Diffuse Reflexion Spektroskopie: Immer des Rekapillarisierungszeit Tests unter der Fuchtel
2. Dezember 2017
Dieses Protokoll beschreibt, wie die Verwendung von diffusen Polarisation Spektroskopie den klinische Nutzen der Rekapillarisierungszeit Test verbessern kann. Wir empfehlen eine genauere Analyse des Studiengangs Rekapillarisierungszeit bei gesunden Probanden mit diffusen Reflexion Spektroskopie Videos und neuen informatischen Endpunkte.
Das übergeordnete Ziel dieser Bewertung ist es, die Kapillarauffüllzeit mithilfe der Reflexionsspektroskopie in digitalem Video zu quantifizieren, um eine schnelle und objektive Detektion von beginnenden Durchblutungsänderungen zu ermöglichen. Eine quantifizierte objektive Beurteilung der Kapillarauffüllzeit mittels Reflexionsspektroskopie kann eine frühzeitige Warnung vor beginnenden Durchblutungsveränderungen darstellen und die Triage und kontinuierliche Überwachung kritisch kranker Patienten erleichtern. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass sie im Vergleich zur Beurteilung mit bloßem Auge eine sehr genaue und objektive Möglichkeit bietet, die Nachfüllzeit der Kapillaren zu messen.
Die Auswirkungen dieser Technik erstrecken sich auf die frühe Triage von Traumapatienten an einem Unfallort oder bei der Notfall- oder kontinuierlichen Überwachung kritisch kranker Patienten. Verbinden Sie zunächst die Kamera und den Computer über ein USB-Kabel und stellen Sie die Kamera auf den Videomodus ein. Schalten Sie dann die Kamera ein und stellen Sie sicher, dass sie mit dem Computer verbunden ist.
Starten Sie als Nächstes die ferngesteuerte Kamerasoftware. Entfernen Sie außerdem alle Umgebungslichtquellen, und drehen Sie den Computerbildschirm vom Messbereich weg. Bringen Sie zunächst die Testperson herein und lassen Sie sie sich mindestens 20 Minuten lang in Rückenlage an die Umgebung gewöhnen.
Klicken Sie dann auf die Schaltfläche Life View und drücken Sie Start. Wechseln Sie zwischen dem Videomodus und dem TV-Modus, indem Sie auf die Optionsfelder klicken. Stellen Sie sicher, dass ein Live-Videostream der Stirn des Motivs auf dem Display der Kamera und auf dem Computerbildschirm sichtbar ist.
Stellen Sie als Nächstes die Kamera auf eine Höhe von etwa 15 Zentimetern direkt über der Stirn des Motivs ein und stellen Sie sicher, dass der Fokus der Kamera auf Autofokus eingestellt ist. Bitten Sie den Probanden, während des Tests den Kopf still zu halten und nicht zu sprechen. Weisen Sie dann den Probanden an, seinen Kopf auf ein Kissen zu legen und ihn für die Dauer des Tests ruhig zu halten.
Bitten Sie sie, während der 20 Sekunden, die der Test dauert, nicht zu sprechen. Es kann sein, dass sie die ganze Zeit die Augen geschlossen halten, wenn sie das Licht zu hell finden. Suchen Sie im Fenster "Lebensansicht" nach HD Record und klicken Sie darauf, um eine kontinuierliche Aufnahme für 20 Sekunden zu starten.
Bewegen Sie die Kamera während der Dauer des Tests nicht. Üben Sie am Ende der ersten fünf Sekunden der Baseline-Aufzeichnung fünf Sekunden lang einen festen Blanchierdruck auf den Messbereich aus, indem Sie einen Teelöffel aus Plastik verwenden, um den Druckausgleich und die Temperaturisolierung zu gewährleisten. Lassen Sie dann den Druck ab und ziehen Sie den Plastik-Teelöffel schnell aus dem Messbereich.
Setzen Sie die Aufnahme für weitere 10 Sekunden fort, um die anschließende hyperämische Reaktion zu erfassen. Stoppen Sie nach Ablauf der 20 Sekunden die Aufzeichnung, indem Sie im Fenster "Lebensansicht" auf "Stopp" klicken. Sobald die Aufnahme gestoppt wurde, öffnet sich ein Fenster zum Speichern der Videodatei.
Benennen Sie das Video und speichern Sie es im MOV-Format. Trennen Sie die Kamera vom Computer, sobald das Video in den dafür vorgesehenen Ordner auf dem Computer heruntergeladen wurde. Starten Sie die Analysesoftware mit einem Doppelklick auf das Desktop-Symbol.
Sobald die Software gestartet ist, wählen Sie auf dem Hauptbildschirm Filmseite. Klicken Sie im Fenster "Filmseite" auf "Film laden". Warten Sie, bis die Software den Film hochgeladen und analysiert hat.
Sobald der Upload und die Analyse des Films abgeschlossen sind, klicken Sie auf Als Bilder speichern und warten Sie, bis die Software das Video analysiert und in einzelne JPEG-Bilder unterteilt hat. Suchen Sie dann im Hauptbildschirmfenster die Option Seite "Bilder zuschneiden" und wählen Sie sie aus. Klicken Sie im Menü "Seite "Bilder zuschneiden" auf "Erstes Foto" und navigieren Sie zu dem Ordner, der die JPEG-Fotos aus dem Video enthält.
Wählen Sie das erste Foto aus, das analysiert werden soll. Die Software wählt automatisch die folgenden Fotos dieses Stapels aus. Klicken Sie auf das Menü "Bearbeiten" und wählen Sie zwischen kreisförmigen oder rechteckigen Markierungen für den gewünschten Bereich.
Suchen Sie dann im Fenster "Fotos auswählen" das eigentliche Fotofeld und geben Sie den Namen des ersten Fotos im Stapel ein, bei dem die Finger des Ermittlers vollständig aus dem Messbereich zurückgezogen wurden. Um dieses Foto zu finden, durchsuchen Sie den Ordner mit den einzelnen Fotos aus dem Video. Wählen Sie einen interessanten Bereich aus, indem Sie mit der linken Maustaste klicken und gedrückt halten, und zeichnen Sie einen Kreis oder ein Rechteck im Fotofenster, das sich innerhalb der Grenzen des blanchierten Bereichs befindet.
Der ausgewählte Interessenbereich wird automatisch auf alle Fotos des Stapels angewendet. Klicken Sie anschließend auf das Menü Datei und wählen Sie ROI speichern, um den Standort der ausgewählten Region von Interesse für zukünftige Referenzen zu speichern. Klicken Sie dann auf den Curve Tracker und warten Sie, bis die Software den interessierenden Bereich analysiert hat.
Sobald das Fenster "Curve Tracker" geöffnet wird, wird die Änderung der Konzentration der roten Blutkörperchen für den ausgewählten interessierenden Bereich während der Dauer des Tests als Kurve angezeigt. Klicken Sie abschließend auf Daten exportieren und speichern Sie das Rohdatentranskript für die weitere Analyse. Mit dieser Methode kann die Reaktion des Kapillarauffüllens als Veränderung der Konzentration der roten Blutkörperchen im Laufe der Zeit dargestellt werden.
Während der ersten fünf Sekunden des Tests werden die Ausgangswerte erfasst. Dann wird Druck ausgeübt, um den Nullpunkt des Blutes zu erreichen. Sobald der Druck nachgelassen ist, beginnt das Blut in den Bereich zurückzukehren und erreicht nach einigen Sekunden seinen Höhepunkt.
Diese repräsentative Grafik ist für einen gesunden männlichen Freiwilligen. Eine langsamere Nachfüllzeit würde auf eine schlechte Durchblutung der Haut hinweisen und kann auf ungünstige Bedingungen hinweisen. Die Verwendung von Reflexionsspektroskopie-Videos liefert detailliertere Daten über Veränderungen der Kapillarauffüllzeit im Vergleich zur Beurteilung mit bloßem Auge.
Die vorgestellte Methode muss weiterentwickelt werden, zeigt aber deutlich das Potenzial der Technik bei der Messung von Kapillarfüllereignissen.
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Überblick
Diese Studie präsentiert ein Protokoll zur Verwendung der diffusen Polarisationsspektroskopie zur Verbesserung der klinischen Nützlichkeit des Kapillar-Refill-Tests. Die Forschung untersucht eine detaillierte Analyse der Kapillar-Refill-Zeit bei gesunden Freiwilligen unter Verwendung von diffuser Reflexionsspektroskopie und neuen informatic Endpunkten für eine objektive Bewertung.
Wichtige Studienkomponenten
Wissenschaftsbereich
- Klinische Beurteilung
- Kapillar-Refill-Zeit-Messung
- Diffuse Polarisationsspektroskopie
Hintergrund
- Die Kapillar-Refill-Zeit ist ein entscheidender Indikator zur Beurteilung des Kreislaufstatus.
- Aktuelle Beurteilungen hängen oft von subjektiver visueller Inspektion ab.
- Objektive Methoden zur Quantifizierung der Kapillar-Refill-Zeit sind für bessere klinische Ergebnisse notwendig.
Zweck der Studie
- Verbesserung der Genauigkeit von Kapillar-Refill-Zeit-Beurteilungen durch fortschrittliche Spektroskopie-Techniken.
- Bereitstellung eines objektiveren Maßes, das bei der Früherkennung von Kreislaufveränderungen helfen kann.
- Untersuchung der Auswirkungen für Triage und Überwachung von kritisch kranken Patienten.
Verwendete Methoden
- Diffuse Polarisationsspektroskopie wurde zur Analyse der Kapillar-Refill-Zeit verwendet.
- Die Studie umfasste gesunde Freiwillige unter kontrollierten Bedingungen.
- Schlüsselschritte beinhalteten die Verwendung einer Videokamera zur Aufzeichnung des Kapillar-Refill-Prozesses.
- Die Probanden wurden vor dem Test akklimatisiert, und spezifische Drucktechniken wurden während der Messung angewandt.
Hauptergebnisse
- Das Protokoll zeigte eine präzise und objektive Methode zur Messung der Kapillar-Refill-Zeit im Vergleich zu traditionellen visuellen Beurteilungen.
- Die Ergebnisse wiesen auf eine Verbindung zwischen gemessenen Refill-Zeiten und der Effektivität der Hautperfusion hin.
- Die Methode lieferte quantitative Daten über die hyperämische Reaktion nach Druckfreigabe, was auf potenzielle klinische Anwendungen hinweist.
Schlussfolgerungen
- Diese Studie etabliert eine neuartige Technik zur genauen Messung von Kapillar-Refill-Ereignissen, die klinische Beurteilungen verbessert.
- Die gewonnenen Erkenntnisse können zu einer verbesserten Überwachung des Kreislaufstatus in Notfall- und Intensivpflegesituationen führen.
Häufig gestellte Fragen
Executive Industry Relevance
Objective quantification of capillary refill time addresses a critical gap in early circulatory assessment, where subjective visual inspection limits reliability in triage and monitoring. By providing precise, reproducible measurements of skin perfusion dynamics, this method supports mechanistic de-risking in preclinical models of shock, sepsis, and hypoperfusion. The technique enables predictive confidence in identifying incipient circulatory compromise before vital sign changes, informing go/no-go decisions in therapeutic development pipelines.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of vascular homeostasis mechanisms and functional validation of targets involved in microcirculatory regulation.
- Operational Value: Provides a quantitative, translatable biomarker for assessing pathway modulation in disease-relevant systems.
- Predictive Value: Supports preclinical model validation by correlating compound effects with objective perfusion endpoints, reducing false positives in lead identification.
Screening & Assay Development
- Assay Readiness: Generates standardized, time-resolved reflectance data suitable for high-content screening of vasoactive compounds.
- Quantitative Output: Delivers continuous red blood cell concentration curves enabling precise calculation of refill onset, peak, and recovery kinetics.
- Reproducibility: Minimizes operator-dependent variability through automated region-of-interest tracking and baseline normalization.
Translational & Preclinical Research
- Disease-Relevant System: Applicable in models of hemorrhagic shock, endotoxemia, and hypothermia where skin perfusion serves as a translational biomarker.
- Mechanistic De-risking: Clarifies whether observed cardiovascular effects stem from direct vascular action versus secondary hemodynamic consequences.
- Translational Continuity: Bridges discovery-phase mechanism validation with preclinical safety assessment through conserved perfusion physiology.
Pipeline & Workflow Integration
The method fits within the discovery-to-preclinical continuum by providing objective perfusion data that informs target validation, supports assay development for cardiovascular modulators, and enables risk-adjusted progression from hit confirmation to lead optimization.
- Discovery Biology: Facilitates hypothesis testing around nitric oxide signaling, endothelin pathways, and adrenergic regulation of capillary tone.
- Screening: Yields assay-ready perfusion metrics for evaluating compound libraries targeting microvascular function.
- Analytics: Supplies time-series hemodynamic data for comparative analysis across doses, genotypes, or treatment conditions.
- Translational Research: Aligns with preclinical validation of vasoprotective agents where perfusion recovery predicts clinical efficacy.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable perfusion assessment platform applicable across therapeutic areas including immunology, critical care, and cardiovascular disease.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases target validation confidence by reducing ambiguity in circulatory mechanism attribution.
- Operational Value: Enhances reproducibility and scalability of perfusion assays across sites and models.
- Strategic Value: Improves capital efficiency by enabling earlier detection of ineffective or toxic candidates.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization based on objective microcirculatory response profiles.
Implementation Considerations
- Requires expertise in videomicroscopy, spectrophotometric analysis, and physiological monitoring.
- Needs stable illumination, temperature-controlled environment, and pressure application standardization.
- Demands cross-functional alignment between pharmacology, physiology, and imaging teams for protocol consistency.
- Must account for inter-subject variability in skin pigmentation, thickness, and baseline perfusion.
- Limited to superficial tissue assessment; not suitable for deep tissue or organ-specific perfusion without adaptation.
