Method Article

Diffuse reflectie spectroscopie: Krijgen de Capillary Refill Test onder iemands duim

DOI:

10.3791/56737

⸱

December 2nd, 2017

 ,  ,  , 
1Department of Emergency Medicine, Local Health Care Services in Central Östergötland, Region Östergötland, 2Division of Drug Research, Department of Medical and Health Sciences, Faculty of Health Sciences, Linköping University, 3Division of Neuro and Inflammation Science, Department of Clinical and Experimental Medicine, Linköping University, 4Division of Cell Biology, Department of Clinical and Experimental Medicine, Faculty of Health Sciences, Linköping University, 5Department of Dermatology and Venerology, Heart and Medicine Center, Region Östergötland

In This Article

Summary

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

Dit protocol wordt beschreven hoe het gebruik van diffuse polarisatie spectroscopie de klinische bruikbaarheid van de capillary refill test kunt verbeteren. Wij stellen voor een meer gedetailleerde analyse van het verloop van de capillary refill bij gezonde vrijwilligers met behulp van diffuse reflectie spectroscopie video's en nieuwe informatic eindpunten.

Abstract

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

De capillary refill test werd geïntroduceerd in 1947 om te kunnen inschatten van de status van de bloedsomloop bij ernstig zieke patiënten. Richtsnoeren staat vaak dat bijvullen moet plaatsvinden binnen 2 s na het loslaten van 5 s van stevige druk (bijvoorbeelddoor de vinger van de arts) in de normale gezonde liggende patiënt. Een langzamer tijd bijvullen geeft slechte huid perfusie, die kan worden veroorzaakt door omstandigheden waaronder sepsis, bloedverlies, hypoperfusie en onderkoeling. Sinds de invoering ervan, is de klinische bruikbaarheid van de test gedebatteerd. Voorstanders wijzen op zijn haalbaarheid en eenvoud en beweren dat het wijzigingen in vasculaire status eerder dan veranderingen in de vitale functies zoals hartslag kunt aangeven. Critici, aan de andere kant, benadrukken dat het gebrek aan standaardisatie in hoe de test wordt uitgevoerd en het zeer subjectieve karakter van de beoordeling van het blote oog, evenals de test de gevoeligheid voor omgevingsfactoren, de klinische waarde aanzienlijk verlaagt. Het doel van het huidige werk is om te beschrijven in detail de cursus van het evenement bijvullen en voor te stellen van potentieel meer objectieve en exacte eindpunt waarden voor het capillair vullen test met behulp van diffuse polarisatie spectroscopie.

Introduction

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

Beoordeling en triage van de ernstig zieke patiënten centra op de klassieke vital signs bloeddruk (BP), hartslag (HR), respiratoire tarief (RR), zuurstof saturatie en lichaam temperatuur1. Wijzigingen in deze parameters weergegeven relatief laat in de loop van de verslechtering van de bloedsomloop. Bijvoorbeeld, in bloeding, zal een afname van de BP niet optreden tot bloedverlies matige tot ernstige2 wordt, en ook de verhoging van de HR kan een ongevoelig en aspecifieke marker3.

De capillary refill (CR test) kan bieden een eerdere indicatie van beginnende bloedsomloop ineenstorting, zoals de tijd van het bijvullen wordt verondersteld te wijzigen voordat de vitale functies, alsmede de klinische verschijning van gevlekt, koude en klamme huid1,4 , 5. de capillary refill test wordt meestal uitgevoerd door toepassing en laat dan los van een stevige blancheren druk op de huid met timing (in seconden) van de terugkeer van bloed naar de geblancheerde gebied. Volgens richtlijnen plaatsvinden refill binnen 2 seconden na release van 5 seconden van stevige druk (bijvoorbeelddoor de vinger van de arts) in de normale gezonde liggende patiënt6. De reden voor de test is dat een langzamer tijd bijvullen op slechte huid perfusie, mogelijk veroorzaakt door een van een aantal kritieke gebeurtenissen zoals sepsis, bloedverlies, acuut hartfalen of onderkoeling wijzen.

Op dit moment is er geen consensus over een methode van de stand van de techniek voor het uitvoeren van de CR test6,7,8,9,10. Omstreden kwesties omvatten gebrek aan standaardisatie van de werkelijke blancheer manoeuvre en de afhankelijkheid van subjectieve (d.w.z., blote oog) evaluaties van de navulling eindpunt7,9,11. Bovendien zijn er aanwijzingen dat gender invloed CR tijd12,13. De temperatuur, omgevings- en huid, is bekend bij de capillary refill tijd, maar in hoeverre is niet duidelijk. Tot slot, het gebruik van de meting van de verschillende sites, perifere of centraal, is waarschijnlijk een verdere oorzaak van variabiliteit in resultaten met weinig studies in dit gebied14,15.

In het huidige werk gebruikten we een optische bioengineering systeem om vast te leggen van de loop van de terugkeer van bloed en de daaropvolgende hyperemic reactie gezien tijdens de CR-test. Het systeem maakt gebruik van diffuse polarisatie spectroscopie te kwantificeren en te beschrijven, in meer detail dan mogelijk met het blote oog, de tijd en het verloop van de capillary refill. Het systeem bestaat uit een standaard digitale camera, uitgerust met een externe lichte ring met 92 witte LED's, en speciaal ontwikkelde software. De lens en de twee polarisatie filters, aangesloten orthogonaal tegenover de LEDs, blokkeren licht dat direct uit de oppervlakte van de huid waardoor enige licht dat in het weefsel blijkt te bereiken van de camera is geworden depolarized. Dit genereert een "sub-epidermale" beeld van het weefsel tot een diepte van ongeveer 0,5 mm. De afbeelding is onderverdeeld in de vliegtuigen van de kleur en de rode en groene inhoud voor elke pixel wordt berekend, het genereren van een waarde die correspondeert met de concentratie van de weefsel van rode bloedcellen16. In video-modus, de temporele resolutie van het systeem is 0,02 s.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

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

De hier beschreven studie volgde de lokale ethische richtsnoeren en werd goedgekeurd door de board van de regionale ethische evaluatie in Linköping (vergunning nummer 2015/99-31).

1. geïnformeerde toestemming en Screening

  1. Geïnformeerde toestemming verkrijgen van het onderwerp.
  2. Scherm volgens de criteria van de opnemen/uitsluiten.
    Opmerking: Inclusie criteria waren: (i) gezonde, volwassen > 18 jaar oud, (ii) staat bij het begrijpen van schriftelijke en mondelinge informatie, en (iii) biedt mondelinge en schriftelijke toestemming. Uitsluitingscriteria zijn: (i) niet in staat of niet bereid om geïnformeerde toestemming, (ii) de lopende huidaandoeningen, (iii) hart-en vaatziekten, (iv) medicatie die met vasculaire functie interfereren kan. Orale anticonceptiva zijn toegestaan. Als het onderwerp maakt gebruik van orale anticonceptiva, dit moet worden vermeld op de certificaathouder bestand protocol, (v) litteken vrije en niet-gekneusd huid van het voorhoofd, (vi) geen inname van cafeïne of tabak 2 uur vóór het begin van de test, en (vii) geen inspannende fysieke activiteit ten minste 2 uur pr IOR aan begin van de test.

2. acclimatisatie en apparatuur Setup

  1. Laat de proefpersoon acclimatiseren gedurende ten minste 20 min. in een liggende positie vóór het begin van de test.
    Opmerking: Corrigeer positionering van het onderwerp en apparatuur in aanvullende figuur 1 is afgebeeld.
  2. Instellen van de camera-opname van de tests van de capillary refill met behulp van de aangewezen software en de digitale camera (zie tabel van materialen).
    1. Sluit de USB-kabel aan op de camera en de computer en camera-instellingen te video-modus.
    2. Schakel de camera in en zorg ervoor dat het verbindt met de computer.
    3. Start de afstand bestuurde camerasoftware (Zie Tabel van materialen).
    4. Omgevingslicht uitschakelen en het computerscherm afkeren van het gebied van de meting.

3. data-acquisitie

  1. Klik op de "leven view" (Sic) knop en druk op "Start".
  2. Schakelen tussen 'video' en 'TiVi' modus door te klikken op de keuzerondjes (dit zal geen invloed op de opname, alleen de aanwijzingen op het scherm presentatie). Zorg ervoor dat een live video-stream van de certificaathouder voorhoofd zichtbaar op het display van de camera en op het computerscherm.
  3. Stel de camera tot een hoogte van ca. 15 cm direct boven de certificaathouder voorhoofd.
  4. Zorg ervoor dat de focus van de camera is ingesteld op "AF" (autofocus).
  5. Vraag het onderwerp te houden van zijn/haar hoofd nog steeds voor de duur van de proef en zich te onthouden van praten. Kennis van het onderwerp dat het OK is om te houden van zijn/haar ogen dicht tijdens de proef door te zeggen: "alstublieft, plaats je hoofd op dit kussen en houd je hoofd nog steeds voor de duur van de proef. Alsjeblieft, niet praten tijdens de 20 seconden die de test zal duren. Je kan je ogen gesloten voor de hele tijd als u het licht houden te helder ".
  6. Verplaats de camera tijdens de opname niet.
  7. In het venster "leven" vinden en klik op "HD record" om te beginnen een ononderbroken registratie voor 20 s. Merk op dat de duur van de opname (seconden), kan worden gezien op de camera display; de eerste 5 s van de opname is het verkrijgen van de concentratie van de normale capillaire bloed van het voorhoofd.
  8. Aan het eind van de 5 s van basislijn opnemen, een firma die druk aan het gebied van de meting blancheren voor 5 s. Gebruik de wijsvinger met een kunststof theelepel tussen de vinger en het voorhoofd voor druk egalisatie en temperatuur isolatie van toepassing.
  9. Laat de druk en snel trekken van de onderzoeker vinger en kunststof theelepel uit het gebied van de meting.
  10. Doorgaan met opnemen voor nog eens 10 s te vangen van de latere hyperemic reactie.
  11. Stop de opname door te klikken op 'Stop' in het venster "leven".
  12. Zodra de opname is gestopt, wordt een venster geopend voor het opslaan en het noemen van het dossier (in .mov formaat); Kies een map en de naam voor de video. Koppel de camera niet van de computer, terwijl de video wordt gedownload naar de aangewezen map op de computer.

4. de gegevensanalyse

  1. Gaat u verder met het uitvoeren van afbeelding analyse en curve constructie met een toegewijde analysesoftware (Zie Tabel van materialen).
  2. Start de analysesoftware door te dubbelklikken op het pictogram Bureaublad.
  3. Zodra de software is gestart, op het belangrijkste scherm, selecteer "Film pagina."
  4. In het "film" paginavenster, klikt u op "Load film." Wachten op de software om te uploaden en analyseren van de film. Dit kan duren tot een paar minuten, afhankelijk van de grootte van het videobestand.
  5. Zodra de upload en analyse van de film is voltooid, klikt u op 'Opslaan als afbeeldingen' en wacht op de software voor het analyseren van de video.
    Opmerking: Dit zal automatisch een nieuwe map maken op de computer met het videofragment onderverdeeld in individuele jpeg-afbeeldingen.
  6. Zodra de opsplitsing van de video in afzonderlijke jpeg-afbeeldingen wordt gebeëindigd, zoeken en selecteert u "Gewas beelden pagina" in het belangrijkste scherm.
  7. "Bijsnijden afbeeldingen op de pagina" Klik op "Eerste foto" en navigeer naar de map waarin de jpeg-foto's van de video en selecteer de eerste foto te analyseren; de software zal automatisch selecteren voor de volgende foto's van die partij.
  8. Klik op het menu 'Bewerken' en kies tussen ronde of rechthoekige markeringen voor de regio van belang.
  9. In het venster "Foto's selecteren", de "Werkelijke foto" vak en typ de naam van de eerste foto in de partij waar de onderzoeker de vinger volledig uit het gebied van de meting teruggetrokken wordt te zoeken. Om te zoeken naar deze foto, kijken door de map met de afzonderlijke foto's van de video.
  10. Selecteer een regio van belang door te klikken en de linkermuisknop ingedrukt te houden en een cirkel of rechthoek tekenen in het foto-venster dat is binnen de grenzen van het geblancheerde gebied. Het geselecteerde gebied van belang wordt automatisch toegepast op alle foto's van de partij.
  11. Klik op het menu "File" en kies "Opslaan ROI" om op te slaan de locatie van de geselecteerde regio van belang voor toekomstige verwijzing.
  12. Klik op de knop "Curve tracker" en wacht tot de software voor het analyseren van de regio van belang.
  13. Zodra de curve tracker venster opent, wordt de wijziging in de rode bloedcel concentratie voor de geselecteerde regio van belang voor de duur van de proef als een curve weergegeven. De aanwijzingen op het scherm presentatie kan worden gewijzigd door te klikken op de verschillende radio-knoppen. Dit geldt niet voor de onbewerkte gegevens.
  14. Klik op "Gegevens exporteren" en sla het transcript van de ruwe gegevens voor verdere analyse.
  15. In de tekst van de ruwe gegevens, ga naar de kolom met de naam "Gemiddelde intensiteit TiVi waarden." Drie nieuwe kolommen naast deze kolom voor "beeldnummer," genereren "totale time", en "capillary refill time" vanaf 1 s, 0 s, en 0 s en met een incrementele van 1 s, 0,02 s en 0,02 s, respectievelijk.
    Opmerking: "Capillaire vulling time" correleert met de tijd van de latere reactie op de release van de blancheer druk en begint bij de gemiddelde waarde die vertegenwoordigt de eerste foto waar de onderzoeker de vinger volledig uit het gebied van de meting teruggetrokken wordt.
  16. Verwijder de waarden tussen de basislijn en de capillary refill tijd, omdat deze enige geluid gegenereerd door de onderzoeker de wijsvinger en kunststof theelepel tijdens het blancheerwater manoeuvre bevatten.
  17. Een gemiddelde waarde berekenen voor de nulmeting (eerste 5 s van de opname).
  18. Vindt u de eerste waarde die gelijk is aan of overtreft de berekende gemiddelde basislijn waarde en de nota van de tijd in de kolom "Capillair vullen tijd". Dit tijdstip staat voor de "tijd om terug te keren tot basislijn 1."
  19. Vind de hoogste gemiddelde intensiteitswaarde van de waarden die zijn gegenereerd na druk release en Let op de punt van de tijd in de kolom "Capillaire vulling tijd". Dit tijdstip vertegenwoordigt de "Time to peak."
  20. Vind de tweede waarde is kleiner dan of gelijk aan de berekende gemiddelde waarde voor de nulmeting en de nota het tijdstip in de kolom "Capillaire vulling tijd". Dit tijdstip staat voor de "tijd om terug te keren tot basislijn 2."

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

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

Filmen van de loop van de capillaire navullen genereert grote hoeveelheden gegevens niet kan worden verkregen door de beoordeling van het blote oog. We suggereren hier nieuwe eindpunten om de bruikbaarheid van de CR-test als een vroege indicator van een achteruitgang van bloedsomloop toestand verder te verbeteren. We noemen deze eindpunten: "Basislijn", "Bloed Zero" (of "BZ"), "tijd om terug te keren naar basislijn 1" (of "tRtB1"), "Tijd-tot-piek" of "Tpk." De waarde "Baseline" wordt afge...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

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

Om de beste resultaten met het systeem, moet de variabiliteit veroorzaakt door milieufactoren worden gecontroleerd. Alle omgevingslicht moet worden uitgeschakeld. De camera moet worden geplaatst in de verticale uitlijning met de meting gebied. Met het oog op een constante meting gebied, moeten de onderwerpen niet bewegen of praten tijdens de meting. Om dezelfde reden, is de camera bij voorkeur gemonteerd op een stand om te vermijden verkeer en aan het handhaven van een constante afstand tot het gebied van de meting. Proe...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

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

Geen financiële steun van WheelsBridge AB was betrokken bij de uitvoering van de studie. De auteur JH is tewerkgesteld door de Östergötland County Council, maar heeft een royalty overeenkomst met WheelsBridge AB. De senior auteur CDA heeft een voltijdse academische functie, maar ook beperkte betrokkenheid in WheelsBridge AB.

Acknowledgements

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

Wij willen onze dankbaarheid voor het personeel van de Linköping van de Zweedse defensie Agentschap (FOI) en het centrum voor rampengeneeskunde en traumatologie (KMC) voor hun vriendelijke ondersteuning uit te breiden.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
TiVi701 CameraWheelsBridge ABTiVi701 Camera, version 1.5.1Software
TiVi700WheelsBridge ABTiVi700 Analysis, version 1.2.9Software
Canon EOS 700DCanon U.S.A., inc.Canon EOS 700DDigitale SLR-camera
Camera standManfrotto681BGemodificeerd camerastandaard om de digitale camera op positie te houden
Camera standDisa Denmark9020BGemodificeerd camerastandaard om de digitale camera op positie te houden

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Strehlow, M. C. Early identification of shock in critically ill patients. Emerg Med Clin North Am. 28 (1), 57-66 (2010).
  2. Advanced Life Support, G. Acute Medical Emergencies. , Wiley-Blackwell. 67-84 (2010).
  3. Brasel, K. J., Guse, C., Gentilello, L. M., Nirula, R. Heart rate: is it truly a vital sign? J Trauma. 62 (4), 812-817 (2007).
  4. De Backer, D., Ortiz, J. A., Salgado, D. Coupling microcirculation to systemic hemodynamics. Curr Opin Crit Care. 16 (3), 250-254 (2010).
  5. Mrgan, M., Rytter, D., Brabrand, M. Capillary refill time is a predictor of short-term mortality for adult patients admitted to a medical department: an observational cohort study. Emerg Med J. 31 (12), 954-958 (2014).
  6. Advanced Life Support, G. Acute Medical Emergencies. , Wiley-Blackwell. 55-65 (2010).
  7. Lewin, J., Maconochie, I. Capillary refill time in adults. Emerg Med J. 25 (6), 325-326 (2008).
  8. Lobos, A. T., Menon, K. A multidisciplinary survey on capillary refill time: Inconsistent performance and interpretation of a common clinical test. Pediatr Crit Care Med. 9 (4), 386-391 (2008).
  9. Otieno, H., et al. Are bedside features of shock reproducible between different observers? Arch Dis Child. 89 (10), 977-979 (2004).
  10. Raju, N. V., Maisels, M. J., Kring, E., Schwarz-Warner, L. Capillary refill time in the hands and feet of normal newborn infants. Clin Pediatr (Phila). 38 (3), 139-144 (1999).
  11. Klupp, N. L., Keenan, A. M. An evaluation of the reliability and validity of capillary refill time test. The Foot. 17, 15-20 (2007).
  12. Gorelick, M. H., Shaw, K. N., Baker, M. D. Effect of ambient temperature on capillary refill in healthy children. Pediatrics. 92 (5), 699-702 (1993).
  13. Schriger, D. L., Baraff, L. Defining normal capillary refill: variation with age, sex, and temperature. Ann Emerg Med. 17 (9), 932-935 (1988).
  14. Pandey, A., John, B. M. Capillary refill time. Is it time to fill the gaps? Med J Armed Forces India. 69 (1), 97-98 (2013).
  15. Strozik, K. S., Pieper, C. H., Roller, J. Capillary refilling time in newborn babies: normal values. Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed. 76 (3), F193-F196 (1997).
  16. Doherty, J., et al. Sub-epidermal imaging using polarized light spectroscopy for assessment of skin microcirculation. Skin Res Technol. 13 (4), 472-484 (2007).
  17. Noguchi, K., et al. Effect of caffeine contained in a cup of coffee on microvascular function in healthy subjects. J Pharmacol Sci. 127 (2), 217-222 (2015).
  18. Reus, W. F., Robson, M. C., Zachary, L., Heggers, J. P. Acute effects of tobacco smoking on blood flow in the cutaneous micro-circulation. Br J Plast Surg. 37 (2), 213-215 (1984).
  19. Lenasi, H., Strucl, M. Effect of regular physical training on cutaneous microvascular reactivity. Med Sci Sports Exerc. 36 (4), 606-612 (2004).
  20. Anderson, B., Kelly, A. M., Kerr, D., Clooney, M., Jolley, D. Impact of patient and environmental factors on capillary refill time in adults. Am J Emerg Med. 26 (1), 62-65 (2008).
  21. John, R. T., Henricson, J., Nilsson, G. E., Wilhelms, D., Anderson, C. D. Reflectance spectroscopy: to shed new light on the capillary refill test. J Biophotonics. , (2017).
  22. Blaxter, L. L. An automated quasi-continuous capillary refill timing device. Physiological measurement. 37, 83-99 (2016).
  23. Bordoley, A., Irwin, R., Kalyani, V., MacDonald, C., Standish, D. D1GIT: Automated, temperature-calibrated measurement of capillary refill time. , (2012).
  24. Kviesis-Kipge, E., Curkste, E., Spigulis, J., Eihvalde, L. Real-time analysis of skin capillary-refill processes using blue LED. Proc. of SPIE. 771523, (2010).
  25. Shavit, I., Brant, R., Nijssen-Jordan, C., Galbraith, R., Johnson, D. W. A novel imaging technique to measure capillary-refill time: improving diagnostic accuracy for dehydration in young children with gastroenteritis. Pediatrics. 118 (6), 2402-2408 (2006).
  26. Cohen, J., et al. Monitor to Measure Dermal Blood Flow in Critically Ill Patients: Study. International Scholarly Research Notices. 578316, e578316(2013).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Capillary Refill TestReflectance SpectroscopyCapillary Refill TimeDigital Video AnalysisObjective Circulatory AssessmentSkin Perfusion MeasurementRemote Camera SetupVideo Recording ProtocolRegion Of Interest SelectionData Export Analysis

Related Articles