סקירה זו בוחנת שיטות נוכחיות לניטור מיקרו-סירקולציה סוב-לינגואלית במיטת החולה, תוך דגש על איכות הרכישה, דיווח סטנדרטי, תיקוף ותרגום קליני. היא מבדילה בין ראיות מבוססות לבין מושגים המוצעים על ידי המחברים, ומתווה סדרי עדיפויות מעשיים לצורך הדירות, בטיחות והערכה קלינית עתידית.
מאמר סקירה
שיטות נוכחיות, בקרת איכות ופרספקטיבות תרגומיות לניטור מיטת החולה של מיקרוסירקולציה סובלינגואלית במצבי מחלה קריטיים
* These authors contributed equally
במאמר זה
סיכום
תקציר
הפרעות במיקרוסירקולציה עשויות להימשך גם לאחר שלחץ הדם, תפוקת הלב ומטרות המודינמיות סיסטמיות אחרות הושגו שוב בחולים במצב קריטי. הרירית התת-לשונית מספקת אתר נגיש להערכה חוזרת של המיקרוסירקולציה לצד מיטת החולה, אך היישום הקליני השגרתי נותר מוגבל בשל ארטיפקטים של רכישה, תלות במפעיל, נטל ניתוח התמונות, איכות מדידה משתנה וקשרים לא ודאיים לקבלת החלטות טיפוליות. סקירה נרטיבית זו שואפת לבחון שיטות נוכחיות לניטור מיקרוסירקולציה תת-לשונית לצד מיטת החולה, להעריך את נקודות החוזק והמגבלות שלהן, ולזהות סדרי עדיפויות מעשיים למעבר לפרקטיקה קלינית שגרתית. הסקירה מסכמת גישות מדידה מבוססות וחדשות להערכת מורפולוגיה וסקולרית, צפיפות כלי דם, דפוסי זרימה של תאי דם, אותות אזוריים הקשורים למהירות, חמצון רקמות ואיכות נתונים, תוך הדגשה שמדידות משלימות אלו אינן ניתנות להחלפה ודורשות בקרת איכות קפדנית. כמו כן, היא מפרטת שיקולי רכישה ודיווח סטנדרטיים, מדדי ביצוע, בדיקות הדירות, תיקוף אנליטי והשוואות ייחוס המתאימות לתחומי מדידה שונים. לבסוף, מוצגת זרימת עבודה מודולרית המוצעת על ידי המחבר כדי להדגים מסגרת מובנית לחשישה, בקרת איכות, עיבוד נתונים ודיווח לצד מיטת החולה. מסגרת מושגית זו נועדה להנחות פיתוח טכני ותיקוף קליני עתידיים, ואינה מייצגת מכשיר מאושר קלינית, מערכת אבחנתית או אלגוריתם טיפולי.
מבוא
החייאה במצבי הלם מונחית בדרך כלל על ידי לחץ דם, תפוקת לב, לקטט ומשתנים סיסטמיים אחרים. למרות שמדדים אלו הם חיוניים, הם אינם מעידים תמיד על כך שדם מגיע ביעילות למיטות נימיות בודדות. בספסיס, פגיעה באנדותל, שיבוש הגליקוקליקס, שינויים באינטראקציות בין תאי דם ובקרה וסקולרית משובשת עלולים להפחית את צפיפות הנימים המושרים וליצור זרימת דם הטרוגנית1,2. כאשר ההמודינמיקה הסיסטמית משתפרת ללא התאוששות תואמת בפרפוזיית הרקמות, נתק זה מתואר כחוסר קוהרנטיות המודינמית (hemodynamic incoherence)3,4.
הרירית התת-לשונית מספקת אתר פרקטי ונגיש בקלות להערכה חוזרת של המיקרוסירקולציה לצד מיטת החולה. מיקרוסקופיה חיונית ניידת (HVM) סיפקה את גוף הראיות הגדול ביותר מהמיטה בחולים במצב קריטי5,6. עם זאת, יישום קליני שגרתי נותר מאתגר. הצהרות קונצנזוס וסקירות מתודולוגיות זיהו את הרוק, לחץ הפרובה, בועות, תנועה ותאורה לא יציבה כגורמים נפוצים לרכישת תמונות באיכות נמוכה7. בנוסף, ניתוח התמונות הוא תובעני מבחינה טכנית ולעתים קרובות גוזל זמן8. מערכות דירוג פורמליות לאיכות התמונה ומחקרי תיקוף הדגימו עוד כי סרטונים באיכות נמוכה עלולים להשפיע באופן משמעותי על המשתנים המיקרוסירקולטוריים המדווחים9,10.
סקירה זו בוחנת את היכולות והמגבלות של שיטות מבוססות ומתפתחות לניטור מיקרו-סירקולציה תת-לשונית לצד מיטת החולה, מזהה את הנקודות שבהן הראיות התומכות הן החזקות ביותר, ודנה בדרישות המעשיות לתרגום קליני מוצלח. במקום לספק סקירה רחבה של פתופיזיולוגיה של המיקרו-סירקולציה או של טכנולוגיות ניטור, הסקירה מתמקדת במדידות סטנדרטיות המופקות מ-HVM, באיכות הרכישה, בזיהוי מצבי כשל, בדרישות דיווח מינימליות, באימות ברמת המודול, בתיקוף אנליטי ספציפי לתחום ובנתיב מדורג לקראת הערכה קלינית. לאורך הסקירה, ראיות מבוססות מובדלות בבירור מקונספטים עיצוביים וסדרי עדיפויות לתיקוף המוצעים על ידי המחברים, כדי למנוע את הרושם שהמסגרת המוצעת מייצגת מערכת ניטור מאושרת קלינית.
סקירה ופרספקטיבה
סקירת ספרות והיקף
החיפוש הממוקד הראשוני הכיל את PubMed/MEDLINE, Embase, ו-Web of Science Core Collection מהקמת מסדי הנתונים ועד ל-1 בינואר 2026. חיפוש עדכון ממוקד נערך ב-2 ביוני 2026 כדי לזהות מחקרים שפורסמו לאחרונה הרלוונטיים ישירות לניטור מיקרו-סירקולציה תת-לשונית, מדדי מיקרוסקופיה חיונית ניידת סטנדרטיים, איכות רכישת נתונים, גישות חישוש מועמדות, ניתוח אוטומטי, תיקוף ברמת המודול ותרגום קליני. מונחי החיפוש שילבו מיקרו-סירקולציה תת-לשונית עם דימות ספקטרלית של קיטוב אורתוגונלי (OPS), דימות שדה אפל בצד (SDF), דימות שדה אפל חודר (IDF), ספקטרוסקופיה בבניפרה-אינפרה-אדום (NIRS), שיטות מבוסות לייזר ודופלר, ניטור פחמן דו-חמצני דרך העור, ניתוח תמונה אוטומטי, בינה מלאכותית, אלח Oats (sepsis), הלם ומחלה קריטית. נבחנו גם רשימות מקורות של סקירות רלוונטיות, הצהרות קונסנזוס ומאמרים מתודולוגיים.
החיפוש תוכנן לתמוך בסינתזה נרטיבית ותרגומית, ולא כדי לספק הערכה ממצית של אפקט הטיפול או של דיוק אבחנתי. מקורות זכאים כללו הצהרות קונצנזוס, מחקרי מתודולוגיה ותיקוף, מחקרי תצפית והתערבות קליניים, והנחיות דיווח הרלוונטיות למערכות ניטור בשלב מוקדם. מחקרי בעלי חיים ומחקרים שאינם סוב-לינגואליים נכללו רק כאשר הם הבהירו סבירות פיזיולוגית, מגבלות טכניות או מדדי ייחוס תואמי-תחום. הסקירה הוגבלה לפרסומים בשפה האנגלית. למעט הפטנט הגלוי ששימש כדוגמה עיצובית להמחשה, מקורות שאינם עברו ביקורת עמיתים לא שימשו כראיה לביצועי המדידה או ליעילות קלינית. לא נערך חיפוש שיטתי של נוף הפטנטים. לא בוצעו הערכה פורמלית של סיכון להטיה או סינתזה כמותית. הפטנט שהוגש על ידי המחבר ונדון להלן לא נחשב כראיה לתקף אנליטי, בטיחות, היתכנות, מוכנות רגולטורית או יעילות קלינית.
ראיות קליניות ומגבלות של המודינמיקה המערכתית
מרבית הראיות הקליניות עוסקות בקשרים (associations) ולא בהנחיות לטיפול. בהלם ספטי, נבדקו מדדים משולבים של פרפוזיה פריפריאלית ותת-לשונית לצורך הערכה פרוגנוסטית1. צפיפות נמוכה יותר של כלי דם מרושמים קשורה לתפקוד לקוי של איברים ולתמותה12, ופרפוזיה תת-לשונית לא תקינה עם הקבלה ליחידה לטיפול נמרץ (ICU) הייתה קשורה באופן בלתי תלוי לתמותה בטווח של 30 יום בחולים בני 80 ומעלה עם הלם13. מחקרים אלה תומכים ברלוונטיות הקלינית של הערכת המיקרו-סירקולציה התת-לשונית, אך הם אינם מוכיחים כי התערבות המבוססת על מדידה של המיקרו-סירקולציה משפרת את תוצאות המטופלים.
הראיות המרכזיות ממחקרים רנדומליים נותרות זהירות. בניסוי רב-מרכזי, שילוב של משתנים של מיקרו-סירקולציה סובלינגואלית בתוכנית הטיפול הוביל ליותר שינויים בטיפול בנוזלים ובחומרים וזו-אקטיביים, אך לא הפחית את התמותה בטווח של 30 יום14. סקירות של מתן נוזלים מדווחות באופן דומה על תגובות משתנות: שיפור הוא סביר יותר כאשר תפוקת הלב עולה ופרפוזיית הרקמות פגועה, אך לא ניתן להניח תועלת עבור כל חולה או עבור כל אסטרטגיית מתן נוזלים15,16. סקירה רחבה יותר של החייאה המונחית על פי מיקרו-סירקולציה הגיעה למסקנה דומה, לפיה התועלת הקלינית של גישה זו נותרה לא מוכחת17.
לפיכך, סבירות פיזיולוגית, קשר פרוגנוסטי, תוקף המדידה, היתכנות במיטת החולה ותועלת קלינית מייצגים שאלות נפרדות. מערכת ניטור בעלת תועלת קלינית חייבת לעשות יותר מאשר לזהות אות חריג; עליה להפיק מדידות הניתנות לשחזור, להצביע על מקרים שבהם הנתונים אינם אמינים, ולהשתלב בתהליך הערכה חוזרת שהוגדר מראש מבלי לעורר התערבות שאינה הולמת.
ערך קליני ומגבלות של האתר התת-לשוני
הרירית התת-לשונית מכילה רשת כלי דם שטחית וצפופה שניתן להעריכה באופן חוזר לצד מיטת החולה. המורפולוגיה הווריקולרית שלה מופתה במתנדבים בריאים18, ובחירת אתר מונחית-אנטומיה עשויה לשפר את העקביות בין רכישות שונות19. דילול נימיים תת-לשוני תואר אף הוא באי-ספיקת לב כרונית20. יחד, ממצאים אלו תומכים ברירית התת-לשונית כאתר תצפית מעשי, אם כי הם אינם קובעים טווחים ייחוס אוניברסליים למחלות או למכשירים שונים.
מדידות תת-לשוניות נותרות אזוריות ולא מערכתיות. מחקר בהסיר חולי הלם המורגי הדגים כי אות טונומטרי תת-לשוני עקב אחר שינויים במיקרוסירקולציה מקומית21, ומחקר בכבשים זיהה שינויים מקבילים במיקרוסירקולציה של המחולבת והאזור התת-לשוני תחת תנאים ספטיים והמורגיים נבחרים2. נתונים בבני אדם פחות עקביים: המיקרוסירקולציה המעיית והת-לשונית הגיבה באופן שונה למתן נוזלים לאחר ניתוח בשל ספסיס בבטן23. לפיכך, יש לפרש ניטור תת-לשוני כמספק מידע מרקמה נגישה, ולא כמש תחליף אוניברסלי לכל איבר.
תחומי מדידה מבוססים ומועמדים
השיטות הנסקרות בסקירה זו ניתנות לחלוקה לארבע קטגוריות מדידה מרכזיות: מורפולוגיה וצפיפות כלי דם, זרימת תאי דם או מהירות אזורית, חמצון רקמות ואיכות נתונים. רמת הבשלות של הראיות הזמינות שונה באופן משמעותי. ל-HVM ישנם סטנדרטים ייעודיים לרכישת תמונות ולניתוחן של התחום התת-לשוני5,6, בעוד שמספר שיטות אחרות נכללות כגישות משלימות, עקיפות, מתהוות או מועמדות. מדידות גזים ברקמות נחשבות בצורה הטובה ביותר כמידע הקשרי אופציונלי, כיוון שאינן מדמיות באופן ישיר את כלי הדם התת-לשוניים או את הזרימה בנימיות. אף שיטה בודדת אינה מכסה את כל תחומי המדידה, ותוצאות הנגזרות מעקרונות פיזיקליים שונים לא צריכות להיחשב כבדיליות.
HVM מספקת את הוויזואליזציה הישירה ביותר של תאי דם אדומים הנעים דרך כלי דם תת-לשוניים שטחיים. הדמיית OPS אפשרה לראשונה ויזואליזציה של המיקרו-סירקולציה באמצעות אור מקוטב לצד מיטת החולה24. הדמיית SDF שיפרה לאחר מכן את ניגודיות התמונה באמצעות שימוש בטבעת של דיודות פולטות אור (LED) בפולסים25, והדמיית IDF הוצגה מאוחר יותר כטכניקה ניידת למחקרים לאחר ניתוח ובטיפול נמרץ26. שיטות אלו מאפיינות בעיקר מורפולוגיה וסקולרית, צפיפות כלי דם ודפוסי זרימה, ולא זרימת דם נפחית מוחלטת.
שיטת HVM רגישה במיוחד לאיכות הרכישה. רוק, בועות, דחיסת רקמות, תנועה, מיקוד לקוי ותאורה לא יציבה עלולים להסתיר כלי דם או לשנות את דפוס הזרימה הנראה9,10. כתוצאה מכך, הערכת האיכות היא מרכיב בלתי נפרד מהמדידה עצמה. דוח שניתן לפרש באופן קליני צריך לציין את פרופורציית הנתונים שהתקבלו לניתוח, את הסיבות לדחיית מקטעי תמונה, האם זוהו ארטיפקטים של דחיסה או תנועה, והאם הושגה רכישה מקובלת.
דימוי השתקפות באינפרא-אדום קרוב (Near-infrared reflectance imaging) ו-NIRS מייצגים גישות שונות. בסקירה זו, דימוי השתקפות באינפרא-אדום קרוב מתייחס לטכניקה מועמדת מבוססת מצלמה שנועדה להגביר את הניגודיות של כלי דם שטחיים. לעומת זאת, NIRS מפיק אות חמצון רקמה ממוצע-נפחי על סמך בליעה ופיזור של אור, ואינו מביא לרזולוציה של נימי דם בודדים27. מדידות NIRS תלויות בגיאומטריית הדגימה, בהרכב הרקמה, במגע של הגשושית ובאלגוריתמים ספציפיים למכשיר; לכן, מדידות שהתקבלו באמצעות מערכות שונות אינן בהכרח ניתנות להחלפה28. מכיוון שחלק ניכר מהראיות הזמינות אינן ספציפיות לסביבת ה-ICU התת-לשונית, NIRS נחשב לאמצעי חמצון משלים ולא לתחליף מבוס ל-HVM.
פלווימטריה של זרימה באמצעות לייזר דופלר (Laser Doppler flowmetry) מספקת אות הקשור לפרפוזיה מקומית29, בעוד שדימות ניגודיות של מכת לייזר (laser speckle contrast imaging) מייצר מפות פרפוזיה מרחביות30. למרות שלטכניקות אלו יש יישומים רחבים יותר בהערכת פרפוזיה, הן אינן מהוות תחליפים מבוססים ל-HVM תת-לשוני בפרקטיקה של טיפול נמרץ. פוטוپلתיסמוגרפיה של הלשון הצמידית המבוססת על מצלמה היא גישה מבטיחה אך עדיין ניסיונית, הדורשת סטנדרטיזציה נוספת של המאפיינים הנגזרים ממנה31. באופן דומה, ניטור פחמן דו-חמצני דרך העור עשוי לספק מידע נוסף לגבי חילוף גזים או פרפוזיה פריפרית במסגרות נבחרות של יחידות לטיפול נמרץ, אך אין הוא טכניקת דימות תת-לשוני ואינו מדד ישיר של מורפולוגיה מיקרו-וסקולרית או זרימה נימירית32.
ההשלכה המעשית היא שמד צפיפות, הערכת מהירות המופקת מדופלר, מדידת חמצון ואות גז טרנס-קוטנאלי (דרך העור) עונים על שאלות פיזיולוגיות שונות. אף ששילוב של מדידות אלו עשוי להיות יתרון, כל אות צריך לשמור על היחידות, המגבלות, מדדי האיכות ושיטת הייחוס המתאימה לו. קטגוריות המדידה והטכניקות המייצגות מסוכמות בטבלה 1.
| קטגוריית מדידה | שיטות מייצגות וגישות מועמדות | תוצרי מפתח | יתרונות מרכזיים | מגבלות עיקריות וארטיפקטים | בשלות הראיות ותפקיד תרגומי | מקורות נבחרים |
| מורפולוגיה וצפיפות | מיקרוסקופיה חיונית ניידת (HVM; דימוי בספקטרום קיטוב אורתוגונלי [OPS], שדה אפל בזרם צד [SDF], ושדה אפל מקרי [IDF]; גישה מחקרית סב-לשונית מבוססת); דימוי רפלקטנציה בבלישראל קרוב (near-infrared) מבוס מצלמה (גישה מועמדת לכלי דם שטחיים) | HVM: צפיפות כלי דם כוללת (TVD), צפיפות כלי דם מבושרי דם (PVD), צפיפות מחולקת לפי גודל כלי דם, התפלגות רוחב כלי דם, רציפות מקטעים והטרוגניות מרחבית. דימות רפלקטנס מועמד: ניגודיות כלי דם שטחיים, רציפות מקטעים וצפיפות כלי דם נראים. | HVM מאפשרת ויזואליזציה ישירה של מיקרו-כלי דם מלאים בכדוריות דם אדומות, ובעלת את הסטנדרטים המפותחים ביותר לרכישה וניתוח של תמונות תת-לשוניות. דימות רפלקטנס מבוססת מצלמה עשויה לסייע במיפוי כלי דם שטחיים ובניתוח תמונות מוטמעות. | HVM רגיש ללחץ הגשוש (probe), לתנועה, לרוק, לבועות, למיקוד ולהארה. ההגדרות והערכים הנמדדים תלויים בספי גודל של כלי דם, בבחירת קטעים (clips), בתוכנה ובכללי הניתוח. דימות השבחה באינפרא-אדום קרוב אינו שקול ל-HVM וייתכן שלא יבחין בזרימת תאי דם אדומים בנימיות. | נקבע: הערכת מורפולוגיה וצפיפות של HVM באתר ה-ICU התת-לשוני. מועמד: דימות רפלקטנס כקלט לכלי דם שטחיים, הדורש תיקוף עצמאי של המבנה והקריטריון. | 5, 6, 8–10, 24–26 |
| זרימה ומהירות | פרפוזיה של HVM ודירוג זרימה (PPV, MFI ומד הטרוגניות הזרימה), מהירות תאי דם אדומים הנגזרת מדימות, פלואומטריה של דופלר לייזר, דימות ניגודיות נצנץ לייזר (laser speckle contrast imaging), פוטופלתיסמוגרפיה מבוססת מצלמה (בשלבי פיתוח), וחשיפה לדופלר אזורי (קלט פוטנציאלי) | שיעור כלי דם מרושמים (PPV), מדד זרימה מיקרו-וסקולרית חצי-כמותי (MFI), מדד הומוגניות של הזרימה, מהירות תאי דם אדומים המופקת מדימות, מפות או שטפי פרפוזיה, מאפיינים הקשורים לפולסטיליות, ואיתותים אזוריים מועמדים הקשורים למהירות. | מספק מידע משלים על פרפוזיה, הטרוגניות מרחבית של הזרימה, מהירות ושינויים פולסטיליים. HVM מציע הערכה סטנדרטית חצי-כמותית של הזרימה. | MFI הוא מדד זרימה חצי-כמותי ולא מדד מוחלט של מהירות כדוריות דם אדומות. בהתאם לאופן הביצוע, התוצאים עשויים להיות יחסיים, אזוריים או תלויים בעומק. מאפייני המכשיר, אלגוריתמים אנליטיים, ספי רגש לגודל כלי דם, תנועה, כיול, עומק דגימה, צימוד אקוסטי וזווית ההקרנה (insonation angle) – כולם משפיעים על היכולת להשוות בין המדדים. | מבוס (מוגבל ל-HVM): פרפוזיה תת-לשונית ודירוג זרימה. מוגבל/עקיף: שיטות פרפוזיה מבוסות לייזר. מתהווה: פוטופלתיסמוגרפיה של הצד הגחוני של הלשון. מועמד: חישוש דופלר אזורי הדורש תיקוף תואם-תחום. | 5, 6, 8, 29–31, 33, 40 |
| חמחמון | ספקטרוסקופיה באינפרא-אדום קרוב (NIRS); גישות מולטי-ספקטרליות או ספקטרוסקופיות מכויילות (אופציונלי) | הערכות הקשורות לחמצון רקמות ותגובות דינמיות במהלך הפרעה פיזיולוגית מבוקרת. | מספק מעקב מגמות לא פולשני ומידע משלים בנוגע לחמסננות הרקמה. | האותות הם ממוצעים נפחיים ומושפעים מעומק הדגימה, מהתכונות האופטיות של הרקמה, מלחץ הגש, מאור סביבתי ומכיול ספציפי למכשיר. כלי דם זעירים בודדים אינם מובחנים. | מוגבל/עקיף באתר ה-ICU התת-לשוני. מתאים כמודול חמצון משלים ואופציונלי לאחר כיול ותיקוף פיזיולוגי; אינו מהווה תחליף להערכת מורפולוגיית כלי דם או זרימה. | 27, 28 |
| איכות נתונים | סטנדרטים להשגת קונסנזוס, מערכות לדירוג איכות תמונה, ובקרה ידנית או מומחית של האיכות | פרופורציית נתונים קבילים, סיבות לדחייה, דגלי איכות הקשורים למיקוד, תנועה, לחץ, תאורה או הפרשה, שיעור כשלי רכישה ומדדי הדירות. | הופך את מהימנות המדידה, אי-הוודאות ואת הסיבות להחראת נתונים למפורשות. | ספי thresholds של איכות הם ספציפיים לכל מודאליות. כל מערכת אוטומטית לסינון איכות (quality-gating) מחייבת תיקוף עצמאי אל מול תקן ייחוס שהוגדר מראש. | נקבעו: סטנדרטים רב-תחומיים לרכישה וניתוח של HVM. יישום עתידי: סינון איכות אוטומטי הדורש תיקוף בלתי תלוי. | 5–10 |
| מדידות אופציונליות של גזי רקמות בהקשר רלוונטי | ניטור פחמן דו-חמצני דרך העור | מתח פחמן דו-חמצני דרך העור, ההפרש בין רמת הפחמן הדו-חמצני דרך העור לרמה העורקית, ומגמות זמניות. | מספק מידע הקשרי רציף ולא פולשני בנוגע להventilating (אוונגן), ועשוי לשקף פגיעה המודינמית כאשר הוא מפורש לצד מדידות עורקיות. | אינו מדמה ויזואלית את המורפולוגיה המיקרו-וסקולרית התת-לשונית או את זרימת תאי הדם. הדיוק תלוי בטמפרטורת החיישן, בהשגת שיווי משקל, בכיול, בפרפוזיה של העור ובמצב הרקמה המקומי. | נספח הקשרי עקיף: אינו שיטת ניטור תת-לשוני או מודול ליבה של הפלטפורמה. | 32 |
טבלה 1: קטגוריות מדידה מבוסות ומועמדות להערכת מיקרוסירקולציה סובלינגואלית לצמידי מיטה. הטבלה מסכמת טכניקות מדידה מייצגות, פלטים עיקריים, יתרונות מרכזיים, מגבלות וארטיפקטים, בשלות הראיות, תפקידים תרגומיים ומקורות מייצגים. קטגוריות מדידה פיזיולוגיות (מורפולוגיה וצפיפות, זרימה ומהירות, וחמצון) מוצגות בנפרד מאיכות הנתונים, שהיא דרישה רוחבית, וממדידות אופציונליות של גזים ברקאות בהקשר רלוונטי. הערה. מורפולוגיה וצפיפות, זרימה ומהירות, וחמצון מייצגים קטגוריות מדידה פיזיולוגיות. איכות נתונים היא דרישה רוחבית החלה על כל תחומי המדידה. ניטור גזים ברקאות אופציונלי מוצג בנפרד כמידע הקשרי ולא כקטגוריית מדידה סובלינגואלית מרכזית. טכניקה בודדת עשויה לתרום ליותר מקטגוריה אחת; לכן, קטגוריות אלו אינן מוצבות באופן הדדי. ל-HVM ישנם כיום את הסטנדרטים המפותחים ביותר לרכישת תמונות וניתוחן של אזור סובלינגואלי ביחידה לטיפול נמרץ (ICU). NIRS, שיטות מבוסות לייזר, דימיון רפלקטנציה מבוס מצלמה, פוטופלתיסמוגרפיה, חישוש דופלר אזורי וניטור גזים ברקאות נכללים כגישות מוגבלות, עקיפות, מתהוות, מועמדות או הקשריות, ואין לפרשן כתחליפים מבוססים ל-HVM סובלינגואלי. ממצאים שנקבעו באמצעות מודאליות מדידה אחת לא צריכים להיות מוכללים ישירות לאחרת ללא תיקוף תואם לתחום. קיצורים: HVM, handheld vital microscopy; ICU, intensive care unit; IDF, incident dark field; MFI, microvascular flow index; NIRS, near-infrared spectroscopy; OPS, orthogonal polarization spectral; PPV, proportion of perfused vessels; PVD, perfused vessel density; SDF, sidestream dark field; TVD, total vessel density.
מהדמיון הוויזואלי ועד לניתוח בבקרת איכות
המלצות קונסנזואליות תכננו באופן סטנדרטי את בחירת האתר, רכישת התמונות והדיווח על משתני HVM הקשורים לצפיפות ולזרימה5,6. הנחיות מתודולוגיות עוקבות הבהירו עוד יותר כיצד בחירת הסרטון ואיכות התמונה משפיעות על הניתוח הכמותי8,9. כלים אוטומטיים, כגון MicroTools, יכולים לכמת את צפיפות הנימיים ואת מהירות תאי הדם האדומים תוך הפחתת עומס העבודה הידני3. למרות שהאוטומציה משפרת את היעילות האנליטית, היא אינה מבטלת את הצורך בסינון איכות, בדיקת התאמה מול סקירה של מומחה והערכה בתנאי מיטה במצב של העולם האמיתי.
במסגרת HVM, המשתנים המדווחים בדרך כלל כוללים את צפיפות כלי הדם הכוללת (TVD), צפיפות כלי דם מוברשים (PVD), הפרופורציה של כלי דם מוברשים (PPV), מדד זרימה מיקרו-וסקולרית חצי-כמותי (MFI) ומדדים של הטרוגניות זרימה מרחבית5,6. TVD ו-PVD מכמתים את אורך כלי הדם הגלויים והמוברשים ליחידת שטח של התמונה, בהתאמה. PPV מייצג את הפרופורציה של כלי דם גלויים המסווגים כמוברשים, בעוד ש-MFI מדרג את הזרימה הדומיננטית בתוך אזורי תמונה מוגדרים מראש ואין לפרש אותו כמד מוחלט של מהירות תאי דם אדומים. מדדי הטרוגניות מסכמים את חלוקת הזרימה הבלתי אחידה במרחב על פני שדות התמונה. בדיווחים יש להגדיר מראש את האתר האנטומי, את שכבות גודל כלי הדם ונקודות החיתוך של הקוטר, את מספר ומשך סרטוני הווידאו, קריטריונים לבחירת סרטונים ולאיכותם, גרסת התוכנה, והאם ניתוח התמונה בוצע באופן ידני, חצי-אוטומטי אוטומטי5,6,8,9. אין להניח שערכים שהופקו באמצעות מכשירים, אלגוריתמים אנליטיים, ספי גודל של כלי דם או קריטריוני איכות שונים הם ניתנים להחלפה.
מסגרת מודולרית מוצעת על ידי המחבר
המסגרת המתוארת להלן מוצעת על ידי המחבר ומבוססת בחלקה על הפטנט שחשף המחבר. מטרתה היא לארגן שאלות פיתוח ותיקוף, ולא לרמוז על עליונות, שלמות או מוכנות קלינית. מערכת ניטור מעשית אינה חייבת להתחיל כמכשיר משולב יחיד. תחת זאת, ניתן לפתח את תפקודיה העיקריים כמודולים נפרדים, הכוללים רכישת אות, ייצוב של הממשק הרירי, הערכת איכות האות, עיבוד נתונים ודיווח לצד המיטה. גישה מודולרית זו מאפשרת להעריך כל תפקיד באופן עצמאי לפני ששילוב המערכת יכניס מקורות שגיאה נוספים. הארכיטקטורה המוצעת על ידי המחבר מסוכמת ב-איור 1.
איור 1ארכיטקטורת חישוש מודולרית המוצעת על ידי המחברים לניטור מיקרו-סירקולציה סוב-לינגואלית לצד מיטת החולה. ארכיטקטורת חישוש מודולרית קונספטואלית המציגה חישוש אופטי, חישוש המבוס על דופלר אזורי, בקרת הפרשה ומיקום גששים, עיבוד מוטמע ובקרת איכות (quality gating), העברת נתונים אלחוטית ופלטי מיטת חולה. החיצים מצביעים על קשרים פונקציונליים ואינם מעידים על נתיב אותים סדרתי מאושר. הסכמה אינה מצוירת לפי קנה מידה ואינה מייצגת מכשיר "הכל-באחד" מאושר קלינית. המסגרת מבוססת בחלקה על הפטנט הגלוי, המצוטט אך ורק כדוגמה עיצובית להמחשה ולא כראיה לביצועים או לתקפות קלינית.34. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מורחבת של איור זה.
פטנט אחד שפורסם באופן פומבי מתאר הארה באינפרא-אדום קרוב, דימות מבוססת מצלמה, מתמר אולטרסאונד, הסרה של רוק, עיבוד מוטמע, שידור אלחוטי ותצוגה קצה34. הפטנט מצוטט אך ורק כדוגמה תכנונית להמחשה ואינו מוצג כראיה לתקפות אנליטית, בטיחות, היתכנות, מוכנות רגולטורית, תועלת טיפולית או יעילות קלינית.
במסגרת זו של מודל מושגי, הדמיה במצלמה בעלת קרינה תת-אדומה תהווה קלט של כלי דם שטחיים, ולא תחליף ל-HVM או מדד לחמצון הרקמה. באופן דומה, רכיב אולטרסאונד יספק ככל הנראה אות וסקולרי אזורי, ולא מדידה ישירה של מהירות תאי דם אדומים בנימיות. פרשנות של אותים אלו תהיה תלויה בעומק הדגימה, בצימוד האקוסטי, בתנועת הרקמה, בזווית ההקרנה, בהגדרת הפלט וברישום מרחבי עם השדה האופטי.
יש להתחיל את הבדיקות ברמת המודול הבודד. הערכה אופטית תדרוש נקודות קצה העוסקות בניגודיות של כלי הדם, יציבות התאורה, הדירות של שדה הראייה ועמידות לארטפקטים הקשורים לרוק וללחץ. הערכה של רכיבים הקשורים למהירות תדרוש נפח דגימה מוגדר מראש, יחידות מדידה יציבות, הערכת רגישות לזווית ויחס אות לרעש, והשוואה למקור ייחוס זרימה מכויל ומתאים. מודולי הממשק והדיווח ידרשו הערכה נפרדת של בקרת הפרשה, לחץ מגע, נוחות המשתמש, סיכון לזיהום, השהיית עיבוד, סנכרון, אובדן נתונים והצגת מידע על האיכות.
זרימת עבודה לצד המיטה ודיווח מינימלי
זרימת העבודה המוצעת המוצגת ב-איור 2 כוללת ארבעה שלבים. שלב הרכישה ישיג את האות האופטי המיועד, ובמידה וזמינים, קלטים של חמצון המכוילים או המופקים מדופלר אזורי. שלב הייצוב ובקרת האיכות יזהו רוק, טשטוש, דחיסת רקמה, בועות, תנועה ותאורה לא מספקת. רק אותות העומדים בקריטריונים מוגדרים מראש של איכות יעברו לניתוח. שלב הדיווח יציג לאחר מכן את המדידה, את המגמה הזמנית שלה, והצהרה מפורשת על אי-ודאות או כישלון ברכישה.
איור 2תהליך עבודה לצד מיטת החולה המוצע על ידי המחבר לניטור מיקרו-סירקולציה תת-לשונית. תהליך עבודה מוצע בן ארבעה שלבים המקשר בין רכישה, ייצוב ובקרת איכות, ניתוח כמותי, ודיווח ושילוב. קלט חמצון מכויל (אופציונלי) מוצג כקלט משלים ואינו נחשב כמרכיב נדרש בארכיטקטורת החישון הליבתית. הפלטים המוצגים מייצגים קטגוריות מדידה פוטנציאליות ולא מדדים אבחנתיים מתוקפים. אנא לחצו כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
הדיווח הראשוני לצד המיטה צריך להיות תמציתי במכוון. קבוצה סבירה של נתונים התחלתית כוללת מדד אחד הקשור לצפיפות, מדד אחד של פרפוזיה או תבנית זרימה כאשר הזרימה ניתנת לזיהוי, הערכה אזורית הקשורה למהירות רק כאשר פרשנותה תוקפה, שיעור הנתונים המקובלים, הסיבה לכל כישלון ברכישת נתונים, ומגמה בתוך אותו מטופל עם חותם זמן. מחקרים מוקדמים צריכים להדגיש שינויים בתוך אותו המטופל, במקום להחיל ספים אוניברסליים על פני מכשירים אוכלוסיות מטופלים שונות.
יש להפריד בין תוצאות המדידה לבין המלצות לטיפול. מדידה חריגה צריכה להוביל תחילה לאישור איכות האות ולביצוע רכישה חוזרת, במידה והדבר אפשרי. אם החריגה נמשכת, היא עשויה להוביל להערכה מחדש של ההמודינמיקה הסיסטמית, המינון הנוכחי של תרופות וזו-אקטיביות, ריכוז ההמוגלובין, החמצון, הטמפרטורה, ההוצאה וארטיפקטים מקומיים פוטנציאליים. היא לא צריכה להוביל באופן אוטומטי למתן נוזלים או לשינויים בטיפול הזו-אקטיבי.
מדדי ביצועים ושיקולים סטטיסטיים
נקודות הקצה המתוארות להלן מוצעות להערכה עתידית ואין לפרשן כספי סף קבלה שעברו תיקוף. מחקרים מורפולוגיים עשויים להעריך צפיפות של כלי דם גלויים או מוזרמים, התפלגות רוחב כלי דם, רציפות מקטעים והטרוגניות מרחבית. מחקרי זרימה עשויים להעריך קטגוריות זרימה שהוגדרו מראש, מהירות מבוססת תמונה מכויילת, או מדדי תחליף גזורים מדופלר שהוגדרו בבירור. נקודות קצה של חמצון מתאימות רק כאשר משולב רכיב מולטיספקטרלי מכויייל או רכיב NIRS. בכל תחומי המדידה, דיווח האיכות צריך לכלול את שיעור הנתונים השמישים, סיבות לדחיית נתונים, זמן רכישה, סימוני ארטיפקטים, ומקטעים חסרים או מקטעים שלא ניתן לבצע להם רישום מרחבי משותף.
ניתוח מהימנות דורש יחידת ניתוח שנקבעה מראש. פריימים ומקטעי כלי דם מקוננים בתוך רכישות, ורכישות חוזרות מקוננות בתוך משתפים; לפיכך, התייחסות לכל התצפיות כבלתי תלויות תניב הערכות צרות באופן מלאכותי של אי-ודאות. יש להגדיר מראש את מודל מקדם המתאם התוך-מעמדי (intraclass correlation coefficient), את הגדרת ההסכמה ואת מבנה המדרגים. יש להעריך מקדמי שונות תוך-סובייקטיביים, הטיית בדיקה-בדיקה חוזרת (test–retest bias) וגבולות הסכמה של Bland–Altman באמצעות שיטות המתחשבות בתצפיות חוזרות בכל משתף. השינוי המינימלי הניתן לזיהוי מכמת את שגיאת המדידה, ואין לפרש אותו כשינוי בעל חשיבות קלינית אלא אם סף קליני תואם נקבע באופן בלתי תלוי.
השוואות ביצועים (Benchmark) צריכות להיות מותאמות לאות הספציפי הנבדק. ניתן להשוות פלטי מורפולוגיה ותבניות זרימה מול ניתוחי HVM שנבדקו על ידי מומחים או מול הערות קונסנס (consensus annotations). הערכות מהירות דורשות פנטומים של זרימה, שיטות ייחוס דופלר מבוקרות או מעקב מבוסת תמונה מכויל. מדידות חמצון דורשות פרוטוקול חמצון רקמה מתאים עם הפרעה פיזיולוגית מבוקרת. מדידות גזים ברקמה (אופציונלי) דורשות ייחוס מתאים של מתח גזים. יש להעריך בנוסף מודולים של העברת נתונים ודיווח מבחינת שלמות חותמי הזמן, בקרת גישה, אובדן נתונים, יכולת ביקורת ותאימות (interoperability). השוואות ביצועים ושיקולי פרשנות מוצעים אלו מסוכמים ב-טבלה 2.
| מודול מוצע על ידי המחבר ותפקוד עיקרי | עיקרון נוכחי או מגבלה | שיקולי תכנון | תוצרי מועמדות לדיווח | בדיקות איכות ובטיחות | נקודות סיום של תיקוף ושיחזוריות | מדד השוואה תואם-תחום ואזהרה בנוגע לפרשנות |
| דימות כלי דם שCפיחיים (מורפולוגיה וצפיפות) | מיקרוסקופיה חיונית ניידת (Handheld vital microscopy - HVM) מאפשרת הדמיה ישירה של מיקרו-כלי דם מלאים בתאי דם אדומים, אך היא רגישה ללחץ הגשוש, לתנועה, לרוק, לבועות, למיקוד ולהארה. הדמיית השתקפות בבלתי-אדום (Near-infrared reflectance imaging) מבוססת מצלמה נותרת גישה מועמדת לבחינת כלי דם שטחיים. | תאורה מבוקרת, שדה ראייה הניתן לשחזור, תמיכה במיקום, סינון איכות מפורש (quality gating), ורישום מרחבי רק כאשר מתוכננת היתוך רב-מודאלי. | צפיפות כלי דם נראים; צפיפות כלי דם מבושרי דם רק כאשר הזרימה נפתרת ישירות; התפלגות רוחב כלי דם; רציפות מקטעים; הגנורגניות מרחבית. | מיקוד, תאורה, תנועה, דחיסה, עומס הפרשה, פרופורציית נתונים מקובלת, ומקטעים חסרים או מקטעים שלא ניתן לבצע להם רישום מרחבי משותף. | רזולוציה אופטית; יציבות התאורה; הדירות שחזור של שדה הראייה; שגיאת רישום כאשר מתוכננת היתוך רב-מודאלי; התאמה ל-HVM שנבדק על ידי מומחים; עמידות לארטיפקטים; ושיעור כישלונות רכישה. | הערה מוסמכת (HVM) שנבדקה על ידי מומחים או הערה מוסכמת. אין להשליך קשרים שנקבעו באמצעות HVM על הדמיית השתקפות באינפרא-אדום קרוב ללא תיקוף עצמאי של המבנה והקריטריון. |
| חשישה אזורית מבוססת דופלר (זרימה ומהירות) | בדיקת דופלר אזורית היא קלט מועמד הקשור למהירות, ולא מדד מיקרו-וסקולרי תת-לשוני מבוס, והיא מושפעת מזווית ההקרנה (insonation angle), עומק הדגימה, הצימוד האקוסטי ותנועה. | גיאומטריה סטנדרטית של הגשוש, מטא-נתונים של זווית ועומק, רכישה מסונכרנת ומשוב נראה על איכות האות. | מדד חלופי אזורי הקשור למהירות; משתנים הקשורים לפעימות; שונות זמנית. | תקינות זווית ועומק, יחס אות לרעש, איכות צימוד, דגל תנועה, שלמות ספקטרלית ושגיאת סנכרון. | ליניאריות של פנטום זרימה; רגישות לזווית; יציבות עומק דגימה; הלימה למסמכי ייחוס של דופלר מבוקר או מהירות מבוססת תמונה מכוילת; ביצועי סנכרון; ושיעור כשלוני רכישה. | פנטום זרימה מכויל, שיטת דופלר ייחוס, או שיטה מבוססת תמונה מכויילת למדידת מהירות. יש לפרש אותות דופלר אזוריים ככאלה התלויים באזור ובעומק, ולא כמדדים ישירים של מהירות תאי דם אדומים בנימיות. |
| מודול חמצון מכויל אופציונלי (חמצון) | ספקטרוסקופיה באינפרא-אדום קרוב (NIRS) מספקת אותים הקשורים לחמצון המהווים ממוצע נפחי, אך היא מושפעת מעומק הדגימה, מהתכונות האופטיות של הרקמה, מלחץ הגשש, מאור סביבתי ומכיול המכשיר. כלי דם זעירים בודדים אינם ניתנים להבחנה. | מודול מולטיספקטרלי או NIRS מכויל אופציונלי המוחזק בנפרד באופן אנליטי מדימוי רפלקטנס מבוס מצלמה. | ערך הקשור לחמצון רקמות; שיפוע ההחלמה או שטח ההחלמה במהלך הפרעה פיזיולוגית מבוקרת; מגמה בתוך המטופל. | צימוד אופטי, בקרת אור סביבתי, דגל לחץ, סטטוס כיול, סחיפת אות וסבירות פיזיולוגית. | כיול באמצעות פנטום אופטי; הפרעה פיזיולוגית מבוקרת; התאמה לשיטה מתאימה של מדידת חמצון רקמות כייחוס; זמן תגובה; סחיפת אות; ויציבות הכיול. | הסתמכו על פרוטוקול חמצון רקמה מקובל או על הפרעה פיזיולוגית מוכרת. מדידות חמצון הן משלימות ואין לפרשן כמדדים ישירים למורפולוגיה של נימים או לזרימת תאי דם. |
| ייצוב ורכישת ממשק רירי (איכות נתונים ובטיחות) | מגע של חסון (probe) ביד חופשית, בחירת אתרים משתנה, הפרשות מהפה ולחץ בלתי מבוקר עלולים לגרום לדחיסת רקמות, תנועה, זיהום וארטיפקטים של חזרתיות. | בקרת הפרשות, ממשק מגע לאטראומטי, תמיכה במיקום ובלחץ, בחירת אתר מונחית-אנטומיה, הנחיות להשבה (reacquisition), ומחסומים חד-פעמיים מתוקפים או נהלי ניקוי וחיטוי מתוקפים. | פרופורציית נתונים שהתקבלו; משך רכישה; סיבה לכישלון הרכישה; מחוון לחץ מגע; עומס הפרשה; מזהה אתר. | אישור לחץ ואתר, הערכת פגיעה ברירית, מצב גישה פהית, שלמות מחסום ומצב בקרת זיהום. | תשואת נתונים שמישים; זמן עד לרכישה מקובלת; נוחות המשתמש; תופעות לוואי ריריות; תיקוף ניקיון או חיטוי; בדיקת זיהום צולב; הדירות רכישה חוזרת מאותו אתר; והערכת עקומת הלמידה. | פרוטוקול רכישה סטנדרטי של HVM או תקן רכישה מוגדר מראש אחר. יש להוכיח שיפורים באיכות הרכישה ובבטיחות, ולא להניח שהם קיימים. |
| אנליטיקה מוטמעת ובקרת איכות (עיבוד ואי-ודאות) | ניתוח לא מקוון (Offline) או חצי-אוטומטי עלול להתעכב ולהיות מושפע מבחירה סובייקטיבית של קטעי וידאו, מבחירת האלגוריתם ומה exclusion (החרגה) של נתונים שאינה שקופה. | עיבוד על המכשיר או עיבוד קצה עם שערים מפורשים לבקרת איכות, סיבות דחייה גלויות, אלגוריתמים מודולריים, תצוגת אי-ודאות, בקרת גרסאות ורישום הניתן לביקורת. | מדידות פיזיולוגיות מאושרות מבחינת איכות; פלג דữאומים מקובלים ונדחים; מחוון אי-ודאות; סיבת דחייה; גרסת אלגוריתם. | ספי quality שנקבעו מראש, דגל כישלון, טיפול בנתונים חסרים, רישום דריסות (override logging), מעקב גרסאות, ודגל חריגה מההפצה (out-of-distribution flag) כאשר נעשה שימוש בבינה מלאכותית. | הסכמה עם מומחה או עם מקור ייחוס ספציפי לתחום; רגישות וסגוליות עבור נתונים בלתי קבילים בספים שהוגדרו מראש; השהיית עיבוד; עמידות לארטפקטים; ניתוח מצבי כשל; עקביות בניתוח חוזר; יציבות כיול; והשוואתיות בין גרסאות תוכנה. | HVM שעבר ביקורת מומחים, מערכי נתונים מתויגים או סטנדרטים של ייחוס אחרים הספציפיים לתחום. חישוב מהיר יותר כשלעצמו אינו מקנה תוקף אנליטי או מוכנות קלינית. |
| דיווח, קישוריות (interoperability) ואבטחת סייבר (שילוב זרימת עבודה) | ייצוא ידני של נתונים ותיעוד מושהה עלולים להוביל לערכים מבודדים, למטא-דאטה חסר, ליחידות מידה שאינן עקביות ולניתוב (traceability) מוגבל. | דיווח מובנה לצד המיטה עם מגמות המתועדות בזמן, מדדי איכות ואי-ודאות המלווים כל ערך, ייצוא נתונים סטנדרטי, גישה מבוקרת, הצפנה ונתיב ביקורת. | ערך נוכחי; מדידת בסיס או מדידת ייחוס שהוגדרה מראש; שינוי מוחלט ויחסי בתוך המטופל; זמן שעבר מאז המדידה הקודמת; דגל איכות; מחוון אי-ודאות; סיבה לכישלון ברכישת נתונים; ייצוא נתונים מובנה. | שלמות חותמות זמן, שלמות יחידות ומטא-נתונים, בדיקת אובדן נתונים, הצפנה, בקרת גישה, יכולת ביקורת ותיקוף ייצוא. | שהיית קצה לקצה; דיוק ייצוא; שלמות נתונים; תאימות פעולה (interoperability); בדיקות גורמי אנוש; עקביות התצוגה בין מכשירים או אתרים; ובדיקות הבנת משתמש. | דרישות למערכות מידע קליניות ולגורמי אנוש. על הדיווח לתמוך בהערכה חוזרת מובנית ובתיעוד, ולא בהמלצות לטיפול אוטונומי. |
| תהליך עבודה משולב לצד המיטה (תועלת קלינית ובטיחות) | רלוונטיות פיזיולוגית וקשר פרוגנוסטי אינם מבססים תועלת טיפולית, והתגובות להתערבויות של נוזלים או חומרים ואסואקטיביים נותרות הטרוגניות. | מסלול אישור-חזרה-הערכה מחדש תחת פיקוח קליני, הכולל טריגרים שהוגדרו מראש למדידה חוזרת או להערכה מחדש, כללי הסלמה ועצירה, ותיעוד של עקיפה (override) על ידי הקלינאי. | שלב מוקדם: השלמת מדידה חוזרת או הערכה מחדש, שינויים בניהול, התערבויות שנקבעו מראש כבעייתיות פוטנציאליות, סטיות מהפרוטוקול ואירועים חריגים הקשורים למכשיר. שלב מאוחר: תוצאים ממוקדי-מטופל. | היצמדות לפרוטוקול, השלמת מדידות חוזרות, סיבות לביטול החלטת הפרוטוקול על ידי הקליניקאי, חריגות מהפרוטוקול, ניטור תופעות לוואי והשלמות הנתונים. | מחקרים פרוספקטיביים לבדיקת היתכנות וגורמי אנוש, שאחריהם, במידת הצורך, הערכה השוואית המופעלת על ידי קבלת החלטות; נאמנות זרימת העבודה; השפעות אימון; הדירות בין קבוצות חולים ותרחישי כשל; וקריטריונים שנקבעו מראש להתקדמות. | טיפול שגרתי או הערכה המודינמית סטנדרטית. לא ניתן להצדיק סף טיפולי או טענה לגבי תוצאה עד אשר תוכח התועלת הקלינית והבטיחות באופן פרוספקטיבי. |
טבלה 2: מסגרת מודולרית מוצעת על ידי המחברים לפיתוח ותיקוף של ניטור מיקרו-סירקולציה סוב-לינגואלית לצד המיטה. הטבלה מסכמת את מודולי הניטור המוצעים על ידי המחברים, עקרונות מדידה נוכחיים או מגבלות, שיקולי תכנון, פלטי דוחות מועמדים, בדיקות איכות ובטיחות, נקודות קצה של תיקוף וחזורתיות, ושיטות ייחוס תואמות תחום עם סייגים לפרשנות. המסגרת מבדילה בין עקרונות מדידה מבוססים לבין רכיבים המוצעים על ידי המחברים, ומפרידה בין תוצאות טכניות, תהליכיות ובטיחותיות מוקדמות לבין הערכה מאוחרת יותר של התועלת הקלינית. מסגרת זו היא קונספטואלית ולא תוקפה קלינית. הערה. מסגרת זו המוצעת על ידי המחברים לא תוקפה קלינית. הפטנט המגולה מצוטט אך ורק כדוגמה תכנונית להמחשה ואינו מהווה ראיה לתקפות אנליטית, בטיחות, היתכנות, מוכנות רגולטורית או יעילות קלינית. כל הפלטים המועמדים, הערכות האיכות והבטיחות, נקודות הקצה של התיקוף, יעדי החזורתיות וקריטריוני ההתקדמות דורשים הערכה אמפירית. ניתוחי מהימנות צריכים להגדיר מראש את יחידת הניתוח ולהתחשב בתצפיות מקוננות וחזוריות. קיצורים: HVM, מיקרוסקופיית חיוניות ידנית; ICC, מקדם מתאם תוך-מעמדי; NIRS, ספקטרוסקופיה באינפרא-אדום קרוב.
תיקוף והדירות
הנתיב המוצע מתאים עקרונות מבוססים של אימות, תיקוף אנליטי ותיקוף קליני35. השלב הראשון יאמת רזולוציה אופטית, יציבות תאורה, ביצועי יחס אות לרעש, רגישות לזווית דופלר, שגיאת רישום, השהיית עיבוד, ביצועי סוללה, שלמות נתונים ובטיחות חשמלית ואקוסטית רלוונטית. השלב השני יעריך זמן רכישה, נוחות המשתמש, בקרת הפרשות, סיבות לכישלון ברכישה, וחזרתיות תוך-מפעיל ובין-מפעילים במחקרי סימולציה או בחקירות מבוקרות של מתנדבים. נתיב התיקוף המדורג מסוכם באיור 3.
איור 3מסלול תיקוף מדורג המוצע על ידי המחברים לניטור מיקרו-סירקולציה תת-לשונית לצד מיטת החולה. מסלול תיקוף מושגי המתקדם מבדיקות מעבדה ובובות (phantom) ומבדיקות הדירות מבוקרות, לתיקוף אנליטי תואם-תחום, בדיקת היתכנות ושמישות ביחידה לטיפול נמרץ, והערכה פרוספקטיבית של תועלת קלינית ובטיחות. נקודות קצה נבחרות מוצגות כדוגמאות להמחשה ואינן מהוות רשימת תיקוף ממצה. קיצור: ICU, יחידה לטיפול נמרץ. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מורחבת של איור זה.
השלב השלישי יקבע האם כל פלט של המדידה תואם לשיטת ייחוס מתאימה ומגיב כמצופה במהלך שינויים פיזיולוגיים מבוקרים. בהקשר זה, הטיה (bias), גבולות הסכמה, הטרוסקדסטיות (heteroscedasticity), הדירות ושיעורי כשל הם בעלי ערך אינפורמטיבי רב יותר מאשר קורלציה לבדה. ראיות שהושגו באמצעות HVM לא צריכות להיות מועברות באופן אוטומטי לדימות במצלמה בנייר-אינפרא-אדום, NIRS או לאותות המופקים באמצעות Doppler.
השלב הרביעי יעריך את ההיתכנות ביחידה לטיפול נמרץ (ICU), כולל ביצועים במהלך הנשמה מלאכותית, בצקת, הלם, גישה פהית מוגבלת, הפרשות מרובות ותנועת המטופל. יש לדווח על רכישות שנכשלו ועל אירועים חריגים של הריסות, במקום להחריגם מניתוחי הביצועים. השלב החמישי יעריך את התועלת הקלינית והבטיחות. חקירות ראשוניות עשויות להתמקד בתוצאות התהליך, התערבויות שגויות ואירועים הקשורים למכשיר, לפני שניסויים רחבים יותר יעריכו תוצאים הממוקדים במטופל. יש להגדיר קריטריונים להתקדמות לפני ניתוח הנתונים.
כאשר נעשה שימוש בבינה מלאכותית (AI) לצורך קבלה או דחייה של רכישות, חילוץ משתנים, או יצירת פלטים המופנים לקליניקאים, מחקרים ראשוניים צריכים לתאר בבירור את התפקיד המיועד של מערכת ה-AI, את הקלטים והפלטים שלה, את המסגרת הקלינית המיועדת, את מידת האינטראקציה האנושית ואת מצבי הכשל הידועים36. באופן דומה, ניסויים המעריכים התערבויות המופעלות על ידי AI או מכשיר צריכים לתאר את מנגנוני הפיקוח האנושי ולהסביר כיצד הפלטים של המערכת תורגמו לפעולות קליניות37.
יישומים קליניים פוטנציאליים
היישום הסביר ביותר בטווח הקרוב הוא הערכה מחדש ממוקדת כאשר משתנים המודינמיים סיסטמיים ופרפוזיית רקמות נראים כסותרים. בשוק ספטי, מדידות תת-לשוניות חוזרות עשויות לסייע באפיון של הפרעות פרפוזיה מתמשכות לאחר השבת לחץ הדם. עם זאת, התגובה למתן נוזלים נותרת הטרוגנית, ולא следует להניח תגובה ממוצעת חיובית עבור מטופלים בודדים15,16. בהתאם לכך, סקירות של החייאה מונחית מיקרו-סירקולציה רואות בניטור לצד המיטה כבעל פוטנציאל, אך כזה שאינו מתאים עדיין להכוונת החלטות טיפול שגרתיות17.
במקרים של טראומה או הלם המורגי, נבדקה הערכה ישירה של המיקרוסירקולציה כתוסף לנקודות סיום קונבנציונליות של החייאה סיסטמית21,38. מחקרים אלו לא קבעו ספי סף מתוקתקים לטיפול. באופן דומה, בטיפול פרי-אופרטיבי ובטיפול נמרץ קרדיאלי, נעשה שימוש במדידות חוזרות של IDF כדי לאפיין שינויים במיקרוסירקולציה התת-לשונית במהלך התאוששות לאחר ניתוח לב26. נכון לעת זו, יש לראות יישום זה כחקרים מקדימים ולא כבסיס מבוס לקבלת החלטות קליניות.
בכלל ההגדרות הקליניות, הפרעה מתמשכת צריכה להיחשב כסימן לבצע הערכה מחודשת הן של המטופל והן של המדידה, ולא כאינדיקציה עומדת בפני עצמה להתערבות. גישה זו שומרת על השיקול הקליני ומפחיתה את הסיכון לפרשנות-יתר של אות סביר מבחינה טכנית, בטרם הובנו במלואן טעות המדידה והמשמעות הקלינית שלו.
אתגרים וכיוונים עתידיים
התנאים הנלווים לשהייה ביחידה לטיפול נמרץ (ICU) הם פחות מבוקרים באופן משמעותי מאלו בניסויי מעבדה או במחקרים על מתנדבים. הפרשות, גישה מוגבלת לפה, בצקת, תנועת המטופל ולחץ מגע משתנה עשויים לפגוע באיכות האות. שילוב של דימות אופטי, צימוד אולטרסאונד, ניקוי ריריות ומיקום יציב בתוך גש פה קומפקטי הוא מאתגר במיוחד, מכיוון שרכיבים אלו בעלי דרישות פיזיות שונות ועשויים להפריע זה לזה. כתוצאה מכך, שיעורי הכשל וסיבות לכישלון ברכישת הנתונים חשובים לא פחות מהביצועים הממוצעים במדידות מוצלחות.
מוכנות המכשיר כוללת גם בטיחות ומשילות מידע. מחקרי היתכנות צריכים להעריך תאימות ביולוגית של הריות, פגיעות מלחץ, חסמי ניקיון או שימוש חד-פעמי, זיהום צולב, חשיפה חשמלית ואקוסטית, ותאימות לנהלי בקרת זיהומים ביחידה לטיפול נמרץ (ICU). פונקציות תקשורת אלחוטית ודיווח דורשות בנוסף הערכה של הצפנה, בקרת גישה, שלמות חותמות זמן, נתיבי ביקורת, עמידות לאובדן נתונים ואינטגרציה מאובטחת עם מערכות מידע קליניות.
פיתוח עתידי יכול להתקדם על פי שלוש סדרי עדיפויות מעשיים. ראשית, לשמור רק על פלטים בעלי משמעות פיזיולוגית ברורה וחזרתיות קבילה. שנית, להציג את סיבות הדחייה ואת אי-הוודאות במדידה לצד כל תוצאה מדווחת. שלישית, לשלב מודולים בודדים רק לאחר שכל אחד מהם הוכיח היתכנות עצמאית. הערכות פוטופלתיסמוגרפיות מבוסות מצלמה תלויות בתנאי התאורה ובחילוץ האות31,39, בעוד שהערכות מהירות הנגזרות מדופלר תלויות באופן חזק בגיאומטריית הדגימה ובזווית האיסונציה (insonation angle)29,40. מגבלות אלה צריכות להישאר מפורשות גם לאחר שילוב המערכות.
תחכום טכני לבדו לא יבטיח תועלת קלינית. מערכת ניטור עלולה עדיין להיכשל אם היא אינו נוחה, איטית, קשה למיקום או מאתגרת לפירוש. לעומת זאת, קבוצה מוגבלת של מדידות שעברו תיקוף קפדני עשויה לספק ערך קליני משמעותי כאשר הרכישה מהירה, כשכישלון מזוהה בבירור, כשחזוריות מאופיינת היטב, והתוצאות משולבות בתהליך הערכה מחדש מובנה.
מגבלות סקירה זו
סקירה זו התבסה על חיפושים ממוקדים בספרות, כולל עדכון ממוקד לפני הגשת כתב היד הסופי, ולא על פרוטוקול של סקירה שיטתית, ולכן ייתכן שלא זוהו כל המחקרים הרלוונטיים. כיוון שלא בוצעו הערכה פורמלית של סיכון להטיה (risk-of-bias) וסינתזה כמותית, הסקירה אינה יכולה להשוות בין שיטות מדידה על בסיס דיוק אבחנתי מאוחד או השפעת טיפול. זרימת העבודה המושגית משלבת פטנט אחד שפורסם באופן פומבי כדוגמה להמחשה של אינטגרציית מערכות; עם זאת, לא הוצגו ראיות מקוריות לגבי ביצועים, שמישות, בטיחות, מוכנות רגולטורית או תועלת קלינית עבור ארכיטקטורה זו. מספר נקודות סיום וקריטריונים להתקדמות המוצעים מייצגים המלצות שנוסחו על ידי המחברים ודורשות תיקוף אמפירי. בהתאם לכך, יש לפרש סקירה זו כסינתזה מובנית של גישות מדידה וסדרי עדיפויות לתיקוף הנוכחיים, ולא כראיה לכך שמערכת ניטור משולבת היא יעילה מבחינה קלינית.
מסקנות
ניטור המיקרוסירקולציה התת-לשונית נותן מענה למגבלה חשובה של הערכה המודינמית קונבנציונלית: השבתם של משתנים סיסטמיים אינה מעידה בהכרח על התאוששות של הפרפוזיה ברמת הרקמה. גישות ניטור נוכחיות ומתהוות מספקות מידע משלים, אך חלקי, בנוגע למורפולוגיה וסקולרית, צפיפות כלי דם, זרימת תאי דם, מהירות אזורית וחמצון רקמות, והפרשנות של מדידות אלו תלויה באופן בסיסי באיכות הרכישה ובבקרת איכות נאותה.
מערכת ניטור אמינה מבחינה קלינית תדרוש יותר מאשר שילוב של מספר טכנולוגיות חישוש. כל מודול מדידה צריך לעבור אימות עצמאי, בדיקות הדירות (reproducibility) ותיקוף אנליטי מול סטנדרט ייחוס המתאים לאות הפיזיקלי שבבסיסו לפני שילובו במערכת. השילוב צריך להתבצע רק לאחר שדרכי כשל פוטנציאליות, שיקולי בטיחות, אי-ודאות במדידה והיתכנות זרימת העבודה אופיינו באופן מספק.
מחקרים פרוספקטיביים עתידיים צריכים לקבוע האם הערכה מחדש המבוססת על מדידות משפרת את קבלת ההחלטות הקלינית מבלי להגביר מתן נוזלים מיותר או טיפול וזוואקטיבי. חקירות אלו צריכות להעריך גם את הבטיחות הקשורה למכשיר, את ההיתכנות בפרקטיקה שגרתית של טיפול נמרץ, ותוצאים ממוקדי-מטופל. עד שראיות כאלה יהיו זמינות, יש להתייחס למסגרת המוצעת כמפת דרכים מובנית לפיתוח ותיקוף עתידיים, ולא כמערכת ניטור מאושרת קלינית או כאלגוריתם טיפולי.
גילויים
לאוניברסיטת Zhejiang יש זכויות קניין רוחני הקשורות לארכיטקטורת ניטור המיקרו-סירקולציה התת-לשונית הנדונה בכתב יד זה, כולל פטנט ארצות הברית מס' US 11,877,886 B2, תחת הכותרת Sublingual Microcirculation Detection Device, Sublingual Microcirculation Detection System and Processing Method Thereof. Siyi Jiang רשום כאחד מממציאי פטנט זה34. הפטנט מצוין אך ורק כדוגמה תכנונית להמחשה ואינו מוצג כראיה לתקפות אנליטית, בטיחות, היתכנות, מוכנות רגולטורית, ביצועים קליניים או יעילות קלינית. המחברים מצהירים כי אין להם מערכות יחסים פיננסיות או אישיות אחרות שעלולות להיחשב כניגודי אינטרסים פוטנציאליים.
גילוי נשי בינה מלאכותית: ChatGPT (OpenAI) שימש במהלך עריכת כתב היד כדי לסייע בעריכת השפה, בארגון מחדש של הטקסט שהכינו המחברים ובבדיקת הפורמט. הוא לא שימש כמקור לראיות מדעיות או לתוכן מדעי. המחברים העריכו באופן עצמאי את הספרות, איששו את התוכן המדעי, את המקורות ואת המידע על הפטנטים, סקרו ואישרו את כתב היד הסופי, והם מקבלים אחריות מלאה על תוכנו.
תודות
עבודה זו נתמכה על ידי פרויקט מחקר לרווחה ציבורית בסיסית של מחוז Zhejiang (מספר פרויקט LGF22H150003). המחברים מודים לעמיתיהם מהתחומים הקליני וההנדסי על מתן משוב לגבי דרישות זרימת העבודה לצד המיטה עבור ניטור מיקרו-סירקולציה תת-לשונית.
מקורות
- Lundy DJ, Trzeciak S. Microcirculatory dysfunction in sepsis. Crit Care Nurs Clin North Am. 2011;23:67-77.
- Miranda M, Balarini M, Caixeta D, Bouskela E. Microcirculatory dysfunction in sepsis: pathophysiology, clinical monitoring, and potential therapies. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2016;311:H24-H35.
- González R, Urbano J, López-Herce J. Resuscitating the macro- vs. microcirculation in septic shock. Curr Opin Pediatr. 2024;36:274-281.
- Ince C. Hemodynamic coherence and the rationale for monitoring the microcirculation. Crit Care. 2015;19(Suppl 3):S8.
- De Backer D, et al. How to evaluate the microcirculation: report of a round table conference. Crit Care. 2007;11:R101.
- Ince C, et al. Second consensus on the assessment of sublingual microcirculation in critically ill patients: results from a task force of the European Society of Intensive Care Medicine. Intensive Care Med. 2018;44:281-299.
- Dilken O, Ergin B, Ince C. Assessment of sublingual microcirculation in critically ill patients: consensus and debate. Ann Transl Med. 2020;8:793.
- Massey MJ, Shapiro NI. A guide to human in vivo microcirculatory flow image analysis. Crit Care. 2016;20:35.
- Massey MJ, et al. The microcirculation image quality score: development and preliminary evaluation of a proposed approach to grading quality of image acquisition for bedside videomicroscopy. J Crit Care. 2013;28:913-917.
- Damiani E, et al. Impact of microcirculatory video quality on the evaluation of sublingual microcirculation in critically ill patients. J Clin Monit Comput. 2017;31:981-988.
- Pan P, et al. Role of combining peripheral with sublingual perfusion on evaluating microcirculation and predicting prognosis in patients with septic shock. Chin Med J (Engl). 2018;131:1158-1166.
- Hernandez G, et al. Severe abnormalities in microvascular perfused vessel density are associated to organ dysfunction and mortality and can be predicted by hyperlactatemia and norepinephrine requirements in septic shock patients. J Crit Care. 2013;28:538.e9-538.e14.
- Bruno RR, et al. Sublingual microcirculatory assessment on admission independently predicts the outcome of old intensive care patients suffering from shock. Sci Rep. 2024;14:25668.
- Bruno RR, et al. Direct assessment of microcirculation in shock: a randomized controlled multicenter study. Intensive Care Med. 2023;49:645-655.
- Cusack R, O'Neill S, Martin-Loeches I. Effects of fluids on the sublingual microcirculation in sepsis. J Clin Med. 2022;11:7277.
- Dubin A. Effects of fluids on sublingual microcirculation: a point-of-view review. Ann Intensive Care. 2025;15:178.
- Damiani E, et al. Microcirculation-guided resuscitation in sepsis: the next frontier? Front Med (Lausanne). 2023;10:1212321.
- Güven G, et al. Morphologic mapping of the sublingual microcirculation in healthy volunteers. J Vasc Res. 2022;59:199-208.
- Uz Z, et al. Identifying a sublingual triangle as the ideal site for assessment of sublingual microcirculation. J Clin Monit Comput. 2023;37:639-649.
- Wadowski PP, et al. Sublingual functional capillary rarefaction in chronic heart failure. Eur J Clin Invest. 2018;48:e12869.
- Palágyi P, et al. Monitoring microcirculatory blood flow with a new sublingual tonometer in a porcine model of hemorrhagic shock. Biomed Res Int. 2015;2015:847152.
- Hessler M, et al. Monitoring of conjunctival microcirculation reflects sublingual microcirculation in ovine septic and hemorrhagic shock. Shock. 2019;51:479-486.
- Kanoore Edul VS, et al. Dissociation between sublingual and gut microcirculation in the response to a fluid challenge in postoperative patients with abdominal sepsis. Ann Intensive Care. 2014;4:39.
- Groner W, et al. Orthogonal polarization spectral imaging: a new method for study of the microcirculation. Nat Med. 1999;5:1209-1212.
- Goedhart PT, et al. Sidestream dark field imaging: a novel stroboscopic LED ring-based imaging modality for clinical assessment of the microcirculation. Opt Express. 2007;15:15101-15114.
- Uz Z, et al. Recruitment of sublingual microcirculation using handheld incident dark field imaging as a routine measurement tool during the postoperative de-escalation phase: a pilot study in post-ICU cardiac surgery patients. Perioper Med (Lond). 2018;7:18.
- Marin T, Moore J. Understanding near-infrared spectroscopy: an update. Crit Care Nurs Clin North Am. 2024;36:41-50.
- Steenhaut K, et al. Evaluation of different near-infrared spectroscopy technologies for assessment of tissue oxygen saturation during a vascular occlusion test. J Clin Monit Comput. 2017;31:1151-1158.
- Do Amaral Tafner PF, et al. Recent advances in bedside microcirculation assessment in critically ill patients. Rev Bras Ter Intensiva. 2017;29:238-247.
- Heeman W, Steenbergen W, van Dam GM, Boerma EC. Clinical applications of laser speckle contrast imaging: a review. J Biomed Opt. 2019;24:080901.
- Uribe Acevedo R, et al. Non-invasive assessment of sublingual microcirculation using flow derived from green light PPG: evaluation and reference values. J Biomed Opt. 2024;29:017001.
- Mari A, et al. Transcutaneous PCO₂ monitoring in critically ill patients: update and perspectives. J Thorac Dis. 2019;11(Suppl 11):S1558-S1567.
- Hilty MP, et al. MicroTools enables automated quantification of capillary density and red blood cell velocity in handheld vital microscopy. Commun Biol. 2019;2:217.
- Jiang S, Zheng Y, Li C, inventors; Zhejiang University, assignee. Sublingual microcirculation detection device, sublingual microcirculation detection system and processing method thereof. United States patent US 11,877,886 B2. January 23, 2024.
- Goldsack JC, et al. Verification, analytical validation, and clinical validation (V3): the foundation of determining fit-for-purpose for Biometric Monitoring Technologies (BioMeTs). NPJ Digit Med. 2020;3:55.
- Vasey B, et al. Reporting guideline for the early-stage clinical evaluation of decision support systems driven by artificial intelligence: DECIDE-AI. Nat Med. 2022;28:924-933.
- Liu X, et al. Reporting guidelines for clinical trial reports for interventions involving artificial intelligence: the CONSORT-AI extension. Nat Med. 2020;26:1364-1374.
- Lee YLL, et al. Evaluation of microvascular perfusion and resuscitation after severe injury. Am Surg. 2015;81:1272-1278.
- Verkruysse W, Svaasand LO, Nelson JS. Remote plethysmographic imaging using ambient light. Opt Express. 2008;16:21434-21445.
- Saad AA, Loupas T, Shapiro LG. Computer vision approach for ultrasound Doppler angle estimation. J Digit Imaging. 2009;22:681-688.