modulare Ansatz ermöglicht es, jede Funktion unabhängig zu bewerten, bevor die Systemintegration zusätzliche Fehlerquellen einführt. Die vom Autor vorgeschlagene Architektur ist in Abbildung 1 zusammengefasst.

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Abbildung 1. Vom Autor vorgeschlagene modulare Sensorarchitektur zur bettseitigen Überwachung der sublingualen Mikrozirkulation. Konzeptionelle, modulare Sensorarchitektur mit optischem Messen, regionaler Doppler-basierter Detektion, Sekretionskontrolle und Sondenpositionierung, eingebetteter Signalverarbeitung und Qualitätskontrolle, drahtlosem Datentransfer sowie bettseitigen Ausgabemöglichkeiten. Pfeile zeigen funktionelle Verbindungen an und implizieren keine validierte serielle Signalübertragung. Das Schema ist nicht maßstabsgetreu gezeichnet und stellt kein klinisch validiertes, integriertes Gerät dar. Der Rahmen beruht teilweise auf dem offengelegten Patent, das lediglich als veranschaulichendes Konstruktionsbeispiel zitiert wird, nicht jedoch als Nachweis für Leistungsfähigkeit oder klinische Gültigkeit34. Klicken Sie hier, um eine vergrößerte Version dieser Abbildung anzusehen.

Ein öffentlich bekanntgemachtes Patent beschreibt Nahinfrarot-Beleuchtung, kamerabasierte Bildgebung, eine Ultraschallsonde, Speichelentfernung, eingebettete Signalverarbeitung, drahtlose Übertragung und Endgeräteanzeige34. Das Patent wird ausschließlich als veranschaulichendes Konstruktionsbeispiel zitiert und nicht als Nachweis für analytische Validität, Sicherheit, Durchführbarkeit, regulatorische Eignung, therapeutischen Nutzen oder klinische Wirksamkeit präsentiert.

Innerhalb dieses konzeptionellen Rahmens würde die Nahinfrarot-Kameraaufnahme als Eingangssignal für oberflächliche Gefäße bewertet, nicht jedoch als Ersatz für HVM oder als Maß für die Gewebeoxygenierung. Ähnlich würde eine Ultraschallkomponente voraussichtlich ein regionales vaskuläres Signal liefern, anstelle einer direkten Messung der Kapillar-Geschwindigkeit der roten Blutkörperchen. Die Interpretation solcher Signale hängt von der Probentiefe, der akustischen Kopplung, der Gewebewegung, dem Einstrahlwinkel, der Definition der Ausgabe sowie der räumlichen Registrierung mit dem optischen Feld ab.

Die Tests sollten auf Ebene des einzelnen Moduls beginnen. Die optische Bewertung würde Endpunkte erfordern, die den Gefäßkontrast, die Stabilität der Beleuchtung, die Wiederholbarkeit des Sichtfelds sowie die Widerstandsfähigkeit gegenüber durch Speichel und Druck verursachten Artefakten berücksichtigen. Die Bewertung geschwindigkeitsbezogener Komponenten würde ein vordefiniertes Abtastvolumen, stabile Messgrößen, eine Beurteilung der Winkelsensitivität und des Signal-Rausch-Verhältnisses sowie einen Vergleich mit einer geeigneten kalibrierten Durchflussreferenz erfordern. Schnittstellen- und Berichtsmodule würden eine getrennte Bewertung der Sekretionskontrolle, des Kontaktdrucks, des Benutzerkomforts, des Kontaminationsrisikos, der Verzögerung bei der Datenverarbeitung, der Synchronisation, des Datenverlusts und der Darstellung von Qualitätsinformationen erfordern.

Ablauf am Bett und minimale Berichterstattung
Der in Abbildung 2 dargestellte vorgeschlagene Ablauf umfasst vier Phasen. Bei der Erfassung wird das gewünschte optische Signal erfasst und, falls verfügbar, regionale Doppler-basierte oder kalibrierte Sauerstoffsättigungswerte einbezogen. Die Stabilisierung und Qualitätskontrolle dient der Identifizierung von Speichel, Unschärfe, Gewebekompression, Bläschen, Bewegungen und unzureichender Beleuchtung. Nur Signale, die vorab festgelegte Qualitätskriterien erfüllen, werden zur Analyse weitergeleitet. Im Anschluss erfolgt die Berichterstattung, die den Messwert, dessen zeitlichen Verlauf sowie eine explizite Aussage zur Unsicherheit oder zum Fehlschlagen der Erfassung präsentiert.

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Abbildung 2. Vom Autor vorgeschlagener klinischer Workflow zur Überwachung der sublingualen Mikrozirkulation am Krankenbett. Vorgeschlagener vierstufiger Workflow, der Erfassung, Stabilisierung und Qualitätskontrolle, quantitative Analyse sowie Berichterstattung und Integration verbindet. Die optionale kalibrierte Sauerstoffmessung wird als ergänzende Eingabe dargestellt und gilt nicht als erforderlicher Bestandteil der Kern-Sensorarchitektur. Die dargestellten Ausgabewerte repräsentieren mögliche Messkategorien, nicht validierte diagnostische Indizes. Bitte klicken Sie hier, um eine vergrößerte Version dieser Abbildung anzusehen.

Der anfängliche Bettschürzenbericht sollte gezielt knapp gehalten werden. Eine sinnvolle Ausgangsmenge umfasst eine dichtebezogene Messgröße, eine perfusions- oder flussmusterbezogene Messgröße, wenn der Fluss auflösbar ist, eine regionsbezogene geschwindigkeitsbezogene Schätzung nur dann, wenn deren Interpretation validiert wurde, den Anteil der akzeptierten Daten, den Grund für eventuell fehlgeschlagene Erfassungen sowie einen zeitgestempelten Trend innerhalb desselben Patienten. Frühe Studien sollten Veränderungen innerhalb desselben Patienten betonen, anstatt universelle Schwellenwerte über verschiedene Geräte oder Patientengruppen hinweg anzuwenden.

Messergebnisse sollten stets von therapeutischen Empfehlungen getrennt betrachtet werden. Ein auffälliger Messwert sollte zunächst eine Überprüfung der Signalqualität und, falls möglich, eine Wiederholung der Messung veranlassen. Bestehen die Auffälligkeiten weiterhin, kann dies eine Neubewertung der systemischen Hämodynamik, der aktuellen Dosis vasotroper Medikamente, der Hämoglobinkonzentration, der Oxygenierung, der Körpertemperatur, der Beatmungseinstellungen sowie möglicher lokaler Artefakte erforderlich machen. Eine automatische Gabe von Infusionsflüssigkeit oder eine Änderung der vasotropen Therapie sollte daraus jedoch nicht ohne weiteres abgeleitet werden.

Leistungskennzahlen und statistische Überlegungen
Die unten beschriebenen Endpunkte werden für eine zukünftige Bewertung vorgeschlagen und sollten nicht als validierte Annahmeschwellen interpretiert werden. Morphologische Studien können die sichtbare oder perfundierte Gefäßdichte, die Verteilung des Gefäßdurchmessers, die Segmentkontinuität und die räumliche Heterogenität bewerten. Durchflussstudien können vorgegebene Durchflusskategorien, kalibrierte bildbasierte Geschwindigkeiten oder klar definierte, aus Dopplermessungen abgeleitete Surrogatparameter untersuchen. Sauerstoffversorgungsendpunkte sind nur dann geeignet, wenn eine kalibrierte multispektrale Komponente oder NIRS integriert ist. Bei allen Messbereichen sollte die Qualitätsberichterstattung den Anteil verwendbarer Daten, die Gründe für die Ablehnung von Daten, die Erfassungszeit, Hinweise auf Artefakte sowie fehlende Segmente oder Segmente, die räumlich nicht korrekt registriert werden können, umfassen.

Die Zuverlässigkeitsanalyse erfordert eine vorab festgelegte Analyseeinheit. Einzelbilder und Gefäßsegmente sind innerhalb von Aufnahmen verschachtelt, und wiederholte Aufnahmen sind innerhalb von Probanden verschachtelt; daher würde die Behandlung aller Beobachtungen als unabhängig künstlich enge Unsicherheitsschätzungen liefern. Das Modell für den Intraklassenkorrelationskoeffizienten, die Übereinstimmungsdefinition und die Struktur der Beurteiler sollten im Voraus festgelegt werden. Die variationskoeffizienten innerhalb von Probanden, die Test-Retest-Bias sowie die Bland-Altman-Grenzen der Übereinstimmung sollten mithilfe von Methoden geschätzt werden, die wiederholte Beobachtungen innerhalb jedes Probanden berücksichtigen. Die kleinste nachweisbare Veränderung quantifiziert den Messfehler und sollte nicht als klinisch bedeutsame Veränderung interpretiert werden, es sei denn, der entsprechende klinische Schwellenwert wurde unabhängig festgelegt.

Benchmark-Vergleiche sollten an das spezifische zu bewertende Signal angepasst sein. Morphologische und Strömungsmuster-Ausgaben können mit von Experten überprüften HVM-Analysen oder Konsensannotationen verglichen werden. Geschwindigkeitsschätzungen erfordern Flussphantome, kontrollierte Doppler-Referenzmethoden oder kalibrierte, bildbasierte Verfolgung. Sauerstoffmessungen erfordern ein geeignetes Gewebe-Sauerstoffmessprotokoll mit kontrollierten physiologischen Störungen. Optionale Gewebe-Gasmessungen benötigen eine geeignete Gasdruck-Referenz. Datenübertragungs- und Berichtsmodulen sollten zusätzlich hinsichtlich Zeittreue, Zugriffskontrolle, Datenverlust, Nachvollziehbarkeit und Interoperabilität bewertet werden. Diese vorgeschlagenen Benchmark-Vergleiche und Interpretationsüberlegungen sind in Tabelle 2 zusammengefasst.

Vom Autor vorgeschlagenes Modul und primäre FunktionAktuelles Prinzip oder LimitationDesignüberlegungenMögliche messbare AusgabewerteQualitäts- und SicherheitskontrollenEndpunkte zur Validierung und ReproduzierbarkeitBereichsspezifischer Benchmark und Interpretationsvorsicht
Bildgebung der Oberflächengefäße (Morphologie und Dichte)Die handgehaltene vitale Mikroskopie (HVM) ermöglicht die direkte Visualisierung mikrovaskulärer Gefäße, die mit roten Blutkörperchen gefüllt sind, ist jedoch empfindlich gegenüber Probandendruck, Bewegung, Speichel, Blasen, Fokus und Beleuchtung. Die kamerabasierte Nahinfrarot-Reflexionsbildgebung bleibt ein Kandidatenverfahren für die oberflächennahe Gefäßdarstellung.Kontrollierte Beleuchtung, reproduzierbares Sichtfeld, Positionsunterstützung, explizite Qualitätskontrolle und räumliche Registrierung nur, wenn eine multimodale Fusion beabsichtigt ist.Sichtbare Gefäßdichte; perfundierte Gefäßdichte nur, wenn der Fluss direkt aufgelöst wird; Verteilung der Gefäßbreite; Segmentkontinuität; räumliche Heterogenität.Fokus, Beleuchtung, Bewegung, Kompression, Sekretbelastung, Anteil akzeptierter Daten sowie fehlende Segmente oder Segmente, die nicht räumlich ko-registriert werden können.Optische Auflösung; Stabilität der Beleuchtung; Reproduzierbarkeit des Sichtfelds; Registrierungsfehler bei beabsichtigter multimodaler Fusion; Übereinstimmung mit HVM nach Expertenprüfung; Robustheit gegenüber Artefakten; und Rate der fehlgeschlagenen Aufnahmen.HVM nach Expertenprüfung oder konsensbasierte Annotation. Assoziationen, die mittels HVM etabliert wurden, sollten nicht ohne unabhängige Konstrukt- und Kriteriumsvalidierung auf die Nahinfrarot-Reflexionsbildgebung übertragen werden.
Regionale Doppler-basierte Sensorik (Fluss und Geschwindigkeit)Die regionale Doppler-Sensorik ist ein Kandidatenverfahren für geschwindigkeitsbezogene Eingabewerte, jedoch kein etabliertes Verfahren zur sublingualen Mikrozirkulationsmessung und wird beeinflusst durch den Einstrahlwinkel, die Abtiefentiefe, die akustische Kopplung und Bewegung.Standardisierte Probengeometrie, Metadaten zu Winkel und Tiefe, synchronisierte Aufnahme und sichtbares Feedback zur Signalqualität.Regionale, geschwindigkeitsbezogene Surrogatparameter; pulsationsbezogene Variablen; zeitliche Variabilität.Gültigkeit von Winkel und Tiefe, Signal-Rausch-Verhältnis, Qualität der Kopplung, Bewegungsflag, Spektralvollständigkeit und Synchronisationsfehler.Linearität am Flussphantom; Winkelsensitivität; Stabilität der Abtiefentiefe; Übereinstimmung mit kontrolliertem Doppler oder kalibrierten, bildbasierten Geschwindigkeitsreferenzen; Synchronisationsleistung; und Rate der fehlgeschlagenen Aufnahmen.Kalibriertes Flussphantom, Referenz-Doppler-Verfahren oder kalibriertes, bildbasiertes Geschwindigkeitsverfahren. Regionale Doppler-Signale sollten als regional- und tiefenabhängig interpretiert werden, nicht als direkte Maße der kapillären Erythrozytengeschwindigkeit.
Optionales kalibriertes Sauerstoffmodul (Sauerstoffversorgung)Die Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) liefert volumenmittelbasierte, sauerstoffbezogene Signale, wird jedoch beeinflusst durch die Abtiefentiefe, die optischen Eigenschaften des Gewebes, den Probendruck, Umgebungslicht und die Gerätekalibrierung. Einzelne Mikrogefäße werden nicht aufgelöst.Optionales, kalibriertes multispektrales Modul oder NIRS-Modul, das analytisch getrennt von der kamerabasierten Reflexionsbildgebung gehalten wird.Gewebesauerstoffbezogener Wert; Erholungsanstieg oder Erholungsfläche während einer kontrollierten physiologischen Störung; Intra-Patienten-Trend.Optische Kopplung, Kontrolle des Umgebungslichts, Druck-Flag, Kalibrierungsstatus, Signaldrift und physiologische Plausibilität.Kalibrierung am optischen Phantom; kontrollierte physiologische Störung; Übereinstimmung mit einer geeigneten Referenzmethode zur Gewebesauerstoffmessung; Ansprechzeit; Signaldrift; und Kalibrierungsstabilität.Referenzprotokoll zur Gewebesauerstoffmessung oder akzeptierte physiologische Störung. Sauerstoffmessungen sind komplementär und sollten nicht als direkte Maße der kapillären Morphologie oder des Blutzellenflusses interpretiert werden.
Stabilisierung und Aufnahme an der Schleimhautoberfläche (Datenqualität und Sicherheit)Freihand-Kontakt mit der Sonde, variable Standortwahl, orale Sekrete und unkontrollierter Druck können zu Gewebekompression, Bewegung, Kontamination und Reproduzierbarkeitsartefakten führen.Sekretkontrolle, schonende Kontaktfläche, Positions- und Druckunterstützung, anatomiegeleitete Standortwahl, Aufforderungen zur erneuten Aufnahme sowie validierte Einwegbarrieren oder validierte Reinigungs- und Desinfektionsverfahren.Anteil akzeptierter Daten; Aufnahmedauer; Grund für fehlgeschlagene Aufnahme; Indikator für Kontakt-Druck; Sekretbelastung; Standortkennung.Bestätigung von Druck und Standort, Beurteilung von Schleimhautverletzungen, Status des oralen Zugangs, Integrität der Barriere und Status der Kontaminationskontrolle.Nutzbarer Datenertrag; Zeit bis zur akzeptablen Aufnahme; Benutzerkomfort; Schleimhautnebenwirkungen; Validierung von Reinigung oder Desinfektion; Test auf Kreuzkontamination; Reproduzierbarkeit der erneuten Aufnahme am selben Standort; und Beurteilung der Lernkurve.Standardisiertes HVM-Aufnahmeprotokoll oder ein anderes vorgegebenes Aufnahmestandard. Verbesserungen der Aufnahmequalität und -sicherheit sollten nachgewiesen und nicht angenommen werden.
Eingebaute Analytik und Qualitätskontrolle (Verarbeitung und Unsicherheit)Offline- oder halbautomatisierte Analysen können verzögert sein und werden beeinflusst durch subjektive Clip-Auswahl, Algorithmuswahl und nicht transparente Datenexklusion.Geräteinterne oder Edge-Verarbeitung mit expliziten Qualitätskontrollen, sichtbaren Ablehnungsgründen, modularen Algorithmen, Unsicherheitsanzeige, Versionskontrolle und nachvollziehbarer Aufzeichnung.Qualitätsgesicherte physiologische Messungen; Anteile akzeptierter und abgelehnter Daten; Unsicherheitsindikator; Ablehnungsgrund; Algorithmusversion.Vorgegebene Qualitäts-Schwellenwerte, Fehler-Flag, Umgang mit fehlenden Daten, Protokollierung von manuellen Eingriffen, Versionsverfolgung und ein „Out-of-Distribution“-Flag, wenn künstliche Intelligenz verwendet wird.Übereinstimmung mit einem Experten oder fachspezifischen Referenzverfahren; Sensitivität und Spezifität für inakzeptable Daten bei vorgegebenen Schwellenwerten; Verarbeitungslatenz; Robustheit gegenüber Artefakten; Fehlermodusanalyse; Konsistenz bei erneuter Analyse; Kalibrierungsstabilität; und Vergleichbarkeit zwischen Softwareversionen.HVM nach Expertenprüfung, annotierte Datensätze oder andere fachspezifische Referenzstandards. Schnellere Berechnung allein begründet weder analytische Gültigkeit noch klinische Einsatzbereitschaft.
Berichterstattung, Interoperabilität und Cybersicherheit (Workflow-Integration)Manueller Datenexport und verzögerte Dokumentation können zu isolierten Werten, unvollständigen Metadaten, inkonsistenten Einheiten und eingeschränkter Rückverfolgbarkeit führen.Strukturierter Bettenplatzbericht mit zeitgestempelten Trends, Qualitäts- und Unsicherheitsindikatoren zu jedem Wert, standardisiertem Datenexport, kontrolliertem Zugriff, Verschlüsselung und Audit-Trail.Aktueller Wert; vorgegebener Basis- oder Referenzwert; absoluter und relativer Intra-Patienten-Unterschied; Zeit seit der vorherigen Messung; Qualitätsflag; Unsicherheitsindikator; Grund für fehlgeschlagene Aufnahme; strukturierter Datenexport.Integrität der Zeitstempel, Vollständigkeit von Einheiten und Metadaten, Test auf Datenverlust, Verschlüsselung, Zugriffskontrolle, Nachvollziehbarkeit und Validierung des Exports.End-to-End-Latenz; Exportgenauigkeit; Datenintegrität; Interoperabilität; Usability-Tests; Konsistenz der Darstellung über Geräte oder Standorte hinweg; und Verständnistests bei Nutzern.Anforderungen an klinische Informationssysteme und Usability. Die Berichterstattung sollte strukturierte Neubewertung und Dokumentation unterstützen, nicht jedoch autonome Therapieempfehlungen.
Integrierter Bettenplatz-Workflow (klinische Nützlichkeit und Sicherheit)Physiologische Relevanz und prognostische Assoziation begründen noch keinen therapeutischen Nutzen, und die Reaktionen auf Flüssigkeits- oder vasoaktive Interventionen bleiben heterogen.Vom Arzt überwachter Bestätigungs-Wiederholungs-Neubewertungs-Weg mit vorgegebenen Auslösern für Wiederholungsmessung oder Neubewertung, Eskalations- und Stoppregeln sowie Dokumentation von ärztlichen Eingriffen.Anfangsphase: Durchführung der Wiederholungsmessung oder Neubewertung, Therapieänderungen, vorgegebene potenziell unangemessene Interventionen, Protokollabweichungen und gerätebezogene Nebenwirkungen. Spätere Phase: patientenzentrierte Ergebnisse.Einhaltung des Protokolls, Durchführung von Wiederholungsmessungen, Gründe für ärztliche Eingriffe, Protokollabweichungen, Überwachung von Nebenwirkungen und Datenvervollständigung.Prospektive Machbarkeits- und Usability-Studien, gefolgt – wenn gerechtfertigt – von vergleichenden, entscheidungsgesteuerten Evaluierungen; Workflow-Treue; Trainingseffekte; Reproduzierbarkeit über Patientengruppen und Fehlerszenarien hinweg; und vorgegebene Fortschrittskriterien.Standardtherapie oder standardisierte hämodynamische Beurteilung. Kein Behandlungsschwellenwert oder Outcome-Anspruch ist gerechtfertigt, bevor prospektiv klinische Nützlichkeit und Sicherheit nachgewiesen wurden.

Tabelle 2: Vom Autor vorgeschlagenes modulares Rahmenwerk zur Entwicklung und Validierung der bettseitigen sublingualen Mikrozirkulationsüberwachung. Die Tabelle fasst vom Autor vorgeschlagene Überwachungsmodule, aktuelle Messprinzipien oder Einschränkungen, Konstruktionsüberlegungen, mögliche Berichtsparameter, Qualitäts- und Sicherheitskontrollen, Validierungs- und Reproduzierbarkeitsendpunkte sowie bereichsspezifische Benchmark-Methoden mit Hinweisen zur Interpretation zusammen. Das Rahmenwerk unterscheidet etablierte Messprinzipien von vom Autor vorgeschlagenen Komponenten und trennt frühe technische, prozessuale und sicherheitsrelevante Ergebnisse von der anschließenden Bewertung des klinischen Nutzens. Dieses Rahmenwerk ist konzeptioneller Natur und wurde noch nicht klinisch validiert. Hinweis. Dieses vom Autor vorgeschlagene Rahmenwerk wurde nicht klinisch validiert. Das offengelegte Patent wird lediglich als illustratives Beispieldesign angeführt und stellt keinen Nachweis für analytische Validität, Sicherheit, Durchführbarkeit, regulatorische Bereitschaft oder klinische Wirksamkeit dar. Alle vorgeschlagenen Parameter, Qualitäts- und Sicherheitsbewertungen, Validierungsendpunkte, Reproduzierbarkeitsziele und Fortschrittskriterien erfordern eine empirische Überprüfung. Zuverlässigkeitsanalysen sollten die Analyseeinheit im Voraus festlegen und berücksichtigen, dass Beobachtungen geschachtelt oder wiederholt sein können. Abkürzungen: HVM, Handheld-Vitalmikroskopie; ICC, Intraklassenkorrelationskoeffizient; NIRS, Nahinfrarotspektroskopie.

Validierung und Reproduzierbarkeit
Der vorgeschlagene Weg folgt etablierten Prinzipien der Verifizierung, analytischen Validierung und klinischen Validierung35. In der ersten Phase würden optische Auflösung, Beleuchtungsstabilität, Signal-Rausch-Verhalten, Dopplerwinkelsensitivität, Registrierungsfehler, Verarbeitungsverzögerung, Batterieleistung, Datenintegrität sowie relevante elektrische und akustische Sicherheitsaspekte verifiziert. In der zweiten Phase würden Aufnahmezeit, Benutzerkomfort, Sekretkontrolle, Gründe für Aufnahmefehlschläge sowie die Wiederholbarkeit innerhalb und zwischen Operateuren in Simulationsstudien oder kontrollierten Untersuchungen an Freiwilligen bewertet. Der stufenweise Validierungsweg ist in Abbildung 3 zusammengefasst.

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Abbildung 3. Vom Autor vorgeschlagener gestufter Validierungsweg für die bettseitige sublinguale Mikrozirkulationsüberwachung. Konzeptioneller Validierungsweg, der sich von Labor- und Phantomuntersuchungen sowie kontrollierten Reproduzierbarkeitstests über analytische Validierung unter bedingungsähnlichen Rahmenbedingungen bis hin zur Durchführbarkeit und Benutzerfreundlichkeit auf der Intensivstation sowie zur prospektiven Bewertung des klinischen Nutzens und der Sicherheit erstreckt. Ausgewählte Endpunkte sind als beispielhafte Illustrationen angegeben und stellen keine vollständige Validierungscheckliste dar. Abkürzung: ICU, intensive care unit. Bitte klicken Sie hier, um eine vergrößerte Version dieser Abbildung anzusehen.

Die dritte Stufe würde bestimmen, ob jede Messausgabe mit einer geeigneten Referenzmethode übereinstimmt und wie erwartet auf kontrollierte physiologische Veränderungen reagiert. In diesem Zusammenhang sind systematische Abweichungen (Bias), Übereinstimmungsgrenzen, Heteroskedastizität, Wiederholbarkeit und Ausfallraten aussagekräftiger als allein die Korrelation. Erkenntnisse, die mit HVM gewonnen wurden, sollten nicht automatisch auf bildgebende Verfahren mit nahinfraroter Kamera, NIRS oder Doppler-abgeleitete Signale übertragen werden.

Die vierte Phase würde die Durchführbarkeit auf der Intensivstation bewerten, einschließlich der Leistung bei maschineller Beatmung, Ödemen, Schock, eingeschränktem Zugang zum Mundraum, übermäßigen Sekreten und Patientenbewegungen. Fehlgeschlagene Aufnahmen und Schleimhaut-bedingte Nebenwirkungen sollten berichtet und nicht von den Leistungsanalysen ausgeschlossen werden. Die fünfte Phase würde den klinischen Nutzen und die Sicherheit untersuchen. Erste Untersuchungen können sich zunächst auf Prozessergebnisse, unangemessene Interventionen und gerätebedingte Ereignisse konzentrieren, bevor größere Studien patientenorientierte Endpunkte bewerten. Fortschrittskriterien sollten vor der Datenanalyse festgelegt werden.

Wenn künstliche Intelligenz (KI) dazu verwendet wird, Erwerbungen zu akzeptieren oder abzulehnen, Variablen zu extrahieren oder für Ärzte bestimmte Ausgaben zu erzeugen, sollten frühe Studien die beabsichtigte Rolle des KI-Systems, ihre Eingaben und Ausgaben, den vorgesehenen klinischen Kontext, das Ausmaß der menschlichen Interaktion sowie bekannte Fehlerquellen klar beschreiben36. Ebenso sollten Studien, die KI- oder geräteausgelöste Interventionen bewerten, die Mechanismen der menschlichen Überwachung beschreiben und erläutern, wie Systemausgaben in klinische Maßnahmen umgesetzt wurden37.

Mögliche klinische Anwendungen
Die plausibelste kurzfristige Anwendung ist die gezielte Neubewertung, wenn systemische hämodynamische Variablen und Gewebedurchblutung diskrepanzhaft erscheinen. Bei septischem Schock können wiederholte sublinguale Messungen helfen, persistierende Durchblutungsstörungen nach Wiederherstellung des Blutdrucks zu charakterisieren. Die Flüssigkeitsresponsivität bleibt jedoch heterogen, und eine günstige durchschnittliche Antwort sollte nicht für einzelne Patienten angenommen werden15,16. Entsprechend betrachten Übersichtsarbeiten zur mikrozirkulationsgeleiteten Reanimation die Monitoring am Bett des Patienten als vielversprechend, jedoch noch nicht geeignet, routinemäßige Therapieentscheidungen zu leiten17.

Bei Trauma oder hämorrhagischem Schock wurde die direkte Beurteilung der Mikrozirkulation als Ergänzung zu konventionellen systemischen Reanimationszielen untersucht21,38. Diese Studien legen keine validierten Behandlungsschwellen fest. Ebenso wurden in der perioperativen Phase und der kardiologischen Intensivmedizin wiederholte IDF-Messungen verwendet, um sublinguale mikrozirkulatorische Veränderungen während der postoperativen Erholung nach Herzchirurgie zu charakterisieren26. Derzeit sollte diese Anwendung als explorativ angesehen werden und nicht als etablierte Grundlage für klinische Entscheidungen dienen.

In allen klinischen Anwendungsbereichen sollte eine anhaltende Auffälligkeit am besten als Aufforderung zur erneuten Beurteilung sowohl des Patienten als auch der Messung verstanden werden, anstatt als alleinige Indikation für ein therapeutisches Eingreifen. Dieser Ansatz bewahrt das klinische Urteilsvermögen und verringert das Risiko, ein technisch plausibles Signal überzubewerten, bevor dessen Messfehler und klinische Bedeutung vollständig verstanden sind.

Herausforderungen und zukünftige Entwicklungen
Die Bedingungen auf der Intensivstation sind deutlich weniger kontrolliert als jene bei Laborversuchen oder Studien an freiwilligen Probanden. Sekrete, eingeschränkter Zugang zum Mundraum, Ödeme, Patientenbewegungen und variable Kontakt­drücke können alle die Signalqualität beeinträchtigen. Die Integration optischer Bildgebung, Ultraschallkopplung, Schleimhautreinigung und stabiler Positionierung in einer kompakten oralen Sonde ist besonders anspruchsvoll, da diese Komponenten unterschiedliche physikalische Anforderungen haben und sich gegenseitig beeinträchtigen können. Daher sind Ausfallraten und Gründe für nicht erfolgreiche Aufnahmen genauso wichtig wie die durchschnittliche Leistung bei erfolgreichen Messungen.

Die Betriebsbereitschaft des Geräts umfasst außerdem Sicherheitsaspekte und den Umgang mit Informationen. Machbarkeitsstudien sollten die Biokompatibilität mit der Schleimhaut, Druckverletzungen, Reinigungsmaßnahmen oder Einwegbarrieren, Kreuzkontaminationen, elektrische und akustische Exposition sowie die Verträglichkeit mit den Infektionskontrollmaßnahmen auf der Intensivstation bewerten. Drahtlose Kommunikations- und Berichtsfunktionen erfordern zudem die Bewertung von Verschlüsselung, Zugriffskontrolle, Integrität der Zeitstempel, Audit-Trails, Widerstandsfähigkeit gegen Datenverlust sowie eine sichere Integration in klinische Informationssysteme.

Die zukünftige Entwicklung kann gemäß drei praktischen Prioritäten erfolgen. Erstens sollten nur Ergebnisse beibehalten werden, die eine klare physiologische Bedeutung aufweisen und eine akzeptable Reproduzierbarkeit aufweisen. Zweitens sollten Ablehnungsgründe und Messunsicherheiten zusammen mit jedem berichteten Ergebnis angezeigt werden. Drittens sollte die Integration einzelner Module erst dann erfolgen, wenn jeweils die eigenständige Durchführbarkeit nachgewiesen wurde. Kamerasbasierte photoplethysmographische Schätzungen hängen von Beleuchtungs- und Signalverarbeitungsbedingungen ab31,39, während aus dem Doppler-Effekt abgeleitete Geschwindigkeitsschätzungen stark von der Abtastgeometrie und dem Einstrahlwinkel abhängen29,40. Diese Einschränkungen sollten auch nach der Systemintegration ausdrücklich deutlich bleiben.

Alleinige technische Raffinesse gewährleistet nicht die klinische Nützlichkeit. Ein Überwachungssystem kann dennoch versagen, wenn es unbequem, langsam, schwer zu positionieren oder schwierig zu interpretieren ist. Umgekehrt kann ein begrenzter Satz sorgfältig validierter Messungen klinisch aussagekräftigen Nutzen bieten, wenn die Erfassung schnell erfolgt, Fehler eindeutig erkannt werden, die Wiederholbarkeit gut charakterisiert ist und die Ergebnisse in einen strukturierten Neubewertungsprozess eingebunden werden.

Einschränkungen dieser Übersicht
Diese Übersicht verwendete gezielte Literaturrecherchen, einschließlich einer fokussierten Aktualisierung vor der endgültigen Einreichung des Manuskripts, anstelle eines systematischen Review-Protokolls und hat daher möglicherweise nicht alle relevanten Studien identifiziert. Da keine formale Bewertung des Risikos von Bias und keine quantitative Synthese durchgeführt wurden, kann die Übersicht die Messmodalitäten nicht hinsichtlich der gepoolten diagnostischen Genauigkeit oder des Behandlungseffekts vergleichen. Der konzeptionelle Arbeitsablauf beinhaltet ein öffentlich bekanntgegebenes Patent als anschauliches Beispiel für die Systemintegration; es werden jedoch keine originären Nachweise zur Leistung, Benutzerfreundlichkeit, Sicherheit, regulatorischen Bereitschaft oder klinischen Wirksamkeit für diese Architektur vorgelegt. Mehrere vorgeschlagene Endpunkte und Fortschrittskriterien stellen vom Autor erstellte Empfehlungen dar, die einer empirischen Validierung bedürfen. Daher sollte diese Übersicht als strukturierte Synthese aktueller Messansätze und Validierungsprioritäten verstanden werden und nicht als Beleg dafür, dass ein integriertes Überwachungssystem klinisch wirksam ist.

Schlussfolgerungen

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Die Überwachung der sublingualen Mikrozirkulation behebt eine wichtige Einschränkung der konventionellen hämodynamischen Beurteilung: Die Wiederherstellung systemischer Parameter bedeutet nicht zwangsläufig eine Wiederherstellung der Perfusion auf Gewebeebene. Aktuelle und neu entwickelte Überwachungsmethoden liefern ergänzende, jedoch unvollständige Informationen über die vaskuläre Morphologie, die Gefäßdichte, den Blutzellfluss, die regionale Geschwindigkeit und die Gewebeoxygenierung, und die Interpretation dieser Messungen hängt grundlegend von der Aufnahmequalität und einer angemessenen Qualitätskontrolle ab.

Ein klinisch aussagekräftiges Überwachungssystem erfordert mehr als nur die Integration mehrerer Sensortechnologien. Jedes Messmodul sollte vor der Systemintegration einer unabhängigen Verifizierung, Reproduzierbarkeitsprüfung und analytischen Validierung gegenüber einem für das zugrunde liegende physikalische Signal geeigneten Referenzstandard unterzogen werden. Die Integration sollte erst dann erfolgen, wenn potenzielle Fehlermodi, Sicherheitsaspekte, Messunsicherheiten und die praktische Durchführbarkeit des Arbeitsablaufs ausreichend charakterisiert wurden.

Zukünftige prospektive Studien sollten klären, ob eine messbasierte Neubewertung die klinische Entscheidungsfindung verbessert, ohne unnötige Flüssigkeitsgaben oder vasoaktive Therapien zu erhöhen. Diese Untersuchungen sollten außerdem die gerätebezogene Sicherheit, die Durchführbarkeit im routinemäßigen Intensivpflegealltag sowie patientenorientierte Ergebnisse bewerten. Solange solche Belege nicht vorliegen, sollte der vorgeschlagene Rahmen als strukturierte Wegleitung für zukünftige Entwicklung und Validierung angesehen werden und nicht als klinisch validiertes Überwachungssystem oder Therapiealgorithmus.

Offenlegungen

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Die Zhejiang University hält das geistige Eigentum an der in dieser Arbeit besprochenen Architektur zur sublingualen Mikrozirkulationsüberwachung, einschließlich des US-Patents Nr. US 11,877,886 B2 mit dem Titel Sublingual Microcirculation Detection Device, Sublingual Microcirculation Detection System and Processing Method Thereof. Siyi Jiang ist als Erfinderin dieses Patents genannt34. Das Patent wird ausschließlich als veranschaulichendes Beispieldesign zitiert und nicht als Nachweis für analytische Gültigkeit, Sicherheit, Durchführbarkeit, Zulassungsreife, klinische Leistungsfähigkeit oder klinische Wirksamkeit präsentiert. Die Autoren erklären, dass keine weiteren finanziellen oder persönlichen Beziehungen bestehen, die als mögliche Interessenkonflikte aufgefasst werden könnten.

Offenlegung künstlicher Intelligenz: ChatGPT (OpenAI) wurde während der Überarbeitung des Manuskripts zur Unterstützung bei der sprachlichen Bearbeitung, der Umstrukturierung des vom Autor vorbereiteten Textes und der Formatprüfung verwendet. Es wurde nicht als Quelle für wissenschaftliche Belege oder wissenschaftliche Inhalte genutzt. Die Autoren bewerteten die Literatur unabhängig, überprüften die wissenschaftlichen Inhalte, Referenzen und Patentinformationen, prüften und genehmigten das endgültige Manuskript und übernehmen die volle Verantwortung für dessen Inhalt.

Danksagungen

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Diese Arbeit wurde vom Basic Public Welfare Research Project der Provinz Zhejiang (Projektnummer LGF22H150003) unterstützt. Die Autoren danken ihren klinischen und ingenieurwissenschaftlichen Kollegen für die Rückmeldungen zu den Anforderungen des klinischen Arbeitsablaufs bei der sublingualen Mikrozirkulationsüberwachung am Krankenbett.

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