מאמר סקירה

שיטות נוכחיות, בקרת איכות ופרספקטיבות תרגומיות לניטור מיטת החולה של מיקרוסירקולציה סובלינגואלית במצבי מחלה קריטיים

DOI:

10.3791/71498

⸱

21 באוגוסט 2026

 ,  ,  ,  , 
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

במאמר זה

סיכום

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

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.

תקציר

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

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

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

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

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

חיפוש ספרות והיקף
החיפוש הממוקד הראשוני כיסה את PubMed/MEDLINE, Embase, ואת Web of Science Core Collection ממועד הקמתם של מאגרי המידע ועד ל-1 בינואר 2026. חיפוש עדכון ממוקד בוצע ב-22 ביוני 2026 כדי לזהות מחקרים שפורסמו לאחרונה הרלוונטיים ישירות לניטור מיקרוסירקולציה סובלינגבואלית (תת-לשונית), מדדי מיקרוסקופיה חיונית ניידת סטנדרטיים, איכות רכישת נתונים, גישות חישוש פוטנציאליות, ניתוח אוטומטי, תיקוף ברמת המודול והטמעה קלינית. מונחי החיפוש שילבו מיקרוסירקולציה סובלינגבואלית עם דימות ספקטרלי של קיטוב אורתוגונלי (OPS), דימות שדה אפל זרמי (SDF), דימות שדה אפל פוגע (IDF), ספקטרוסקופיה בבסביב העיר-אינפרא-אדום (NIRS), שיטות מבוססות לייזר ודופלר, ניטור פחמן דו-חמצני דרך העור, ניתוח תמונה אוטומטי, בינה מלאכותית, אלח דם (ספסיס), הלם ומחלה קריטית. כמו כן, נבחנו רשימות מקורות של סקירות רלוונטיות, הצהרות קונסנזוס ומאמרים מתודולוגיים.

החיפוש תוכנן לתמוך בסינתזה נרטיבית וטרנסלציונית ולא כדי לספק הערכה מקיפה של השפעת טיפול או דיוק אבחנתי. מקורות רלוונטיים שנסרו כללו הצהרות קונצנזוס, מחקרי מתודולוגיה ותיקוף, מחקרי תצפית והתערבות קליניים, והנחיות דיווח הרלוונטיות למערכות ניטור בשלבים מוקדמים. מחקרי בעלי חיים ומחקרים שאינם תת-לשוניים נכללו רק כאשר הבהירו סבירות פיזיולוגית, מגבלות טכניות או מדדי ייחוס תוארי דומיין. הסקירה הוגבלה לפרסומים בשפה האנגלית. למעט הפטנט הגלוי ששימש כדוגמה עיצובית להמחשה, מקורות שלא עברו ביקורת עמיתים לא שימשו כראיה לביצועי מדידה או ליעילות קלינית. לא בוצע חיפוש שיטתי של נוף הפטנטים. לא בוצעו הערכה פורמלית של סיכון להטיה וסינתזה כמותית. הפטנט שחשף המחבר ונידון להלן לא נחשב כראיה לתקפות אנליטית, בטיחות, היתכנות, מוכנות רגולטורית או יעילות קלינית.

ראיות קליניות ומגבלות של המודינמיקה המערכתית
מרבית הראיות הקליניות נוגעות לקשרים סטטיסטיים ולא להנחיות טיפוליות. בהלם ספטי, נבחנו מדדי פרפוזיה פריפריאליים וסוב-לינגואליים משולבים לצורך הערכה פרוגנוסטית11. צפיפות נמוכה יותר של כלי דם מבושמים נקשרה לתפקוד לקוי של איברים ולתמותה12, ופרפוזיה סוב-לינגואלית חריגה בעת הקבלה ליחידה לטיפול נמרץ (ICU) הייתה קשורה באופן בלתי תלוי לתמותה בטווח של 30 יום במטופלים בני 80 ומעלה עם הלם13. מחקרים אלו תומכים ברלוונטיות הקלינית של הערכת המיקרו-סירקולציה הסוב-לינגואלית, אך אינם מוכיחים כי התערבות המבוססת על מדידה של המיקרו-סירקולציה משפרת את תוצאות הטיפול במטופלים.

הראיות המרכזיות מהמחקרים הרנדומליים נותרות זהירות. בניסוי רב-מרכזי, שילוב של משתנים מיקרו-סירקולטוריים תת-לשוניים בתוכנית הטיפול הוביל ליותר שינויים בטיפול בנוזלים ובסמים וזו-אקטיביים, אך לא הפחית את התמותה ב-30 יום14. סקירות של מתן נוזלים מדווחות באופן דומה על תגובות משתנות: שיפור סביר יותר כאשר תפוקת הלב עולה ופרפוזיית הרקמות פגומה, אך לא ניתן להניח תועלת עבור כל מטופל או עבור כל אסטרטגיית נוזלים15,16. סקירה רחבה יותר של החייאה מונחית מיקרו-סירקולציה הגיעה למסקנה דומה, לפיה התועלת הקלינית של גישה זו נותרה לא מוכחת17.

לפיכך, סבירות פיזיולוגית, קשר פרוגנוסטי, תוקף מדידה, היתכנות במיטת החולה ותועלת קלינית מייצגים שאלות נפרדות. מערכת ניטור בעלת תועלת קלינית חייבת לעשות יותר מאשר רק לזהות אות חריג; עליה להפיק מדידות הניתנות לשחזור, לציין מתי הנתונים אינם אמינים, ולהשתלב בתהליך הערכה מחדש שהוגדר מראש מבלי להוביל להתערבות 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 הווסקולרית שלה מופתה במתנדבים בריאים18, ובחירת אתר מונחית-אנטומיה עשויה לשפר את העקביות בין רכישות שונות19. דילול נימי תת-לשוני תואר גם באי-ספיקת לב כרונית20. יחד, ממצאים אלו תומכים ברירית התת-לשונית כאתר תצפית ישיים, אם כי הם אינם קובעים טווחי ייחוס אוניברסליים בין מחלות או מכשירים שונים.

מדידות תת-לשוניות נותרות אזוריות ולא מערכתיות. מחקר של הלם המורגי בחזירים הראה כי אות טונומטרי תת-לשוני עקב אחר שינויים במיקרוסירקולציה מקומית21, ומחקר בכבשים זיהה שינויים מקבילים במיקרוסירקולציה של הלחמיות והאזור התת-לשוני תחת תנאים ספטיים והמורגיים נבחרים22. נתונים בבני אדם הם פחות עקביים: המיקרוסירקולציה המעיקה והתת-לשונית הגיבו באופן שונה למתן נוזלים לאחר ניתוח בשל ספסיס בבטן23. לכן, יש לפרש ניטור תת-לשוני כסיפק מידע ממיטת רקמה נגישה, ולא כסורוגט אוניברסלי לכל איבר.

תחומי מדידה מבוססים ומועמדים
השיטות הנדונות בסקירה זו יכולות להיות מקובצות לארבע קטגוריות מדידה מרכזיות: מורפולוגיה וצפיפות וסקולרית, זרימת תאי דם או מהירות אזורית, חמצון רקמות ואיכות נתונים. רמת הבשלות של הראיות הזמינות שונה באופן משמעותי. ל-HVM ישנם סטנדרטים ייעודיים לרכישה וניתוח של תמונות תת-לשוניות5,6, בעוד שמספר מודליות אחרות נכללות כגישות משלימות, עקיפות, מתהוות או מועמדות. מדידות גזים ברקמות נחשבות כמיטב הדרכים כמידע הקשרי רשות, מאחר שהן אינן מדמות באופן ישיר כלי דם תת-לשוניים או זרימה נימירית. שום שיטה בודדת אינה מכסה את כל תחומי המדידה, ותוצאות הנגזרות מעקרונות פיזיקליים שונים לא צריכות להיחשב כניתנות להחלפה.

HVM מספקת את הוויזואליזציה הישירה ביותר של תאי דם אדומים הנעים דרך כלי דם תת-לשוניים שטחיים. הדמיית OPS אפשרה לראשונה ויזואליזציה של המיקרוסירקולציה באמצעות אור מקוטב לצד מיטת החולה24. הדמיית SDF שיפרה לאחר מכן את ניגודיות התמונה באמצעות שימוש בטבעת של דיודות פולסוביות פולטות אור (LED)25, והדמיית IDF הוצגה מאוחר יותר כטכניקה ניידת למחקרי פוסט-אופרטיביים ולמחקרים ביחידות לטיפול נמרץ26. שיטות אלו מאפיינות בעיקר את המורפולוגיה הווסקולרית, את צפיפות כלי הדם ואת דפוסי הזרימה, ולא את זרימת הדם הנפחית המוחלטת.

HVM רגישה במיוחד לאיכות הרכישה. רוק, בועות, דחיסת רקמות, תנועה, מיקוד לקוי ותאורה לא יציבה עלולים להסתיר כלי דם או לשנות את תבנית הזרימה הנראית9,10. כתוצאה מכך, הערכת איכות היא מרכיב בלתי נפרד מהמדידה עצמה. דוח הניתן לפירוש קליני צריך לציין את חלקם של הנתונים שהתקבלו לניתוח, סיבות לדחיית מקטעי תמונה, האם זוהו ארטיפקטים של דחיסה או תנועה, והאם הושגה רכישה מקובלת.

דימוי השתקפות באיקראד (Near-infrared reflectance imaging) ו-NIRS מייצגים גישות שונות. בסקירה זו, דימוי השתקפות באיקראד מתייחס לטכניקה מבוססת-מצלמה מועמדת שנועדה להגביר את הניגודיות של כלי דם שטחיים. לעומת זאת, NIRS מפיק אות חמצון רקמה ממוצע-נפחי מבליעת אור ופיזורו, ואינו מפריד בין נימים בודדים27. מדידות NIRS תלויות בגיאומטריית הדגימה, בהרכב הרקמה, במגע של הגשש 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 כשיטת חמצון משלימה ולא כתחליף מבוסס ל-HVM.

פלוטומטריית לייזר דופלר מספקת אות הקשור לפרפוזיה מקומית29, בעוד שדימות ניגודיות נצנצי 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. פוטופלתיסמוגרפיה מבוססת מצלמה של החלק הוונטרלי של הלשון היא גישה מבטיחה אך עדיין חקרית, 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 בהגדרות נבחרות של ICU, אך הוא אינו מהווה טכניקת דימות תת-לשוני ואינו מדד ישיר של מורפולוגיה מיקרו-וסקולרית או זרימה נימיות32.

ההשלכה המעשית היא שמדד צפיפות, הערכת מהירות המבוססת על דופלר, מדידת חמצון ואות גז טרנס-קוטנאלי עונים על שאלות פיזיולוגיות שונות. למרות ששילוב של מדידות אלו עשוי להיות יעיל, כל אות צריכה לשמור על היחידות, המגבלות, מדדי האיכות ושיטת הייחוס המתאימה לה. קטגוריות המדידה והטכניקות המייצגות מסוכמות בטבלה 1.

קטגוריית מדידהשיטות מייצגות וגישות מומחיםתוצרי מפתחיתרונות מרכזייםמגבלות מרכזיות וארטיפקטיםבשלות הראיות ותפקיד תרגומימקורות נבחרים
מורפולוגיה וצפיפותמיקרוסקופיה חיונית ניידת (HVM; דימות בספקטרום קיטוב אורתוגונלי [OPS], שדה אפל בזרם צדדי [SDF], ושדה אפל מקרי [IDF]; גישת מחקר תת-לשונית מבוססת); דימות השתקפות בקושי אינפרא-אדום המבוסס על מצלמה (גישה מועמדת לכלי דם שטחיים)HVM: צפיפות כלי דם כוללת (TVD), צפיפות כלי דם מרוויים (PVD), צפיפות מסווגת לפי גודל כלי דם, התפלגות רוחב כלי דם, רציפות מקטעים והטרוגניות מרחבית. דימוי רפלקטנס מועמד: ניגודיות כלי דם שטחיים, רציפות מקטעים וצפיפות כלי דם נראים.שימוש ב-HVM מאפשר ויזואליזציה ישירה של מיקרו-כלי דם מלאים בכדוריות דם אדומות, והוא בעל הסטנדרטים המפותחים ביותר לרכישה וניתוח של תמונות תת-לשוניות. הדמיית השתקפות מבוססת מצלמה עשויה לתמוך במיפוי של כלי דם שטחיים ובניתוח תמונות מוטמעות.HVM רגיש ללחץ הפרוב, תנועה, רוק, בועות, מיקוד ותאורה. ההגדרות והערכים הנמדדים תלויים בספי גודל של כלי דם, בבחירת קטעי וידאו (clips), בתוכנה ובכללי הניתוח. דימוי השתקפות באינקרא-אדום (Near-infrared reflectance imaging) אינו שקול ל-HVM וייתכן שלא יבחין בזרימת תאי דם אדומים בנימיות.נקבע: הערכת מורפולוגיה וצפיפות של HVM באתר ה-ICU התת-לשוני. מועמד: דימוי רפלקטנציה כקלט של כלי דם שטחיים, הדורש תיקוף עצמאי של המבנה והקריטריון.5, 6, 8–10, 24–26
זרימה ומהירותפרפוזיה של HVM ודירוג זרימה (PPV, MFI ומדמד הטרוגניות של הזרימה), מהירות תאי דם אדומים המופקת מדימות, פלוומטריה של דופלר לייזר, דימות ניגודיות של נקודות לייזר (laser speckle contrast imaging), פוטופלטיסמוגרפיה מבוססת מצלמה (מתהווה), וחשיפה לדופלר אזורי (קלט מועמד)שיעור כלי דם מרווים (PPV), מדד זרימה מיקרו-וסקולרית (MFI) חצי-כמותי, מדד הטרוגניות של הזרימה, מהירות תאי דם אדומים הנגזרת מדימות, מפות או שטפי פרפוזיה, מאפיינים הקשורים לפולסטיליות, ואותות מועמדים הקשורים למהירות אזורית.מספק מידע משלים על פרפוזיה, הטרוגניות מרחבית של הזרימה, מהירות ושינויים פולסטיליים. HVM מציע הערכה סטנדרטית של הזרימה באופן חצי-כמותי.MFI הוא מדד זרימה חצית-כמותי ולא מדד מוחלט של מהירות תאי דם אדומים. בהתאם למודליות, התוצאים עשויים להיות יחסיים, אזוריים או תלויים בעומק. מאפייני המכשיר, אלגוריתמים אנליטיים, ספי המגבלה לגודל כלי דם, תנועה, כיול, עומק הדגימה, צימוד אקוסטי וזווית ההקרה – כולם משפיעים על יכולת ההשוואה.מבוסס (מוגבל ל-HVM): פרפוזיה תת-לשונית ודירוג זרימה. מוגבל/עקיף: שיטות פרפוזיה מבוססות לייזר. מתהווה: פוטופלתיסמוגרפיה של הלשון הצד ventral. מועמד: חישוש דופלר אזורי הדורש תיקוף תואם-תחום.5, 6, 8, 29–31, 33, 40
חמצוןספקטרוסקופיה בבלי תת-אדום (NIRS); גישות מולטיספקטרליות או ספקטרוסקופיות מכויילות (אופציונלי)הערכות הקשורות לחמצון רקמות ותגובות דינמיות במהלך הפרעה פיזיולוגית מבוקרת.מספק מעקב מגמות לא פולשני ומידע משלים בנוגע לחמצון הרקמה.האותות הם ממוצעים נפחיים ומושפעים מעומק הדגימה, מהתכונות האופטיות של הרקמה, מלחץ הגשש, מאור סביבתי ומכיול ספציפי למכשיר. מיקרו-כלי דם בודדים אינם נפתרים.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 נתוניםתקני רכישת קונסנזוס, מערכות לדירוג איכות תמונה, ובקרה ידנית או מומחית של האיכותפרופורציית נתונים מקובלים, סיבות לדחייה, דגלים של איכות הקשורה למיקוד, תנועה, לחץ, תאורה או הפרשה, שיעור כשלוני רכישה ומחווני הדירות.מבהיר את מהימנות המדידה, את אי-הוודאות ואת הסיבות להחראת נתונים.ספי thresholds של איכות הם ספציפיים למודאליות. כל מערכת אוטומטית לסינון איכות (quality-gating) מחייבת תיקוף עצמאי מול סטנדרט ייחוס שהוגדר מראש.נקבעו: סטנדרטים חוצי-תחומים לרכישה וניתוח של HVM. יישום עתידי: סינון איכות אוטומטי הדורש תיקוף עצמאי.5–10
מדידות אופציונליות של גזים ברקמה בהתאם להקשרניטור פחמן דו-חמצני דרך העורמתח פחמן דו-חמצני דרך העור, ההפרש בין רמת הפחמן הדו-חמצני העוברית דרך העור לרמה העורקית, ומגמות זמניות.מספק מידע הקשרי רציף ולא פולשני בנוגע לאוורור, ועשוי לשקף ליקוי המודינמי כאשר הוא מפורש לצד מדידות עורקיות.אינו ממחיש 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-לשונית או מודול פלטפורמה מרכזי.32

טבלה 1: קטגוריות מדידה מבוססות ומועמדות להערכת מיקרו-סירקולציה סובלינגואלית לצד מיטת החולה. הטבלה מסכמת טכניקות מדידה מייצגות, תוצרים עיקריים, יתרונות מרכזיים, מגבלות וארטיפקטים, רמת בשלות הראיות, תפקידים תרגומיים ומקורות מייצגים. קטגוריות מדידה פיזיולוגיות (מורפולוגיה וצפיפות, זרימה ומהירות, וחמצון) מוצגות בנפרד מאיכות הנתונים, שהיא דרישה רב-תחומית, וממדידות גזים ברקמה אופציונליות להקשר. הערה. מורפולוגיה וצפיפות, זרימה ומהירות, וחמצון מייצגים קטגוריות מדידה פיזיולוגיות. איכות הנתונים היא דרישה רב-תחומית החלה על כל תחומי המדידה. ניטור גזים ברקמה אופציונלי מוצג בנפרד כמידע הקשרי ולא כקטגוריית מדידה סובלינגואלית מרכזית. טכניקה אחת עשויה לתרום ליותר מקטגוריה אחת; לכן, קטגוריות אלו אינן מו exclusion-יות. ל-HVM יש כיום את הסטנדרטים המפותחים ביותר לרכישה וניתוח של תמונות סובלינגואליות ב-ICU. NIRS, שיטות מבוססות לייזר, דימות רפלקטנציה מבוסס מצלמה, פוטופלתיסמוגרפיה, חישוש דופלר אזורי וניטור גזים ברקמה נכללים כגישות מוגבלות, עקיפות, מתהוות, מועמדות או הקשריות, ואין לפרשם כתחליפים מבוססים ל-HVM סובלינגואלי. ממצאים שנקבעו באמצעות מודליות מדידה אחת אין להשליכם ישירות לאחרת ללא תיקוף תואם-תחום. קיצורים: HVM, handheld vital microscopy; ICU, יחידה לטיפול נמרץ; 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.

מהוויזואליזציה ועד לניתוח בבקרת איכות
המלצות קונסנזוס סטנדרטו את בחירת האתר, רכישת התמונות והדיווח על משתני HVM הקשורים לצפיפות ולזרימה5,6. הנחיות מתודולוגיות מאוחרות יותר הבהירו עוד כיצד בחירת הסרטון ואיכות התמונה משפיעות על הניתוח הכמותי8,9. כלים אוטומטיים, כגון MicroTools, יכולים לכמת את צפיפות הנימים ואת מהירות תאי הדם האדומים תוך הפחתת עומס העבודה הידני33. למרות שהאוטומציה משפרת את היעילות האנליטית, היא אינה מבטלת את הצורך בסינון איכות (quality gating), בדיקות התאמה מול סקירה של מומחים והערכה בתנאי מיטה בעולם האמיתי.

במסגרת HVM, משתנים המדווחים באופן נפוץ כוללים את צפיפות כלי הדם הכוללת (TVD), צפיפות כלי דם מבושרי זרימה (PVD), פרופורציית כלי דם מבושרי זרימה (PPV), מדד זרימה מיקרו-וסקולרית (MFI) חצי-כמותי, ומדדים של הטרוגניות זרימה מרחבית5,6. TVD ו-PVD מכמתים את אורכם של כלי דם גלויים ומבושרי זרימה, בהתאמה, ליחידת שטח של התמונה. PPV מייצג את הפרופורציה של כלי דם גלויים המסווגים כמבושרי זרימה, בעוד ש-MFI מדרג את הזרימה הדומיננטית בתוך אזורי תמונה מוגדרים מראש, ואין לפרש אותו כמדד מוחלט של מהירות כדוריות דם אדומות. מדדי הטרוגניות מסכמים חלוקה מרחבית לא אחידה של הזרימה על פני שדות התמונה. בדיווחים יש להגדיר מראש את האתר האנטומי, שכבות גודל כלי דם וספי קוטר, את מספרם ומשכם של סרטוני הווידאו, קריטריונים לבחירת סרטונים ולאיכותם, גרסת התוכנה, והאם ניתוח התמונה בוצע באופן ידני, חצי-אוטומטי או אוטומטי5,6,8,9. אין להניח כי ערכים שהופקו באמצעות מכשירים שונים, אלגוריתמים אנליטיים שונים, ספי גודל כלי דם שונים 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. היא נועדה לארגן שאלות פיתוח ותיקוף ולא להרמיז על עליונות, שלמות או מוכנות קלינית. מערכת ניטור מעשית אינה חייבת להתחיל כמכשיר משולב יחיד. במקום זאת, ניתן לפתח את תפקודיה העיקריים כמודולים נפרדים, הכוללים רכישת אותות, ייצוב של הממשק הרירי, הערכת איכות האות, עיבוד נתונים ודיווח לצד המיטה. גישה מודולרית זו מאפשרת להעריך כל פונקציה באופן עצמאי לפני שאינטגרציית המערכת תכניס מקורות שגיאה נוספים. הארכיטקטורה המוצעת על ידי המחבר מסוכמת ב-איור 1.

figure-protocol-1
איור 1. ארכיטקטורת חישוש מודולרית המוצעת על ידי המחברים לניטור מיקרו-סירקולציה סוב-לינגואלית (תחת הלשון) לצד מיטת החולה. ארכיטקטורת חישוש מודולרית קונספטואלית המציגה חישוש אופטי, חישוש מבוסס דופלר אזורי, בקרת הפרשה ומיקום גשש, עיבוד מוטמע ובקרת איכות (quality gating), העברת נתונים אלחוטית ופלט לצד מיטת החולה. החצים מצביעים על קשרים פונקציונליים ואינם מרמזים על נתיב אות סדרתי מאומת. הסכימה אינה מצוירת לפי קנה מידה ואינה מייצגת מכשיר "הכל-באחד" המאומת קלינית. המסגרת מבוססת בחלקה על הפטנט הגלוי, אשר מצוטט אך ורק כדוגמה עיצובית להמחשה ולא כראיה לביצועים או לתקפות קלינית34. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מורחבת של איור זה.

פטנט אחד שפורסם באופן פומבי מתאר הארה באינפרה-אדום קרוב, דימוי מבוסס מצלמה, מתמר אולטרסאונד, הסרת רוק, עיבוד מוטמע, שידור אלחוטי ותצוגה קצה34. הפטנט מצוטט אך ורק כדוגמה עיצובית להמחשה ואינו מוצג כראיה לתקפות אנליטית, בטיחות, היתכנות, מוכנות רגולטורית, תועלת טיפולית או יעילות קלינית.

במסגרת תפיסית זו, דימות באמצעות מצלמה באינפרא-אדום קרוב יוערך כקלט של כלי דם שטחיים, ולא כתחליף ל-HVM או כמדד לחמצון רקמה. באופן דומה, רכיב אולטרסאונד יספק ככל הנראה אות וסקולרי אזורי, ולא מדידה ישירה של מהירות תאי דם אדומים בנימיות. פרשנות של אותות אלו תהיה תלויה בעומק הדגימה, בצימוד האקוסטי, בתנועת הרקמה, בזווית ההקרה, בהגדרת הפלט וברישום מרחבי עם השדה האופטי.

יש להתחיל את הבדיקות ברמת המודול הבודד. הערכה אופטית תדרוש נקודות קצה המתייחסות לניגודיות של כלי הדם, יציבות התאורה, הדירות של שדה הראייה, ועמידות לארטפקטים הקשורים לרוק וללחץ. הערכה של רכיבים הקשורים למהירות תדרוש נפח דגימה שנקבע מראש, יחידות מדידה יציבות, הערכה של רגישות הזווית ויחס אות לרעש, והשוואה למקור ייחוס זרימה מכויל ומתאים. מודולי הממשק והדיווח ידרשו הערכה נפרדת של בקרת הפרשה, לחץ מגע, נוחות המשתמש, סיכון לזיהום, עיכוב בעיבוד, סנכרון, אובדן נתונים והצגת מידע על איכות.

זרימת עבודה לצד המיטה ודוח מינימלי
זרימת העבודה המוצעת המוצגת ב-איור 2 כוללת ארבעה שלבים. שלב הרכישה ישיג את האות האופטי המיועד, ובמידת הזמינות, קלט של חמצון מכויל או נגזר מדופלר אזורי. שלב הייצוב ובקרת האיכות יזהו רוק, טשטוש, דחיסת רקמות, בועות, תנועה ותאורה לא מספקת. רק אותות העומדים בקריטריונים מוגדרים מראש לאיכות יעברו לניתוח. שלב הדיווח יציג לאחר מכן את המדידה, את המגמה הזמנית שלה, והצהרה מפורשת על אי-ודאות או כישלון ברכישה.

figure-protocol-2
איור 2. זרימת עבודה מוצעת על ידי המחברים לניטור מיקרו-סירקולציה תת-לשונית לצד מיטת החולה. זרימת עבודה מוצעת בת ארבעה שלבים המקשרת בין רכישה, ייצוב ובקרת איכות, ניתוח כמותי, ודיווח ואינטגרציה. קלט חמצון מכויל אופציונלי מוצג כקלט משלים ואינו נחשב כמרכיב נדרש במבנה החישון המרכזי. הפלטים המוצגים מייצגים קטגוריות מדידה מועמדות ולא מדדים אבחנתיים מתוקפים. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של איור זה.

הדיווח הראשוני לצד המיטה צריך להיות תמציתי במכוון. קבוצה הגיונית של נתונים התחלתית כוללת מדד אחד הקשור לצפיפות, מדד אחד של פרפוזיה או תבנית זרימה כאשר הזרימה ניתנת להבחנה, הערכה הקשורה למהירות אזורית רק כאשר פרשנותה תוקפה, פרופורציית הנתונים המקובלים, הסיבה לכל רכישה שנכשלה, ומגמה תוך-חולית עם חותמת זמן. מחקרים מוקדמים צריכים להדגיש שינויים בתוך אותו מטופל, במקום להחיל ספים אוניברסליים על פני מכשירים או אוכלוסיות מטופלים שונות.

תוצאי המדידה צריכים להישאר נפרדים מהמלצות טיפוליות. מדידה חריגה צריכה להוביל תחילה לאישור איכות האות ולרכישה חוזרת של הנתונים, במידה והדבר אפשרי. אם החריגה נמשכת, היא עשויה להוביל להערכה מחדש של ההמודינמיקה הסיסטמית, מינון התרופות הוזו-אקטיביות הנוכחי, ריכוז ההמוגלובין, החמצון, הטמפרטורה, הוונטילציה וארטיפקטים מקומיים פוטנציאליים. היא לא צריכה להוביל באופן אוטומטי למתן נוזלים או לשינויים בטיפול הוזו-אקטיבי.

מדדי ביצוע ושיקולים סטטיסטיים
נקודות הקצה המתוארות להלן מוצעות להערכה עתידית ואין לפרשן כספי סף מקובלים שעברו תיקוף. מחקרים מורפולוגיים עשויים להעריך את צפיפות כלי הדם הגלויים או המבושמים, את התפלגות רוחב כלי הדם, את רציפות המקטעים ואת ההטרוגניות המרחבית. מחקרי זרימה עשויים להעריך קטגוריות זרימה שהוגדרו מראש, מהירות מבוססת תמונה מכוילת, או מדדי עזר (surrogates) מוגדרים בבירור שנגזרו מבדיקת Doppler. נקודות קצה של חמצון מתאימות רק כאשר משולב רכיב multispectral או NIRS מכויל. 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 (co-registration).

ניתוח מהימנות דורש יחידת ניתוח שהוגדרה מראש. פריימים ומקטעי כלי דם מקוננים בתוך רכישות, ורכישות חוזרות מקוננות בתוך משתתפים; לפיכך, התייחסות לכל התצפיות כבלתי תלויות תניב הערכות צרות באופן מלאכותי של אי-הוודאות. את מודל מקדם המתאם התוך-מעמדי, הגדרת ההסכמה ומבנה המדרגים יש להגדיר מראש. יש להעריך מקדמי שינוי בתוך אותו נבדק, הטיות במבחן-חזור (test–retest bias) וגבולות הסכמה של Bland–Altman באמצעות שיטות המתחשבות בתצפיות חוזרות עבור כל משתתף. השינוי הקטן ביותר הניתן לגילוי (smallest detectable change) מכמת את טעות המדידה ואין לפרשו כשינוי בעל חשיבות קלינית אלא אם סף קליני תואם נקבע באופן בלתי תלוי.

השוואות בינמיקה (Benchmark) צריכות להיות תואמות לאות הספציפי הנבחן. ניתן להשוות פלטים של מורפולוגיה ותבניות זרימה אל מול ניתוחי HVM שנבחנו על ידי מומחים או הערות הסכמה (consensus annotations). הערכות מהירות דורשות פנטומים של זרימה, שיטות ייחוס דופלר מבוקרות, או מעקב מבוסס תמונה ומכויל. מדידות חמצון דורשות פרוטוקול מתאים של חמצון רקמות עם הפרעה פיזיולוגית מבוקרת. מדידות גז ברקמות, ככל שבוצעו, דורשות ייחוס מתאים של מתח גז. יש להעריך בנוסף את מודולי העברת הנתונים והדיווח עבור שלמות חותמות הזמן, בקרת גישה, אובדן נתונים, יכולת ביקורת (auditability) ותאימות (interoperability). השוואות הבינמיקה המוצעות ושיקולי הפרשנות מסוכמים ב-טבלה 2.

המודול המוצע על ידי המחבר ותפקודו העיקריעקרון נוכחי או הגבלהשיקולי תכנוןתוצרי פלט מועמדים לדיווחבדיקות איכות ובטיחותנקודות קצה של תיקוף וחזרתיותמדד השוואה תואם-תחום ואזהרת פרשנות
דימוי כלי דם שCCחייים (מורפולוגיה וצפיפות)מיקרוסקופיה חיונית נישאת (HVM) מאפשרת הדמיה ישירה של מיקרו-כלי דם מלאים בתאי דם אדומים, אך היא רגישה ללחץ הגשושית, לתנועה, לרוק, לבועות, למיקוד ולהארה. דימוי השתקפות בבבאי-אינפרא-אדום מבוסס מצלמה נותר גישה מועמדת לבחינת כלי דם שטחיים.תאורה מבוקרת, שדה ראייה הניתן לשחזור, תמיכה במיקום, סינון איכות מפורש, ורישום מרחבי רק כאשר מתוכנן מיזוג רב-מודי (multimodal fusion).צפיפות כלי דם נראים; צפיפות כלי דם מבושרי דם רק כאשר הזרימה מומחשת באופן ישיר; התפלגות רוחב כלי דם; רציפות מקטעים; הטרוגניות מרחבית.מיקוד, תאורה, תנועה, דחיסה, עומס הפרשה, פרופורציית נתונים מקובלת, ומקטעים חסרים או מקטעים שלא ניתן לבצע להם רישום מרחבי משותף.רזולוציה אופטית; יציבות תאורה; הדירות שדה ראייה; שגיאת רישום כאשר מתוכננת היתוך רב-מודאלי; התאמה ל-HVM שנבדק על ידי מומחים; עמידות לארטפקטים; ושיעור כשלוני רכישה.הערה של מומחה בשיטת HVM או הערה מconsensus. אין להשליך על הדמיית השתקפות באינפרא-אדום קרוב קשרים שנקבעו באמצעות HVM ללא תיקוף עצמאי של המבנה (construct) והקריטריון.
חישוש אזורי המבוסס על דופלר (זרימה ומהירות)בדיקת דופלר אזורית היא קלט פוטנציאלי הקשור למהירות, ולא מדידה מבוססת של המיקרו-סירקולציה התת-לשונית, והיא מושפעת מזווית האינסונציה, מעומק הדגימה, מהצימוד האקוסטי וממתנועה.גיאומטריה סטנדרטית של המתמר, מטא-נתונים של זווית ועומק, רכישה מסונכרנת ומשוב נראה על איכות האות.מדד תחליפי אזורי הקשור למהירות; משתנים הקשורים לפולסטיליות; שונות זמנית.תקינות זווית ועומק, יחס אות לרעש, איכות צימוד, דגל תנועה, שלמות ספקטרלית ושגיאת סנכרון.ליניאריות של פנטום-זרימה; רגישות לזווית; יציבות עומק הדגימה; התאמה למראי מהירות מבוססי תמונה מכויילים או לדופלר מבוקר; ביצועי סנכרון; ושיעור כשלים ברכישת נתונים.פנטום זרימה מכויל, שיטת דופלר ייחוס, או שיטה המבוססת על תמונה מכויילת למדידת מהירות. יש לפרש אותות דופלר אזוריים כאזוריים ותלויים בעומק, ולא כמדדים ישירים של מהירות תאי דם אדומים בנימים.
מודול חמצון מכויל רשות (חמצון)ספקטרוסקופיה בבליעת אינפרא-אדום קרוב (NIRS) מספקת אותות הקשורים לחמצון הממוצעים לנפח, אך היא מושפעת מעומק הדגימה, מתכונות אופטיות של הרקמה, מלחץ הגשש, מאור סביבתי ומכיול המכשיר. מיקרו-כלי דם בודדים אינם ניתנים להבחנה.מודול רב-ספקטרלי או NIRS מכויל ואופציונלי, המוחזק בנפרד באופן אנליטי מדימות רפלקטנס מבוססת מצלמה.ערך הקשור לחמצון רקמות; שיפוע התאוששות או שטח התאוששות במהלך הפרעה פיזיולוגית מבוקרת; מגמה בתוך המטופל.צימוד אופטי, בקרת אור סביבתי, דגל לחץ, סטטוס כיול, סחף אות וסבירות פיזיולוגית.כיול באמצעות פנטום אופטי; הפרעה פיזיולוגית מבוקרת; התאמה לשיטת ייחוס מתאימה של חמצון רקמות; זמן תגובה; סחיפת אות; ויציבות כיול.הסתמכו על פרוטוקול חמצון רקמה (tissue-oxygenation) או על הפרעה פיזיולוגית מקובלת. מדידות חמצון הן משלימות ואין לפרשן כמדידות ישירות של מורפולוגיה נימיים או זרימה של תאי דם.
ייצוב ורכישה של ממשק רירי (איכות נתונים ובטיחות)מגע של גשש ביד חופשית, בחירת אתרים משתנה, הפרשות פה ולחץ לא מבוקר עלולים לגרום לדחיסת רקמות, תנועה, זיהום וארטיפקטים של חזוריות.בקרת הפרשות, ממשק מגע לאטראומטי, תמיכה במיקום ובלחץ, בחירת מיקום מודרכת אנטומית, הנחיות להשבה (reacquisition), ומחסומי הגנה חד-פעמיים שעברו תיקוף או נהלי ניקיון וחיטוי שעברו תיקוף.פרופורציית נתונים מקובלת; משך רכישה; סיבה לכישלון הרכישה; מדד לחץ מגע; עומס הפרשה; מזהה אתר.אישור לחץ ואתר, הערכת פגיעה ברירית, סטטוס גישה פומית, שלמות המחסום וסטטוס בקרת זיהום.תנובת נתונים שמישים; זמן עד לרכישה קבילה; נוחות המשתמש; אירועים לוואיים ברירית; תיקוף ניקיון או חיטוי; בדיקת זיהום צולב; הדירות של רכישה חוזרת מאותו אתר; והערכת עקומת למידה.פרוטוקול רכישה סטנדרטי של HVM או תקן רכישה אחר שנקבע מראש. יש להוכיח שיפורים באיכות הרכישה ובבטיחות, ולא להניח אותם.
אנליזה מובנית ובקרת איכות (עיבוד ואי-ודאות)ניתוח לא מקוון (offline) או ניתוח חצי-אוטומטי עלולים להתעכב ולהיות מושפעים מבחירה סובייקטיבית של קטעי וידאו, מבחירת האלגוריתם ומפסילה לא שקופה של נתונים.עיבוד על המכשיר או עיבוד קצה עם שערי איכות מפורשים, סיבות דחייה גלויות, אלגוריתמים מודולריים, תצוגת אי-ודאות, בקרת גרסאות ותיעוד הניתן לביקורת.מדידות פיזיולוגיות מאושרות מבחינת איכות; פракציות נתונים מקובלות ונדחית; מחוון אי-ודאות; סיבת דחייה; גרסת אלגוריתם.ספי quality מוגדרים מראש, דגל כשל, טיפול בנתונים חסרים, תיעוד דריסות (override logging), מעקב גרסאות, ודגל חריגה מההתפלגות (out-of-distribution flag) כאשר נעשה שימוש בבינה מלאכותית.הסכמה עם מומחה או עם רפרנס ספציפי לתחום; רגישות וסגוליות עבור נתונים שאינם קבילים בספי רגישות שנקבעו מראש; השהיית עיבוד; עמידות לארטיפקטים; ניתוח מצבי כשל; עקביות בניתוח חוזר; יציבות כיול; ויכולת השוואה בין גרסאות תוכנה.HVM שעבר ביקורת מומחים, מערכי נתונים עם תוויות (annotated datasets), או סטנדרטים של ייחוס אחרים הספציפיים לתחום. חישוב מהיר יותר כשלעצמו אינו מקים תוקף אנליטי או מוכנות קלינית.
דיווח, קישוריות (interoperability) ואבטחת סייבר (שילוב זרימת עבודה)ייצוא נתונים ידני ותיעוד מושהה עלולים להוביל לערכים מבודדים, למטא-נתונים חסרים, ליחידות מידה שאינן עקביות ולניתנות עקיבה מוגבלת.דיווח מובנה לצד המיטה עם מגמות בעלות חותמת זמן, מדדי איכות ואי-ודאות המלווים כל ערך, ייצוא נתונים סטנדרטי, גישה מבוקרת, הצפנה ונתיב ביקורת.ערך נוכחי; מדידת בסיס או מדידת ייחוס שנקבעה מראש; שינוי מוחלט ויחסי בתוך המטופל; זמן שחלף מאז המדידה הקודמת; דגל איכות; מחוון אי-ודאות; סיבה לכישלון ברכישת הנתונים; ייצוא נתונים מובנה.שלמות חותמות זמן, שלמות יחידות ומטא-נתונים, בדיקת אובדן נתונים, הצפנה, בקרת גישה, יכולת ביקורת ותיקוף ייצוא.שיהוי מקצה לקצה; דיוק ייצוא; תקינות נתונים; קישוריות (interoperability); בדיקות גורמים אנושיים; עקביות תצוגה בין מכשירים או אתרים; ובדיקות הבנת משתמש.דרישות למערכת מידע קלינית ולגורמי אנוש. הדיווח צריך לתמוך בהערכה מחדש ובתיעוד מובנים, ולא בהמלצות לטיפול אוטונומיות.
זרימת עבודה משולבת לצד המיטה (תועלת קלינית ובטיחות)רלוונטיות פיזיולוגית וקשר פרוגנוסטי אינם מבססים תועלת טיפולית, ותגובות להתערבויות של נוזלים או חומרים וזו-אקטיביים נותרות הטרוגניות.מסלול של אישור-חזרה-הערכה מחדש תחת פיקוח קליני, הכולל טריגרים שהוגדרו מראש למדידה חוזרת או להערכה מחדש, כללי הסלמה ועצירה, ותיעוד של ביטולי החלטות (overrides) על ידי הקלינאי.שלב מוקדם: השלמת מדידה חוזרת או הערכה מחדש, שינויים בטיפול, התערבויות שנקבעו מראש כבעייתיות פוטנציאליות, חריגות מפרוטוקול ואירועים חריגים הקשורים למכשיר. שלב מאוחר: תוצאים ממוקדי-מטופל.היצמדות לפרוטוקול, השלמת מדידות חוזרות, סיבות לביטול החלטות על ידי הקליניקאי, חריגות מהפרוטוקול, ניטור אירועים חריגים והשלמות נתונים.מחקרים פרוספקטיביים של היתכנות וגורמי אנוש, שבעקבותיהם, במידת הצורך, תבוא הערכה השוואתית המופעלת על ידי קבלת החלטה; נאמנות זרימת העבודה; השפעות של אימון; הדירות בין קבוצות חולים ותרחישי כשל; וקריטריונים מוגדרים מראש להתקדמות.טיפול רגיל 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 תת-לשונית לצד המיטה. הטבלה מסכמת את מודולי הניטור המוצעים על ידי המחברים, עקרונות מדידה נוכחיים או מגבלות, שיקולי תכנון, פלטים מדווחים פוטנציאליים, בדיקות איכות ובטיחות, נקודות קצה לתיקוף וחזרתיות, ושיטות ייחוס תואמות תחום עם הסתייגויות פרשניות. 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 מושגית ולא תוקפה קלינית. הערה. מסגרת זו המוצעת על ידי המחברים לא תוקפה קלינית. הפטנט המגולה מצוין אך ורק כדוגמה תכנונית להמחשה ואינו מהווה ראיה לתקפות אנליטית, בטיחות, היתכנות, מוכנות רגולטורית או יעילות קלינית. כל הפלטים הפוטנציאליים, הערכות האיכות והבטיחות, נקודות הקצה לתיקוף, יעדי החזרתיות וקריטריוני ההתקדמות דורשים הערכה אמפירית. ניתוחי מהימנות צריכים להגדיר מראש את יחידת הניתוח ולהביא בחשבון תצפיות מקוננות וחזרתיות. קיצורים: HVM, מיקרוסקופיה חיונית ניידת; 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, עיכוב בעיבוד, ביצועי סוללה, שלמות נתונים ובטיחות חשמלית ואקוסטית רלוונטית. השלב השני יעריך זמן רכישה, נוחות המשתמש, בקרת הפרשה, סיבות לכישלון ברכישה, וחזרתיות תוך-מפעיל ובין-מפעילים במחקרי סימולציה או בחקירות מבוקרות של מתנדבים. נתיב התיקוף המדורג מסוכם ב-איור 3.

figure-protocol-3
איור 3נתיב תיקוף מדורג המוצע על ידי המחברים לניטור מיקרוסירקולציה סובלינגוואלית לצד המיטה. מסלול תיקוף מושגי המתקדם מבדיקות מעבדה ובמדמיים (phantoms) ומבדיקות הדירות מבוקרות, לתיקוף אנליטי תואם-תחום, בדיקות היתכנות ושימושיות 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 מוגדלת של איור זה.

השלב השלישי יקבע אם כל פלט של מדידה תואם לשיטת ייחוס מתאימה ומגיב כמצופה במהלך שינויים פיזיולוגיים מבוקרים. בהקשר זה, הטיה (bias), גבולות הסכמה (limits of agreement), הטרוסקדסטיות (heteroscedasticity), הדירות (repeatability) ושיעורי כשל הם אינפורמטיביים יותר מאשר קורלציה לבדה. ראיות שהושגו באמצעות HVM לא צריכות להיות מועברות באופן אוטומטי לדימוי במצלמה בניתב אינפרא-אדום קרוב, NIRS, או לאותות המופקים באמצעות דופלר.

השלב הרביעי יעריך את ההיתכנות ביחידה לטיפול נמרץ (ICU), כולל ביצועים במהלך הנשמה מלאכותית, בצקת, הלם, גישה פומית מוגבלת, הפרשות מרובות ותנועת המטופל. יש לדווח על רכישות שנכשלו ועל אירועים חריגים ברירית במקום להחריגם מניתוחי הביצועים. השלב החמישי יעריך את התועלת הקלינית ואת הבטיחות. חקירות ראשוניות עשויות להתמקד בתוצאות תהליכיות, התערבויות שגויות ואירועים הקשורים למכשיר, לפני שניסויים רחבים יותר יעריכו תוצאים ממוקדי-מטופל. יש להגדיר קריטריונים למעבר בין שלבים לפני ניתוח הנתונים.

כאשר נעשה שימוש בבינה מלאכותית (AI) כדי לקבל או לדחות רכישות, להפיק משתנים, או לייצר פלטים המיועדים לקלינאים, 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 פלטי המערכת תורגמו לפעולות קליניות37.

יישומים קליניים פוטנציאליים
היישום הסביר ביותר בטווח הקצר הוא הערכה מחודשת ממוקדת כאשר משתנים המודינמיים סיסטמיים ופרפוזיה של רקמות נראים כבלתי תואמים. בשוק ספטי, מדידות תת-לשוניות חוזרות עשויות לסייע באפיון הפרעות פרפוזיה מתמשכות לאחר השבת לחץ הדם. עם זאת, התגובה לנוזלים נותרת הטרוגנית, ולא ניתן 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.

במצבי טראומה או הלם המורגי, נבדקה הערכה ישירה של המיקרוסירקולציה כתוספת למדדי קצה קונבנציונליים של החייאה סיסטמית21,38. מחקרים אלו אינם קובעים ספי שהוכחו כנכונים לטיפול. באופן דומה, בטיפול נמרץ פרי-אופרטיבי ומסביב לניתוח לב, שימשו מדידות חוזרות של IDF לאפיון שינויים במיקרוסירקולציה התת-לשונית במהלך ההחלמה לאחר ניתוח לב26. נכון לעת זו, יש להתייחס ליישום זה כאל מחקרי גישוש ולא כבסיס מבוסס לקבלת החלטות קליניות.

בכל ההקשרים הקליניים, יש לפרש חריגה מתמשכת במידה רבה כסימן לבצע הערכה מחודשת הן של המטופל והן של המדידה, ולא כאינדיקציה עצמאית להתערבות. גישה זו משמרת את השיקול הקליני ומפחיתה את הסיכון לפרשנות יתר של אות שסביר מבחינה טכנית, לפני שהשגיאה במדידה והמשמעות הקלינית שלו הובנו במלואן.

אתגרים וכיוונים עתידיים
תנאים הנפגשים ביחידה לטיפול נמרץ (ICU) הם הרבה פחות מבוקרים מאלו בניסויי מעבדה או במחקרי מתנדבים. הפרשות, גישה מוגבלת לפה, בצקת, תנועת המטופל ולחץ מגע משתנה עשויים לפגוע באיכות האות. שילוב של דימיון אופטי, צימוד אולטרסאונד, ניקוי ריריות ומיקום יציב בתוך גשש פה קומפקטי הוא מאתגר במיוחד, שכן לרכיבים אלה דרישות פיזיות שונות והם עלולים להפריע זה לזה. כתוצאה מכך, שיעורי הכשל וסיבות לכישלון ברכישת הנתונים חשובים באותה מידה כביצועים הממוצעים במדידות מוצלחים.

מוכנות המכשיר כוללת גם בטיחות וממשל מידע. מחקרי היתכנות צריכים להעריך תאימות ביולוגית של ריריות, פגיעות מלחץ, חסמי ניקיון או שימוש חד-פעמי, זיהום צולב, חשיפה חשמלית ואקוסטית, ותאימות לנהלי בקרת זיהומים ביחידות לטיפול נמרץ (ICU). פונקציות תקשורת אלחוטית ודיווח דורשות בנוסף הערכה של הצפנה, בקרת גישה, תקינות חותמות זמן, נתיבי ביקורת, עמידות לאובדן נתונים ושילוב מאובטח עם מערכות מידע קליניות.

פיתוח עתידי יכול להתקדם על פי שלוש סדרי עדיפויות מעשיים. ראשית, לשמור רק פלטים בעלי משמעות פיזיולוגית ברורה וחזרתיות מקובלת. שנית, להציג את סיבות הדחייה ואת אי-הוודאות של המדידה לצד כל תוצאה מדווחת. שלישית, לשלב מודולים בודדים רק לאחר שכל אחד מהם הוכיח היתכנות עצמאית. הערכות פוטופלתיסמוגרפיות מבוססות מצלמה תלויות בתנאי התאורה ובסינון האות31,39, בעוד שהערכות מהירות נגזרות דופלר תלויות מאוד בגיאומטריית הדגימה ובזווית האינסונציה29,40. מגבלות אלו צריכות להישאר מפורשות גם לאחר שילוב המערכת.

תחככום טכני לבדו לא יבטיח תועלת קלינית. מערכת ניטור עלולה עדיין להיכשל אם היא אינה נוחה, איטית, קשה למיקום או מאתגרת לפירוש. לעומת זאת, סט מוגבל של מדידות שעברו תיקוף קפדני עשוי לספק ערך קליני משמעותי כאשר הרכישה מהירה, הכשל מזוהה בבירור, החזרתיות מאופיינת היטב והתוצאות משולבות בתהליך הערכה חוזרת מובנה.

מגבלות סקירה זו
סקירה זו התבססה על חיפושי ספרות ממוקדים, כולל עדכון ממוקד לפני הגשת כתב היד הסופי, ולא על פרוטוקול של סקירה שיטתית, ולכן ייתכן שלא זוהו כל המחקרים הרלוונטיים. מכיוון שלא בוצעו הערכה פורמלית של סיכון להטיה וסינתזה כמותית, הסקירה אינה יכולה להשוות בין שיטות מדידה על בסיס דיוק אבחנתי מרוכז או השפעת טיפול. זרימת העבודה המושגית משלבת פטנט אחד שפורסם לציבור כדוגמה ממיינת לאינטגרציה של מערכות; עם זאת, לא מוצגות ראיות מקוריות לביצועים, שמישות, בטיחות, מוכנות רגולטורית או תועלת קלינית עבור ארכיטקטורה זו. מספר נקודות סיום וקריטריונים להתקדמות המוצעים מהווים המלצות שנוסחו על ידי המחברים ודורשים תיקוף אמפירי. בהתאם לכך, יש לפרש סקירה זו כסינתזה מובנית של גישות מדידה נוכחיות וסדרי עדיפויות לתיקוף, ולא כראיה לכך שמערכת ניטור משולבת היא יעילה מבחינה קלינית.

מסקנות

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

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

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

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

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

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

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Lundy DJ, Trzeciak S. Microcirculatory dysfunction in sepsis. Crit Care Nurs Clin North Am. 2011;23:67-77.
  2. 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.
  3. González R, Urbano J, López-Herce J. Resuscitating the macro- vs. microcirculation in septic shock. Curr Opin Pediatr. 2024;36:274-281.
  4. Ince C. Hemodynamic coherence and the rationale for monitoring the microcirculation. Crit Care. 2015;19(Suppl 3):S8.
  5. De Backer D, et al. How to evaluate the microcirculation: report of a round table conference. Crit Care. 2007;11:R101.
  6. 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.
  7. Dilken O, Ergin B, Ince C. Assessment of sublingual microcirculation in critically ill patients: consensus and debate. Ann Transl Med. 2020;8:793.
  8. Massey MJ, Shapiro NI. A guide to human in vivo microcirculatory flow image analysis. Crit Care. 2016;20:35.
  9. 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.
  10. 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.
  11. 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.
  12. 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.
  13. 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.
  14. Bruno RR, et al. Direct assessment of microcirculation in shock: a randomized controlled multicenter study. Intensive Care Med. 2023;49:645-655.
  15. Cusack R, O'Neill S, Martin-Loeches I. Effects of fluids on the sublingual microcirculation in sepsis. J Clin Med. 2022;11:7277.
  16. Dubin A. Effects of fluids on sublingual microcirculation: a point-of-view review. Ann Intensive Care. 2025;15:178.
  17. Damiani E, et al. Microcirculation-guided resuscitation in sepsis: the next frontier? Front Med (Lausanne). 2023;10:1212321.
  18. Güven G, et al. Morphologic mapping of the sublingual microcirculation in healthy volunteers. J Vasc Res. 2022;59:199-208.
  19. 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.
  20. Wadowski PP, et al. Sublingual functional capillary rarefaction in chronic heart failure. Eur J Clin Invest. 2018;48:e12869.
  21. 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.
  22. Hessler M, et al. Monitoring of conjunctival microcirculation reflects sublingual microcirculation in ovine septic and hemorrhagic shock. Shock. 2019;51:479-486.
  23. 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.
  24. Groner W, et al. Orthogonal polarization spectral imaging: a new method for study of the microcirculation. Nat Med. 1999;5:1209-1212.
  25. 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.
  26. 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.
  27. Marin T, Moore J. Understanding near-infrared spectroscopy: an update. Crit Care Nurs Clin North Am. 2024;36:41-50.
  28. 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.
  29. Do Amaral Tafner PF, et al. Recent advances in bedside microcirculation assessment in critically ill patients. Rev Bras Ter Intensiva. 2017;29:238-247.
  30. Heeman W, Steenbergen W, van Dam GM, Boerma EC. Clinical applications of laser speckle contrast imaging: a review. J Biomed Opt. 2019;24:080901.
  31. 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.
  32. Mari A, et al. Transcutaneous PCO₂ monitoring in critically ill patients: update and perspectives. J Thorac Dis. 2019;11(Suppl 11):S1558-S1567.
  33. 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.
  34. 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.
  35. 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.
  36. 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.
  37. 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.
  38. Lee YLL, et al. Evaluation of microvascular perfusion and resuscitation after severe injury. Am Surg. 2015;81:1272-1278.
  39. Verkruysse W, Svaasand LO, Nelson JS. Remote plethysmographic imaging using ambient light. Opt Express. 2008;16:21434-21445.
  40. Saad AA, Loupas T, Shapiro LG. Computer vision approach for ultrasound Doppler angle estimation. J Digit Imaging. 2009;22:681-688.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

MedicinemicrocirculationSublingual RegionMultimodal TechniquesNear Infrared SpectroscopyDoppler UltrasonographyArtificial Intelligence

מאמרים קשורים