Reviewartikel

Huidige methoden, kwaliteitscontrole en translationele perspectieven voor bedside sublinguale microcirculatiemonitoring bij kritiek zieke patiënten

DOI:

10.3791/71498

⸱

21 augustus 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

In dit artikel

Samenvatting

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

Deze review onderzoekt huidige methoden voor bedside sublinguale microcirculatiemonitoring, met nadruk op acquisitiekwaliteit, gestandaardiseerde rapportage, validatie en klinische translatie. Er wordt onderscheid gemaakt tussen vastgestelde bewijzen en door de auteurs voorgestelde concepten, en er worden praktische prioriteiten geschetst voor reproduceerbaarheid, veiligheid en toekomstige klinische evaluatie.

Samenvatting

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

Microcirculatoire afwijkingen kunnen aanhouden bij kritisch zieke patiënten nadat de bloeddruk, het hartminuutvolume en andere systemische hemodynamische streefwaarden zijn hersteld. Het sublinguale slijmvlies biedt een toegankelijke locatie voor herhaalde beoordelingen van de microcirculatie aan het bed, maar de routinematige klinische implementatie blijft beperkt door acquisitie-artefacten, operatorafhankelijkheid, de belasting van beeldanalyse, variabele meetkwaliteit en onzekere relaties met therapeutische besluitvorming. Deze narratieve review beoogt de huidige methoden voor sublinguale microcirculatiebewaking aan het bed te onderzoeken, hun sterke en zwakke punten te evalueren en praktische prioriteiten te identificeren voor vertaling naar de routinematige klinische praktijk. De review vat gevestigde en opkomende meetbenaderingen samen voor het beoordelen van vasculaire morfologie, vatendichtheid, bloedcelstroompatronen, regionale snelheidsgerelateerde signalen, weefseloxygenatie en datakwaliteit, waarbij wordt benadrukt dat deze complementaire metingen niet uitwisselbaar zijn en een strikte kwaliteitscontrole vereisen. Verder worden gestandaardiseerde overwegingen voor acquisitie en rapportage, prestatie-metrieken, reproduceerbaarheidstesten, analytische validatie en benchmarkvergelijkingen beschreven die geschikt zijn voor verschillende meetdomeinen. Ten slotte wordt een door de auteur voorgestelde modulaire workflow gepresenteerd om een gestructureerd kader te illustreren voor detectie, kwaliteitscontrole, gegevensverwerking en rapportage aan het bed. Dit conceptuele kader is bedoeld om toekomstige technische ontwikkeling en klinische validatie te begeleiden en vertegenwoordigt geen klinisch gevalideerd hulpmiddel, diagnostisch systeem of behandelalgoritme.

Inleiding

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

Shockreanimatie wordt gewoonlijk gestuurd door de bloeddruk, het hartminuutvolume, lactaat en andere systemische variabelen. Hoewel deze maatregelen onmisbaar zijn, geven ze niet altijd aan of het bloed de individuele capillaire bedden effectief bereikt. Bij sepsis kunnen endotheliale beschadiging, disruptie van de glycocalyx, veranderde interacties tussen bloedcellen en een ontregelde vasculaire controle de geperfuseerde capillaire dichtheid verminderen en een heterogene bloedstroom veroorzaken1,2. Wanneer de systemische hemodynamiek verbetert zonder een overeenkomstig herstel van de weefselperfusie, wordt deze dissociatie beschreven als hemodynamische incoherentie3,4.

Het sublinguale slijmvlies biedt een praktische en gemakkelijk toegankelijke locatie voor herhaalde beoordelingen van de microcirculatie aan het bed van de patiënt. Handheld vitale microscopie (HVM) heeft het grootste geheel aan bewijsmateriaal aan het bed opgeleverd bij kritisch zieke patiënten5,6. De routinematige klinische implementatie blijft echter uitdagend. Consensusverklaringen en methodologische reviews hebben speeksel, sonde-druk, luchtbellen, beweging en onstabiele verlichting geïdentificeerd als veelvoorkomende oorzaken van gebrekkige beeldacquisitie7. Daarnaast is beeldanalyse technisch veeleisend en vaak tijdrovend8. Formele score-systemen voor beeldkwaliteit en validatiestudies hebben verder aangetoond dat video's van lage kwaliteit de gerapporteerde microcirculatoire variabelen aanzienlijk kunnen beïnvloeden9,10.

Deze review onderzoekt de mogelijkheden en beperkingen van gevestigde en opkomende methoden voor bedside sublinguale microcirculatiemonitoren, identificeert waar het ondersteunende bewijs het sterkst is, en bespreekt de praktische vereisten voor een succesvolle klinische translatie. In plaats van een breed overzicht te geven van de microcirculatoire pathofysiologie of monitoringtechnologieën, richt de review zich op gestandaardiseerde HVM-afgeleide metingen, acquisitiekwaliteit, herkenning van foutmodi, minimale rapportagevereisten, verificatie op moduleniveau, domeinspecifieke analytische validatie en een gefaseerd traject naar klinische evaluatie. Gedurende de review wordt gevestigd bewijs duidelijk onderscheiden van door de auteurs voorgestelde ontwerpconcepten en validatieprioriteiten om te voorkomen dat wordt gesuggereerd dat het voorgestelde kader een klinisch gevalideerd monitoringsysteem vertegenwoordigt.

Review en perspectief

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

Literatuuronderzoek en reikwijdte
Het initiële gerichte onderzoek omvatte PubMed/MEDLINE, Embase en de Web of Science Core Collection vanaf de start van de databases tot en met 1 januari 2026. Op 22 juni 2026 is een gerichte update-zoekopdracht uitgevoerd om onlangs gepubliceerde studies te identificeren die direct relevant zijn voor sublinguale microcirculatiebewaking, gestandaardiseerde metrieken voor handheld vitale microscopie, acquisitiekwaliteit, potentiële sensorbenaderingen, geautomatiseerde analyse, validatie op moduleniveau en klinische translatie. Zoektermen combineerden sublinguale microcirculatie met orthogonal polarization spectral (OPS) imaging, sidestream dark field (SDF) imaging, incident dark field (IDF) imaging, nabij-infraroodspectroscopie (NIRS), laser- en Doppler-gebaseerde methoden, transcutane kooldioxidebewaking, geautomatiseerde beeldanalyse, kunstmatige intelligentie, sepsis, shock en kritieke ziekte. Ook referentielijsten van relevante reviews, consensusverklaringen en methodologische artikelen werden onderzocht.

Het zoekproces was ontworpen om een narratieve en translationele synthese te ondersteunen, in plaats van om een uitputtende schatting van het behandelingseffect of de diagnostische nauwkeurigheid te verschaffen. In aanmerking komende bronnen omvatten consensusverklaringen, methodologische en validatiestudies, klinische observationele en interventionele studies, en rapportagerichtlijnen die relevant zijn voor monitoringsystemen in een vroeg stadium. Dierstudies en niet-sublinguale studies werden alleen opgenomen wanneer zij de fysiologische plausibiliteit, technische beperkingen of domeinovereenkomstige benchmarks verduidelijkten. De review was beperkt tot Engelstalige publicaties. Met uitzondering van het openbaar gemaakte patent dat als illustratief ontwerpvoorbeeld werd gebruikt, werden niet-peer-reviewed bronnen niet gebruikt als bewijs voor meetprestaties of klinische effectiviteit. Er is geen systematisch onderzoek naar het patentlandschap uitgevoerd. Er is geen formele risicoanalyse op bias of kwantitatieve synthese uitgevoerd. Het door de auteur openbaar gemaakte patent dat hieronder wordt besproken, is niet beschouwd als bewijs voor analytische validiteit, veiligheid, haalbaarheid, regelgevende gereedheid of klinische effectiviteit.

Klinisch bewijs en beperkingen van systemische hemodynamiek
Het meeste klinische bewijs heeft betrekking op associaties in plaats van op behandelrichtlijnen. Bij septische shock zijn gecombineerde perifere en sublinguale perfusiematen bestudeerd voor prognostische beoordeling11. Een lagere dichtheid van geperfundeerde vaten is geassocieerd met orgaandysfunctie en mortaliteit12, en een abnormale sublinguale perfusie bij opname op de intensive care (IC) was onafhankelijk geassocieerd met 30-dagen mortaliteit bij patiënten van 80 jaar of ouder met shock13. Deze studies ondersteunen de klinische relevantie van de beoordeling van de sublinguale microcirculatie, maar tonen niet aan dat handelen op basis van een microcirculatiemeting de patiëntuitkomsten verbetert.

Het belangrijkste gerandomiseerde bewijs blijft terughoudend. In een multicentrische studie leidde de integratie van sublinguale microcirculatievariabelen in het behandelplan tot meer wijzigingen in de vloeistof- en vasoactieve therapie, maar verminderde het de 30-dagen mortaliteit niet14. Reviews over vloeistoftoediening rapporteren evenzo variabele responsen: verbetering is waarschijnlijker wanneer het hartminuutvolume toeneemt en de weefselperfusie is verslechterd, maar voordeel kan niet worden verondersteld voor elke patiënt of elke vloeistofstrategie15,16. Een bredere review van reanimatie gestuurd door microcirculatie kwam tot een soortgelijke conclusie, namelijk dat het klinisch nut van deze aanpak onbewezen blijft17.

Fysiologische plausibiliteit, prognostische associatie, meetvaliditeit, haalbaarheid aan het bed en klinisch nut vertegenwoordigen daarom verschillende vraagstukken. Een klinisch nuttig monitoringsysteem moet meer doen dan alleen een abnormaal signaal detecteren; het moet reproduceerbare metingen opleveren, aangeven wanneer gegevens onbetrouwbaar zijn en worden geïntegreerd in een vooraf gespecificeerd herbeoordelingsproces zonder aanleiding te geven tot ongepaste interventies.

Klinische waarde en beperkingen van de sublinguale locatie
Het sublinguale slijmvlies bevat een dicht oppervlakkig vasculair netwerk dat herhaaldelijk aan het bed kan worden beoordeeld. De vasculaire morfologie hiervan is in kaart gebracht bij gezonde vrijwilligers18, en anatomisch gestuurde locatiekeuze kan de consistentie tussen acquisities verbeteren19. Sublinguale capillaire rarefactie is ook beschreven bij chronisch hartfalen20. Gezamenlijk ondersteunen deze bevindingen het sublinguale slijmvlies als een haalbare observatielocatie, hoewel ze geen universele referentiebereiken vaststellen voor verschillende ziekten of apparaten.

Sublinguale metingen blijven regionaal in plaats van systemisch. Een studie naar hemorragische shock bij varkens toonde aan dat een sublinguaal tonometrisch signaal lokale microcirculatoire veranderingen volgde21, en een studie bij schapen identificeerde parallelle veranderingen in de conjunctivale en sublinguale microcirculatie onder geselecteerde septische en hemorragische condities22. Menselijke gegevens zijn minder consistent: de intestinale en sublinguale microcirculatie reageerden verschillend op een vloeistofchallenge na een operatie voor abdominale sepsis23. Sublinguale monitoring moet daarom worden geïnterpreteerd als het verstrekken van informatie uit een toegankelijk weefselbed, in plaats van als een universele surrogaat voor elk orgaan.

Gevestigde en kandidaat meetdomeinen
De methoden die in dit overzicht worden beschouwd, kunnen worden ingedeeld in vier kerncategorieën voor metingen: vasculaire morfologie en dichtheid, bloedcelstroom of regionale snelheid, weefseloxygenatie en datakwaliteit. De rijpheid van het beschikbare bewijs verschilt aanzienlijk. HVM heeft specifieke standaarden voor sublinguale beeldacquisitie en -analyse5,6, terwijl verschillende andere modaliteiten zijn opgenomen als complementaire, indirecte, opkomende of kandidaatbenaderingen. Metingen van weefselgas worden bij voorkeur afzonderlijk beschouwd als optionele contextuele informatie, omdat ze sublinguale vaten of capillaire stroom niet direct visualiseren. Geen enkele methode bestrijkt alle meetdomeinen, en resultaten die zijn afgeleid van verschillende fysische principes mogen niet als uitwisselbaar worden beschouwd.

HVM biedt de meest directe visualisatie van rode bloedcellen die door oppervlakkige sublinguale vaten bewegen. OPS-beeldvorming maakte als eerste gepolariseerde-lichtvisualisatie van de microcirculatie aan het bed mogelijk24. SDF-beeldvorming verbeterde vervolgens het beeldcontrast door het gebruik van een ring van gepulste lichtemitterende diodes25, en IDF-beeldvorming werd later geïntroduceerd als een handzame techniek voor postoperatieve studies en studies op de intensive care26. Deze methoden karakteriseren primair de vasculaire morfologie, de vatdichtheid en stroompatronen in plaats van de absolute volumetrische bloedstroom.

HVM is bijzonder gevoelig voor de kwaliteit van de acquisitie. Speeksel, bellen, weefselcompressie, beweging, onvoldoende focus en instabiele verlichting kunnen vaten maskeren of het schijnbare stroompatroon veranderen9,10. Bijgevolg is de kwaliteitsbeoordeling een integraal onderdeel van de meting zelf. Een klinisch interpreteerbaar rapport moet het aandeel van de voor analyse geaccepteerde gegevens aangeven, de redenen voor het verwerpen van beeldsegmenten, of er compressie- of bewegingsartefacten zijn gedetecteerd, en of er een acceptabele acquisitie is behaald.

Nabij-infrarode reflectantie-imaging en NIRS vertegenwoordigen verschillende benaderingen. In deze review verwijst nabij-infrarode reflectantie-imaging naar een potentiële cameragebaseerde techniek die bedoeld is om het contrast van oppervlakkige vaten te verbeteren. In tegenstelling hiermee leidt NIRS een volume-gemiddeld weefseloxygenatiesignaal af uit lichtabsorptie en verstrooiing en kan het individuele capillairen niet onderscheiden27. NIRS-metingen zijn afhankelijk van de bemonsteringsgeometrie, de weefselsamenstelling, het contact met de probe en apparaatspecifieke algoritmen; daarom zijn metingen verkregen met verschillende systemen niet noodzakelijkerwijs uitwisselbaar28. Omdat een groot deel van het beschikbare bewijs niet specifiek is voor de sublinguale ICU-setting, wordt NIRS beschouwd als een complementaire oxygenatiemodaliteit in plaats van een gevestigd alternatief voor HVM.

Laser-Doppler flowmetrie levert een lokaal perfusiegerelateerd signaal29, terwijl laser-speckle contrast imaging ruimtelijke perfusiekaarten genereert30. Hoewel deze technieken bredere toepassingen hebben bij de beoordeling van perfusie, zijn ze geen gevestigde alternatieven voor sublinguale HVM in de intensive care praktijk. Cameragebaseerde fotoplethysmografie van de ventrale tong is een veelbelovende maar nog verkennende benadering die verdere standaardisatie van de afgeleide kenmerken vereist31. Evenzo kan transcutane kooldioxide-monitoring aanvullende informatie verschaft over gasuitwisseling of perifere perfusie in geselecteerde ICU-omgevingen, maar het is noch een sublinguale beeldvormingstechniek, noch een directe maat voor microvasculaire morfologie of capillaire flow32.

De praktische implicatie is dat een dichtheidsmeting, een op Doppler gebaseerde snelheidschatting, een oxygenatiemeting en een transcutaan gassignaal verschillende fysiologische vragen beantwoorden. Hoewel het combineren van deze metingen voordelig kan zijn, moet elk signaal zijn eigen eenheden, beperkingen, kwaliteitsindicatoren en passende referentiemethode behouden. De meetcategorieën en representatieve technieken zijn samengevat in Tabel 1.

MeetcategorieRepresentatieve methoden en kandidaatbenaderingenBelangrijkste resultatenBelangrijkste sterke puntenBelangrijke beperkingen en artefactenVolwassenheid van bewijs en translationele rolRepresentatieve referenties
Morfologie en dichtheidHandheld vitale microscopie (HVM; orthogonal polarization spectral [OPS], sidestream dark field [SDF] en incident dark field [IDF] beeldvorming; gevestigde sublinguale onderzoeksmethode); cameragebaseerde nabij-infrarood reflectantiebeeldvorming (kandidaatmethode voor oppervlakkige vaten)HVM: totale vaten-densiteit (TVD), geperfundeerde vaten-densiteit (PVD), op vaatgrootte gestratificeerde densiteit, vaatbreedteverdeling, segmentcontinuïteit en ruimtelijke heterogeniteit. Kandidaat-reflectantiebeeldvorming: contrast van oppervlakkige vaten, segmentcontinuïteit en densiteit van zichtbare vaten.HVM visualiseert direct met rode bloedcellen gevulde microvaten en beschikt over de meest ontwikkelde standaarden voor sublinguale beeldacquisitie en -analyse. Camera-gebaseerde reflectie-imaging kan oppervlakkige vaatmapping en ingebedde beeldanalyse ondersteunen.HVM is gevoelig voor sondedruk, beweging, speeksel, bellen, focus en verlichting. Definities en gemeten waarden zijn afhankelijk van drempelwaarden voor vaatgrootte, de selectie van clips, software en analyseregels. Near-infrared reflectantie-imaging is niet gelijkwaardig aan HVM en kan capillaire rode bloedcelstroom mogelijk niet resolveren.Vastgesteld: Beoordeling van de morfologie en dichtheid van HVM op de sublinguale locatie van de ICU. Kandidaat: Reflectantiebeeldvorming als input voor oppervlakkige vaten, waarvoor onafhankelijke constructie- en criteriumvalidatie vereist is.5, 6, 8–10, 24–26
Stroming en snelheidHVM-perfusie en flow-scoring (PPV, MFI en flow-heterogeniteitsindex), uit beelden afgeleide erytrocytensnelheid, laser-Doppler-flowmetrie, laser speckle contrast imaging, cameragebaseerde fotoplethysmografie (opkomend) en regionale Doppler-sensing (kandidaat-input)Aandeel geperfuseerde vaten (PPV), semikwantatieve microvasculaire flowindex (MFI), flowheterogeniteitsindex, uit beelden afgeleide snelheid van rode bloedcellen, perfusiegerelateerde flux of kaarten, pulsatiliteitsgerelateerde kenmerken en kandidaat regionale snelheidsgerelateerde signalen.Biedt aanvullende informatie over perfusie, ruimtelijke stroomheterogeniteit, snelheid en pulsatiele veranderingen. HVM biedt een gestandaardiseerde semikwantitatieve stroombeoordeling.MFI is een semikwantitatieve flowscore en geen absolute maat voor de snelheid van rode bloedcellen. Afhankelijk van de modaliteit kunnen de resultaten relatief zijn of afhankelijk van de regio of diepte. Apparaatkenmerken, analytische algoritmen, drempelwaarden voor vaatgrootte, beweging, kalibratie, bemonsteringsdiepte, akoestische koppeling en de insonatiehoek hebben allemaal invloed op de vergelijkbaarheid.Gevestigd (beperkt tot HVM): Sublinguale perfusie en flow-scoring. Beperkt/indirect: Lasergebaseerde perfusiemethoden. Opkomend: Fotoplethysmografie van de tongonderzijde. Kandidaat: Regionale Doppler-sensoring die validatie met domeinovereenkomst vereist.5, 6, 8, 29–31, 33, 40
OxygenatieNabij-infraroodspectroscopie (NIRS); gekalibreerde multispectrale of spectroscopische benaderingen (optioneel)Schattingen van weefseloxygenatie en dynamische responsen tijdens gecontroleerde fysiologische perturbatie.Biedt niet-invasieve trendinformatie en aanvullende informatie over de weefseloxygenatie.Signalen zijn volume-gemiddeld en worden beïnvloed door de bemonsteringsdiepte, de optische eigenschappen van het weefsel, de probe-druk, het omgevingslicht en apparaatspecifieke kalibratie. Individuele microvaten worden niet opgelost.Beperkt/indirect op de sublinguale ICU-locatie. Geschikt als optionele aanvullende oxygenatiemodule na kalibratie en fysiologische validatie; geen vervanging voor de beoordeling van vaatmorfologie of flow.27, 28
DatakwaliteitStandaarden voor consensusverwerving, score-systemen voor beeldkwaliteit en handmatige of expert-kwaliteitsbeoordelingenAandeel geaccepteerde gegevens, redenen voor afwijzing, focus, beweging, druk, verlichting of kwaliteitsvlaggen gerelateerd aan secretie, foutpercentage bij acquisitie en indicatoren voor herhaalbaarheid.Maakt de betrouwbaarheid van de metingen, de onzekerheid en de redenen voor uitsluiting van gegevens expliciet.Kwaliteitsdrempels zijn modaliteitsspecifiek. Elk geautomatiseerd systeem voor kwaliteitsselectie vereist een onafhankelijke validatie aan de hand van een vooraf gespecificeerde referentiestandaard.Vastgesteld: Doorsnijdende HVM-acquisitie- en analysestandaarden. Toekomstige toepassing: Geautomatiseerde kwaliteitscontrole (quality gating) die onafhankelijke validatie vereist.5–10
Optionele contextuele weefselgasmetingenTranscutane koolstofdioxidemetingTranscutane koolstofdioxidespanning, het verschil tussen de transcutane en arteriële koolstofdioxidespanning en temporele trends.Biedt continue, niet-invasieve contextuele informatie over de ventilatie en kan, wanneer geïnterpreteerd in samenhang met arteriële metingen, wijzen op een hemodynamische verslechtering.Visualiseert de sublinguale microvasculaire morfologie of de bloedcelstroom niet. De nauwkeurigheid is afhankelijk van de sensortemperatuur, equilibratie, kalibratie, huidperfusie en lokale weefselcondities.Indirect contextueel adjunct: Geen sublinguale monitoringsmethode of kernplatformmodule.32

Tabel 1: Gevestigde en kandidaat-meetcategorieën voor bedside beoordeling van de sublinguale microcirculatie. De tabel vat representatieve meettechnieken, belangrijkste resultaten, belangrijkste sterke punten, beperkingen en artefacten, rijpheid van het bewijs, translationele rollen en representatieve referenties samen. Fysiologische meetcategorieën (morfologie en dichtheid, flow en snelheid, en oxygenatie) worden apart gepresenteerd van de datakwaliteit, wat een overkoepelende vereiste is, en optionele contextuele weefselgasmetingen. Opmerking. Morfologie en dichtheid, flow en snelheid, en oxygenatie vertegenwoordigen fysiologische meetcategorieën. Datakwaliteit is een overkoepelende vereiste die van toepassing is op alle meetdomeinen. Optionele weefselgasmonitoring wordt apart gepresenteerd als contextuele informatie in plaats van als een kerncategorie voor sublinguale metingen. Eén enkele techniek kan bijdragen aan meer dan één categorie; daarom zijn deze categorieën niet wederzijds uitsluitend. HVM heeft momenteel de meest ontwikkelde standaarden voor sublinguale beeldacquisitie en analyse op de ICU. NIRS, lasergebaseerde methoden, cameragebaseerde reflectie-imaging, fotoplethysmografie, regionale Doppler-sensoren en weefselgasmonitoring zijn opgenomen als beperkte, indirecte, opkomende, kandidaat- of contextuele benaderingen en mogen niet worden geïnterpreteerd als gevestigde vervangers voor sublinguale HVM. Bevindingen die zijn vastgesteld met behulp van één meetmodaliteit mogen niet direct worden geëxtrapoleerd naar een andere zonder domein-specifieke validatie. Afkortingen: 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.

Van visualisatie naar kwaliteitsgecontroleerde analyse
Consensusaanbevelingen hebben de selectie van de locatie, de beeldacquisitie en de rapportage van densiteits- en stroomgerelateerde HVM-variabelen gestandaardiseerd5,6. Latere methodologische richtlijnen hebben verder verduidelijkt hoe de selectie van video's en de beeldkwaliteit de kwantitatieve analyse beïnvloeden8,9. Geautomatiseerde tools, zoals MicroTools, kunnen de capillaire densiteit en de snelheid van rode bloedcellen kwantificeren, terwijl de handmatige werklast wordt verminderd33. Hoewel automatisering de analytische efficiëntie verbetert, elimineert het de noodzaak voor kwaliteitscontrole (quality gating), overeenstemmingstests ten opzichte van expertbeoordelingen en evaluatie onder realistische omstandigheden aan het bed van de patiënt niet.

Binnen HVM behoren de meest gerapporteerde variabelen tot de totale vatdichtheid (TVD), de geperfundeerde vatdichtheid (PVD), de proportie geperfundeerde vaten (PPV), de semikwantitatieve microvasculaire flowindex (MFI) en indices voor ruimtelijke flowheterogeniteit5,6. TVD en PVD kwantificeren respectievelijk de lengte van zichtbare en geperfundeerde vaten per eenheid beeldoppervlak. PPV vertegenwoordigt de proportie zichtbare vaten die als geperfundeerd worden geclassificeerd, terwijl MFI de predominante flow binnen vooraf gedefinieerde beeldregio's gradueert en niet moet worden geïnterpreteerd als een absolute maat voor de snelheid van rode bloedcellen. Heterogeniteitsindices vatten de ruimtelijke maldistributie van de flow over beeldvelden samen. In rapportages moeten de anatomische locatie, de strata van vaatgrootte en diametergrenswaarden, het aantal en de duur van de videoclips, de selectie- en kwaliteitscriteria voor clips, de softwareversie en of de beeldanalyse handmatig, semiautomatisch of automatisch is uitgevoerd, vooraf worden gespecificeerd5,6,8,9. Waarden die zijn gegenereerd met verschillende apparaten, analytische algoritmen, drempelwaarden voor vaatgrootte of kwaliteitscriteria mogen niet als uitwisselbaar worden beschouwd.

Door de auteur voorgesteld modulair raamwerk
Het hieronder beschreven raamwerk is door de auteur voorgesteld en mede gebaseerd op het door de auteur bekendgemaakte patent. Het is bedoeld om ontwikkelings- en validatievragen te organiseren en impliceert geen superioriteit, volledigheid of klinische gereedheid. Een praktisch monitoringsysteem hoeft niet te beginnen als één enkel geïntegreerd apparaat. In plaats daarvan kunnen de hoofdfuncties worden ontwikkeld als afzonderlijke modules, waaronder signaalacquisitie, stabilisatie van de mucosale interface, beoordeling van de signaalkwaliteit, gegevensverwerking en rapportage aan het bed. Deze modulaire aanpak maakt het mogelijk om elke functie onafhankelijk te evalueren voordat systeemintegratie aanvullende foutbronnen introduceert. De door de auteur voorgestelde architectuur is samengevat in Figuur 1.

figure-protocol-1
Figuur 1. Door de auteur voorgestelde modulaire sensorarchitectuur voor sublinguale microcirculatiemonitoring aan het bed. Conceptuele modulaire sensorarchitectuur waarin optische detectie, regionale op Doppler gebaseerde detectie, secretiecontrole en sondepositionering, ingebedde verwerking en kwaliteitscontrole, draadloze gegevensoverdracht en outputs aan het bed worden weergegeven. Pijlen geven functionele koppelingen aan en impliceren geen gevalideerd serieel signaalpad. Het schema is niet op schaal getekend en vertegenwoordigt geen klinisch gevalideerd all-in-one apparaat. Het raamwerk is gedeeltelijk gebaseerd op het openbaar gemaakte patent, dat uitsluitend als illustratief ontwerpvoorbeeld wordt geciteerd en niet als bewijs van prestaties of klinische validiteit34. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Eén openbaar gemaakt patent beschrijft nabij-infraroodverlichting, camera-gebaseerde beeldvorming, een echoprobe, het verwijderen van speeksel, ingebedde verwerking, draadloze transmissie en een terminale weergave34. Het patent wordt uitsluitend geciteerd als een illustratief ontwerpvoorbeeld en wordt niet gepresenteerd als bewijs voor analytische validiteit, veiligheid, haalbaarheid, regelgevende gereedheid, behandelvoordeel of klinische effectiviteit.

Binnen dit conceptuele kader zou beeldvorming met een nabij-infraroodcamera worden geëvalueerd als een input van oppervlakkige vaten, in plaats van als een vervanging voor HVM of als een maat voor weefseloxygenatie. Op dezelfde manier zou een ultrasone component waarschijnlijk een regionaal vasculair signaal verschaffen in plaats van een directe meting van de snelheid van rode bloedcellen in de haarvaten. De interpretatie van dergelijke signalen zou afhangen van de bemonsteringsdiepte, de akoestische koppeling, weefselbeweging, de insonatiehoek, de definitie van de output en de ruimtelijke registratie met het optische veld.

Het testen dient te beginnen op het niveau van de individuele modules. Optische evaluatie vereist eindpunten die betrekking hebben op vatcontrast, verlichtingsstabiliteit, reproduceerbaarheid van het gezichtsveld en resistentie tegen artefacten gerelateerd aan speeksel en druk. Evaluatie van snelheidgerelateerde componenten vereist een vooraf gedefinieerd bemonsteringsvolume, stabiele meeteenheden, beoordeling van hoekgevoeligheid en signaal-ruisverhouding, en vergelijking met een geschikte gekalibreerde flowreferentie. Interface- en rapportagemodules vereisen een aparte evaluatie van secretiecontrole, contactdruk, gebruikerscomfort, contaminatierisico, verwerkingstijd, synchronisatie, gegevensverlies en de presentatie van kwaliteitsinformatie.

Workflow aan het bed en minimaal rapport
De voorgestelde workflow, weergegeven in Figuur 2, bestaat uit vier fasen. Bij de acquisitie wordt het beoogde optische signaal verkregen en, indien beschikbaar, regionale Doppler-afgeleide of gekalibreerde oxygenatie-inputs. Stabilisatie en kwaliteitscontrole identificeren speeksel, onscherpte, weefselcompressie, bellen, beweging en ontoereikende verlichting. Alleen signalen die voldoen aan vooraf vastgestelde kwaliteitscriteria gaan over naar de analyse. De rapportage presenteert vervolgens de meting, de temporele trend en een expliciete verklaring van onzekerheid of het mislukken van de acquisitie.

figure-protocol-2
Figuur 2. Door de auteur voorgestelde workflow aan het bed voor monitoring van de sublinguale microcirculatie. Voorgestelde workflow in vier fasen die acquisitie, stabilisatie en kwaliteitscontrole, kwantitatieve analyse, en rapportage en integratie met elkaar verbindt. De optionele gekalibreerde oxygenatie-input wordt getoond als een aanvullende input en wordt niet beschouwd als een vereist onderdeel van de kernarchitectuur van de sensor. De weergegeven outputs representeren kandidaat-meetcategorieën in plaats van gevalideerde diagnostische indices. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Het initiële rapport aan het bed moet doelbewust beknopt zijn. Een redelijke basisset omvat één dichtheidsgerelateerde meting, één perfusie- of stroompatroonmeting wanneer de stroom oplosbaar is, een regionale velociteitsgerelateerde schatting alleen wanneer de interpretatie hiervan is gevalideerd, het aandeel geaccepteerde gegevens, de reden voor elke mislukte acquisitie en een tijdstempel van de trend binnen de patiënt. Vroege studies moeten de nadruk leggen op veranderingen binnen dezelfde patiënt, in plaats van het toepassen van universele drempelwaarden over verschillende apparaten of patiëntenpopulaties heen.

Meetresultaten moeten strikt gescheiden blijven van behandelingsaanbevelingen. Een abnormale meting zou eerst moeten leiden tot een bevestiging van de signaalkwaliteit en een herhaalde acquisitie, indien haalbaar. Als de abnormaliteit aanhoudt, kan dit aanleiding zijn voor een herbeoordeling van de systemische hemodynamiek, de huidige dosis vasoactieve medicatie, de hemoglobineconcentratie, de oxygenatie, de temperatuur, de ventilatie en mogelijke lokale artefacten. Het zou niet automatisch moeten leiden tot vloeistofadministratie of wijzigingen in de vasoactieve therapie.

Prestatiemetrieken en statistische overwegingen
De hieronder beschreven eindpunten zijn voorgesteld voor toekomstige evaluatie en mogen niet worden geïnterpreteerd als gevalideerde acceptatiedrempels. Morfologische studies kunnen de zichtbare of geperfuseerde vatdichtheid, de distributie van de vatbreedte, segmentcontinuïteit en ruimtelijke heterogeniteit beoordelen. Flowstudies kunnen vooraf gespecificeerde flowcategorieën, gekalibreerde beeldgebaseerde snelheid of duidelijk gedefinieerde Doppler-afgeleide surrogaten evalueren. Oxygenatie-eindpunten zijn alleen geschikt wanneer een gekalibreerd multispectraal- of NIRS-component is geïntegreerd. Over alle meetdomeinen heen dient de kwaliteitsrapportage het aandeel bruikbare gegevens, redenen voor gegevensverwerping, acquisitietijd, artefactvlaggen en ontbrekende segmenten of segmenten die niet ruimtelijk gecoregistreerd kunnen worden, te bevatten.

Betrouwbaarheidsanalyse vereist een vooraf gespecificeerde analyse-eenheid. Frames en vaatsegmenten zijn genest binnen acquisities, en herhaalde acquisities zijn genest binnen deelnemers; het behandelen van alle waarnemingen als onafhankelijk zou daarom leiden tot kunstmatig nauwe schattingen van de onzekerheid. Het model voor de intraclass correlatiecoëfficiënt, de definitie van overeenstemming en de beoordelaarsstructuur moeten vooraf worden gespecificeerd. Binnen-subject variatiecoëfficiënten, test-hertest bias en Bland–Altman overeenstemmingsgrenzen moeten worden geschat met methoden die rekening houden met herhaalde waarnemingen binnen elke deelnemer. De kleinste detecteerbare verandering kwantificeert de meetfout en mag niet worden geïnterpreteerd als een klinisch belangrijke verandering, tenzij de bijbehorende klinische drempelwaarde onafhankelijk is vastgesteld.

Benchmarkvergelijkingen moeten worden afgestemd op het specifieke signaal dat wordt geëvalueerd. Resultaten met betrekking tot morfologie en stroompatronen kunnen worden vergeleken met door experts beoordeelde HVM-analyses of consensusannotaties. Snelheidsschattingen vereisen stroomphantomen, gecontroleerde Doppler-referentiemethoden of gekalibreerde tracking op basis van beelden. Zuurstofmetingen vereisen een passend weefseloxygenatieprotocol met gecontroleerde fysiologische perturbatie. Optionele weefselgasmetingen vereisen een geschikte gasspanningsreferentie. Modules voor gegevensoverdracht en rapportage moeten daarnaast worden geëvalueerd op timestamp-integriteit, toegangscontrole, gegevensverlies, auditeerbaarheid en interoperabiliteit. Deze voorgestelde benchmarkvergelijkingen en interpretatieoverwegingen zijn samengevat in Tabel 2.

Door auteur voorgestelde module en primaire functieHuidig principe of beperkingOntwerpoverwegingKandidaat rapporteerbare outputsKwaliteits- en veiligheidscontrolesValidatie- en reproduceerbaarheidseindpuntenDomeinovereenkomstige benchmark en interpretatievoorbehoud
Beeldvorming van oppervlaktewatvaten (morfologie en dichtheid)Handheld vitale microscopie (HVM) visualiseert direct door rode bloedcellen gevulde microvaten, maar is gevoelig voor probe-druk, beweging, speeksel, bellen, focus en verlichting. Cameragebaseerde nabij-infrarode reflectantie-beeldvorming blijft een kandidaatbenadering voor oppervlaktewatvaten.Gecontroleerde verlichting, reproduceerbaar gezichtsveld, positioneringsondersteuning, expliciete kwaliteitsfiltering en ruimtelijke registratie alleen wanneer multimodale fusie is beoogd.Zichtbare vatdichtheid; geperfuseerde vatdichtheid alleen wanneer de stroom direct is opgelost; verdeling van de vatbreedte; segmentcontinuïteit; ruimtelijke heterogeniteit.Focus, verlichting, beweging, compressie, hoeveelheid secreties, aandeel geaccepteerde gegevens en ontbrekende segmenten of segmenten die niet ruimtelijk kunnen worden geregistreerd.Optische resolutie; stabiliteit van de verlichting; reproduceerbaarheid van het gezichtsveld; registratiefout wanneer multimodale fusie is beoogd; overeenstemming met door experts beoordeelde HVM; robuustheid tegen artefacten; en het percentage mislukte acquisities.Door experts beoordeelde HVM of consensusannotatie. Associaties vastgesteld met HVM mogen niet worden geëxtrapoleerd naar nabij-infrarode reflectantie-beeldvorming zonder onafhankelijke constructie- en criteriumvalidatie.
Regionale Doppler-afgeleide detectie (stroom en snelheid)Regionale Doppler-detectie is een kandidaat-input voor snelheid in plaats van een gevestigde sublinguale microvasculaire meting en wordt beïnvloed door de insonatiehoek, bemonsteringsdiepte, akoestische koppeling en beweging.Gestandaardiseerde probe-geometrie, metadata over hoek en diepte, gesynchroniseerde acquisitie en zichtbare feedback over de signaalkwaliteit.Regionale snelheid-gerelateerde surrogaat; pulsatiliteitsgerelateerde variabelen; temporele variabiliteit.Geldigheid van hoek en diepte, signaal-ruisverhouding, koppelingseffectiviteit, bewegingsvlag, spectrale volledigheid en synchronisatiefout.Lineariteit van het stroomfantoom; hoeksensitiviteit; stabiliteit van de bemonsteringsdiepte; overeenstemming met gecontroleerde Doppler- of gekalibreerde beeldgebaseerde snelheidsreferenties; synchronisatieprestaties; en het percentage mislukte acquisities.Gekalibreerd stroomfantoom, referentie-Doppler-methode of gekalibreerde beeldgebaseerde snelheidsmethode. Regionale Doppler-signalen moeten worden geïnterpreteerd als regionaal en diepteafhankelijk, in plaats van als directe maten van de capillaire snelheid van rode bloedcellen.
Optionele gekalibreerde oxygenatiemodule (oxygenatie)Nabij-infraroodspectroscopie (NIRS) levert volume-gemiddelde oxygenatie-gerelateerde signalen, maar wordt beïnvloed door bemonsteringsdiepte, optische eigenschappen van weefsel, probe-druk, omgevingslicht en apparaatkalibratie. Individuele microvaten worden niet opgelost.Optionele gekalibreerde multispectrale of NIRS-module die analytisch gescheiden wordt gehouden van cameragebaseerde reflectantie-beeldvorming.Weefseloxygenatie-gerelateerde waarde; herstelhelling of hersteloppervlak tijdens een gecontroleerde fysiologische verstoring; trend binnen de patiënt.Optische koppeling, controle van omgevingslicht, drukvlag, kalibratiestatus, signaaldrift en fysiologische plausibiliteit.Kalibratie met optisch fantoom; gecontroleerde fysiologische verstoring; overeenstemming met een geschikte referentiemethode voor weefseloxygenatie; responstijd; signaaldrift; en kalibratiestabiliteit.Referentieprotocol voor weefseloxygenatie of geaccepteerde fysiologische verstoring. Oxygenatiemetingen zijn complementair en mogen niet worden geïnterpreteerd als directe maten van capillaire morfologie of bloedcelstroom.
Stabilisatie en acquisitie van de mucosa-interface (datakwaliteit en veiligheid)Vrije probe-contact, variabele site-selectie, orale secreties en ongecontroleerde druk kunnen weefselcompressie, beweging, contaminatie en reproduceerbaarheidsartefacten veroorzaken.Controle van secreties, atraumatische contactinterface, positionerings- en drukondersteuning, anatomie-gestuurde site-selectie, prompts voor hernieuwde acquisitie en gevalideerde disposable barrières of gevalideerde reinigings- en desinfectieprocedures.Aandeel geaccepteerde gegevens; acquisitieduur; reden voor mislukte acquisitie; contactdrukindicator; hoeveelheid secreties; site-identificator.Bevestiging van druk en site, beoordeling van mucosale beschadiging, status van orale toegang, integriteit van de barrière en status van contaminatiecontrole.Opbrengst van bruikbare gegevens; tijd tot acceptabele acquisitie; gebruikerscomfort; mucosale adverse events; validatie van reiniging of desinfectie; kruiscontaminatietests; reproduceerbaarheid van hernieuwde acquisitie op dezelfde site; en beoordeling van de leercurve.Gestandaardiseerd HVM-acquisitieprotocol of een andere vooraf gespecificeerde acquisistiestandaard. Verbeteringen in acquisitiekwaliteit en veiligheid moeten worden aangetoond in plaats van verondersteld.
Ingebouwde analytics en kwaliteitsfiltering (verwerking en onzekerheid)Offline of semiautomatische analyse kan vertraagd zijn en beïnvloed worden door subjectieve selectie van clips, algoritmekeuze en niet-transparante uitsluiting van gegevens.On-device of edge-verwerking met expliciete kwaliteitsfilters, zichtbare redenen voor afwijzing, modulaire algoritmen, weergave van onzekerheid, versiebeheer en een controleerbaar verslag.Kwaliteitsgoedgekeurde fysiologische metingen; geaccepteerde en afgewezen datafracties; onzekerheidsindicator; reden voor afwijzing; algoritmeversie.Vooraf gespecificeerde kwaliteitsdrempels, foutvlag, afhandeling van ontbrekende gegevens, logging van handmatige overrides, versiebijhouding en een out-of-distribution vlag wanneer kunstmatige intelligentie wordt gebruikt.Overeenstemming met een expert of domeinspecifieke referentie; sensitiviteit en specificiteit voor onacceptabele gegevens bij vooraf gespecificeerde drempels; verwerkingslatentie; robuustheid tegen artefacten; analyse van foutmodi; consistentie bij heranalyse; kalibratiestabiliteit; en vergelijkbaarheid van softwareversies.Door experts beoordeelde HVM, geannoteerde datasets of andere domeinspecifieke referentiestandaarden. Snellere berekening alleen vestigt geen analytische validiteit of klinische gereedheid.
Rapportage, interoperabiliteit en cybersecurity (workflowintegratie)Handmatige data-export en vertraagde documentatie kunnen leiden tot geïsoleerde waarden, onvolledige metadata, inconsistente eenheden en beperkte traceerbaarheid.Gestructureerd rapport aan het bed met tijdgestempelde trends, kwaliteits- en onzekerheidsindicatoren bij elke waarde, gestandaardiseerde data-export, gecontroleerde toegang, encryptie en een audit trail.Huidige waarde; vooraf gespecificeerde baseline of referentiemeting; absolute en relatieve verandering binnen de patiënt; tijd sinds de vorige meting; kwaliteitsvlag; onzekerheidsindicator; reden voor mislukte acquisitie; gestructureerde data-export.Integriteit van het tijdstempel, volledigheid van eenheden en metadata, test op gegevensverlies, encryptie, toegangscontrole, controleerbaarheid en exportvalidatie.End-to-end latentie; exportnauwkeurigheid; gegevensintegriteit; interoperabiliteit; human-factors testing; consistentie van weergave over apparaten of sites; en test van gebruikersbegrip.Vereisten voor klinische informatiesystemen en human-factors. Rapportage moet gestructureerde herbeoordeling en documentatie ondersteunen in plaats van autonome behandelingsaanbevelingen.
Geïntegreerde workflow aan het bed (klinisch nut en veiligheid)Fysiologische relevantie en prognostische associatie vestigen geen behandelvoordeel, en reacties op vloeistof- of vasoactieve interventies blijven heterogeen.Door clinicien begeleid pad van bevestigen-herhalen-herbeoordelen met vooraf gespecificeerde triggers voor herhalingsmeting of herbeoordeling, escalatie- en stopregels en documentatie van overrides door de clinicien.Vroege fase: voltooiing van herhalingsmeting of herbeoordeling, wijzigingen in management, vooraf gespecificeerde potentieel ongepaste interventies, protocolafwijkingen en apparaatgerelateerde adverse events. Latere fase: patiëntgerichte uitkomsten.Protocoltrouw, voltooiing van herhalingsmetingen, redenen voor override door de clinicien, protocolafwijkingen, surveillance van adverse events en volledigheid van gegevens.Prospectieve haalbaarheids- en human-factorsstudies, gevolgd door, indien gerechtvaardigd, een beslissing-gestuurde vergelijkende evaluatie; workflow-getrouwheid; trainingseffecten; reproduceerbaarheid over patiëntgroepen en foutscenario's; en vooraf gespecificeerde progressiecriteria.Gebruikelijke zorg of standaard hemodynamische beoordeling. Geen behandelingsdrempel of claim over uitkomsten is gerechtvaardigd totdat prospectief klinisch nut en veiligheid zijn aangetoond.

Tabel 2: Door de auteur voorgesteld modulair kader voor de ontwikkeling en validatie van bedside sublinguale microcirculatiemonitoring. De tabel vat de door de auteur voorgestelde monitoringmodules samen, inclusief huidige meetprincipes of beperkingen, ontwerpoverwegingen, potentiële rapporteerbare output, kwaliteits- en veiligheidscontroles, validatie- en reproduceerbaarheidseindpunten, en domeinovereenkomstige benchmarkmethoden met interpretatiewaarschuwingen. Het kader maakt onderscheid tussen gevestigde meetprincipes en door de auteur voorgestelde componenten, en scheidt vroege technische, proces- en veiligheidsuitkomsten van de daaropvolgende evaluatie van het klinisch nut. Dit kader is conceptueel en is niet klinisch gevalideerd. Opmerking. Dit door de auteur voorgestelde kader is niet klinisch gevalideerd. Het vermelde patent wordt uitsluitend geciteerd als een illustratief ontwerpvoorbeeld en is geen bewijs van analytische validiteit, veiligheid, haalbaarheid, regelgevende gereedheid of klinische effectiviteit. Alle potentiële output, kwaliteits- en veiligheidsbeoordelingen, validatie-eindpunten, reproduceerbaarheidsdoelen en progressiecriteria vereisen empirische evaluatie. Betrouwbaarheidsanalyses moeten de analyse-eenheid vooraf specificeren en rekening houden met geneste en herhaalde waarnemingen. Afkortingen: HVM, handheld vital microscopy; ICC, intraclass correlation coefficient; NIRS, near-infrared spectroscopy.

Validatie en reproduceerbaarheid
Het voorgestelde traject past gevestigde principes van verificatie, analytische validatie en klinische validatie toe35. De eerste fase zou de optische resolutie, stabiliteit van de verlichting, signaal-ruisverhouding, Doppler-hoekgevoeligheid, registratiefout, verwerkingsvertraging, batterijprestaties, gegevensintegriteit en de relevante elektrische en akoestische veiligheid verifiëren. De tweede fase zou de acquisitietijd, het gebruikerscomfort, de controle van secreties, redenen voor acquisitiefouten en de intra- en interoperator-herhaalbaarheid evalueren in simulatiestudies of gecontroleerde onderzoeken met vrijwilligers. Het gefaseerde validatietraject is samengevat in Figuur 3.

figure-protocol-3
Figuur 3. Door de auteur voorgestelde gefaseerde validatieroute voor sublinguale microcirculatiemonitoring aan het bed. Conceptuele validatieroute die vordert van laboratorium- en fantoomtesten en gecontroleerde reproduceerbaarheidstesten naar domein-overeenkomstige analytische validatie, haalbaarheid en bruikbaarheid op de intensive care unit, en prospectieve evaluatie van klinisch nut en veiligheid. Geselecteerde eindpunten worden gegeven als illustratieve voorbeelden en vormen geen uitputtende validatielijst. Afkorting: ICU, intensive care unit. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

In de derde fase wordt vastgesteld of elke meetuitgang overeenstemt met een geschikte referentiemethode en reageert zoals verwacht tijdens gecontroleerde fysiologische veranderingen. In deze context zijn bias, overeenstemmingsgrenzen, heteroscedasticiteit, herhaalbaarheid en foutpercentages informatiever dan correlatie alleen. Bewijs verkregen met HVM mag niet automatisch worden overgedragen naar nabij-infrarode camera-imaging, NIRS of Doppler-afgeleide signalen.

De vierde fase zou de haalbaarheid op de IC evalueren, inclusief de prestaties tijdens mechanische ventilatie, oedeem, shock, beperkte orale toegang, overmatige secreties en bewegingen van de patiënt. Mislukte acquisities en mucosale bijwerkingen moeten worden gerapporteerd in plaats van worden uitgesloten van de prestatieanalyses. De vijfde fase zou het klinisch nut en de veiligheid evalueren. Initiële onderzoeken kunnen zich richten op procesuitkomsten, onjuiste interventies en apparaatgerelateerde incidenten voordat grotere studies patiëntgerichte uitkomsten beoordelen. De criteria voor voortgang moeten worden gespecificeerd vóór de data-analyse.

Wanneer kunstmatige intelligentie (AI) wordt gebruikt om acquisities te accepteren of te weigeren, variabelen te extraheren of outputs voor clinici te genereren, moeten vroege studies duidelijk de beoogde rol van het AI-systeem, de inputs en outputs, de beoogde klinische setting, de mate van menselijke interactie en bekende foutmodi beschrijven36. Evenzo moeten trials die AI- of apparaatgestuurde interventies evalueren, de mechanismen van menselijk toezicht beschrijven en uitleggen hoe systeemoutputs werden vertaald naar klinische acties37.

Potentiële klinische toepassingen
De meest aannemelijke toepassing op korte termijn is gerichte herbeoordeling wanneer systemische hemodynamische variabelen en weefselperfusie discordant lijken. Bij septische shock kunnen herhaalde sublinguale metingen helpen bij het karakteriseren van aanhoudende perfusieafwijkingen na het herstel van de bloeddruk. De vloeistofresponsiviteit blijft echter heterogeen, en een gunstige gemiddelde respons mag niet worden verondersteld voor individuele patiënten15,16. Overzichten van reanimatie gestuurd door de microcirculatie beschouwen monitoring aan het bed daarom als veelbelovend, maar nog niet geschikt om routinematige behandelbeslissingen aan te sturen17.

Bij trauma of hemorragische shock is directe beoordeling van de microcirculatie onderzocht als aanvulling op conventionele systemische eindpunten voor resuscitatie21,38. Deze studies stellen geen gevalideerde behandelingsdrempels vast. Op soortgelijke wijze zijn in de perioperatieve en cardiale intensive care herhaalde IDF-metingen gebruikt om sublinguale microcirculatoire veranderingen te karakteriseren tijdens het postoperatieve herstel na hartchirurgie26. Op dit moment moet deze toepassing worden beschouwd als exploratief en niet als een gevestelde basis voor klinische besluitvorming.

In alle klinische situaties is een aanhoudende abnormaliteit het best te interpreteren als een aanwijzing om zowel de patiënt als de meting opnieuw te beoordelen, in plaats van als een op zichzelf staande indicatie voor interventie. Deze aanpak behoudt het klinisch oordeel en vermindert het risico op overinterpretatie van een technisch plausibel signaal voordat de meetfout en de klinische significantie volledig zijn begrepen.

Uitdagingen en toekomstige richtingen
De omstandigheden op de ICU zijn aanzienlijk minder gecontroleerd dan bij laboratoriumexperimenten of studies met vrijwilligers. Secretie, beperkte orale toegang, oedeem, bewegingen van de patiënt en variabele contactdruk kunnen allemaal de signaalkwaliteit beïnvloeden. Het integreren van optische beeldvorming, ultrasone koppeling, reiniging van het slijmvlies en een stabiele positionering in een compacte orale probe is bijzonder uitdagend, omdat deze componenten verschillende fysieke vereisten hebben en elkaar kunnen beïnvloeden. Bijgevolg zijn de foutpercentages en de redenen voor mislukte acquisities net zo belangrijk als de gemiddelde prestaties bij succesvolle metingen.

De gereedheid van het apparaat omvat ook veiligheid en informatiebeheer. Haalbaarheidsstudies moeten de biocompatibiliteit van het slijmvlies, drukletsels, reinigings- of wegwerpbarières, kruisbesmetting, elektrische en akoestische blootstelling en de compatibiliteit met infectiepreventiepraktijken op de IC evalueren. Draadloze communicatie- en rapportagefuncties vereisen daarnaast een beoordeling van encryptie, toegangscontrole, tijdstempelintegriteit, audit trails, veerkracht bij gegevensverlies en veilige integratie met klinische informatiesystemen.

Toekomstige ontwikkeling kan worden voortgezet volgens drie praktische prioriteiten. Ten eerste: behoud alleen resultaten met een duidelijke fysiologische betekenis en een acceptabele reproduceerbaarheid. Ten tweede: toon bij elk gerapporteerd resultaat de redenen voor afwijzing en de meetonzekerheid. Ten derde: integreer individuele modules pas nadat elk van hen onafhankelijk haalbaar is gebleken. Camera-gebaseerde fotoplethysmografische schattingen zijn afhankelijk van de verlichting en de omstandigheden voor signaalextractie31,39, terwijl op Doppler gebaseerde snelheidschattingen sterk afhankelijk zijn van de bemonsteringsgeometrie en de insonatiehoek29,40. Deze beperkingen moeten expliciet blijven na systeemintegratie.

Technische geavanceerdheid alleen garandeert geen klinisch nut. Een monitoringsysteem kan nog steeds falen als het oncomfortabel is, traag werkt, moeilijk te positioneren is of lastig te interpreteren is. Omgekeerd kan een beperkte set zorgvuldig gevalideerde metingen een betekenisvolle klinische waarde bieden wanneer de acquisitie snel verloopt, falen duidelijk wordt geïdentificeerd, de reproduceerbaarheid goed is gekarakteriseerd en de resultaten zijn opgenomen in een gestructureerd proces van herbeoordeling.

Beperkingen van dit overzicht
Voor dit overzicht is gebruikgemaakt van gerichte literatuuronderzoeken, inclusief een specifieke update vóór de definitieve indiening van het manuscript, in plaats van een systematisch reviewprotocol; daarom zijn mogelijk niet alle relevante studies geïdentificeerd. Omdat er geen formele beoordeling van de risico's op bias en geen kwantitatieve synthese zijn uitgevoerd, kan dit overzicht meetmodaliteiten niet vergelijken op basis van gepoolde diagnostische nauwkeurigheid of behandelingseffect. De conceptuele workflow bevat één openbaar bekendgemaakt patent als illustratief voorbeeld van systeemintegratie; er wordt echter geen oorspronkelijk bewijs gepresenteerd voor de prestaties, bruikbaarheid, veiligheid, regelgevende gereedheid of het klinische voordeel van die architectuur. Verscheidene voorgestelde eindpunten en progressiecriteria zijn aanbevelingen van de auteurs die empirische validatie vereisen. Bijgevolg moet dit overzicht worden geïnterpreteerd als een gestructureerde synthese van huidige meetbenaderingen en validatieprioriteiten, en niet als bewijs dat een geïntegreerd monitorsysteem klinisch effectief is.

Conclusies

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

Sublinguale microcirculatiemonitoring pakt een belangrijke beperking van conventionele hemodynamische beoordeling aan: het herstel van systemische variabelen wijst niet noodzakelijkerwijs op herstel van de perfusie op weefselniveau. Huidige en opkomende monitoringsbenaderingen bieden complementaire, maar onvolledige informatie over vasculaire morfologie, vaatdichtheid, bloedcelstroom, regionale snelheid en weefseloxygenatie, waarbij de interpretatie van deze metingen fundamenteel afhankelijk is van de acquisitiekwaliteit en een passende kwaliteitscontrole.

Een klinisch geloofwaardig monitoringsysteem vereist meer dan alleen de integratie van meerdere sensortechnologieën. Elke meetmodule moet vóór systeemintegratie een onafhankelijke verificatie, reproduceerbaarheidstests en analytische validatie ondergaan tegenover een referentiestandaard die passend is voor het onderliggende fysieke signaal. Integratie mag pas plaatsvinden nadat potentiële foutmodi, veiligheidsoverwegingen, meetonzekerheid en de haalbaarheid van de workflow adequaat zijn gekarakteriseerd.

Toekomstige prospectieve studies moeten bepalen of herbeoordeling op basis van metingen de klinische besluitvorming verbetert zonder dat dit leidt tot een toename van onnodige vloeistoftoediening of vasoactieve behandeling. Deze onderzoeken dienen daarnaast de apparaatgerelateerde veiligheid, de haalbaarheid in de routinematige intensive care-praktijk en patiëntgerichte uitkomsten te evalueren. Totdat dergelijk bewijs beschikbaar is, moet het voorgestelde raamwerk worden beschouwd als een gestructureerde roadmap voor toekomstige ontwikkeling en validatie, en niet als een klinisch gevalideerd monitoringsysteem of behandelalgoritme.

Openbaarmakingen

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

Zhejiang University houdt de intellectuele eigendomsrechten met betrekking tot de architectuur voor sublinguale microcirculatiemonitering die in dit manuscript wordt besproken, inclusief United States Patent No. US 11,877,886 B2, getiteld Sublingual Microcirculation Detection Device, Sublingual Microcirculation Detection System and Processing Method Thereof. Siyi Jiang is een genoemde uitvinder in dit patent34. Het patent wordt uitsluitend geciteerd als een illustratief ontwerpvoorbeeld en wordt niet gepresenteerd als bewijs voor analytische validiteit, veiligheid, haalbaarheid, regelgevende gereedheid, klinische prestaties of klinische effectiviteit. De auteurs verklaren dat er geen andere financiële of persoonlijke relaties zijn die kunnen worden beschouwd als potentiële belangenverstrengelingen.

Openbaarmaking over kunstmatige intelligentie: ChatGPT (OpenAI) werd tijdens de revisie van het manuscript gebruikt om te helpen bij de taalredactie, het herstructureren van door de auteurs voorbereide tekst en het controleren van het formaat. Het is niet gebruikt als bron van wetenschappelijk bewijs of wetenschappelijke inhoud. De auteurs hebben de literatuur onafhankelijk geëvalueerd, de wetenschappelijke inhoud, referenties en patentinformatie geverifieerd, het definitieve manuscript beoordeeld en goedgekeurd, en aanvaarden de volledige verantwoordelijkheid voor de inhoud ervan.

Dankbetuigingen

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

Dit werk werd ondersteund door het Basic Public Welfare Research Project van de provincie Zhejiang (Project Nr. LGF22H150003). De auteurs danken hun klinische en technische collega's voor de feedback over de vereisten voor de workflow aan het bed voor sublinguale microcirculatiemonitoring.

Referenties

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

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

MedicinemicrocirculationSublingual RegionMultimodal TechniquesNear Infrared SpectroscopyDoppler UltrasonographyArtificial Intelligence

Gerelateerde artikelen