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.
Reviewartikel
Huidige methoden, kwaliteitscontrole en translationele perspectieven voor bedside sublinguale microcirculatiemonitoring bij kritiek zieke patiënten
* These authors contributed equally
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
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
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
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 1 januari 2026. Op 2 juni 2026 is een gerichte update-zoekopdracht uitgevoerd om onlangs gepubliceerde studies te identificeren die direct relevant zijn voor sublinguale microcirculatiemonitoring, gestandaardiseerde metrische waarden voor handbediende vitale microscopie, acquisitiekwaliteit, potentiële sensorenbenaderingen, 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 koolstofdioxidemonitoring, geautomatiseerde beeldanalyse, kunstmatige intelligentie, sepsis, shock en kritieke ziekte. Ook referentielijsten van relevante reviews, consensusverklaringen en methodologische artikelen werden onderzocht.
Het onderzoek was ontworpen om een narratieve en translationele synthese te ondersteunen, in plaats van om een uitputtende schatting van hetbehandeleffect 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 domeinspecifieke benchmarks verduidelijkten. De review was beperkt tot Engelstalige publicaties. Behalve 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 beoordeling van de risico's op bias en geen 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 beoordeling1. Een lagere dichtheid van geperfuseerde vaten werd geassocieerd met orgaandysfunctie en mortaliteit12, en een abnormale sublinguale perfusie bij opname op de intensive care unit (ICU) was onafhankelijk geassocieerd met 30-dagenmortaliteit 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 het handelen op basis van een microcirculatiemeting de patiëntuitkomsten verbetert.
Het belangrijkste gerandomiseerde bewijs blijft voorzichtig. In een multicentrische studie leidde het opnemen van sublinguale microcirculatoire variabelen in het behandelplan tot meer wijzigingen in de vocht- en vasoactieve therapie, maar verminderde het de 30-dagenmortaliteit niet14. Reviews over vochantoediening 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 vochtstrategie15,16. Een bredere review van microcirculatie-gestuurde resuscitatie kwam tot een soortgelijke conclusie, namelijk dat het klinische nut van deze benadering onbewezen blijft17.
Fysiologische plausibiliteit, prognostische associatie, meetvaliditeit, haalbaarheid aan het bed en klinisch nut vertegenwoordigen daarom verschillende vraagstukken. Een klinisch bruikbaar 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 onterechte interventies uit te lokken.
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 locatieselectie 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 referentiewaarden 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 condities2. Menselijke gegevens zijn minder consistent: de intestinale en sublinguale microcirculatie reageerden verschillend op vloeistofsuppletie na een operatieve ingreep voor abdominale sepsis23. Sublinguale monitoring moet daarom worden geïnterpreteerd als het verschaffen van informatie uit een toegankelijk weefselbed, in plaats van als een universele surrogaat voor elk orgaan.
Gevestigde en kandidaat meetdomeinen
De methoden die in deze review worden overwogen, kunnen worden onderverdeeld in vier kerncategorieën voor metingen: vasculaire morfologie en dichtheid, bloedcelstroom of regionale snelheid, weefseloxygenatie en datakwaliteit. De mate van volwassenheid van het beschikbare bewijs verschilt aanzienlijk. HVM beschikt over specifieke standaarden voor sublinguale beeldacquisitie en analyse5,6, terwijl verschillende andere modaliteiten zijn opgenomen als complementaire, indirecte, opkomende of kandidaatbenaderingen. Metingen van weefselgassen worden het best apart beschouwd als optionele contextuele informatie, omdat ze sublinguale vaten of capillaire flow niet direct visualiseren. Geen enkele methode is van toepassing op alle meetdomeinen, en output afgeleid van verschillende fysische principes mag niet als uitwisselbaar worden beschouwd.
HVM biedt de meest directe visualisatie van rode bloedcellen die door oppervlakkige sublinguale vaten bewegen. OPS-beeldvorming maakte voor het eerst gepolariseerde-lichtvisualisatie van de microcirculatie aan het bed mogelijk24. SDF-beeldvorming verbeterde vervolgens het beeldcontrast door het gebruik van een ring van gepulseerde lichtemitterende diodes25, en IDF-beeldvorming werd later geïntroduceerd als een handheldtechniek voor postoperatieve studies en studies op de intensive care26. Deze methoden karakteriseren primair de vasculaire morfologie, vatdichtheid en stroompatronen in plaats van de absolute volumetrische bloedstroom.
HVM is bijzonder gevoelig voor de kwaliteit van de acquisitie. Speeksel, bellen, weefselcompressie, beweging, slechte focus en instabiele verlichting kunnen vaten maskeren of het schijnbare stroompatroon veranderen9,10. Bijgevolg is kwaliteitsbeoordeling een integraal onderdeel van de meting zelf. Een klinisch interpreteerbaar rapport moet aangeven welk deel van de gegevens voor analyse is geaccepteerd, de redenen voor het afkeuren van beeldsegmenten, of er compressie- of bewegingsartefacten zijn gedetecteerd en of er een acceptabele acquisitie is gerealiseerd.
Nabij-infrarood reflectantie-imaging en NIRS vormen verschillende benaderingen. In deze review verwijst nabij-infrarood reflectantie-imaging naar een potentiële cameragebaseerde techniek die bedoeld is om het contrast van oppervlakkige vaten te verbeteren. Daarentegen 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 van 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 aanvullende oxygenatiemodaliteit in plaats van een gevestigd alternatief voor HVM.
Laser-Doppler flowmetrie biedt een lokaal perfusiegerelateerd signaal29, terwijl laser speckle contrast imaging ruimtelijke perfusiekaarten genereert30. Hoewel deze technieken bredere toepassingen hebben bij perfusiebeoordeling, zijn ze geen gevestigde vervangers 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 koolstofdioxidemonitoring aanvullende informatie bieden over gasuitwisseling of perifere perfusie in geselecteerde ICU-instellingen, 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 Doppler-afgeleide velociteitsschatting, 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 geschikte referentiemethode behouden. De meetcategorieën en representatieve technieken zijn samengevat in Tabel 1.
| Meetcategorie | Representatieve methoden en kandidaatbenaderingen | Belangrijkste resultaten | Belangrijkste sterke punten | Belangrijkste beperkingen en artefacten | Rijpheid van bewijs en translationele rol | Representatieve referenties |
| Morfologie en dichtheid | Handheld vitale microscopie (HVM; orthogonal polarization spectral [OPS], sidestream dark field [SDF] en incident dark field [IDF] imaging; gevestigde sublinguale onderzoeksbenadering); cameragebaseerde near-infrared reflectantie-imaging (kandidaatbenadering voor oppervlakkige vaten) | HVM: totale vatdichtheid (TVD), geperfuseerde vatdichtheid (PVD), op vatgrootte gestratificeerde dichtheid, vatbreedteverdeling, segmentcontinuïteit en ruimtelijke heterogeniteit. Kandidaat reflectantie-imaging: contrast van oppervlakkige vaten, segmentcontinuïteit en dichtheid van zichtbare vaten. | HVM visualiseert direct met rode bloedcellen gevulde microvaten en beschikt over de meest ontwikkelde standaarden voor sublinguale beeldacquisitie en -analyse. Cameragebaseerde reflectantie-imaging kan ondersteuning bieden bij het in kaart brengen van oppervlakkige vaten en ingebedde beeldanalyse. | HVM is gevoelig voor probedruk, beweging, speeksel, bellen, focus en verlichting. Definities en gemeten waarden zijn afhankelijk van drempelwaarden voor vatgrootte, clipselectie, software en analyseregels. Near-infrared reflectantie-imaging is niet gelijkwaardig aan HVM en kan de stroom van rode bloedcellen in haarvaten mogelijk niet resolveren. | Gevestigd: HVM-beoordeling van morfologie en dichtheid op de sublinguale locatie in de ICU. Kandidaat: reflectantie-imaging als input voor oppervlakkige vaten, waarvoor onafhankelijke construct- en criteriumvalidatie vereist is. | 5, 6, 8–10, 24–26 |
| Stroom en snelheid | HVM-perfusie- en stroomscore (PPV, MFI en stroomheterogeniteitsindex), beeldafgeleide snelheid van rode bloedcellen, laser-Doppler flowmetrie, laser speckle contrast imaging, cameragebaseerde fotoplethysmografie (opkomend) en regionale Doppler-sensoring (kandidaat input) | Proportie geperfuseerde vaten (PPV), semikwantitatieve microvasculaire stroomindex (MFI), stroomheterogeniteitsindex, beeldafgeleide snelheid van rode bloedcellen, perfusiegerelateerde flux of kaarten, pulsatiliteitsgerelateerde kenmerken en kandidaat regionale snelheidsgerelateerde signalen. | Biedt complementaire informatie over perfusie, ruimtelijke stroomheterogeniteit, snelheid en pulsatiele veranderingen. HVM biedt een gestandaardiseerde semikwantitatieve stroombeoordeling. | MFI is een semikwantitatieve stroomscore in plaats van een absolute maat voor de snelheid van rode bloedcellen. Afhankelijk van de modaliteit kunnen de resultaten relatief, regionaal of diepteafhankelijk zijn. Apparatuurkenmerken, analytische algoritmen, drempelwaarden voor vatgrootte, beweging, kalibratie, bemonsteringsdiepte, akoestische koppeling en insonatiehoek beïnvloeden allemaal de vergelijkbaarheid. | Gevestigd (beperkt tot HVM): sublinguale perfusie- en stroomscore. Beperkt/indirect: lasergebaseerde perfusiemethoden. Opkomend: fotoplethysmografie van de tongventraal. Kandidaat: regionale Doppler-sensoring die domeinoverstijgende validatie vereist. | 5, 6, 8, 29–31, 3, 40 |
| Oxygenatie | Near-infrared spectroscopie (NIRS); gekalibreerde multispectrale of spectroscopische benaderingen (optioneel) | Schattingen gerelateerd aan weefseloxygenatie en dynamische responsen tijdens gecontroleerde fysiologische perturbatie. | Biedt niet-invasieve trendanalyse en complementaire informatie over weefseloxygenatie. | Signalen zijn volume-gemiddelden en worden beïnvloed door bemonsteringsdiepte, optische eigenschappen van het weefsel, probedruk, omgevingslicht en apparaatspecifieke kalibratie. Individuele microvaten worden niet geresolveerd. | Beperkt/indirect op de sublinguale ICU-locatie. Geschikt als optionele complementaire oxygenatiemodule na kalibratie en fysiologische validatie; geen vervanging voor de beoordeling van vatmorfologie of stroom. | 27, 28 |
| Datakwaliteit | Consensusstandaarden voor acquisitie, scoringssystemen voor beeldkwaliteit en handmatige of deskundige kwaliteitsbeoordeling | Proportie geaccepteerde gegevens, redenen voor afwijzing, kwaliteitsvlaggen gerelateerd aan focus, beweging, druk, verlichting of secreties, acquisitiefaalkans en herhaalbaarheidsindicatoren. | Maakt de betrouwbaarheid van metingen, onzekerheid en redenen voor uitsluiting van gegevens expliciet. | Kwaliteitsdrempels zijn modaliteitsspecifiek. Elk geautomatiseerd kwaliteitsfilteringssysteem vereist onafhankelijke validatie tegen een vooraf vastgestelde referentiestandaard. | Gevestigd: overkoepelende HVM-acquisitie- en analysestandaarden. Toekomstige toepassing: geautomatiseerde kwaliteitsfiltering die onafhankelijke validatie vereist. | 5–10 |
| Optionele contextuele weefselgasmetingen | Transcutane koolstofdioxidemeting (contextueel; geen sublinguale imagingmethode) | Transcutane koolstofdioxidespanning, transcutaan-arterieel koolstofdioxideverschil en temporele trends. | Biedt continue, niet-invasieve contextuele informatie over ventilatie en kan hemodynamische beperking weerspiegelen wanneer geïnterpreteerd samen met arteriële metingen. | Visualiseert geen sublinguale microvasculaire morfologie of bloedcelstroom. Nauwkeurigheid hangt af van sensortemperatuur, equilibratie, kalibratie, huidperfusie en lokale weefselcondities. | Indirecte contextuele aanvulling: geen sublinguale monitoringmethode of kernmodule van het platform. | 32 |
Tabel 1: Gevestigde en kandidaat-meetcategorieën voor sublinguale microcirculatiebeoordeling aan het bed. De tabel vat representatieve meettechnieken, belangrijkste resultaten, belangrijkste sterke punten, beperkingen en artefacten, bewijsrijpheid, 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 meting. Eén enkele techniek kan bijdragen aan meer dan één categorie; daarom zijn deze categorieën niet wederzijds uitsluitend. HVM beschikt momenteel over de meest ontwikkelde standaarden voor sublinguale beeldacquisitie en analyse op de ICU. NIRS, lasergebaseerde methoden, cameragebaseerde reflectie-imaging, fotoplethysmografie, regionale Doppler-sensing 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-overeenkomstige 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 beeldverwerving en de rapportage van densiteits- en stroomgerelateerde HVM-variabelen gestandaardiseerd5,6. Vervolgrichtlijnen voor de methodiek hebben verder verduidelijkt hoe videoselectie en beeldkwaliteit de kwantitatieve analyse beïnvloeden8,9. Geautomatiseerde instrumenten, zoals MicroTools, kunnen de capillaire densiteit en de snelheid van rode bloedcellen kwantificeren, terwijl de handmatige werkdruk wordt verminderd33. Hoewel automatisering de analytische efficiëntie verbetert, elimineert het de noodzaak voor kwaliteitscontrole (quality gating), overeenstemmingstesten ten opzichte van expertbeoordelingen en evaluatie onder reële klinische omstandigheden aan het bed niet.
Binnen HVM omvatten de veelgeformuleerde variabelen de totale vaten-densiteit (TVD), de geperfundeerde vaten-densiteit (PVD), de proportie geperfundeerde vaten (PPV), de semikwantitatieve microvasculaire flow-index (MFI) en indices van ruimtelijke flow-heterogeniteit5,6. TVD en PVD kwantificeren respectievelijk de lengte van zichtbare en geperfundeerde vaten per eenheid beeldoppervlak. PPV representeert de proportie zichtbare vaten die als geperfundeerd zijn geclassificeerd, terwijl MFI de dominante 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 dienen de anatomische locatie, vaten-grootte-strata en diameter-afkapwaarden, het aantal en de duur van videoclips, criteria voor clipselectie en kwaliteit, de softwareversie en of de beeldanalyse handmatig, semiautomatisch of automatisch is uitgevoerd, vooraf te worden gespecificeerd5,6,8,9. Er mag niet van worden uitgegaan dat waarden die zijn gegenereerd met verschillende apparaten, analytische algoritmen, vaten-grootte-drempelwaarden of kwaliteits criteria uitwisselbaar zijn.
Door de auteur voorgesteld modulair framework
Het hieronder beschreven framework is door de auteur voorgesteld en is mede gebaseerd op het door de auteur openbaar gemaakte patent. Het is bedoeld om ontwikkelings- en validatievragen te organiseren, in plaats van superioriteit, volledigheid of klinische gereedheid te suggereren. 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 extra foutbronnen introduceert. De door de auteur voorgestelde architectuur is samengevat in Figuur 1.
Figuur 1Door de auteur voorgestelde modulaire sensorarchitectuur voor monitoring van de sublinguale microcirculatie aan het bed van de patiënt. Conceptuele modulaire sensorarchitectuur die optische sensing, regionale op Doppler gebaseerde sensing, secretiecontrole en sondepositionering, ingebedde verwerking en kwaliteitscontrole, draadloze gegevensoverdracht en outputs aan het bed tonen. Pijlen geven functionele koppelingen aan en impliceren geen gevalideerd serieel signaalpad. Het schema is niet op schaal getekend en stelt geen klinisch gevalideerd all-in-one apparaat voor. Het raamwerk is mede gebaseerd op het openbaar gemaakt patent, dat uitsluitend wordt geciteerd als illustratief ontwerpvoorbeeld en niet als bewijs van prestaties of klinische validiteit.34. 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, regelgevingsgereedheid, behandelvoordeel of klinische effectiviteit.
Binnen dit conceptuele kader zou nabij-infraroodcamera-imaging worden geëvalueerd als een input voor oppervlakkige vaten, in plaats van als een vervanging voor HVM of als een maat voor weefseloxygenatie. Op dezelfde manier zou een ultrasoon component waarschijnlijk een regionaal vasculair signaal verschaffen in plaats van een directe meting van de capillaire snelheid van rode bloedcellen. De interpretatie van dergelijke signalen zou afhangen van de bemonsteringsdiepte, akoestische koppeling, weefselbeweging, insonatiehoek, outputdefinitie en ruimtelijke registratie met het optische veld.
Het testen dient te beginnen op het niveau van de individuele module. Voor de optische evaluatie zijn eindpunten vereist die betrekking hebben op het contrast van de vaten, de stabiliteit van de verlichting, de reproduceerbaarheid van het gezichtsveld en de resistentie tegen artefacten door speeksel en druk. De evaluatie van snelheidsgerelateerde componenten vereist een vooraf gedefinieerd bemonsteringsvolume, stabiele meeteenheden, een beoordeling van de hoeksgevoeligheid en de signaal-ruisverhouding, en een vergelijking met een geschikte gekalibreerde stroomreferentie. De interface- en rapportagemodules vereisen een afzonderlijke evaluatie van de secretiecontrole, de contactdruk, het gebruikerscomfort, het contaminatierisico, de verwerkingsvertraging, de synchronisatie, het 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-input. 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 ervan en een expliciete verklaring van onzekerheid of acquisitiefout.
Figuur 2Door de auteur voorgestelde workflow aan het bed voor sublinguale microcirculatiemonitoring. 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 weergegeven als een complementaire input en wordt niet beschouwd als een vereist onderdeel van de kernarchitectuur van de sensoren. De getoonde outputs vertegenwoordigen 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 bewust beknopt zijn. Een redelijke startset omvat één dichtheidsgerelateerde maatstaf, één perfusie- of flowpatroonmaatstaf wanneer de flow oplosbaar is, een regionale snelheidschatting uitsluitend 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 universele drempelwaarden toe te passen over apparaten of patiëntenpopulaties heen.
Meetresultaten moeten strikt gescheiden blijven van behandeladviezen. Een abnormale meting zou eerst moeten leiden tot een bevestiging van de signaalkwaliteit en, indien mogelijk, een herhaalde acquisitie. Als de abnormaliteit aanhoudt, kan dit aanleiding geven tot een herbeoordeling van de systemische hemodynamiek, de huidige dosis vasoactieve medicatie, de hemoglobineconcentratie, de oxygenatie, de temperatuur, de ventilatie en mogelijke lokale artefacten. Het mag niet automatisch leiden tot vloeistoftoediening of wijzigingen in de vasoactieve therapie.
Prestatiegegevens 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, de segmentcontinuïteit en de 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 NIRS-component is geïntegreerd. Voor alle meetdomeinen moet de kwaliteitsrapportage het aandeel bruikbare gegevens, redenen voor gegevensverwerping, acquisitietijd, artefactvlaggen en ontbrekende segmenten of segmenten die niet ruimtelijk gecoregistreerd kunnen worden, 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 observaties als onafhankelijk zou daarom leiden tot kunstmatig nauwe schattingen van de onzekerheid. Het model voor de intraclass correlatiecoëfficiënt, de definitie van overeenstemming en de structuur van de beoordelaars moeten vooraf worden gespecificeerd. Binnen-subject variatiecoëfficiënten, test-hertest bias en Bland-Altman grenzen van overeenstemming moeten worden geschat met methoden die rekening houden met herhaalde observaties binnen elke deelnemer. De kleinste detecteerbare verandering kwantificeert de meetfout en mag niet worden geïnterpreteerd als een klinisch belangrijke verandering, tenzij de overeenkomstige klinische drempelwaarde onafhankelijk is vastgesteld.
Benchmarkvergelijkingen moeten worden afgestemd op het specifieke signaal dat wordt geëvalueerd. Resultaten van morfologie en stroompatronen kunnen worden vergeleken met door experts beoordeelde HVM-analyses of consensusannotaties. Snelheidsschattingen vereisen stroomphantomen, gecontroleerde Doppler-referentiemethoden of gekalibreerde beeldgebaseerde tracking. Zuurstofmetingen vereisen een passend weefseloxygenatieprotocol met gecontroleerde fysiologische perturbatie. Optionele weefselgasmetingen vereisen een geschikte gasspanningsreferentie. Module voor gegevensoverdracht en rapportage moeten daarnaast worden geëvalueerd op tijdstempelintegriteit, toegangscontrole, gegevensverlies, controleerbaarheid en interoperabiliteit. Deze voorgestelde benchmarkvergelijkingen en interpretatie-overwegingen zijn samengevat in Tabel 2.
| Door auteur voorgestelde module en primaire functie | Huidig principe of beperking | Ontwerpoverweging | Kandidaat rapporteerbare outputs | Kwaliteits- en veiligheidscontroles | Validatie- en reproduceerbaarheidseindpunten | Domein-overeenkomende benchmark en interpretatiewaarschuwing |
| Beeldevangst van oppervlaktewatervaten (morfologie en dichtheid) | Handheld vitale microscopie (HVM) visualiseert direct met rode bloedcellen gevulde microvaten, maar is gevoelig voor probe-druk, beweging, speeksel, bellen, focus en verlichting. Cameragebaseerde nabij-infrarood reflectantie-beeldvorming blijft een kandidaatbenadering voor oppervlaktewatervaten. | Gecontroleerde verlichting, reproduceerbaar gezichtsveld, positioneringsondersteuning, expliciete kwaliteitsfiltering en ruimtelijke registratie alleen wanneer multimodale fusie is bedoeld. | Dichtheid van zichtbare vaten; dichtheid van geperfuseerde vaten alleen wanneer de flow direct is vastgesteld; vaatbreedteverdeling; segmentcontinuïteit; ruimtelijke heterogeniteit. | Focus, verlichting, beweging, compressie, hoeveelheid secrecies, proportie geaccepteerde gegevens en ontbrekende segmenten of segmenten die niet ruimtelijk gecoregistreerd kunnen worden. | Optische resolutie; stabiliteit van de verlichting; reproduceerbaarheid van het gezichtsveld; registratiefout wanneer multimodale fusie is bedoeld; overeenstemming met door experts beoordeelde HVM; robuustheid tegen artefacten; en faalpercentage bij acquisitie. | Door experts beoordeelde HVM of consensusannotatie. Associaties vastgesteld met HVM mogen niet worden geëxtrapoleerd naar nabij-infrarood reflectantie-beeldvorming zonder onafhankelijke construct- en criteriumvalidatie. |
| Regionale Doppler-afgeleide sensoren (flow en snelheid) | Regionale Doppler-sensoren zijn een kandidaat-input voor snelheid in plaats van een gevestigde sublinguale microvasculaire meting en worden beïnvloed door de insonatiehoek, bemonsteringsdiepte, akoestische koppeling en beweging. | Gestandaardiseerde probe-geometrie, metadata over hoek en diepte, gesynchroniseerde acquisitie en zichtbare feedback over signaalkwaliteit. | Regionale surrogaat voor snelheid; pulsatiliteitsgerelateerde variabelen; temporele variabiliteit. | Geldigheid van hoek en diepte, signaal-ruisverhouding, koppelingstest, bewegingsindicator, spectrale volledigheid en synchronisatiefout. | Lineariteit van flow-fantoom; hoekgevoeligheid; stabiliteit van de bemonsteringsdiepte; overeenstemming met gecontroleerde Doppler- of gekalibreerde beeldgebaseerde snelheidsreferenties; synchronisatieprestaties; en faalpercentage bij acquisitie. | Gekalibreerd flow-fantoom, referentie-Doppler-methode of gekalibreerde beeldgebaseerde snelheidsmethode. Regionale Doppler-signalen moeten worden geïnterpreteerd als regionaal en diepteafhankelijk, en niet als directe maten van de capillaire snelheid van rode bloedcellen. |
| Optionele gekalibreerde oxygenatiemodule (oxygenatie) | Nabij-infrarood spectroscopie (NIRS) biedt volume-gemiddelde oxygenatie-gerelateerde signalen, maar wordt beïnvloed door bemonsteringsdiepte, optische eigenschappen van weefsel, probe-druk, omgevingslicht en apparaatkalibratie. Individuele microvaten worden niet gevisualiseerd. | Optionele gekalibreerde multispectrale of NIRS-module, analytisch gescheiden gehouden van cameragebaseerde reflectantie-beeldvorming. | Weefseloxygenatie-gerelateerde waarde; herstelhelling of hersteloppervlakte tijdens een gecontroleerde fysiologische perturbatie; trend binnen de patiënt. | Optische koppeling, controle van omgevingslicht, drukindicator, kalibratiestatus, signaaldrift en fysiologische plausibiliteit. | Optisch-fantoomkalibratie; gecontroleerde fysiologische perturbatie; overeenstemming met een passende referentiemethode voor weefseloxygenatie; responstijd; signaaldrift; en kalibratiestabiliteit. | Referentieprotocol voor weefseloxygenatie of geaccepteerde fysiologische perturbatie. Oxygenatiemetingen zijn complementair en mogen niet worden geïnterpreteerd als directe maten van capillaire morfologie of bloedcelstroom. |
| Stabilisatie en acquisitie van de mucosale interface (datakwaliteit en veiligheid) | Vrijhandig probe-contact, variabele locatiekeuze, orale secreties en ongecontroleerde druk kunnen weefselcompressie, beweging, contaminatie en reproduceerbaarheidsartefacten veroorzaken. | Controle van secreties, atraumatische contactinterface, positie- en drukondersteuning, anatomisch gestuurde locatiekeuze, prompts voor heracquisitie en gevalideerde disposable barrières of gevalideerde reinigings- en desinfectieprocedures. | Proportie geaccepteerde gegevens; acquisitieduur; reden voor acquisitiefout; contactdrukindicator; hoeveelheid secreties; locatie-identificatie. | Bevestiging van druk en locatie, 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 bij heracquisitie op dezelfde locatie; en beoordeling van de leercurve. | Gestandaardiseerd HVM-acquisitieprotocol of een andere vooraf gespecificeerde acquisiststandaard. Verbeteringen in acquisitiekwaliteit en veiligheid moeten worden aangetoond in plaats van verondersteld. |
| Ingebouwde analyses en kwaliteitsfiltering (verwerking en onzekerheid) | Offline of semi-geautomatiseerde analyse kan vertraagd zijn en worden beïnvloed door subjectieve clipselectie, algoritmekeuze en niet-transparante gegevensuitsluiting. | On-device of edge-verwerking met expliciete kwaliteitsfilters, zichtbare redenen voor afwijzing, modulaire algoritmen, weergave van onzekerheid, versiebeheer en een auditeerbaar register. | Kwaliteitsgoedgekeurde fysiologische metingen; fracties geaccepteerde en afgewezen gegevens; onzekerheidsindicator; reden voor afwijzing; algoritmeversie. | Vooraf gespecificeerde kwaliteitsdrempels, foutindicator, afhandeling van ontbrekende gegevens, logging van handmatige oversturing, versievolging en een out-of-distribution indicator 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; faalmodusanalyse; 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 (workflow-integratie) | Handmatige data-export en vertraagde documentatie kunnen leiden tot geïsoleerde waarden, onvolledige metadata, inconsistente eenheden en beperkte traceerbaarheid. | Gestructureerd rapport aan het bed met tijdstempel-trends, kwaliteits- en onzekerheidsindicatoren bij elke waarde, gestandaardiseerde data-export, gecontroleerde toegang, encryptie en een audit trail. | Huidige waarde; vooraf gespecificeerde basislijn of referentiemeting; absolute en relatieve verandering binnen de patiënt; tijd sinds de vorige meting; kwaliteitsvlag; onzekerheidsindicator; reden voor acquisitiefout; gestructureerde data-export. | Integriteit van tijdstempels, volledigheid van eenheden en metadata, dataverlies-testen, encryptie, toegangscontrole, auditeerbaarheid en exportvalidatie. | End-to-end latentie; exportnauwkeurigheid; dataintegriteit; interoperabiliteit; menselijke-factoren-testen; consistentie van weergave over apparaten of locaties; en testen van gebruikersbegrip. | Eisen voor klinische informatiesystemen en menselijke factoren. 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. | Onder supervisie van de clinicus verlopend traject van bevestigen-herhalen-herbeoordelen met vooraf gespecificeerde triggers voor herhaalde meting of herbeoordeling, escalatie- en stopregels, en documentatie van handmatige oversturing door de clinicus. | Vroege fase: voltooiing van herhaalde meting of herbeoordeling, wijzigingen in management, vooraf gespecificeerde potentieel ongepaste interventies, protocolafwijkingen en apparaatgerelateerde adverse events. Latere fase: patiëntgerichte uitkomsten. | Protocolnaleving, voltooiing van herhaalde metingen, redenen voor oversturing door de clinicus, protocolafwijkingen, surveillance van adverse events en volledigheid van gegevens. | Prospectieve haalbaarheids- en menselijke-factorenstudies, gevolgd door, indien gerechtvaardigd, een door besluitvorming getriggerde vergelijkende evaluatie; getrouwheid van de workflow; trainingseffecten; reproduceerbaarheid over patiëntengroepen en faalscenario'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 sublinguale microcirculatiebewaking aan het bed. De tabel vat de door de auteur voorgestelde bewakingsmodules samen, de 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 voor analytische validiteit, veiligheid, haalbaarheid, regelgevende gereedheid of klinische effectiviteit. Alle potentiële output, kwaliteits- en veiligheidsbeoordelingen, validatie-eindpunten, reproduceerbaarheidstargets 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, verlichtingsstabiliteit, signaal-ruisverhouding, Dopplerhoekgevoeligheid, registratiefout, verwerkingsvertraging, batterijprestaties, gegevensintegriteit en relevante elektrische en akoestische veiligheid verifiëren. De tweede fase zou de acquisitietijd, het gebruikerscomfort, de beheersing van secreties, redenen voor acquisitiefalen en de intra- en interoperator repeatabiliteit evalueren in simulatiestudies of gecontroleerde onderzoeken met vrijwilligers. Het gefaseerde validatietraject is samengevat in Figuur 3.
Figuur 3Door de auteur voorgesteld gefaseerd validatiepad voor sublinguale microcirculatiemonitoring aan het bed. Conceptuele validatieprocedure die verloopt van bench- en fantomtesten en gecontroleerde reproduceerbaarheidstesten naar domeingespecificeerde analytische validatie, haalbaarheid en bruikbaarheid op de intensive care afdeling, en prospectieve evaluatie van klinisch nut en veiligheid. De geselecteerde eindpunten zijn als illustratieve voorbeelden gegeven en vormen geen uitputtende validatiechecklist. Afkorting: ICU, intensive care unit. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
De derde fase bepaalt 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 uitvalpercentages informatiever dan correlatie alleen. Bewijs dat met HVM is verkregen, mag niet automatisch worden overgedragen naar nabij-infrarood camera-imaging, NIRS of Doppler-afgeleide signalen.
In de vierde fase zou de haalbaarheid op de IC worden geëvalueerd, inclusief de prestaties tijdens mechanische ventilatie, oedeem, shock, beperkte orale toegang, overmatige secretie en bewegingen van de patiënt. Mislukte acquisities en mucosele bijwerkingen moeten worden gerapporteerd in plaats van worden uitgesloten van de prestatieanalyses. De vijfde fase zou de klinische bruikbaarheid en veiligheid evalueren. De eerste onderzoeken kunnen zich richten op procesuitkomsten, onjuiste interventies en apparaatgerelateerde gebeurtenissen voordat grotere studies patiëntgerichte uitkomsten beoordelen. De criteria voor voortgang moeten vóór de data-analyse worden vastgesteld.
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 zijn 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 herstel van de bloeddruk. De respons op vochttoediening blijft echter heterogeen, en een gunstige gemiddelde respons mag niet worden aangenomen voor individuele patiënten15,16. Overzichtsartikelen over reanimatie onder leiding van de microcirculatie beschouwen bedside-monitoring dan ook als veelbelovend, maar nog niet geschikt om routinematige behandelbeslissingen 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. Vergelijkbaar hiermee zijn in de perioperatieve en cardiologische intensive care herhaalde IDF-metingen gebruikt om sublinguale microcirculatoire veranderingen te karakteriseren tijdens het postoperatieve herstel na hartchirurgie26. Momenteel moet deze toepassing worden beschouwd als verkennend en niet als een gevestelde basis voor klinische besluitvorming.
In alle klinische settings moet een aanhoudende abnormaliteit bij voorkeur worden geïnterpreteerd 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
Omstandigheden op de ICU zijn aanzienlijk minder gecontroleerd dan die in laboratoriumexperimenten of studies met vrijwilligers. Secretie, beperkte toegang tot de mondholte, oedeem, beweging van de patiënt en variabele contactdruk kunnen allemaal de signaalkwaliteit verslechteren. 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 hinderen. Bijgevolg zijn de uitvalpercentages 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, reiniging of barrières voor eenmalig gebruik, kruisbesmetting, elektrische en akoestische blootstelling en compatibiliteit met infectiepreventiepraktijken op de ICU evalueren. Draadloze communicatie- en rapportagefuncties vereisen daarnaast een beoordeling van versleuteling, toegangscontrole, tijdstempelintegriteit, audit trails, veerkracht tegen gegevensverlies en veilige integratie met klinische informatiesystemen.
Toekomstige ontwikkeling kan worden voortgezet volgens drie praktische prioriteiten. Ten eerste: behoud alleen outputs met een duidelijke fysiologische betekenis en een acceptabele herhaalbaarheid. Ten tweede: toon de redenen voor afwijzing en de meetonzekerheid naast elk gerapporteerd resultaat. Ten derde: integreer individuele modules pas nadat elk van hen onafhankelijke haalbaarheid heeft aangetoond. Op 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 herbeoordelingsproces.
Beperkingen van deze review
Voor deze review is gebruikgemaakt van gerichte literatuurzoekopdrachten, inclusief een gefocuste update vóór de definitieve indiening van het manuscript, in plaats van een protocol voor een systematische review; 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 de review meetmodaliteiten niet vergelijken op basis van gepoelde diagnostische accuratesse 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 gereidheid of het klinische voordeel van die architectuur. Verschillende voorgestelde eindpunten en progressiecriteria zijn aanbevelingen van de auteurs die empirische validatie vereisen. Bijgevolg moet deze review worden geïnterpreteerd als een gestructureerde synthese van huidige meetbenaderingen en validatieprioriteiten, en niet als bewijs dat een geïntegreerd monitoringsysteem klinisch effectief is.
Conclusies
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
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
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
- Lundy DJ, Trzeciak S. Microcirculatory dysfunction in sepsis. Crit Care Nurs Clin North Am. 2011;23:67-77.
- Miranda M, Balarini M, Caixeta D, Bouskela E. Microcirculatory dysfunction in sepsis: pathophysiology, clinical monitoring, and potential therapies. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2016;311:H24-H35.
- González R, Urbano J, López-Herce J. Resuscitating the macro- vs. microcirculation in septic shock. Curr Opin Pediatr. 2024;36:274-281.
- Ince C. Hemodynamic coherence and the rationale for monitoring the microcirculation. Crit Care. 2015;19(Suppl 3):S8.
- De Backer D, et al. How to evaluate the microcirculation: report of a round table conference. Crit Care. 2007;11:R101.
- Ince C, et al. Second consensus on the assessment of sublingual microcirculation in critically ill patients: results from a task force of the European Society of Intensive Care Medicine. Intensive Care Med. 2018;44:281-299.
- Dilken O, Ergin B, Ince C. Assessment of sublingual microcirculation in critically ill patients: consensus and debate. Ann Transl Med. 2020;8:793.
- Massey MJ, Shapiro NI. A guide to human in vivo microcirculatory flow image analysis. Crit Care. 2016;20:35.
- Massey MJ, et al. The microcirculation image quality score: development and preliminary evaluation of a proposed approach to grading quality of image acquisition for bedside videomicroscopy. J Crit Care. 2013;28:913-917.
- Damiani E, et al. Impact of microcirculatory video quality on the evaluation of sublingual microcirculation in critically ill patients. J Clin Monit Comput. 2017;31:981-988.
- Pan P, et al. Role of combining peripheral with sublingual perfusion on evaluating microcirculation and predicting prognosis in patients with septic shock. Chin Med J (Engl). 2018;131:1158-1166.
- Hernandez G, et al. Severe abnormalities in microvascular perfused vessel density are associated to organ dysfunction and mortality and can be predicted by hyperlactatemia and norepinephrine requirements in septic shock patients. J Crit Care. 2013;28:538.e9-538.e14.
- Bruno RR, et al. Sublingual microcirculatory assessment on admission independently predicts the outcome of old intensive care patients suffering from shock. Sci Rep. 2024;14:25668.
- Bruno RR, et al. Direct assessment of microcirculation in shock: a randomized controlled multicenter study. Intensive Care Med. 2023;49:645-655.
- Cusack R, O'Neill S, Martin-Loeches I. Effects of fluids on the sublingual microcirculation in sepsis. J Clin Med. 2022;11:7277.
- Dubin A. Effects of fluids on sublingual microcirculation: a point-of-view review. Ann Intensive Care. 2025;15:178.
- Damiani E, et al. Microcirculation-guided resuscitation in sepsis: the next frontier? Front Med (Lausanne). 2023;10:1212321.
- Güven G, et al. Morphologic mapping of the sublingual microcirculation in healthy volunteers. J Vasc Res. 2022;59:199-208.
- Uz Z, et al. Identifying a sublingual triangle as the ideal site for assessment of sublingual microcirculation. J Clin Monit Comput. 2023;37:639-649.
- Wadowski PP, et al. Sublingual functional capillary rarefaction in chronic heart failure. Eur J Clin Invest. 2018;48:e12869.
- Palágyi P, et al. Monitoring microcirculatory blood flow with a new sublingual tonometer in a porcine model of hemorrhagic shock. Biomed Res Int. 2015;2015:847152.
- Hessler M, et al. Monitoring of conjunctival microcirculation reflects sublingual microcirculation in ovine septic and hemorrhagic shock. Shock. 2019;51:479-486.
- Kanoore Edul VS, et al. Dissociation between sublingual and gut microcirculation in the response to a fluid challenge in postoperative patients with abdominal sepsis. Ann Intensive Care. 2014;4:39.
- Groner W, et al. Orthogonal polarization spectral imaging: a new method for study of the microcirculation. Nat Med. 1999;5:1209-1212.
- Goedhart PT, et al. Sidestream dark field imaging: a novel stroboscopic LED ring-based imaging modality for clinical assessment of the microcirculation. Opt Express. 2007;15:15101-15114.
- Uz Z, et al. Recruitment of sublingual microcirculation using handheld incident dark field imaging as a routine measurement tool during the postoperative de-escalation phase: a pilot study in post-ICU cardiac surgery patients. Perioper Med (Lond). 2018;7:18.
- Marin T, Moore J. Understanding near-infrared spectroscopy: an update. Crit Care Nurs Clin North Am. 2024;36:41-50.
- Steenhaut K, et al. Evaluation of different near-infrared spectroscopy technologies for assessment of tissue oxygen saturation during a vascular occlusion test. J Clin Monit Comput. 2017;31:1151-1158.
- Do Amaral Tafner PF, et al. Recent advances in bedside microcirculation assessment in critically ill patients. Rev Bras Ter Intensiva. 2017;29:238-247.
- Heeman W, Steenbergen W, van Dam GM, Boerma EC. Clinical applications of laser speckle contrast imaging: a review. J Biomed Opt. 2019;24:080901.
- Uribe Acevedo R, et al. Non-invasive assessment of sublingual microcirculation using flow derived from green light PPG: evaluation and reference values. J Biomed Opt. 2024;29:017001.
- Mari A, et al. Transcutaneous PCO₂ monitoring in critically ill patients: update and perspectives. J Thorac Dis. 2019;11(Suppl 11):S1558-S1567.
- Hilty MP, et al. MicroTools enables automated quantification of capillary density and red blood cell velocity in handheld vital microscopy. Commun Biol. 2019;2:217.
- Jiang S, Zheng Y, Li C, inventors; Zhejiang University, assignee. Sublingual microcirculation detection device, sublingual microcirculation detection system and processing method thereof. United States patent US 11,877,886 B2. January 23, 2024.
- Goldsack JC, et al. Verification, analytical validation, and clinical validation (V3): the foundation of determining fit-for-purpose for Biometric Monitoring Technologies (BioMeTs). NPJ Digit Med. 2020;3:55.
- Vasey B, et al. Reporting guideline for the early-stage clinical evaluation of decision support systems driven by artificial intelligence: DECIDE-AI. Nat Med. 2022;28:924-933.
- Liu X, et al. Reporting guidelines for clinical trial reports for interventions involving artificial intelligence: the CONSORT-AI extension. Nat Med. 2020;26:1364-1374.
- Lee YLL, et al. Evaluation of microvascular perfusion and resuscitation after severe injury. Am Surg. 2015;81:1272-1278.
- Verkruysse W, Svaasand LO, Nelson JS. Remote plethysmographic imaging using ambient light. Opt Express. 2008;16:21434-21445.
- Saad AA, Loupas T, Shapiro LG. Computer vision approach for ultrasound Doppler angle estimation. J Digit Imaging. 2009;22:681-688.